Как зажечь лампу накаливания от трансформатора тесла
Перейти к содержимому

Как зажечь лампу накаливания от трансформатора тесла

  • автор:

Трансформатор Тесла на полупроводниках

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта Паяльник. В своей первой статье хочу подробнейшим образом рассказать о таком замечательном устройстве, как Трансформатор Тесла. Я поведаю вам о правильной сборке сего девайса, о принципе работы, о выборе деталей и поиске неисправностей, если вдруг у вас что-то не заработает. Сразу скажу, что тема заезженная, и есть много статей по ней, но, на мой взгляд, её недостаточно для начинающего «тесластроителя». Итак, начнем. Во-первых, стоит понять, что это вообще за штука и с чем её едят. Трансформатор Тесла – это источник тока высокой частоты и высокого напряжения. Сразу стоит понять, что убить он не сможет, ведь даже при напряжении в сотни тысяч, а иногда даже в миллионы вольт, частота очень высокая, и вас просто «ущипнет» или оставит небольшой ожог на теле. Это явление называется «скин-эффект» — он имеет место при частоте свыше 700 Гц. Но сподвигает людей на строительство девайса совсем другое — высокочастотное магнитное поле, которое возникает около вторичной катушки. В нем засвечиваются газонаполненные лампы, заземленные предметы начинают сами испускать стримеры. А теперь подумайте, что в этом поле может быть с вашим мозгом или внутренними органами? Лично у меня начиналась легкая тошнота, головная боль, боль в мышцах. У некоторых особо чувствительных поднималась температура. Будьте осторожны! Никогда не подпускайте к устройству животных и пожилых людей, а так же не держите в поле бытовую технику. Хотя, как ни странно, современным мобильным телефонам ВЧ поле нипочем – они экранированы, и лишь начинает «тупить» сенсор. Чтобы хоть как-то уменьшить воздействие на себя, поставьте рядом полную бутылку с водой. Звучит бредово, но действенно, сам проверял. Но, к сожалению, это еще не всё. Стримеры. Они несут сразу две опасности – ультрафиолет и озон. Первый посадит зрение, а второй опасен для легких и организма. Так что, уважаемые читатели, подумайте хорошенько перед тем, как начать строительство – штука опасная. В общем, я вас предупредил. Если вы все-таки решились на сборку сего устройства, я расскажу вам об основных составляющих и принципе работы Трансформатора Тесла. Итак, поехали. Каков же принцип работы? Все очень просто и сложно одновременно. Вообще, катушка Тесла – это в первую очередь трансформатор, повышающий напряжение. В разных видах этого устройства принцип трансформации одинаков – в первичной катушке вызываются высокочастотные колебания, а уже во вторичной обмотке возникает высокое напряжение высокой частоты. Повышается оно не только с помощью коэффициента трансформации, но и при участии резонанса. Добиваются его путем уравнивания частоты колебаний в первичной обмотке и собственной частоты вторичной катушки. При этом напряжение во вторичной обмотке возрастает в сотни раз. Существует много видов данного устройства. Самые популярные из них: 1. SGTC (Spark Gap Tesla Coil) — классическая катушка Тесла — высокочастотные колебания в первичной обмотке вызываются электрическим пробоем в конденсаторе при его перенапряжении. Данный вид катушки опасен поражением током из конденсаторов и сложен в исполнении для новичка, поэтому на нем останавливаться не будем. 