Frekvence Teslovy cívky. malá tesla cívka

Tesla cívka se skládá ze dvou cívek L1 a L2, které vysílají velký proudový impuls do cívky L1. Tesla cívky nemají jádro. Na primárním vinutí je navinuto více než 10 závitů. Sekundární vinutí má tisíc otáček. Pro minimalizaci ztrát jisker je také přidán kondenzátor.

Tesla cívka produkuje velký transformační poměr. Překračuje poměr počtu závitů druhé cívky k první. Rozdíl výstupního potenciálu Teslovy cívky je více než několik milionů voltů. Tím vznikají takové výboje elektrický proudže efekt je velkolepý. Výboje jsou dlouhé několik metrů.

Princip Tesla Coil

Abyste pochopili, jak Tesla cívka funguje, musíte si zapamatovat pravidlo elektroniky: je lepší jednou vidět, než stokrát slyšet. Obvod Teslovy cívky je jednoduchý. Toto jednoduché Tesla cívkové zařízení vytváří streamery.

Z vysokonapěťového konce Teslovy cívky vyletí streamer. nachový. Kolem něj je podivné pole, které rozzáří zářivku, která není zapojená a je v tomto poli.

Streamer je ztráta energie v cívce Tesla. Nikola Tesla se snažil zbavit streamerů připojením ke kondenzátoru. Bez kondenzátoru není streamer a lampa svítí jasněji.

Tesla cívku lze nazvat hračkou, kdo ukazuje zajímavý efekt. Ohromuje lidi svými mocnými jiskrami. Navrhování transformátoru je zajímavá záležitost. V jednom zařízení se kombinují různé účinky fyziky. Lidé nechápou, jak cívka funguje.

Teslova cívka má dvě vinutí. Napětí je na prvním místě střídavý proud A, které vytváří proudové pole. Energie se přenáší do druhé cívky. Podobná akce pro transformátor.

Druhá cívka a tvar C s dávají oscilace sčítající náboj. Po nějakou dobu je energie držena v rozdílu potenciálů. Čím více energie vložíme, tím větší bude rozdíl potenciálů na výstupu.

Hlavní vlastnosti Teslovy cívky:

Frekvence druhého okruhu.
Koeficient obou cívek.
Q faktor.

Koeficient vazby určuje rychlost přenosu energie z jednoho vinutí na sekundární. Faktor kvality udává dobu zachování energie obvodu.

Podoba s houpačkou

Pro lepší pochopení akumulace, velkého rozdílu potenciálu v obvodu, si představte, že operátor houpe. Stejný oscilační obvod a osoba slouží jako primární cívka. Kyvný zdvih je elektrický proud ve druhém vinutí a vzestup je rozdíl potenciálů.

Pohon se houpe, přenáší energii. Několikrát silně zrychlili a stoupali velmi vysoko, soustředili v sobě hodně energie. Stejný efekt nastává u Teslovy cívky, dochází k přebytku energie, dochází k průrazu a je vidět krásný streamer.

Musíte houpat houpačky v souladu s rytmem. Rezonanční frekvence je počet vibrací za sekundu.

Délka trajektorie švihu je určena vazebným koeficientem. Pokud houpačkou rozhoupete, rychle se rozhoupou a přesunou se přesně na délku lidské paže. Tento koeficient je jedna. V našem případě je Tesla cívka se zvýšeným koeficientem stejná.

Člověk tlačí na houpačku, ale neudrží ji, pak je koeficient vazby malý, houpačka se posune ještě dál. Rozhoupat je trvá déle, ale nevyžaduje sílu. Koeficient vazby je tím větší, čím rychleji se energie akumuluje v obvodu. Potenciální rozdíl na výstupu je menší.

Faktor kvality - opak tření na příkladu houpačky. Když je tření velké, faktor kvality je malý. To znamená, že faktor kvality a koeficient jsou konzistentní pro největší výšku švihu nebo největší streamer. V transformátoru druhého vinutí Teslovy cívky je činitel jakosti proměnnou hodnotou. Je těžké se shodnout na dvou hodnotách, vybírá se jako výsledek experimentů.

Hlavní Tesla cívky

Tesla vyrobil jeden typ cívky s jiskřištěm. Hodně se zlepšila základna prvků, objevilo se mnoho druhů cívek, v podobizně se jim také říká Tesla cívky. Druhy se také nazývají anglicky, zkratky. V ruštině se jim říká zkratky, bez překladu.

Tesla cívka s jiskřištěm. Toto je počáteční konvenční konstrukce. S malým výkonem jsou to dva dráty. S velkou moc- svodiče s rotací, komplexní. Tyto transformátory jsou dobré, pokud potřebujete výkonný streamer.
Rádiový trubkový transformátor. Běží hladce a dává zahuštěné streamery. Takové cívky se používají pro Teslu vysoká frekvence vypadají jako pochodně.
cívka zapnutá polovodičová zařízení. Jedná se o tranzistory. Transformátory pracují neustále. Pohled je jiný. Tento naviják se snadno ovládá.
Rezonanční cívky v počtu dvou kusů. Klíčem jsou polovodiče. Tyto cívky se nejobtížněji ladí. Délka streamerů je menší než u jiskřiště, hůře se ovládají.

Aby bylo možné ovládat pohled, vytvořili jsme přerušovač. Toto zařízení bylo zpomaleno, aby byl čas na nabití kondenzátorů, na snížení teploty terminálu. Tím se prodloužila délka výbojů. V současné době existují další možnosti (hraní hudby).

Hlavní prvky Teslovy cívky

V různých provedeních jsou hlavní rysy a detaily společné.

