Jednoduchá tesla cívka. Tesla generátor je ideálním zdrojem energie

Tesla transformátor vynalezl slavný vynálezce, inženýr, fyzik Nikola Tesla. Zařízení je rezonanční transformátor, který produkuje vysoké napětí o vysoké frekvenci. V roce 1896, 22. září, Nikola Tesla patentoval svůj vynález jako „Přístroj pro výrobu elektrických proudů o vysoké frekvenci a potenciálu“. S tímto zařízením se snažil přenášet elektrickou energii bez drátů na velké vzdálenosti. V roce 1891 předvedl Nikola Tesla světu demonstrativní pokusy o přenosu energie z jedné cívky do druhé. Jeho zařízení chrlilo blesky a v rukou užaslých diváků rozzářilo zářivky. Prostřednictvím přenosu vysokonapěťového vysokofrekvenčního proudu vědec snil o poskytování bezplatné elektřiny do jakékoli budovy, soukromého domu a dalších objektů. Ale bohužel kvůli vysoké spotřebě energie a nízké účinnosti nebyla Teslova cívka široce používána. Navzdory tomu radioamatéři z různých částí světa sbírají malé Teslovy cívky pro zábavu a experimentování.

Tesla cívky se také používají pro zábavní akce a Tesla show. V roce 1987 vynalezl sovětský radiotechnik Vladimir Iljič Brovin generátor elektromagnetických oscilací, po něm pojmenovaný „Brovinův kacher“, používaný jako prvek elektromagnetického kompasu pracujícího na jediném tranzistoru. Navrhuji, abyste sestavili pracovní model Teslovy cívky nebo Brovinova kachera vlastníma rukama z improvizovaných materiálů.

Seznam rádiových komponentů pro sestavení Tesla Coil:

Smaltovaný drát PETV-2 průměr 0,2 mm
Měděný drát v PVC izolaci průměr 2,2 mm
trubice silikonového tmelu
Textolitová fólie 200x110 mm
Rezistory 2,2K, 500R
Kondenzátor 1mF
LED diody 3V 2ks
Radiátor 100x60x10 mm
Regulátor napětí L7812CV nebo KR142EN8B
Ventilátor 12V z počítače
Banánová spojka 2 ks
Měděná trubka průměr 8 mm 130 cm
Tranzistor MJE13006, 13007, 13008, 13009 ze sovětských KT805, KT819 a podobných

Teslova cívka se skládá ze dvou vinutí. Primární vinutí L1 obsahuje 2,5 závitu měděného drátu v PVC izolaci o průměru 2,2 mm. Sekundární vinutí L2 obsahuje 350 závitů v lakové izolaci o průměru 0,2 mm.

Rám pro sekundární vinutí L2 je silikonový tmel. Po předchozím odstranění zbytků tmelu odřízněte část trubky o délce 110 mm. Ustupte 20 mm zespodu a shora a naviňte 350 závitů měděného drátu o průměru 0,2 mm. Drát lze získat z primárního vinutí jakéhokoli starého malého transformátoru 220V, například z čínského rádia. Cívka je navinuta v jedné vrstvě otočení k otočení, co nejtěsněji. Konce drátu by měly být protaženy do vnitřku rámu přes předvrtané otvory. Pro spolehlivost zakryjte hotovou cívku několikrát nitrolakem. Do pístu vložíme ostře nabroušenou kovovou tyč, připájeme k ní horní výstup vinutí a zafixujeme horkým lepidlem. Poté vložte píst do rámu cívky. Z hubičky odřízněte závitový kroužek, získáte matici, pomocí které cívku snadno zafixujete na textolitové desce našroubováním vzniklé matice na závit vývodu trubičky. Vyvrtejte otvor ve spodní části rámu pro LED a druhý výstup vinutí.

V cívce jsem použil tranzistor MJE13009. Vhodné jsou i tranzistory MJE13006, 13007, 13008, 13009 ze sovětského KT805, KT819 a další podobné. Nezapomeňte umístit tranzistor na radiátor, během provozu se bude velmi zahřívat a proto navrhuji nainstalovat ventilátor a mírně zlepšit obvod.