2. SSTC (Solid State Tesla Coil) – в первичной катушке колебания вызываются генератором импульсов на транзисторах. Этот вид легок в исполнении и не требует больших затрат (не нужны высоковольтные конденсаторы), а так же не требует настройки резонанса (хотя при его достижении длина разрядов увеличивается). На этом виде остановимся подробнее. Как я уже сказал, генератором высокой частоты в SSTC является транзистор. Чаще всего используется высокочастотные биполярные n-p-n транзисторы. Трансформатор Тесла, собранный на нем, называют «качер Бровина». Вдаваться в подробности названия не буду, но скажу, что это самый простой вид катушки Тесла. Так же используются и полевые MOSFET транзисторы. Они выдерживают большее напряжение питания и намного мощнее. Далее я расскажу вам об особенностях сборки каждого из транзисторных видов. Во-первых, вам нужно намотать саму вторичную катушку. Обмоточный провод используется диаметром от 0.15 до 0.3 мм. Сразу скажу, что чем тоньше провод, тем лучше эффект. Сам провод найдете в дросселях или в силовых трансформаторах. Мотайте на трубу диаметром от 3 см (чем больше, тем лучше), сами трубы найдете в магазинах сантехники, там они очень дешевые. Для первичной обмотки используйте провод от 3 мм в диаметре, желательно в изоляции. Количество витков подбирайте экспериментально (обычно 4-5 в самый раз). Сразу дам рекомендации для обеих версий «качеров»: 1) Первичную обмотку располагайте в одном сантиметре от вторичной. Расположите дальше – уменьшится индуктивная связь, ближе – начнет пробивать. 2) Если схемы вдруг не запустились – прозвоните саму катушку мультиметром, провод тонкий, вдруг обрыв. Так же проверьте, хорошо ли связан конец вторички со схемой – чаще всего или плохо снята изоляция с кончика, либо он плохо контактирует со схемой. 3) Так же поменяйте выводы первички (сделайте это после первого запуска, если не заработает). 4) Следите за тем, чтобы обе обмотки были намотаны в одну сторону, это очень важно (!). 5) Намотка свыше 1500 витков бесполезна, так как от нее такой же эффект, как и от 1000 витков. 6) Вторичную катушку обязательно покройте лаком, верхний и нижний край катушки обмотайте изолентой. 7)Что касаемо корпуса, то для обеих версий следует использовать корпус из дерева или других непроводящих ток материалов. Для сборки по первой схеме нам понадобится: Катушка: первичная и вторичная, о них я уже сказал Транзистор: биполярный, n-p-n, его вы найдете в блоках питания компьютера, в телевизорах, или, на крайний случай, в энергосберегающих лампах, а можете и купить. Отлично подходят D13009, D13007, КТ808, КТ908. На крайний случай используйте D13003, КТ805. Резистор: один от 1 кОм, второй на 150 Ом, мощность не важна. Конденсатор: на 25 вольт, емкость которого чем больше, тем лучше. Питание: от 12 до 36 вольт, больше подавать не стоит, транзистор не переживет. Итак, собираем схему, запускаем. При правильной сборке на конце вторичной катушки появится небольшой стример, газонаполненные лампы будут засвечиваться. Если ничего этого не происходит, то проверьте на работоспособность транзистор (делается это мультиметром в режиме проверки диодов, проверяется каждый из p-n переходов. Так же ищите другие ошибки, о них я сказал выше.) На верх катушки можете прицепить тороид – он станет дополнительной емкостью для вторички и в какой-то степени увеличит мощность. Для сборки по второй схеме нам понадобится:

  • Катушка: первичная и вторичная
  • Дроссель: от ЛДС, на 38 Ватт, так же можно использовать первичку от силовых трансформаторов
  • Транзистор: полевой, IRFP460, такой вы сможете только купить. Подойдут и другие полевые транзисторы, но уже нужно будет подбирать соответствующее питание.
  • Диод: любой, на ток от 10 А
  • Резистор: один на 50 кОм, другой на 2 кОм
  • Конденсатор: один электролит на 100 мкФ, другой пленочный на 1 мкФ
  • Стабилитрон: два на 12 вольт
  • Лампа накаливания: 60 Вт
  • Предохранитель: на 3 А

Итак, все собираем по схеме. Сразу скажу: сейчас техника безопасности превыше всего! Мы работаем с сетевым напряжением, поэтому старайтесь быть аккуратнее. При первом запуске включаем в цепь (до диода) последовательно лампу накаливания, и при неправильной сборке она лишь загорится в полный накал. В схему обязательно включаем стабилитроны, ибо при подскоке напряжения у вас 100% сгорит транзистор (полевики очень капризные), а стабилитроны защитят его от такой участи. С другой стороны, без них стримеры длиннее. Но зачем рисковать дорогостоящими деталями? В любом случае – дело ваше. Если у вас ничего не заработало, а лампа светится, но тускло, то вам стоит лишь поменять местами концы первичной обмотки. Если же вы слышите гудение дросселей – то у вас сгорел транзистор. При правильной сборке вы увидите длинные, красивые стримеры на конце вторички. Для увеличения мощности можете параллельно дросселям включить нагрузку (лампочку, утюг), но мощностью не больше 1000 Вт. Транзистор будет греться, это нормально.

Из своих наблюдений, при строительстве катушки, я заметил одну интересную вещь: от емкости электролитического конденсатора в какой-то степени зависит длина стримеров. Чем выше емкость, тем дольше соответственно будет заряжаться конденсатор и тем больше он отдаст тока при разряде. Длина стримеров увеличится, но катушка начнет работать в импульсном режиме: между разрядами будет проходить около 3-х секунд. Еще есть совет: никогда не цепляйте на верх катушки слишком большой тороид. Это убьет транзистор, и даже не стоит экспериментировать.

В начале статьи я что-то упоминал про резонанс. Большинство людей полагают, что катушка Тесла на полевом транзисторе не требует подстройки резонанса. Отчасти они правы: даже при кардинальном несовпадении частоты катушка будет работать, так как она автогенераторная. Но при достижении сего эффекта стримеры «вырастают» в несколько раз! Делается это легко: в концы первичной обмотки подключаем конденсатор. Экспериментируя с разными емкостями, вы обязательно добьётесь хорошего результата. Лично у меня с конденсатором в 10000 пФ стримеры «выросли» до 15 сантиметров! Согласитесь, это неплохо. Так же небольшой тороид поможет вам немного снизить собственную частоту катушки. Опять же – тут нужны вычисления. Формулы вы найдете в сети Интернет, смысла их тут выкладывать нет.

На этом я завершаю свою статью. В ней я рассказал большинство из того, что поможет новичку. Все взято из моего личного опыта. Спасибо за внимание и удачной сборки!

Как зажечь лампу накаливания от трансформатора тесла

Сообщение Avenger » 13 фев 2018, 14:10

Всем привет! Так уж получилось, что я не так давно узнал о существовании этого форума, и о наличии на нём раздела, посвящённого катушкам Тесла. Посему выкладываю сюда свой последний проект по тематике данного раздела. Данная катушка была задумана мной довольно давно. Но взявшись бы за неё в то время, я скорее всего, не смог реализовать даже малой части того, что сейчас уже сделано.
Итак, катушка Тесла на мощном генераторном тетроде воздушного охлаждения ГУ-39Б-1. Лампа сама по себе довольно нетривиальная в использовании — ток накала 100А при напряжении накала 6,3В, это более 600вт только на один накал! Воздушное охлаждение анода не менее 600 кубометров в час, охлаждения требуют также и выводы катода и сеток. Лишь при поданном накальном напряжении и включенном обдуве анода она уже представляет из себя нехилую печку, чего уж говорить про номинальный режим. Впрочем, это всё можно прочесть в даташите к лампе. А теперь вернёмся к генератору.
Вначале был сделан накальник. Основа — трансформатор ОСМ-0,63. Первичка проводом 2мм, вторичка — таким же, но сложенным в 9 жил. Напряжение холостого хода 7,2в, хватает накалить и ГУ-10А. При подключении 39й проседает где-то на 0,3-0,4в, напряжение становится оптимальным на 39й, ещё немного садится на проводах. Сам транс лишь тёпленький, может работать неограниченно долго.