Toroid- má 3 možnosti.První je redukce rezonance.
Druhým je akumulace energie výboje. Čím větší je toroid, tím více energie obsahuje. Toroid uvolňuje energii, posiluje ji. Tento jev bude výhodný, pokud se použije přerušovač.
Třetím je vytvoření pole se statickou elektřinou, odpuzující od druhého vinutí cívky. Tuto možnost provádí samotná druhá cívka. Pomáhá jí toroid. Kvůli odpuzování streameru polem netrefí krátkou cestu k druhému vinutí. Z použití toroidu jsou užitečné pulzně čerpané cívky s přerušovači. Hodnota vnějšího průměru toroidu je dvojnásobek druhého vinutí.
Toroidy mohou být vyrobeny z vlnitých a jiných materiálů.
sekundární cívka- základní součást Tesly.
Délka je pětkrát větší než průměr přadena.
Průměr drátu je vypočítán, na druhé vinutí se vejde 1000 závitů, závity jsou pevně navinuty.
Cívka je lakovaná, aby byla chráněna před poškozením. Lze nanášet v tenké vrstvě.
Rám je vyroben z PVC kanalizačních trubek, které se prodávají ve stavebnictví.
Prsten ochrany- slouží k tomu, aby se streamer dostal do prvního návinu bez jeho poškození. Kroužek je umístěn na cívce Tesla, streamer je delší než druhé vinutí. Vypadá jako cívka měděného drátu, silnější než drát prvního vinutí, je uzemněna kabelem k zemi.
Primární vinutí- vytvořeno z měděné trubky používané v klimatizacích. Má nízkou odolnost proti vysoký proud snadno se po něm chodilo. Tloušťka trubky se nepočítá, berou asi 5-6 mm. Drát pro primární vinutí se používá s velkým průřezem.
Vzdálenost od sekundárního vinutí se volí na základě přítomnosti požadovaného vazebního koeficientu.
Vinutí je nastavitelné, když je definován první okruh. Umístěním, posunutím upravíte hodnotu frekvence primárního dílu.
Tato vinutí jsou vyrobena ve formě válce, kužele.

základy je důležitou součástí.
Streamery dopadnou na zem, uzavřou proud.
Bude nedostatečné uzemnění, pak streamery narazí na cívku.

Cívky jsou připojeny k napájení přes zem.

Je zde možnost připojení napájení z jiného transformátoru. Tato metoda se nazývá „magnifer“.

Bipolární Teslovy cívky vytvářejí výboj mezi konci sekundárního vinutí. To způsobí zkratový proud bez uzemnění.

U transformátoru se uzemnění používá jako uzemnění s velkým předmětem, který vede elektrický proud - jedná se o protizávaží. Existuje jen málo takových struktur, jsou nebezpečné, protože mezi zemí je vysoký potenciálový rozdíl. Kapacita od protizávaží a okolních věcí je negativně ovlivňuje.

Toto pravidlo platí pro sekundární vinutí, jejichž délka je 5x větší než průměr a výkon do 20 kVA.

Jak vyrobit něco velkolepého podle Teslových vynálezů? Při pohledu na jeho nápady a vynálezy bude Tesla cívka vyrobena ručně.

Je to transformátor, který vytváří vysokého napětí. Můžete se dotknout jiskry, žárovek.

K výrobě potřebujeme měděný drát ve smaltu o průměru 0,15 mm. Postačí jakákoliv od 0,1 do 0,3 mm. Potřebujete asi dvě stě metrů. Dá se získat z různých zařízení, například z transformátorů, nebo koupit na trhu, bude to lepší. Budete také potřebovat několik rámů. Za prvé je to rám pro sekundární vinutí. Perfektní možnost- jedná se o 5 metrovou kanalizační trubku, ale postačí cokoliv o průměru 4 až 7 cm, délce 15-30 cm.

Pro primární cívku budete potřebovat rám o několik centimetrů větší než první. Budete také potřebovat několik rádiových komponent. Jedná se o tranzistor D13007 nebo jeho analogy, malá deska, několik odporů, 5,75 kiloohmů 0,25 W.

Drát namotáme na rám na cca 1000 závitů bez přesahů, bez velkých mezer, opatrně. Dá se zvládnout za 2 hodiny. Po dokončení návinu přetřeme vinutí lakem ve více vrstvách, případně jiným materiálem, aby se nestalo nepoužitelným.

Namotáme první cívku. Je navinutý na rámu více a je navinut drátem o průměru 1 mm. Zde je vhodný drát, asi 10 závitů.

Pokud je vyroben transformátor jednoduchého typu, pak jeho složení jsou dvě cívky bez jádra. Na prvním vinutí je asi deset závitů tlustého drátu, na druhém - nejméně tisíc závitů. Při výrobě má Tesla cívka s vlastními rukama koeficient desetkrát větší než počet závitů druhého a prvního vinutí.

Výstupní napětí transformátoru dosáhne milionů voltů. To poskytuje krásný pohled na několik metrů.

Je obtížné navinout Tesla cívku vlastníma rukama. Ještě obtížnější je vytvořit vzhled kotouče, který zaujme diváky.

Nejprve se musíte rozhodnout pro napájení několika kilovoltů, připevnit jej ke kondenzátoru. S přebytkem kapacity se mění hodnota parametrů diodového můstku. Dále je vybráno jiskřiště pro vytvoření efektu.

Dva dráty jsou drženy pohromadě, holé konce otočené na stranu.
Mezera je nastavena na rychlost proražení mírně vyššího napětí daného potenciálového rozdílu. U střídavého proudu bude rozdíl potenciálů vyšší než určitý.
Napájení pro kutily je připojeno k cívce Tesla.
Sekundární vinutí o 200 závitech je navinuto na trubce z izolačního materiálu. Pokud je vše provedeno podle pravidel, bude vypouštění dobré, s větvemi.
Uzemnění druhé cívky.

Ukazuje se Tesla cívka s vlastními rukama, kterou si můžete vyrobit doma se základními znalostmi elektřiny.

Bezpečnost

Sekundární vinutí je pod napětím, schopné zabít člověka. Průrazný proud dosahuje stovek ampér. Člověk může přežít až 10 ampérů, takže nezapomeňte na ochranné kožešiny.

Výpočet Tesla cívky

Bez výpočtů je možné vyrobit předimenzovaný transformátor, ale jiskrové výboje silně ohřívají vzduch a vytvářejí hromy. Elektrické pole vyřadí z provozu elektrické spotřebiče, proto musí být transformátor umístěn stranou.