Protože pro napájení cívky je zapotřebí napětí vyšší než 12 voltů. Tesla cívka vyvine maximální výkon při napájecím napětí 30 voltů. A protože je ventilátor navržen pro 12 voltů, měl by být do obvodu přidán regulátor napětí L7812CV nebo sovětský analog KR142EN8B. No, aby cívka vypadala moderněji a upoutala pozornost, přidáme pár modrých LED. Jedna LED osvětluje cívku zevnitř a druhá osvětluje cívku zespodu. Diagram bude vypadat takto.

Umístěte všechny součásti Tesla cívky na desku s plošnými spoji. Pokud nechcete vyrábět plošný spoj, jednoduše všechny díly Tesla cívky položte na kus MDF nebo vlnité lepenky z papírové krabice a spojte je dohromady metodou povrchové montáže.

Hotové PCB bude vypadat takto. Jedna LED je připájena uprostřed, osvětluje prostor pod DPS. Nohy vyrobte ze čtyř slepých matic našroubovaných na šrouby.

Druhá LED je připájena pod cívkou, bude ji svítit zevnitř.

Nezapomeňte namazat tranzistor a regulátor napětí teplovodivou pastou a umístit na radiátor 100x60x10 mm. Následuje regulátor napětí.

Primární vinutí by mělo být navinuto ve stejném směru jako sekundární vinutí. To znamená, že pokud byla cívka L2 navinuta ve směru hodinových ručiček, musí být cívka L1 také navinuta ve směru hodinových ručiček. Frekvence cívky L1 musí odpovídat frekvenci cívky L2. Pro dosažení rezonance je potřeba cívku L1 trochu vyladit. Uděláme to tak, že na rám o průměru 80 mm navineme 5 závitů holého měděného drátu o průměru 2,2 mm. Na spodní výstup cívky L1 připájíme ohebný drát, na horní výstup upevníme ohebný drát, aby se dal posouvat.

Zapněte napájení, přiveďte neonku k cívce. Pokud nesvítí, tak je nutné prohodit závěry cívky L1. Dále empiricky vyberte vertikální polohu cívky L1 a počet závitů. Drát přišroubovaný k hornímu výstupu cívky posuneme dolů, dosáhneme maximální vzdálenosti, na kterou se neonová lampa rozsvítí, to bude optimální dosah Teslovy cívky. V důsledku toho byste měli dostat, jako bych měl 2,5 otáčky. Po experimentech vyrobíme cívku L1 z drátu v PVC izolaci a připájeme ji na místo.

Užíváme si výsledky naší práce... Po zapnutí napájení se objeví streamer o délce 15 mm, v rukou začne svítit neonové světlo.

Takže natočili ságu Star Wars ... Tady to je, tajemství meče Jedai ...

V automobilové lampě se objeví malé plazma vycházející ze žárovky do skleněné baňky lampy.

Pro výrazné zvýšení výkonu Teslovy cívky doporučuji vyrobit toroid z měděné trubičky o průměru 8 mm. Průměr prstenu 130 mm. Jako torroid můžete použít alobal zmačkaný do koule, kovovou dózu, radiátor z počítače a další nepotřebné, objemné věci.

Po instalaci toroidu se výkon cívky výrazně zvýšil. Z měděného drátu vedle toroidu se objeví streamer dlouhý 15 mm.

A dokonce i LED...

A to je plazma, která se vyskytuje v žárovce auta, když je vedle toroidu.

Vyrobit toroid nebo ne, je na vás. Právě jsem vám ukázal a vyprávěl o tom, jak jsem vlastníma rukama vyrobil Teslovu cívku nebo Brovin kacher na jednom tranzistoru ao tom, co jsem dělal. Moje cívka produkuje vysokonapěťový vysokofrekvenční proud podle fyzikálních zákonů. Děkujeme Nikole Teslovi a Vladimiru Iljiči Brovinovi za jejich obrovský přínos pro vědu!

Přátelé, přeji vám hodně štěstí a dobrou náladu! Uvidíme se v nových článcích!

V našem světě se neustále dějí úžasné věci. Velký vynálezce Nikola Tesla tedy kdysi vynalezl zázrak technologie – Teslovu cívku. Jedná se o transformátor, který umožňuje mnohonásobně zvýšit výstupní napětí a frekvenci elektrického proudu. U obyčejných lidí se toto zařízení nazývá Teslova cívka.

Princip fungování vynálezu velkého fyzika minulosti dnes využívá velké množství techniky. Od té doby se však technologie zlepšila, takže se objevily modernější typy transformátorů, kterým se ale také říká Tesla cívky.