После припаял медную шину, чтобы можно было прикрутить провода до лампы. И тестово накалил ГУ-10А (опустив в ёмкость с водой)

Ну а после настала очередь ГУ-39Б-1

Это всё конечно хорошо, источник накала теперь есть. Но это лишь верх айсберга, и главное в любой катушке Тесла — это её колебательная система и источник анодного (основного) питания.
Начнём с первой. Для каркаса первички была куплена труба для канализации диаметром 25см. И медный одножильный провод диаметром 4мм. Сняв с него изоляцию, я намотал 35 витков, с отводом от верхних 6 витков. Больше, как правило, не нужно (опыт показал, что дальнейшую настройку лучше проводить, изменяя ёмкость ММС). Вот так оно начиналось.

каркас первички
провод первички

Так моталось
намотка первички без пропитки

После чего было пропитано лаком
после пропитки первички

Катушка обратной связи (ОС) намотана проводом аналогичным первичке, но толщиной 1,5мм. Технология такая же, в зазор между проводом укладывается нейлоновая верёвка, после чего всё пропитывается уретановым лаком. Витки с двух сторон каркаса также крепятся более тонкими шёлковыми нитками через отверстия в каркасе непосредственно к последнему, после чего с обратной стороны заливаются эпоксидкой (чтобы не пробило). Вот такая технология. Собственно, она никогда ещё не подводила меня.

готовая первичка

Итак, с первичкой вроде закончили. Теперь — сердце блока питания — анодный трансформатор. Задумывая его, и начав поиск железа, я поначалу, и подумать не мог, какая же в реальности мощность будет нужна такому генератору. Начав с поиска трансформаторов габаритной мощностью от 4-5кВа, я смог найти выходной трансформатор от УПВ-1,25, имеющего выходной двухтактный каскад на двух лампах ГУ-81М. Габариты железа порадовали, впрочем, только лишь железо и было в нём ценно. Всё остальное делалось самостоятельно, были выточены из стеклотекстолита толщиной 6мм новые боковины каркаса, после чего приклеены к родным «трубам» из гетинаксоподобного материала.

транс от УПВ
транс от УПВ после разбора
Avenger Сообщения: 46

Сообщение Avenger » 13 фев 2018, 14:29

Продолжим. Первичка транса моталась медной шиной 1х10мм, что было очень удобно.
первичка анодника

Вторичка же, 1мм проводом ПЭТВ-2 1,0мм
вторичка анодника

И тут надо конечно, упомянуть, что межслойная изоляция выполнялась обычной лакотканью, а межобмоточная — тоже ей, но сложенной в 4 слоя. Тогда я наивно полагал, что в столь мощном устройстве такой подход мог быть вообще допустим. Но об этом немножко позже. А пока, вот так выглядел анодник сразу после намотки. Напряжение на выходе — чуть более 5кв.

готовый анодник

Совсем забыл упомянуть вторичку трансформатора Тесла. Она была намотана на трубе 160мм диаметром и длиной 80см. Собсвенно, показанное в предыдущих фотках устройство для намотки — собиралось именно для неё. Вторичка была покрыта эпоксидкой.

вторичка Теслы

Ну а теперь по охлаждению. Я уже упоминал, что лампа раскаляется просто чудовищно? Ну вот и чудовищный вентилятор подъехал. Встречайте — турецкий центробежный вентилятор для наддува котлов bahcivan aorb (BRDS 180-60, 1200 m³/h). Да, тясяча двести кубометров в час. Поток просто дичайший, и да, он вполне способен продуть лампу без проблем.

вентилятор

Но чтобы продуть её нормально, лампе нужна была грамотная крепёжная арматура. И таковая была изготовлена. На заводе был заказан стальной цилиндр, куда лампа бы вставлялась с минимальным зазором, и основание, которое бы служило одновременно и постаментом. Две этих детали были сварены воедино.

постамент лампы
приваренное основание

Как вы помните, греются у лампы ещё и выводы сеток и катода. Последние — особенно жестоко. Сказывается огромный ток накала и его тепловая мощность. Поэтому на оставшиеся выводы были сделаны и установлены веерные изоляторы из меди. Как показали испытания, выводы теперь никогда не нагреваются сильнее, чем бы их не могла терпеть моя рука. В реальности, я думаю, не выше 50 градусов.