Pro výpočet délky oblouku a výkonu se vzdálenost mezi dráty elektrod v cm vydělí 4,25, pak se umocní na druhou, získá se výkon (W).

Pro určení vzdálenosti se druhá odmocnina mocniny vynásobí 4,25. Vinutí, které vytváří obloukový výboj 1,5 metru, by mělo dostat výkon 1246 wattů. Vinutí o výkonu 1 kW vytváří jiskru dlouhou 1,37 m.

Bifilární Tesla cívka

Tato metoda vinutí drátu distribuuje větší kapacitu než standardní vinutí.

Takové cívky způsobují aproximaci závitů. Gradient je kuželovitý, není plochý, uprostřed cívky nebo s poklesem.

Proudová kapacita se nemění. Vlivem sbíhavosti úseků se při kmitání zvětšuje potenciálový rozdíl mezi závity. Proto je kapacitní odpor při vysoká frekvence se několikrát sníží a kapacita se zvýší.

Pište komentáře, doplnění článku, možná mi něco uniklo. Mrkněte na , budu rád, když na mě najdete něco dalšího užitečného.

Jedním ze slavných vynálezů Nikoly Tesly byla Teslova cívka. Tento vynález je rezonanční transformátor, který generuje vysokofrekvenční vysoké napětí. V roce 1896 byl vydán patent na vynález, který měl název zařízení pro generování elektrického proudu o vysokém potenciálu a frekvenci.

Zařízení a práce

Elementární Tesla transformátor obsahuje dvě cívky, toroid, kondenzátor, jiskřiště, ochranný kroužek a .

Toroid plní několik funkcí:

Snížení rezonanční frekvence, zejména u typu Tesla cívky s polovodičovými spínači. nefungují dobře na vyšších frekvencích.
Akumulace energie před vznikem elektrického oblouku. Čím větší je toroid, tím více energie je uloženo. V okamžiku průrazu vzduchu uvolňuje toroid tuto nahromaděnou energii do elektrického oblouku, přičemž ji zvětšuje.
Vznik elektrostatického pole, které odpuzuje oblouk ze sekundárního vinutí. Část této funkce plní sekundární vinutí. V tom jí však pomáhá toroid. Elektrický oblouk proto nedopadá na sekundární vinutí nejkratší cestou.

Typicky je vnější průměr toroidu dvojnásobkem průměru sekundárního vinutí. Toroidy jsou vyrobeny z hliníkových vln a dalších materiálů.

Sekundární vinutí Tesla transformátor je hlavním designovým prvkem. Obvykle se délka vinutí vztahuje k jeho průměru 5 : 1. Průměr vodiče pro cívku je volen tak, aby pojal asi 1000 závitů, které by měly být blízko sebe. Závity vinutí jsou potaženy několika vrstvami laku nebo epoxidu. Jako rám jsou vybrány trubky z PVC, které lze zakoupit v železářství.

Ochranný kroužek slouží k ochraně proti selhání elektronických součástek v případě vstupu elektrického oblouku do primárního vinutí. Ochranný kroužek se instaluje, pokud je velikost streameru (elektrického oblouku) větší než délka sekundární cívky. Tento kroužek je vyroben ve formě měděného otevřeného vodiče, uzemněného samostatným vodičem ke společné zemi.

Primární vinutí nejčastěji z měděné trubky používané v klimatizacích. Odpor primárního vinutí by měl být malý, protože jím prochází velký proud. Trubka se volí nejčastěji o tloušťce 6 mm. Pro vinutí je možné použít i vodiče velkého průřezu. Primární vinutí je jakýsi nastavovací prvek u takových Teslových cívek, ve kterých je první obvod rezonanční. Místo připojení napájení se tedy provádí s přihlédnutím k jeho pohybu, pomocí kterého se mění rezonanční frekvence primárního okruhu.

Tvar primárního vinutí může být různý: kuželový, plochý nebo válcový.

Tesla cívka musí mít základy. Pokud tam není, pak streamery narazí na samotnou cívku, aby uzavřely proud.

Oscilační obvod je tvořen kondenzátorem spolu s primárním vinutím. K tomuto obvodu je připojeno i jiskřiště, které je nelineární prvek. V sekundárním vinutí je také vytvořen oscilační obvod, ve kterém jako kondenzátor působí kapacita toroidu a mezizávitová kapacita cívky. Nejčastěji je sekundární vinutí potaženo lakem nebo epoxidem, aby se zabránilo elektrickému průrazu.

Výsledkem je, že Teslova cívka, nebo jinými slovy transformátor, se skládá ze dvou vzájemně spojených oscilačních obvodů. To dává transformátoru Tesla neobvyklé vlastnosti a je to hlavní odlišující kvalita od konvenčních transformátorů.

Při dosažení průrazného napětí mezi elektrodami jiskřiště vzniká elektrický lavinový průraz plynu. V tomto případě je kondenzátor vybíjen do cívky přes jiskřiště. V důsledku toho zůstává obvod oscilačního obvodu, který se skládá z kondenzátoru a primárního vinutí, uzavřený k jiskřišti. V tomto obvodu dochází k vysokofrekvenčním oscilacím. V sekundárním obvodu se tvoří rezonanční kmity, jejichž výsledkem je vysoké napětí.

U všech typů Teslových cívek jsou hlavním prvkem obvody: primární a sekundární. Vysokofrekvenční oscilátor se však může lišit provedením.

Tesla cívka se v podstatě skládá ze dvou cívek, které nemají kovové jádro. Transformační poměr Teslovy cívky je několik desítekkrát vyšší než poměr počtu závitů obou vinutí. Výstupní napětí transformátoru tak dosahuje několika milionů voltů, což poskytuje silné elektrické výboje dlouhé několik metrů. Důležitá podmínka je vytvoření oscilačního obvodu primárním vinutím a kondenzátorem, vstup do rezonance tohoto obvodu se sekundárním vinutím.

Odrůdy

Od dob Nikoly Tesly jich bylo mnoho různé druhy Tesla transformátory. Zvažte běžné hlavní typy transformátorů, jako je Tesla cívka.