Typy Teslových cívek

Vlastně cívka samotného Tesly (ve složení bylo použito jiskřiště);
Transformátor na rádiové trubici;
Cívka na tranzistorech;
Rezonanční cívky (dva kusy).

Všechny cívky mají podobný princip činnosti, liší se pouze složitostí jejich montáže a použitou elektronikou.

Při pohledu na fotografie domácích cívek Tesla budete nevyhnutelně chtít přesně stejný domov pro sebe. Vždyť na jejich práci je tak krásný pohled, že nejde spustit oči.

Mnozí se však obávají výroby takového zařízení, což odůvodňují tím, že to bude vyžadovat spoustu času a úsilí, a kromě toho je to vše život ohrožující.

Ale ujišťujeme vás, že obvod konvenční Teslovy cívky je docela jednoduchý. Proto vás zveme, abyste si toto neobvyklé zařízení sestavili sami.

Montáž Tesla cívky krok za krokem

Nepotřebujeme tedy předvádět akrobacii, takže si vyrobíme nejjednodušší cívku s použitím tranzistoru v její montáži. Je časově i finančně nejšetrnější, a proto nám naprosto vyhovuje.

Struktura Teslovy cívky

Primární cívka (primární obvod);
Sekundární cívka (sekundární obvod);
Zdroj napájení;
základy;
Ochranný prsten.

Toto jsou hlavní prvky transformátorů. Je třeba poznamenat, že další komponenty lze nalézt v různých typech cívek.

Princip činnosti zařízení

Zdroj dodává správné napětí do primárního okruhu. Poté obvod produkuje vysokofrekvenční oscilace, které zase nutí sekundární obvod vytvářet vlastní oscilace, které rezonují s prvním. Díky tomu vzniká v druhé cívce proud o vysokém napětí a frekvenci, který tvoří očekávaný efekt - streamer. Nyní musíte shromáždit všechny prvky na jedné hromadě.

Potřebné materiály

Jako zdroj si vezměme autobaterii (nebo jakýkoli jiný zdroj konstantního napětí 12-19 V);
Měděný drát (nejlépe smaltovaný) o průměru 0,1 až 0,3 mm. a asi 200 metrů dlouhý;
Další měděný drát o průměru 1 mm;
Dva rámy (dielektrické). Jeden (pro sekundární okruh) o průměru 4 až 7 cm a délce 15-30 cm, druhý (pro primární okruh) by měl mít o několik centimetrů větší průměr a kratší délku;
Tranzistor D13007 (můžete použít i jiné identické);
Platit;
Několik rezistorů 5 - 75 kOhm, s výkonem 0,25 wattů.

Sestavení Tesla cívky sami doma

Zde jsme plynule přistoupili k montáži samotné instalace. Nejprve vytvoříme sekundární okruh. Pevně, bez přesahů, namotáme na dlouhý rám tenký drát o průměru 0,15 mm. Musíte udělat alespoň 1000 otáček (ale nepotřebujete mnoho). Poté cívku překryjeme lakem v několika vrstvách (lze použít i jiné materiály), aby se drát v budoucnu nepoškodil.

Nyní o terminálu. Umožňuje ovládat streamery, ale při nízkém výkonu to není nutné, místo toho stačí konec cívky vytáhnout o pár centimetrů nahoru.

Pro další cívku namotáme na zbývající rám silný drát. Celkem musíte udělat 10 otočení. Sekundární okruh musí být uvnitř primárního okruhu.

Nyní vše nastavíme tak, aby konstrukce nespadla a nedocházelo ke kolizi primárního a sekundárního okruhu (k tomu slouží rám). V ideálním případě by vzdálenost mezi nimi měla být kolem 1 cm.

Poté, co vše spojíme. Do plusu zdroje připojíme primární obvod a jeden rezistor, ke kterému připojíme do série další rezistor. Sekundární obvod a tranzistor připojíme na konec druhého odporu. Druhý konec primárního obvodu připojíme k druhému kontaktu tranzistoru. A třetí kontakt tranzistoru je připojen k mínusu zdroje energie.

Při zapojování je důležité nezaměnit kontakty tranzistoru. K němu je potřeba upevnit i chladič nebo jiné chlazení. Vše je připraveno, zařízení si můžete vyzkoušet v praxi. Nezapomínejte však na bezpečnost. Nedotýkejte se ničeho, pouze dielektrika!