веерные радиаторы

Ну и апофеоз всего — изолятор из полиамида, служащий для разделения вентилятора и анода лампы по высокому напряжению и частоте.

Avenger Сообщения: 46

Сообщение Avenger » 13 фев 2018, 15:07

Вернёмся теперь к источнику питания. Схема катушки, можно сказать, классическая. А значит, у неё имеется т.н. шифтер. Для последнего нужен конденсатор достаточной ёмкости под довольно высокое напряжение. Поиски заняли много времени, и наконец, были куплены восемь конденсаторов с комбинированным диэлектриком — к75-29а 1мкф 16кв. Каждый конденсатор весит около 8кг, а всего их 8 штук. Тяжело.

конденсаторы в ящиках
конденсаторы

Время первого пуска стремительно приближалось, по быстрому из первых попавшихся дров было сделано основание под лампу с вентилятором

первый макет

И, повозившись с настройкой резонанса, были получены первые нормальные для такой мощности стримеры
первые стримеры
стример с экспозицией

Видео:
https://www.youtube.com/watch?v=jkj_umY . es&index=6
Как видно, катушка работает с прерывателем — тиристором (симистором), стоящим в цепи катода. Управление — с моего пульта.
Мощность, отжираемая от сети без прерывателя, кстати говоря, у этой штуки получилась просто чудовищная. Я был готов к току в 30 А, в 40, и возможно, в 50А. Но реальность оказалась иной. В непрерывном режиме (без прерывателя) ток, потребляемый ТОЛЬКО анодным трансформатором, оказался более 75А. Амперметр в 75А зашкаливал, после чего я прицепил амперметр на 100А. Лучше бы я его не цеплял. Чуть более 80А, что состаляло почти 16 (!) КВт мощности лишь по аноду. И надо сказать, я был готов к такому, хоть и не ожидал, что такой запас пригодится. Дело в том, что о запуске такого трансформатора просто от розетки не могло идти и речи. Один лишь его стартовый ток (при просто втыкании ни к чему не подключенного трансформатора в розетку) мгновенно отрубал 16А автомат, стоящий на квартиру. Не спасали даже сопельные 1,5мм алюминиевые провода в стенах, которым в обычном советском доме выполнена вся разводка. И я нашёл решение. Выполненный пару лет назад капремонт вместе с заменой щитков в подъезде также заменил и всю силовую разводку в них. Силовой межэтажный кабель, идущий прямо из подвала, теперь представлял собой не жалкое зрелище, а алюминиевые жилы толщиной в мизинец. Кроме того, вся разводка до автоматов и счётчика тоже была выполнена грамотной 2,5мм медной моножилой. Поставив дополнительный автомат на 40А номинального тока, я провёл отдельную силовую линию до своей комнаты прямо от щитка. Установил силовую розетку для электроплит на 32А номинала. И длинный, но воистину несгибаемый гибкий четырёхжильный кабель до моего потребителя (два по два провода впараллель, 1 на заземление).

силовая розетка

Собствненно, силовая розетка была установлена задолго до запуска катушки. Анодник же нужно было хоть как-то проверить. А как же его проверить? Правильно, надо его подугать. Именно тогда и было выяснено, что за чудовище всё-таки, я сотворил. Это мало сказать. Будучи включенный напрямую, он выбивал ВСЕ автоматы, что были в его цепи, стоило лишь попытаться вытянуть со вторички дугу. Лишь используя ДВА балласта, по первичке — ЛАТР РНО на 20А, а по вторичке — конденсатор на 4мкф, я смог хоть как-то подугать его, получив дуги длиной более метра. Что будет, если дугать без балласта, при условии непроседаемого и неотключаемого источника напряжения, я представить не могу.

кадр из видео
ещё кадр из видео

Видео с дуганием анодника
https://www.youtube.com/watch?v=ES-uQxGTmEc
И, как говорится, нет в жизни счастья. Получив стримеры длиной до 1,5м (до потолка именно столько, был зафиксирован скользящий разряд прямо в потолок), произошло непредвиденное.