SGTC- zážehová cívka má klasické zařízení používané samotnou Teslou. V tomto provedení je spínacím prvkem jiskřiště. U zařízení s nízkým výkonem je svodič vyroben ve formě dvou segmentů silného vodiče umístěného v určité vzdálenosti. Zařízení s vyšším výkonem využívají rotační jiskřiště složité konstrukce s využitím elektromotorů. Takové transformátory se vyrábějí, když je potřeba získat streamer velké délky, bez jakýchkoliv efektů.

VTTC- cívka na bázi elektronové výbojky, která je spínacím prvkem. Takové transformátory jsou schopné provozu v nepřetržitý režim a vydávají výboje velké tloušťky. Tento typ napájení se obvykle používá k vytváření vysokofrekvenčních cívek. Vytvářejí streamerový efekt v podobě pochodně.

SSTC- cívka, v jejíž konstrukci je jako klíč použit polovodičový prvek v podobě výkonného. Tento typ transformátoru je také schopen pracovat v nepřetržitém režimu. Vnější forma streamery z takového zařízení je velmi odlišné. Ovládání polovodičovou klávesou je jednodušší, jsou tu Tesla cívky, které umí přehrávat hudbu.

DRSSTC- transformátor se dvěma rezonančními obvody. Roli klíčů hrají také polovodičové součástky. Toto je nejobtížnější transformátor na nastavení a ovládání, nicméně se používá k vytváření působivých efektů. V tomto případě se v primárním okruhu získá velká rezonance. Nejjasnější tlusté a dlouhé streamery v podobě blesků se tvoří ve druhém okruhu.

Typy efektů z Teslovy cívky

obloukový výboj - vyskytuje se v mnoha případech. Je charakteristický pro lampové transformátory.
koronový výboj je záře vzdušných iontů v elektrickém poli přepětí, vytváří namodralou krásnou záři kolem prvků zařízení s vysokým napětím a má velké zakřivení povrchu.
jiskra jinak nazývaný jiskrový výboj. Teče z terminálu do země nebo do uzemněného předmětu ve formě svazku jasných rozvětvených pruhů, které rychle mizí nebo se mění.
Streamery - jedná se o tenké slabě svítící rozvětvené kanály obsahující atomy ionizovaného plynu a volné elektrony. Nejdou do země, ale proudí do vzduchu. Streamer je ionizace vzduchu, tvořená polem vysokonapěťového transformátoru.

Činnost Teslovy cívky je doprovázena praskáním elektrického proudu. Streamery se mohou proměnit v jiskrové kanály. Je to doprovázeno velký nárůst proudu a energie. Streamerový kanál se rychle rozšiřuje, tlak prudce stoupá, takže vzniká rázová vlna. Úplnost takových vln je jako praskání jisker.

Méně známé efekty Teslovy cívky

Někteří lidé považují Teslov transformátor za nějaké speciální zařízení s výjimečnými vlastnostmi. Existuje také názor, že takové zařízení se může stát generátorem energie a strojem perpetuum mobile.

Někdy se říká, že pomocí takového transformátoru je možné přenášet elektrická energie na značné vzdálenosti bez použití drátů, stejně jako vytvořit antigravitaci. Takové vlastnosti nebyly potvrzeny ani ověřeny vědou, ale Tesla mluvil o bezprostřední dostupnosti takových schopností pro lidi.

V medicíně se při dlouhodobém vystavení vysokofrekvenčním proudům a napětí mohou tvořit chronická onemocnění a další negativní jevy. Také přítomnost člověka v poli vysokého napětí nepříznivě ovlivňuje jeho zdraví. Při provozu transformátoru bez ventilace se můžete otrávit plyny, které se uvolňují.

aplikace

Napětí na výstupu Teslovy cívky dosahuje někdy až milionů voltů, což tvoří významné vzdušné elektrické výboje dlouhé několik metrů. Proto se takové efekty používají jako demonstrační show.
Teslova cívka našla uplatnění v medicíně na začátku minulého století. Pacienti byli léčeni nízkovýkonovými vysokofrekvenčními proudy. Takové proudy tečou na povrchu kůže, mají hojivý a tonizující účinek, aniž by poškozovaly lidské tělo. Negativně však působí silné vysokofrekvenční proudy.
Tesla cívka se používá ve vojenském vybavení pro rychlé zničení elektronického zařízení v budově, na lodi, tanku. V tomto případě se na krátkou dobu vytvoří silný impuls elektromagnetických vln. Výsledkem je, že tranzistory, mikroobvody a další vyhoří v okruhu několika desítek metrů. elektronické komponenty. Toto zařízení je zcela tiché. Existují důkazy, že aktuální frekvence během provozu takového zařízení může dosáhnout 1 THz.
Někdy se takový transformátor používá pro zapalování výbojky, stejně jako hledání netěsností ve vakuu.

Efekty Teslovy cívky se někdy používají při natáčení, počítačové hry. V současnosti Tesla cívka nenašla široké uplatnění v praxi v každodenním životě.

Tesla cívka zapnutá budoucnost

v současnosti zůstávají aktuální problémy od vědce Tesly. Zvážení těchto problematických otázek umožňuje studentům a inženýrům ústavů nahlížet na problémy vědy šířeji, strukturovat a zobecňovat látku, opouštět stereotypní myšlenky.

Teslovy názory jsou dnes aktuální nejen v technice a vědě, ale také pro práci v nových vynálezech, aplikaci nových technologií ve výrobě. Naše budoucnost poskytne vysvětlení pro jevy a účinky objevené Teslou. Položil základy nejnovější civilizace pro třetí tisíciletí.

Nikola Tesla, je cívka nebo rezonanční transformátor schopný dodávat vysoké napětí o vysoké frekvenci. Aby bylo možné znázornit činnost tohoto zařízení, je nutné znát princip Teslovy cívky.