Fungování instalace můžete zkontrolovat přítomností streameru, nebo pokud žádný není, můžete světlo přivést k cívce, a pokud se rozsvítí, je vše v pořádku.

DIY Tesla Coil fotografie

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. Při shodě frekvence kmitání primárního a sekundárního obvodu se mezi konci cívky objeví vysoké 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 je uspořádána jeho nejjednodušší verze, kterou pak můžete libovolně vylepšovat. 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 existovat například toroid, který není v tomto diagramu popsán, protože to 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. Právě v tomto případě 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 velké množství jeho nejrozmanitějších 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. Existuje také VTTC, který je známý jako Tesla elektronka, napájená elektronkami. 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 Teslovy cívky se původně používaly pro rádiové ovládání, bezdrátový přenos dat a přenos energie. Přirozeně se postupem času objevily efektivnější 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, neměl negativní vliv na vnitřní orgány člověka, ale zároveň tonizoval lidskou pokožku. V moderním světě se Teslova cívka již z praktického hlediska ve skutečnosti 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. Jedním z nejznámějších filmů, ve kterém hrál Teslov transformátor velmi důležitou roli, byla adaptace stejnojmenného románu Prestiž. 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 umělci a hudební skupiny jej používají 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. Tesla cívka již přežila svou dobu jako funkční zařízení a ve skutečnosti by měla upadnout do zapomnění, jako většina starých zařízení. Díky vizuálním efektům, které vytváří, však Tesla Coil dokázala přežít dodnes a nadále je neustále používána, 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.

Jedním z nejčastějších vynálezů Nikoly Tesly je Teslův transformátor. Činnost tohoto zařízení je založena na působení rezonančních elektromagnetických stojatých vln v cívkách. Tento princip tvořil základ mnoha moderních věcí: televizní kineskopy, nabíjecí zařízení na dálku. Vlivem rezonančního jevu v okamžiku, kdy se kmitočet kmitů obvodu primárního vinutí shoduje s kmitočtem kmitů stojatých vln sekundárního vinutí, přeskočí mezi konci cívky oblouk.

Přes veškerou zdánlivou složitost tohoto generátoru si ho můžete vyrobit sami. Technologie, jak vyrobit Tesla cívku vlastníma rukama, je uvedena níže.

Komponenty a princip činnosti

Tesla transformátor je sestaven z primární, sekundární cívky a svazku tvořeného jiskřištěm nebo zhášedlem, kondenzátorem a svorkou, která slouží jako výstup.

Primární vinutí se skládá z malého počtu závitů silného měděného drátu nebo měděné trubky. Může být horizontální (plochý), vertikální (cylindrický) nebo kuželový. Sekundární vinutí se skládá z velkého počtu závitů menšího průřezu a je nejdůležitější součástí konstrukce. Měl by mít poměr délky k průměru 4:1 a měl by mít na základně ochranný kroužek z měděného drátu, který chrání elektroniku jednotky.

Vzhledem k tomu, že Teslův transformátor pracuje v pulzním režimu, jeho konstrukce se vyznačuje tím, že neobsahuje feromagnetické jádro. Tím se snižuje vzájemná indukce mezi vinutími. Kondenzátor v interakci s primární cívkou vytváří oscilační obvod s jiskřištěm, v tomto případě plynovým. Svodič je sestaven z masivních elektrod a pro větší odolnost proti opotřebení jsou navíc vybaveny zářiči.

Princip činnosti Teslovy cívky je následující. Kondenzátor se nabíjí přes tlumivku z transformátoru. Rychlost nabíjení přímo závisí na indexu indukčnosti. Při nabití na kritickou úroveň způsobí poruchu jiskřiště. Poté jsou v primárním okruhu generovány vysokofrekvenční oscilace. Současně se aktivuje svodič, vyjme transformátor ze společného obvodu a uzavře jej.

Pokud se tak nestane, může dojít ke ztrátám v primárním okruhu, které nepříznivě ovlivňují jeho provoz. Ve standardním okruhu je paralelně ke zdroji proudu instalován plynový výboj.

Výstupní Tesla cívka tak může produkovat napětí několik milionů voltů. Z takového napětí ve vzduchu se objevují výboje elektřiny ve formě koronárních výbojů a streamerů.