разряд в потолок

Мой анодный трансформатор пробило.
пробой во вторичке анодника

Впереди был занявший целую неделю ремонт трансформатора, а на деле, полная его перемотка, с переосмыслением абсолютно всей его изоляции.

Плазменный шар

Считается, что этот удивительный шар был изобретен самим Николой Тесла.

История создания:

В 1894 году Никола Тесла получил патент на конструкцию плазменной лампы (сам он назвал ее «газоразрядной трубкой с инертным газом внутри). Тесла описал лампу, состоящую из стеклянной колбы с единственным электродом внутри, заполненную при этом газом аргон. На электрод подавался ток высокого напряжения от трансформатора Тесла (производит высокое напряжение высокой частоты).

В 70-х годах уже 20-го века ученый и изобретатель Джеймс Фалк доработал конструкцию Николы Тесла и создал светильник в виде плазменного шара, чей вид практически не отличается от современного.

В 70-е – 80-е годы Джеймс Фалк поставлял плазменные шары коллекционерам и научным музеям.

В 80-х годах плазменные шары стали продаваться в магазинах и быстро стали очень популярной игрушкой – сувениром, чья популярность, впрочем, ничуть не уменьшилась и по сегодняшний день.

Проведём эксперимент!

прежде чем включить шар внимательно изучи его устройства – посередине находится электрод, тот самый на который подается высокое напряжение, а в самом шаре находится не воздух, а специальный разреженный газ – смесь инертных газов

теперь включи шар и насладись красотой «движущихся змеек» — плазменных образований

наш шар создает электромагнитное излучение, и в этом легко убедиться, поднеся к нему лампу дневного света.

Даже неподключенная лампа начинает светиться, благодаря воздействию электромагнитного излучения на газ внутри

если у тебя дома есть различные газоразрядные лампы, например, кольцевая, как на фотографии, экспериментировать тебе будет еще интереснее.

Объяснение эксперимента

Как же устроен плазменный шар?

Плазменный шар является одним из видов газоразрядных трубок (ламп), какие у тебя дома или в школе наверняка есть, ведь к ним относятся и люминесцентные лампы (лампы дневного света) и энергосберегающие лампы (которые у многих дома уже используются вместо обычных лампочек с нитью накаливания).

Внутри плазменного шара находится электрод, на который подается высокое напряжение с частотой около 20-30кГц. Внутри сферы находится не воздух, а специальный разряженный газ, смесь инертных газов. Внутри работающего плазменного шара можно наблюдать светящуюся плазму.

Интересные факты:

— в зависимости оттого, какой газ находится внутри шара, разряды могут иметь разный цвет;

— в современных плазменных шарах используется смесь инертных шаров, таких как ксенон, криптон, неон.

— во времена Николы Тесла технология создания газовых смесей, используемых при создании современных тесла шаров была недоступна;

— продаются плазменные шары разных форм (хотя это и странно звучит), в виде цилиндров и даже сердец.

— пожалуй, самый большой плазменный шар диаметром в один метр находится в центре науки «Технорама» в Швейцарии.

Ламповая катушка Теслы

Сегодняшний пост будет посвящен высокому напряжению. Ламповый трансформатор Тесла является самой тихой конструкцией из всех существующих вариантов. Тут, в качестве генератора высокочастотных колебаний используется мощный пентод ГК-71, благодаря которому можно получать красивые, достаточно длинные разряды в воздухе. В ходе данной работы рассмотрим основные элементы конструкции, узнаем секреты по настройки схемы и визуализируем сигнал с высоковольтной обмотки на экран советского осциллографа. Дальнейшая работа будет заключаться в компактном размещении всех элементов в одном корпусе. В общем всё как вы любите. Простота, надежность и небольшая стоимость делает данную катушку доступной каждому, кто захочет её собрать.