Tesla transformátor: princip činnosti

Princip činnosti toto zařízení srovnatelné s akcí konvenčního švihu. V režimu nuceného kývání je maximální amplituda úměrná aplikovaným silám. Pokud se kývání provádí ve volném režimu, dochází k ještě většímu nárůstu maximální amplitudy.

V cívce je výkyv sekundárním oscilačním obvodem a aplikovaná síla je vyvozována generátorem. Pracují v přesně stanovený čas.

Konstrukce Tesla cívky

Nejjednodušší transformátor má dvě cívky - primární a sekundární. Konstrukce navíc zahrnuje jiskřiště, kondenzátor a svorku. Nakonec se vytvoří dva vzájemně spojené obrysy kmitů. To je hlavní rozdíl mezi Teslovou cívkou a konvenčním transformátorem.

Aby cívka fungovala naplno, jsou oba oscilační obvody naladěny na stejnou rezonanční frekvenci. Úprava se provádí úpravou primárního okruhu na sekundární, změnou kapacity kondenzátoru a počtu závitů. V důsledku toho se na výstupu cívky vytvoří maximální napětí.

Pro provoz Teslova transformátoru se používá pulzní režim. V první fázi musí být hodnota nabití kondenzátoru rovna napětí způsobujícímu průraz svodiče. Ve druhém stupni jsou v primárním okruhu generovány vysokofrekvenční oscilace. Paralelně se zapne jiskřiště, které uzavře transformátor a vyjme jej ze společného obvodu. V opačném případě může docházet ke ztrátám v primárním okruhu, což může ovlivnit kvalitu jeho práce. V běžném obvodu je svodič obvykle instalován paralelně s napájecím zdrojem.

Hodnota napětí na výstupu Teslovy cívky tedy může být několik milionů voltů. S pomocí takového napětí, v, dosahující značné délky. Jejich vzhled doslova učaruje a v mnoha případech se transformátor používá jako dekorativní předmět.

Princip fungování Teslovy cívky pomáhá najít praktické využití toto zařízení. Zpravidla je mu přidělena kognitivní a estetická role. To je způsobeno určitými obtížemi při ovládání zařízení a vysílání přijatého na dálku.

Každý s největší pravděpodobností slyšel o tom, co je Tesla transformátor, který se také často nazývá Tesla cívka. Tento kotouč lze vidět v mnoha filmech, počítačových hrách a televizních pořadech. Nestačí však slyšet, že něco takového existuje. Pokud se vás zeptá, co přesně dělá Tesla transformátor, můžete na tuto otázku odpovědět? S největší pravděpodobností ne, a pokud můžete, je nepravděpodobné, že budete schopni říci dostatek podrobností. Proto tento článek existuje. S jeho pomocí se můžete dozvědět vše o Teslovém transformátoru, jak funguje, k čemu slouží, jak funguje a podobně. Samozřejmě, pokud jste studovali ve fyzikální specializaci, pak pro vás tato data nebudou novinkou, ale většina lidí si stále není vědoma podrobností týkajících se Teslovy cívky. Jde ale o velmi zajímavá data, která vám umožní rozšířit si obzory. Jak můžete snadno uhodnout, vynálezcem tohoto zařízení byl velký vědec Nikola Tesla, který si svůj vynález patentoval v roce 1896 a popsal jej jako zařízení určené k výrobě vysokofrekvenčních elektrických proudů. Ve skutečnosti je to přesně to, co Tesla cívka je, a s největší pravděpodobností jste o tom již věděli. Proto stojí za to podívat se na zajímavější a méně známá data.

Jaký je smysl?

Nejprve je třeba vysvětlit podstatu práce Teslovy cívky. Může to vypadat jinak, ale mnoho lidí poznamenává, že tak či onak to vypadá velmi působivě i v klidném režimu. Co můžeme říci o tom, když je aktivován a kolem něj se tvoří viditelné výboje elektřiny. Ale jak přesně se to stane? Tesla transformátor pracuje díky rezonančním elektromagnetickým vlnám generovaným ve dvou vinutích cívky, primárním a sekundárním. Primární vinutí je součástí oscilačního centra jiskry. Pokud jde o sekundár, jeho roli již hraje rovná cívka drátu. Když se frekvence kmitů primárního a sekundárního obvodu shoduje, objeví se mezi konci cívky vysoká frekvence. střídavé napětí které můžete vidět pouhým okem. Pokud opravdu nerozumíte tomu, jak funguje Tesla transformátor, můžete se například pustit do obvyklého švihu. S jejich pomocí bude mnohem snazší vysvětlit práci. Pokud švihnete pomocí nucených oscilací, pak bude amplituda úměrná vašemu úsilí. Pokud se rozhodnete houpat houpačkou v režimu volné oscilace, pokaždé, když na houpačku zatlačíte ve správný okamžik, amplituda se několikrát zvýší. Totéž se děje s Teslovou cívkou: když jsou vibrace dvou vinutí v rezonanci, vzniká mnohem silnější proud.

Konstrukce transformátoru

Druhým bodem, který je třeba vzít v úvahu při zvažování Tesla transformátoru, je obvod. Jak přesně je cívka nastavena? Ve skutečnosti může být zařízení tohoto transformátoru nejrozmanitější, takže se nyní dozvíte, jak to funguje. nejjednodušší verze, které si pak můžete vylepšovat dle libosti. Nejjednodušší Tesla transformátor se tedy skládá z několika prvků, jmenovitě vstupního transformátoru, induktoru, který obsahuje primární a sekundární vinutí, stejně jako jiskřiště, kondenzátor a terminál. Ve skutečnosti se proud začíná pohybovat od vstupního transformátoru, který je zdrojem energie, odkud vstupuje přes svodič a kondenzátor do induktoru a odtud je v násobeném množství přenášen na svorku. Svorka je navíc často volena tak, aby mohla takové napětí co nejlépe přenášet, například může být ve tvaru koule nebo disku. Jak jste pochopili, toto je nejjednodušší Tesla transformátor - diagram to potvrzuje. V cívce Tesla může být více prvků. Může být přítomen například toroid, který není v tomto diagramu popsán, protože není klíčový prvek. Pokud jde o hlavní prvky, byly všechny uvedeny.