Je nesmírně důležité mít na paměti, že tyto produkty generují vysoce potenciální proudy a jsou životu nebezpečné. I zařízení s malým výkonem mohou způsobit těžké popáleniny, poškození nervových zakončení, svalové tkáně a vazů. Může způsobit zástavu srdce.

Konstrukce a montáž

Tesla transformátor byl patentován v roce 1896 a má jednoduchý design. To zahrnuje:

Primární cívka s vinutím měděného jádra o průřezu 6 mm², v množství dostatečném pro 5-7 závitů.
Sekundární cívka z dielektrického materiálu a drátů o průměru do 0,5 mm a délce dostatečné pro 800-1000 závitů.
Vybíjecí polokoule.
Kondenzátory.
Ochranný kroužek z měděného jádra jako na primárním vinutí transformátoru.

Zvláštností zařízení je, že jeho výkon nezávisí na výkonu napájecího zdroje. Důležitější jsou fyzikální vlastnosti vzduchu. Zařízení může vytvářet oscilační obvody různými způsoby:

použití lapače jiskřiště;
použití tranzistorového oscilačního generátoru;
na lampách.

Chcete-li vyrobit Tesla transformátor vlastníma rukama, budete potřebovat:

Pro primární vinutí - 3 m tenké měděné trubky o průměru 6 mm nebo měděného jádra stejného průměru a délky.
K sestavení sekundárního vinutí potřebujete PVC trubku o průměru 5 cm a délce cca 50 cm a k ní PVC závitovou armaturu. Dále potřebujete měděný, lakovaný nebo smaltovaný drát o průměru 0,5 mm a délce 90 m.
Kovová příruba o vnitřním průměru 5 cm.
Různé matice, podložky a šrouby.
Vybíječ.
Hladká polokoule pro terminál.
Kondenzátor může být vyroben nezávisle. Bude to vyžadovat 6 skleněných lahví, kuchyňskou sůl, řepkový nebo vazelínový olej, hliníkovou fólii.
Budete potřebovat napájecí zdroj, který dodává 9 kV při 30 mA.

Tesla je snadno implementovatelná. Z transformátoru vycházejí 2 vodiče s připojeným svodičem. Kondenzátory jsou připojeny k jednomu z vodičů. Na konci je primární vinutí. Samostatně je zde sekundární cívka s koncovkou a uzemněným ochranným kroužkem.

Popis, jak si doma sestavit Tesla cívku:

Sekundární vinutí je vyrobeno po předchozím upevnění okraje drátu na konci trubky. Vinutí by mělo být rovnoměrné, aby se zabránilo přetržení drátu. Mezi zatáčkami by neměly být žádné mezery.
Po dokončení obalte vinutí nahoře a dole maskovací páskou. Poté zakryjte vinutí lakem nebo epoxidem.
Připravte si 2 panely pro spodní a horní základnu. Postačí jakýkoli dielektrický materiál, překližka nebo plastová fólie. Umístěte kovovou přírubu do středu spodní základny a upevněte ji šrouby tak, aby mezi spodní a horní základnou zůstal prostor.
Primární vinutí připravte stočením do spirály a upevněním na horní základnu. Po vyvrtání 2 otvorů do nich vložte konce trubky. Měl by být upevněn tak, aby se vyloučil kontakt mezi vinutími a zároveň mezi nimi byla zachována vzdálenost 1 cm.
Chcete-li vyrobit svodič, budete muset umístit 2 šrouby proti sobě do dřevěného rámu. Výpočet je proveden na základě skutečnosti, že při pohybu budou hrát roli regulátoru.
Kondenzátory jsou vyrobeny následovně. Skleněné lahve jsou zabaleny do fólie a naplněny slanou vodou. Jeho složení pro všechny lahve by mělo být stejné – 360 g na 1 litr vody. Prorazte kryty a vložte do nich dráty. Kondenzátory jsou připraveny.
Připojte všechny uzly podle výše popsaného schématu. Nezapomeňte uzemnit sekundární vinutí.
Celkový počet v primárním vinutí by měl být 6,5 závitů, v sekundárním - 600 závitů.

Popsaná posloupnost akcí dává představu o tom, jak vyrobit Tesla transformátor sami.