Прелесть ламповой катушки Тесла заключается в том, что одну часть деталей для неё можно достать из обычной микроволновки, а вторую из ближайшего магазина электрики. С пентодом может возникнуть проблема, вещь старая и давно не выпускается, но тот кто ищет — тот всегда найдет. В дальнейшем вы поймете, что его можно заменить на любую другую лампу похожей конструкции.

ГК-71 выбран из-за эстетической красоты и небольшой стоимости. Кто не обратил внимания, анод в этой вакуумированной пробирке полностью состоит из графита, хорошая реализация для рассеивания больших мощностей, по паспортным данным эта цифра составляет 250 Вт. Номинальное анодное напряжение составляет 1.5 киловольта. Максимальная частота 20 МГц.

Данный экземпляр был выпущен в 1981 году. Достался новым прямо из коробки. Непрерывное время работы по документам, составляет 1000 часов. Это примерно 42 дня. В год, на постоянно работающем устройстве, необходимо сменить 8 таких товарищей. По некоторым подсчётам, выпущенных в свое время Ламп ГК-71 хватит еще минимум лет на 200.

Накал — это та часть которая вдыхает жизнь в любую радиолампу. Напряжение для пентода ГК-71 составляет 20 вольт, но ток при этом должен быть не меньше 3.5 ампер.В общем накал жрет 70 Вт. На рынке за символическую сумму был приобретен отечественный трансформатор ТН54-220-50. При правильном подключении обмоток с него можно получить 85 Вт без каких-либо финансовых затрат.

Следующий элемент — это высоковольтный трансформатор от микроволновки, буржуи называют его МОТ. Напряжение на его выходе составляет 2 киловольта, ток порядка 1 ампера. Довольно мощная и опасная вещь, может отправить вас на встречу к создателю, потому не стоит увлекаться.

Дальше идёт краткий перечень элементов, необходимых для сборки конструкции:
2 масляных конденсатора от той же микроволновки, напряжение 2.1 кВ, емкость 0.95 мкФ. Диодная сборка HYR-1x, её максимально допустимое напряжение 12 кВ, ток 500 мА, по паспорту способен выдержать импульсный ток до 30 ампер. Настоящий зверь в своем роде. Резисторы типа ПЭВ-на 10-20 Вт, можно использовать любые другие аналоги буржуйского производства.

Резонансный высокочастотный конденсатор типа КВИ-3, напряжение может варьироваться от 5 до 20 кВ, для настройки было закуплено несколько таких товарищей с разным номиналом ёмкости на борту. Для намотки индуктора был приобретен многожильный медный провод типа ПВС, сечение 1.5 квадрата. Длина порядка 16 метров. Катушка связи имеет другой цвет и длину 10 метров. Все провода взяты по длине с запасом.

Рубильники коммутирующие силовые части, взяли с допустимым током до 15 ампер, не спрашивайте зачем так много, запас карман не жмёт.

Теперь вторичная высоковольтная обмотка, она же «резонатор». Намотка этой детали требует много времени и терпения. Тут использован медный лакированный провод толщиной 0.2 мм, мотается виток к витку на картонной основе от пищевой пленки. Диаметр трубы 55 мм. Высота намотки получилась 35 см. Витки при этом не должны пересекаться и накладываться друг на друга.

После намоточных процедур результат следует покрыть слоем диэлектрика во избежание пробоя обмотки. Эпоксид наносится в два слоя для надёжности. В результате выйдет глянцевая, переливающаяся на свету труба, которая отнимет часть вашей драгоценной жизни. Второй дубликат катушки был намотан на пластиковой канализационной трубе диаметром 50 мм. ПВХ более надежный диэлектрик, в этом скоро убедимся. Каркас для индуктора был взят из того же картона только большего диаметра, примерно 80 мм.

Для проведения дальнейших работ, необходимо как можно компактней разместить трансформаторы, конденсаторы и прочую ерунду на какой-то крепкой основе. Листы ДСП давно валяются без дела, потому следует разметить их, и пустить в ход электролобзик, работа и звуки которого благородно влияют на жизнь ваших соседей, особенно это актуально по выходным дням.