Funkční

Nyní tedy víte, jak funguje Tesla transformátor. Princip jeho fungování je vám také obecně jasný, ale můžete jít do detailů. Jak přesně to funguje? Ukazuje se, že funguje v pulzním režimu. Co to znamená? To znamená, že kondenzátor se nejprve nabíjí, dokud se jiskřiště nerozbije a elektřina nepřejde do induktoru. Poté začíná druhá fáze, během které se generují vysokofrekvenční oscilace. Uvědomte si, že svodič musí být umístěn paralelně s napájecím zdrojem, aby při přivedení proudu do cívky uzavřel obvod a tím odstranil napájecí zdroj z obvodu. Proč je to potřeba? Pokud je ponechán jako součást obvodu, může výrazně snížit napětí na výstupu transformátoru. Přirozeně, výsledek bude stále, ale zároveň se ukáže, že není zdaleka nejpůsobivější. Takto funguje Teslov transformátor. Princip fungování je vám nyní zcela jasný, nicméně stále existují některé detaily, které vás mohou zajímat.

Poplatek za transformátor

Jak jste si již mohli všimnout, pokud plánujete vytvořit výkonný transformátor Tesla, bude to vyžadovat naprosto každý detail, který je třeba vzít v úvahu, protože jakékoli odchylky od normy způsobí, že výstupní napětí nebude dostatečně vysoké, což bude aby byl efekt méně působivý. A zvláštní pozornost je třeba věnovat startovacímu nabíjení, tedy výběru zdroje energie. Přesně v tento případ je potřeba zvolit správný kondenzátor, aby výstupní napětí bylo ideální, a kondenzátor se sám "nezkratoval". Nechybí dokonce ani samonapájecí Tesla transformátor, takže rozmanitosti provedení se meze nekladou. Měli byste si tedy pamatovat, že v tomto případě se uvažuje o nejjednodušším provedení Teslovy cívky.

Generace

No a poslední věc, kterou stojí za to podívat se podrobněji, je samotný proces generování vysokofrekvenčního proudu. Tesla transformátor je tedy napájen zvoleným zdrojem energie, který přenáší náboj do kondenzátoru, kde se hromadí, dokud nedojde k průrazu, v důsledku čehož se kondenzátor vybije přes jiskřiště do primární cívky. Vzhledem k tomu, že napětí svodiče prudce klesá, obvod se uzavře a, jak bylo uvedeno výše, je z obvodu vyloučen zdroj energie. V této době dochází na primární cívce k vysokofrekvenčním oscilacím, které jsou následně přenášeny na sekundární cívku, díky čemuž se oscilace stanou rezonančními a na svorce se objeví vysokonapěťový proud. Takto funguje nejjednodušší Tesla transformátor, ale existuje velký početširokou škálu modifikací.

Modifikace

Pro začátek byste měli vědět, že klasická verze Teslovy cívky, která byla popsána výše, je označena následovně - SGTC. Poslední dvě písmena znamenají Tesla Coil, což se překládá přímo jako „Tesla cívka“. Tato dvě písmena budou přítomna v každé ze zkratek a pouze první dvě se změní. V tomto případě SG znamená Spark Gap, to znamená, že tato Tesla cívka funguje na jiskřišti vytvořeném jiskřištěm. Ne vždy tomu tak ale je, a tak je třeba uvažovat o různých možnostech, jako je třeba Teslův transformátor na tranzistorech nebo na polovodičích. První modifikací, které můžete věnovat pozornost, je RSGTC, tedy cívka, která pracuje na rotačním jiskřišti. V tomto případě je k napájení použit elektromotor, který otáčí kotoučem s elektrodami. Tam je také VTTC, který je známý jako Tesla elektronka cívka, napájený elektronické elektronky. Tato možnost nevyžaduje vysoké napětí a je také tichá. Další možností je SSTC, tedy Teslova cívka, která pracuje pomocí oscilátoru na bázi polovodiče. Tato úprava je jednou z nejzajímavějších z hlediska účinnosti, protože pomocí vypínačů můžete změnit tvar výboje. Modifikací této verze Tesla cívky je DRSSTC. V tomto případě se používá dvojitá rezonance, která dává mnohem působivější velikost výboje. Samostatně stojí za to podívat se na QCW DRSSTC - tato Tesla cívka se vyznačuje „hladkým čerpáním“, tedy hladkým, spíše než prudkým nárůstem všech parametrů. V každém z těchto případů bude výpočet Teslova transformátoru odlišný, stejně jako jeho konstrukce a podle toho i jeho obvod.

Použití Tesla Coil

Jak se ale dá využít energie Teslova transformátoru? Tuto otázku si klade každý člověk, který vidí provoz tohoto zařízení poprvé. Ve skutečnosti je obdivování neuvěřitelných výbojů, které jsou obrovské a vypadají velmi působivě, jedním z nejdůležitějších a nejoblíbenějších použití. Tento transformátor vám umožní uspořádat skutečnou show, která může okouzlit každého člověka, protože to není magie, ale čistá věda. Můžeme tedy s jistotou říci, že jednou z hlavních rolí Teslového transformátoru je dekorace a zábava. Ukazuje se však, že existují i jiné způsoby, jak tuto technologii využít. Například zpočátku byly Teslovy cívky používány pro rádiové ovládání, bezdrátový přenos dat a pro přenos energie. Postupem času samozřejmě více efektivní způsoby provádění každé z těchto funkcí, takže postupně bylo použití Teslovy cívky méně a méně relevantní. Za zmínku také stojí, že se používal v lékařství. Faktem je, že vysokofrekvenční výboj, když prošel kůží, ne negativní vliv na vnitřních orgánech člověka, ale zároveň tónuje pokožku člověka. V moderní svět Teslova cívka se z praktického hlediska již vlastně nepoužívá kvůli potížím s udržením její stálé práce. Někdy se používá k zapalování výbojek nebo ve vakuových systémech, kde transformátor pomáhá najít netěsnosti. Využití Teslova transformátoru v moderním světě je tedy stále ve většině případů dekorativní, zábavné a vzdělávací.