Zapínání, kontrola a seřizování

První start je vhodné provést venku, vyplatí se také odstranit všechny domácí spotřebiče, aby nedošlo k jejich poruchám. Pamatujte na preventivní opatření! Chcete-li začít, postupujte takto:

Procházejí celým řetězcem vodičů a kontrolují, zda se nikde nedotýkají žádné holé kontakty a zda jsou všechny uzly bezpečně upevněny. Mezi šrouby v zachycovači je ponechána malá mezera.
Připojte napětí a sledujte vzhled streameru. V případě jeho nepřítomnosti je k sekundárnímu vinutí přivedena zářivka nebo žárovka. Je vhodné je upevnit na dielektrikum, postačí kousek PVC trubky. Vzhled záře potvrzuje, že Tesla transformátor funguje.
Při absenci záře jsou závěry primární cívky obrácené.

Pokud se vám to napoprvé nepodaří, nezoufejte. Zkuste změnit počet závitů v sekundárním vinutí a vzdálenost mezi vinutími. Utáhněte šrouby v aretaci.

Výkonná Tesla Coil

Charakteristickým rysem takové cívky je její velikost, síla přijímaného proudu a způsob generování rezonančních kmitů.

Vypadá to takhle. Po zapnutí se kondenzátor nabije. Po dosažení maximální úrovně nabití dojde k poruše svodiče. V další fázi je vytvořen LC obvod - obvod tvořený sériovým zapojením kondenzátoru a primárního obvodu. To vytváří rezonanční oscilace a vysoká výkonová napětí v sekundárním vinutí.

Přitom se něco podobného dá sestavit i doma. K tomu byste měli:

Zvětšete průměr cívky a průřez drátu 1,5-2,5krát.
Vytvořte terminál ve tvaru toroidu. K tomu je vhodný hliníkový zvlnění o průměru 100 mm.
Vyměňte stejnosměrný zdroj za střídavý zdroj, který dodává 3-5 kV.
Vytvořte spolehlivou půdu.
Ujistěte se, že vaše elektroinstalace tuto zátěž zvládne.

Takové transformátory mohou generovat výkon až 5 kW a vytvářet koronální a obloukové výboje. V tomto případě je maximálního účinku dosaženo, když se frekvence obou obvodů shoduje.

Práci kineskopových televizorů, zářivek a úsporných žárovek, dálkové nabíjení baterií zajišťuje speciální zařízení - Teslov transformátor (cívka). Tesla cívka se také používá k vytvoření velkolepých fialových světelných nábojů připomínajících blesk. Obvod 220 V umožňuje porozumět zařízení tohoto zařízení a v případě potřeby jej vyrobit sami.

Pracovní mechanismus

Teslova cívka je elektrické zařízení schopné několikanásobně zvýšit frekvenci napětí a proudu. Během jeho provozu se vytváří magnetické pole, které může ovlivnit elektrotechniku a stav člověka. Výboje padající do ovzduší přispívají k uvolňování ozónu. Konstrukce transformátoru se skládá z následujících prvků:

primární cívka. Má průměrně 5-7 závitů drátu s průměrem průřezu nejméně 6 mm².
sekundární cívka. Skládá se ze 70-100 závitů dielektrika o průměru ne větším než 0,3 mm.
Kondenzátor.
Vybíječ.
Zářič jiskrového světla.

Transformátor, který vytvořil a patentoval Nikola Tesla v roce 1896, nemá feroslitiny, které se používají pro jádra v jiných podobných zařízeních. Výkon cívky je omezen elektrickou silou vzduchu a nezávisí na výkonu zdroje napětí.

Při přivedení napětí na primární obvod na něm vznikají vysokofrekvenční oscilace. Díky nim dochází na sekundární cívce k rezonančnímu kmitání, jehož výsledkem je elektrický proud vyznačující se vysokým napětím a vysokou frekvencí. Průchod tohoto proudu vzduchem způsobuje stuha- fialový výboj, připomínající blesk.

Kmity obvodů, ke kterým dochází při provozu Teslovy cívky, mohou být generovány různými způsoby. Nejčastěji se to děje pomocí jiskřiště, lampy nebo tranzistoru. Nejvýkonnější jsou zařízení, která využívají generátory dvojité rezonance.

Suroviny

Pro osobu se základními znalostmi v oblasti fyziky a elektriky nebude těžké sestavit Tesla transformátor vlastníma rukama. Je nutné pouze připravit sadu základních detailů:

Povinným prvkem primární spirály je chladič, jehož velikost přímo ovlivňuje účinnost chlazení zařízení. Jako vinutí lze použít měděnou trubičku nebo drát o průměru 5–10 mm.

