Izgradnja Teslinog transformatora kod kuće

Suština Teslinog izuma je jednostavna. Ako napajate transformator strujom frekvencije jednake rezonanci za njegovo sekundarno navijanje, izlazni napon raste za desetke ili čak stotine puta. Zapravo je ograničena električnom snagom okolnog zraka (ili drugog medija) i samog transformatora, kao i gubitkom zračenja radio valova. Najpoznatija rola na polju show businessa: sposobna je baciti munje!

Oblik i sadržaj

Transformator izgleda vrlo neobično - čini se da je posebno dizajniran za show business. Umjesto uobičajene masivne željezne jezgre s debelim namotima - duga šupla dielektrična cijev, na koju je žica namotana u samo jednom sloju. Ovaj neobični izgled uzrokovan je potrebom da se osigura maksimalna električna čvrstoća konstrukcije.

Osim svog neobičnog izgleda, Teslin transformator ima još jedno svojstvo: nužno ima određeni sustav koji stvara struju u primarnom namotu upravo na sekundarnoj rezonantnoj frekvenciji. Sam Tesla koristio je takozvani krug iskre (SGTC, Spark Gap Tesla Coil). Njeno načelo je punjenje kondenzatora iz izvora napajanja, nakon čega slijedi spajanje na primarno navijanje. Zajedno stvaraju oscilirajući krug.

Kapacitet kondenzatora i induktivnost namota odabrani su tako da se frekvencija oscilacije u ovom krugu podudara s potrebnom. Prebacivanje se vrši pomoću iskrišta: čim napon preko kondenzatora dosegne određenu vrijednost, u praznini se pojavljuje iskra koja zatvara krug. Često možete vidjeti navode da "iskra sadrži čitav spektar frekvencija, tako da uvijek postoji rezonantna zbog koje transformator radi." Ali to nije tako - bez ispravnog odabira kapacitivnosti i induktivnosti, na izlazu se ne može dobiti stvarno visoki napon.

Odlučili smo napraviti naš Teslin transformator, nastanili smo se u progresivnijem krugu - tranzistorskom. Tranzistorski generatori mogu vam omogućiti da dobijete bilo koji oblik i frekvenciju signala u primarnom namotu.

Strujni krug koji smo odabrali sastoji se od mikrocikličkog sklopa pogonskog tranzistora, malog transformatora za odvajanje ovog vozača od naponskog napona od 220 V, te pola mosta od dva tranzistora snage i dva filmska kondenzatora. Transformator je namotan na prsten od ferita s radnom frekvencijom od najmanje 500 kHz, na njemu su izvedena tri namota od 10-15 okretaja žice. Vrlo je važno spojiti tranzistore na namote transformatora tako da djeluju u antifazama: kada je jedan otvoren, drugi je zatvoren.

Željena frekvencija nastaje zbog povratnih informacija sekundarnog namota (krug se temelji na samo-oscilacijama). Povratne informacije mogu se provesti na dva načina: korištenjem ili transformatora struje od 50 - 80 okretaja žice na istom feritnom prstenu kao izolacijskog transformatora kroz koji prolazi uzemljena žica donjeg dijela sekundarnog namota, ili ... samo komada žice koja djeluje kao antena, hvatanje koje emitira sekundarno navijanje radio vala.

Protresite brkove

Kao okvir primarnog namatanja uzeli smo PVC kanalizacijsku cijev promjera 9 cm i duljine 50 cm, a za namatanje koristimo emajliranu bakrenu žicu promjera 0, 45 mm. Okvir i zavojnica žice za namatanje postavljeni su na dvije paralelne osi. Komad PVC cijevi manjeg promjera djelovao je kao os okvira, a strijela s pramca, koja je ležala u redakciji, igrala je ulogu osi svitka s žicom.

Namota treba biti vrlo tijesan, okrenuti se okrenuti. Zavoji se ne smiju preklapati jedan s drugim. Samo pridržavajući se ovih pravila, možete dobiti visokokvalitetni sekundarni namot, u kojem neće biti kvarova između zavoja i parazitskih koronskih pražnjenja. Duljina stvarnog namotaja je 45 cm, a broj zavoja 810. Proizvedeno navijanje mora biti premazano lakom, epoksidnom smolom ili nečim sličnim.

Postoje tri mogućnosti primarnog namotavanja: ravna spirala, kratka spiralna i stožasta namotaja. Prva pruža maksimalnu električnu čvrstoću, ali na štetu snage induktivne spojke. Drugo, naprotiv, stvara najbolju vezu, ali što je veća, veća je vjerojatnost da će se dogoditi kvar između nje i sekundarnog namotaja. Konusno namotavanje je međupredmetna opcija koja vam omogućuje da postignete najbolju ravnotežu između induktivne spojke i električne snage. Nismo očekivali da ćemo dobiti rekordne napone, pa je izbor pao na vijčano namotavanje: omogućava vam postizanje maksimalne učinkovitosti i jednostavan je za proizvodnju.