efekty

Design Teslova transformátoru si už představujete, takže k tomuto tématu nemá cenu nic dalšího říkat. To však neznamená, že by se téma Teslovy cívky vyčerpalo. Můžete se například podívat na to, jaké výboje vznikají v důsledku jeho činnosti. Ukazuje se, že nejsou náhodné: existují celkem čtyři hlavní typy. Nejprve můžete vidět streamery, což jsou slabé rozvětvené kanály, které se větví z terminálu do vzduchu. Ve skutečnosti jsou vizualizací ionizace vzduchu. Za druhé si můžete všimnout jisker - jedná se o jiskrové výboje, které jdou z terminálu přímo do země. Lze je rozlišit díky tomu, že navenek velmi silně vynikají - jedná se o skupinu jasných jiskrových kanálů. Do třetice dochází ke koronovému výboji – to je název pro záři iontů přímo v poli vysokého napětí. A konečně je zde také obloukový výboj, ke kterému dojde, pokud je k transformátoru přiveden jakýkoli uzemněný předmět. Tuto techniku používají mnozí, když se Tesla cívka používá pro rekreační aktivity.

Dopad na zdraví

Výše bylo uvedeno, že po vynálezu Teslovy cívky sloužila k lékařským účelům, nicméně mnoho zdrojů uvádí, že Teslův transformátor je smrtící. Kdo má pravdu a kdo lže? Ve většině případů je vysoké napětí pro člověka smrtelné, protože vede k popáleninám a také k zástavě srdce. Některé typy Teslových transformátorů však mají tzv. skin efekt, který umožňuje elektřinu působit pouze na povrch předmětu a v tomto případě na lidskou kůži. Jak již bylo zmíněno výše, pleť tonizuje a omlazuje. Opět o této skutečnosti neexistují žádné lékařské důkazy, ale svého času se o ní hodně psalo.

Tesla cívka jako součást kultury

I když se nebavíte o vědě, pravděpodobně jste již viděli Teslovu cívku, protože se používá v široké škále zábavních aplikací. V první řadě je to vidět v mnoha filmech, které byly uvedeny na plátna kin v různých letech. Jeden z nejznámějších filmů, ve kterém velmi důležitá role hrál Tesla transformátor, byla filmová adaptace stejnojmenného románu "Prestige". Teslovou cívku lze také velmi často nalézt v počítačových hrách, kde nejčastěji působí jako silná zbraň. S Teslovými transformátory se navíc můžete setkat i v hudebním umění. Ukazuje se, že můžete změnit zvuk elektrického výboje zvýšením a snížením frekvence proudu. A někteří účinkující hudební kapely použít k nahrávání hudby. A kdo si to nechce komplikovat, uchýlí se k pomoci Teslovy cívky k vytvoření realistických zvuků výbojů blesku, jako to udělala například slavná zpěvačka Björk. V moderním světě se tedy transformátory Tesla používají velmi široce, ale nelze říci, že jsou používány pro zamýšlený účel. Váš čas jako funkční zařízení Tesla cívka již zastarala a ve skutečnosti by měla upadnout v zapomnění, jako většina starých zařízení. Nicméně díky vizuální efekty, kterou vytvořila, se Tesla cívka dochovala dodnes a stále se používá, i když jako předmět zábavy. Za zmínku také stojí, že se používá také pro vzdělávací účely, protože právě na něm lze začínajícím fyzikům názorně demonstrovat, jak elektrický výboj vypadá, jak se chová a tak dále. Jednoduše řečeno, Tesla transformátor je zařízení, které existuje již sto let a neztratilo na aktuálnosti ani v jednadvacátém století, které je všem známé svým neuvěřitelným pokrokem v oblasti špičkových technologií.

V roce 1997 jsem se začal zajímat o Teslovou cívku a rozhodl jsem se postavit si vlastní. Bohužel mě to přestalo zajímat, než jsem to stihl spustit. Po pár letech jsem našel svou starou cívku, trochu ji spočítal a pokračoval ve stavbě. A zase jsem to nechal. V roce 2007 mi kamarád ukázal svůj naviják a připomněl mi moje nedokončené projekty. Znovu jsem našel svůj starý naviják, vše spočítal a tentokrát dokončil projekt.

Tesla cívka je rezonanční transformátor. V podstatě se jedná o LC obvody naladěné na jeden rezonanční kmitočet.

K nabíjení kondenzátoru se používá vysokonapěťový transformátor.

Jakmile kondenzátor dosáhne dostatečné úrovně nabití, vybije se do jiskřiště a tam přeskočí jiskra. děje zkrat začíná primární vinutí transformátoru a v něm oscilace.

Vzhledem k tomu, že kapacita kondenzátoru je pevná, obvod je laděn změnou odporu primárního vinutí a změnou bodu připojení k němu. Na správné nastavení V horní části sekundárního vinutí bude velmi vysoké napětí, což povede k velkolepým výbojům ve vzduchu. Na rozdíl od tradičních transformátorů má poměr závitů mezi primárním a sekundárním vinutím malý nebo žádný vliv na napětí.

Stavební etapy

Navrhnout a postavit Tesla cívku je docela snadné. Pro začátečníka to vypadá jako skličující úkol (také jsem to považoval za obtížné), ale můžete získat funkční cívku podle pokynů v tomto článku a provést malý výpočet. Samozřejmě, pokud chcete velmi výkonnou cívku, není jiná cesta, než se naučit teorii a dělat spoustu výpočtů.