Sekundární cívka vyžaduje povinnou izolaci ve formě barvy, laku nebo jiné dielektrické úpravy. Dalším detailem tohoto obvodu je sériově zapojená svorka. Jeho použití je vhodné pouze u silných výbojů, u malých streamerů stačí konec návinu nadzvednout o 0,5-5 cm.

Elektrické schéma

Tesla transformátor je sestaven a zapojen v souladu s elektrickým schématem. Instalace zařízení s nízkým výkonem by měla být provedena v několik fází:

Montáž výkonnějšího transformátoru probíhá podobným způsobem. Chcete-li získat velkou sílu, Požadované:

Maximální výkon, kterého může správně sestavený Tesla transformátor dosáhnout, je až 4,5 kW. Takový indikátor lze dosáhnout vyrovnáním frekvencí obou obvodů.

Samostatně sestavená Tesla cívka musí být zkontrolována. Během zkušebního připojení následuje:

Nastavte proměnný odpor do střední polohy.
Sledujte přítomnost výboje. Při jeho nepřítomnosti je třeba k cívce přivést zářivku nebo žárovku. Jeho záře bude indikovat přítomnost elektromagnetického pole a účinnost transformátoru. Také provozuschopnost zařízení může být určena samozapalovacími rádiovými trubicemi a záblesky na konci zářiče.

První spuštění zařízení je nutné provést při sledování teploty. V případě silného zahřívání je nutné dodatečné chlazení.

Aplikace transformátoru

Cívka může vytvářet různé typy nábojů. Nejčastěji při jeho provozu vzniká náboj ve formě oblouku.

Záře vzdušných iontů v elektrickém poli se zvýšeným napětím se nazývá korónový výboj. Jde o namodralé záření, které se tvoří kolem částí cívky, které mají výrazné zakřivení povrchu.

Jiskrový výboj nebo jiskra prochází z terminálu transformátoru na povrch země nebo na uzemněný předmět ve formě paprsku rychle se měnícího tvaru a slábnoucích jasných pruhů.

Streamer vypadá jako tenký, slabě zářící světelný kanál, který má mnoho větví a skládá se z volných elektronů a částic ionizovaného plynu, které nejdou do země, ale proudí vzduchem.

K vytváření různých druhů elektrických výbojů pomocí Teslovy cívky dochází při velkém nárůstu proudu a energie, což způsobuje praskání. Rozšíření kanálů některých výbojů vyvolává zvýšení tlaku a vytvoření rázové vlny. Kombinace rázových vln ve zvuku připomíná praskání jisker, když hoří plamen.

Účinek transformátoru tento druh se dříve používal v lékařství k léčbě nemocí. Vysokofrekvenční proud protékající lidskou kůží měl hojivý a tonizující účinek. Ukázalo se, že je to užitečné pouze za podmínky nízkého výkonu. Se zvýšením výkonu na velké hodnoty bylo dosaženo opačného výsledku, který negativně ovlivnil tělo.

Pomocí takového elektrického zařízení se zapalují výbojky a detekuje se netěsnost ve vakuovém prostoru. S úspěchem se používá i ve vojenské sféře k rychlému ničení elektrozařízení na lodích, tancích nebo v budovách. Silný impuls generovaný cívkou ve velmi krátké době vyřadí mikroobvody, tranzistory a další zařízení nacházející se v okruhu desítek metrů. Proces ničení zařízení je tichý.

Nejpozoruhodnější oblast použití je orientační světelné show. Všechny efekty jsou vytvářeny tvorbou silných vzduchových nábojů, jejichž délka se měří několik metrů. Tato vlastnost umožňuje široké využití transformátoru při natáčení filmů a vytváření počítačových her.

Nikola Tesla při vývoji tohoto zařízení plánoval jeho využití k přenosu energie v celosvětovém měřítku. Vědcova myšlenka byla založena na použití dvou silných transformátorů umístěných na různých koncích Země a fungujících se stejnou rezonanční frekvencí.

Pokud by se taková přenosová soustava úspěšně využila, zcela by zmizela potřeba elektráren, měděných kabelů a dodavatelů elektřiny. Každý obyvatel planety mohl používat elektřinu kdekoli zcela zdarma. Z důvodu ekonomické nerentabilnosti však myšlenka slavného fyzika dosud nebyla (a je nepravděpodobné, že bude někdy) realizována.