Kao dirigent uzeli smo kabel za napajanje audio opreme s presjekom 6 mm², od kojih je osam navoja namotano na segment PVC cijevi većeg promjera od okvira sekundarnog namota i učvrstilo se običnom električnom vrpcom. Ova opcija se ne može smatrati idealnom, jer struja visoke frekvencije teče samo po površini vodiča (učinak kože), pa je ispravnije od primarnog namota izraditi bakrenu cijev. Ali naša je metoda jednostavna za proizvodnju, a s ne prevelikim kapacitetima djeluje prilično dobro.

upravljanje

Za povratne informacije, prvotno smo planirali koristiti strujni transformator. No, pokazalo se da nije učinkovita pri malim snagama zavojnice. A u slučaju antene teže je osigurati početni impuls koji će početi oscilirati (u slučaju transformatora, kroz njegov prsten može proći druga žica, na kojoj se normalna baterija može zatvoriti na djelić sekunde). Kao rezultat toga, dobili smo mješoviti sustav: jedan izlaz transformatora bio je spojen na ulaz mikrokontrole, a drugi žica nije bila povezana ni na što i služila je kao antena.

Kratki spojevi, kvarovi tranzistora i ostali problemi trebali su u početku biti vrlo mogući, pa je napravljena dodatna upravljačka ploča s ampermetrom izmjenične struje 10 A, osiguračem od 10 A i nekoliko "neonokova": jedan označava postoji li napon na ulazu u ploču, a drugo je da li struja ide na zavojnicu. Takav daljinski upravljač omogućuje vam prikladno uključivanje i isključivanje zavojnice, nadziranje glavnih parametara, a također omogućuje više puta smanjivanje učestalosti izleta na štit kako bi se omogućili "izbačeni" strojevi.

Posljednji izborni dio transformatora je dodatni kapacitet u obliku provodne kugle ili torusa na izlazu visokog napona sekundarnog namota. U mnogim člancima možete pročitati da može značajno produžiti pražnjenje (usput, ovo je široko polje za eksperimente). Napravili smo takav kapacitet na 7 pF, sastavili smo dvije čelične šalice-hemisfere (iz IKEA prodavaonice).

zbor

Kad su sve komponente proizvedene, konačna montaža transformatora nije problem. Jedina suptilnost je uzemljenje donjeg kraja sekundarnog namota. Jao, nemaju sve domaće kuće utičnice s zasebnim kontaktima uzemljenja. A tamo gdje se nalaze, ti kontakti nisu uvijek stvarno povezani (to se može provjeriti multimeterom: između kontakta i fazne žice mora biti oko 220 V, a između njega i neutralne žice gotovo nula).

Ako imate takve utičnice (pronašli smo ih u redakciji), tada ih morate uzemljiti pomoću odgovarajućeg utikača za spajanje zavojnice. Često se savjetuje uzemljenje baterije na centralnom grijanju, no to se kategorički ne preporučuje, jer u nekim slučajevima to može dovesti do toga da će baterije u kući šokirati sumnjive susjede.

Ali evo dolazi ključni trenutak uključivanja ... I odmah se pojavljuje prva žrtva munje - tranzistor strujnog kruga. Nakon zamjene, ispostavilo se da je krug u načelu prilično operativan, iako s malom snagom (200–500 W). Kada dostignu konstrukcijsku snagu (oko 1-2 kW), tranzistori eksplodiraju spektakularnim bljeskom. Iako ove eksplozije nisu opasne, način rada "sekunda rada - 15 minuta zamjene tranzistora" nije zadovoljavajući. Ipak, uz pomoć ovog transformatora, moguće je osjetiti sebe u ulozi Zeusa Thunderera.

Plemeniti ciljevi

Iako se u naše vrijeme Teslin transformator, barem u izvornom obliku, najčešće koristi u raznim emisijama, Nikola Tesla ga je stvorio za mnogo važnije svrhe. Transformator je snažan izvor radio valova s ​​frekvencijom od stotine kiloherca do nekoliko megaherca. Na temelju Teslinih moćnih transformatora planirano je stvaranje radiodifuznog sustava, bežičnog telegrafa i bežične telefonije.

Ali Teslin najambiciozniji projekt vezan uz uporabu njegovog transformatora je stvaranje globalnog bežičnog sustava napajanja. Vjerovao je da dovoljno moćan transformator ili sustav transformatora globalno može promijeniti naboj Zemlje i gornje atmosfere.

U takvoj situaciji, transformator instaliran bilo gdje u svijetu koji ima istu rezonantnu frekvenciju kao i odašiljačka frekvencija bit će izvor struje, a dalekovodi više neće biti potrebni.

Bila je to želja za stvaranjem bežičnog sustava za prijenos energije koji je uništio poznati projekt Wardenclyff. Ulagače je zanimala pojava samo komunikacijskog sustava s povratnim podacima. A odašiljač energije, koji bi svatko mogao nekontrolirano preuzeti diljem svijeta, naprotiv, prijetio je gubicima električnim tvrtkama i proizvođačima žica. A jedan od glavnih investitora bio je dioničar Nijagarskih hidroelektrana i elektrana bakra ...

Članak „Gromobrani“ objavljen je u časopisu Popular Mechanics (br. 2, veljača 2013).

Preporučeno

Pica: priča o dugovječnom svijetu izrezanog oružja
2019
10 obećavajućih svemirskih kolonija
2019
Kotači s uglovima: izumite kotač
2019