Zde jsou základní kroky, jak začít:

Výběr napájecího zdroje. Transformátory používané v neonových nápisech jsou pravděpodobně nejlepší pro začátečníky, protože jsou relativně levné. Doporučuji transformátory s výstupním napětím alespoň 4kV.
Výroba vybíječe. Mohou to být jen dva šrouby zašroubované pár milimetrů od sebe, ale doporučuji vynaložit trochu více úsilí. Kvalita svodiče značně ovlivňuje výkon cívky.
Výpočet kapacity kondenzátoru. Pomocí níže uvedeného vzorce vypočítejte rezonanční kapacitu pro transformátor. Hodnota kondenzátoru by měla být asi 1,5 násobkem této hodnoty. Asi nejlepší a nejvíc efektivní řešení dojde k montáži kondenzátorů. Pokud nechcete utrácet peníze, můžete si zkusit vyrobit kondenzátor sami, ale nemusí fungovat a jeho kapacita se těžko určuje.
Výroba sekundárního vinutí. Použijte 900-1000 otáček smaltu měděný drát 0,3-0,6 mm. Výška cívky se obvykle rovná 5 jejím průměrům. PVC svodová trubka nemusí být tím nejlepším materiálem pro naviják. K horní části sekundárního vinutí je připevněna dutá kovová kulička a její spodní část je uzemněna. K tomu je žádoucí použít samostatné uzemnění, protože. při použití běžného uzemnění domu existuje možnost znehodnocení jiných elektrických spotřebičů.
Výroba primárního vinutí. Primární vinutí může být ze silného kabelu, nebo ještě lépe z měděné trubky. Čím tlustší trubka, tím menší ztráta odporu. 6 mm trubice je dostatečná pro většinu cívek. Pamatujte, že tlusté trubky se mnohem obtížněji ohýbají a měď praská s vícenásobnými zalomeními. V závislosti na velikosti sekundárního vinutí by mělo stačit 5 až 15 závitů v krocích po 3 až 5 mm.
Připojte všechny komponenty, vylaďte cívku a máte hotovo!

Než začnete vyrábět Tesla cívku, důrazně se doporučuje seznámit se s pravidly bezpečnosti a práce s vysokým napětím!

Všimněte si také, že nebyly zmíněny ochranné obvody transformátoru. Nebyly používané a zatím bez problémů. Klíčové slovo zatím tady.

Podrobnosti

Cívka byla vyrobena převážně z těch dílů, které byly k dispozici.
Tyto byly:
4kV 35mA transformátor neonové reklamy.
0,3 mm měděný drát.
Kondenzátory 0,33μF 275V.
Musel jsem koupit 75mm PVC odpadní trubku a 5 metrů 6mm měděné trubky.

Sekundární vinutí

Sekundární vinutí je nahoře a dole pokryto plastovou izolací, aby se zabránilo poškození.

Sekundární vinutí bylo první vyrobenou součástí. Omotal jsem asi 900 závitů drátu kolem odtokové trubky vysoké asi 37 cm. Délka použitého drátu byla přibližně 209 metrů.

Indukčnost a kapacita sekundárního vinutí a kovové koule (nebo toroidu) lze vypočítat pomocí vzorců, které lze nalézt na jiných stránkách. S těmito údaji můžete vypočítat rezonanční frekvenci sekundárního vinutí:
L = [(2πf)2C]-1

Při použití koule o průměru 14 cm je rezonanční frekvence cívky přibližně 452 kHz.

Kovová koule nebo toroid

Prvním pokusem bylo vyrobit kovovou kouli zabalením plastové koule do fólie. Fólii na kouli se mi nepodařilo dostatečně uhladit, tak jsem se rozhodl vyrobit toroid. Udělal jsem malý toroid omotáním hliníkové pásky kolem vlnité trubky, stočené do kruhu. Nepodařilo se mi získat velmi hladký toroid, ale díky svému tvaru a tvaru funguje lépe než koule větší velikost. Pro podporu toroidu byl pod něj umístěn překližkový disk.

Primární vinutí

Primární vinutí tvoří měděné trubičky o průměru 6 mm, navinuté spirálovitě kolem sekundáru. Vnitřní průměr návinu 17cm, vnější 29cm. Primární vinutí obsahuje 6 závitů se vzdáleností 3 mm mezi nimi. Kvůli velké vzdálenosti mezi primárním a sekundárním vinutím mohou být volně spojeny.
Primární vinutí spolu s kondenzátorem je LC oscilátor. Požadovanou indukčnost lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:
L = [(2πf)2C]-1
C je kapacita kondenzátorů, F je rezonanční frekvence sekundárního vinutí.

Ale tento vzorec a na něm založené kalkulačky dávají pouze přibližnou hodnotu. Správná velikost cívka musí být vybrána experimentálně, takže je lepší, aby byla příliš velká než příliš malá. Moje cívka se skládá ze 6 závitů a je připojena na 4. závitu.

Kondenzátory

Sestava 24 kondenzátorů se zhášecím odporem 10MΩ každý

Protože jsem měl velké množství malých kondenzátorů, rozhodl jsem se je shromáždit do jednoho velkého. Hodnotu kondenzátorů lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:
C = I ⁄ (2πfU)

Hodnota kondenzátoru pro můj transformátor je 27,8 nF. Skutečná hodnota by měla být o něco větší nebo menší, protože rychlý nárůst napětí v důsledku rezonance může poškodit transformátor a/nebo kondenzátory. Malá ochrana proti tomu je zajištěna zhášecími odpory.

Moje sestava kondenzátoru se skládá ze tří sestav po 24 kondenzátorech. Napětí v každé sestavě 6600 V, Celková kapacita všechny sestavy 41,3nF.

Každý kondenzátor má svůj vlastní stahovací odpor 10 MΩ. To je důležité, protože jednotlivé kondenzátory si mohou udržet svůj náboj po velmi dlouhou dobu po vypnutí napájení. Jak je patrné z obrázku níže, jmenovité napětí kondenzátoru je příliš nízké i pro 4kV transformátor. Aby fungoval dobře a bezpečně, musí být alespoň 8 nebo 12 kV.

Vybíječ

Můj aretátor jsou jen dva šrouby s kovovou kuličkou uprostřed.
Vzdálenost je nastavena tak, že svodič bude jiskřit pouze tehdy, když je jediný připojený k transformátoru. Zvětšením vzdálenosti mezi nimi lze teoreticky zvětšit délku jiskry, ale hrozí zničení transformátoru. Pro větší cívku je nutné postavit vzduchem chlazenou svodič.