Конструкция будет двухэтажная. Снизу разместятся трансформаторы с конденсаторами, а сверху разместим Пентод и саму катушку Тесла. Долго думал как скрепить первый этаж со вторым, решил использовать деревянные чепки. Надёжность тут конечно покраснела и пошла выпивать вслед за совестью. Желе какое-то. Надеваем розовые очки и выпиливаем отверстие под радио лампу. Затем с обратной стороны делаем отверстия под провода.

Теперь про индуктор. Сейчас мы точно не знаем сколько нужно витков, мотаем 40, при настройке его всё равно придётся отматывать в меньшую сторону для поиска резонанса. Обмотка обратной связи мотается в одну сторону с индуктором. Количество витков в два раза меньше, то есть 20. Такое соотношение встречается во многих ламповых катушках Тесла.

Момент который не очень понял. В некоторых схемах обмотка связи располагается в нижней части трансформатора Тесла, где развиваются наибольшие токи, а в некоторых сверху над индуктором. Какой вариант расположения лучше мне не известно, но в данной схеме она размещается сверху.

Панельку для установки пентода нам найти не удалось, довольно редкая вещь, потому альтернатива крепления — клеммная колодка для провода с диаметром отверстий 4 мм. Зажимы в ней отлично фиксируют ножки пентода. В качестве декоративной подставки использована фанера, которая была магнитом на двери холодильника.

Теперь время подсоединить провода к накальному трансформатору, и посмотреть всё ли работает. Подаем питание и наблюдаем за показаниями амперметра. 3 ампера, как и паспорт предписывал. По мере прогрева, потребление тока незначительно падает. Камера увы не смогла передать всей красоты раскаленных ниточек внутри этого стеклянного баклажана. Здоровенное лампище… Вот же ж умели делать!

Вся схема устройства довольно простая и выглядит примерно так: переменное высокое напряжение с мота выпрямляется через диод и заряжает конденсаторы от микроволновки, соединены они последовательно для увеличения рабочего напряжения. В этом случае суммарная ёмкость выходит пол микрофарада. Колебательный контур индуктора подключён к аноду лампы через дроссель, состоящий из 10 витков. Все управляющие сетки лампы ГК71 соединены вместе, с этого момента пентод превращается в триод. Схема автогенератора начинает работать при очень малых напряжениях на входе мота. Конденсатор в 2.2 нФ на выходе накального трансформатора служит для фильтрации наводок и высокочастотных выбросов, хотя первое = второе, второе = первое, как-то так. Обращаем внимание на подключение обмоток в первичном контуре. Точка — это нижний вывод обмотки.

В принципе сборка получилась довольно компактной. Её работу запросто можно демонстрировать на уроках физики, вспоминая жизнь того чувака, благодаря которому у нас в розетках переменное напряжение.

Трансформатор Тесла требует хорошего заземления. Батарея не самое лучшее решение для этих дел, но за неимением ничего более подходящего и это сойдет. Контакт должен быть надежным, три метра провода должно хватить, чтобы дотянутся куда угодно в пределах одной комнаты.

В новых домах такой фокус может не пройти из-за металлопластиковых труб в системе отопления. Потому проверяем наличие напряжения между фазой и землей, должно быть 220 вольт. Некоторые пускают заземление через зануление, тоже годный вариант. Между нулем и землей существует потенциал в 3.7 вольта, Креосан недавно рассказывал как можно воровать электричество подобным способом, заряжать телефон и зажигать лампочки, вот только забыл упомянуть тот факт, что современные цифровые счетчики считают потребление энергии как по фазе, так и по нулю. Максимум что вы выиграете, так это визит инспектора к себе в гости.

Итак, включаем питание накальной цепи. Лампа выходит на режим достаточно быстро, секунд 5 хватает для этого дела. Второй рубильник подает питание на мот. Ни в коем случае нельзя подавать высокое напряжение на анод лампы, без включенного накала. Входное напряжения на моте, регулируется с помощью ЛАТР-а, он дает напряжение от нуля до 220 вольт. Незаменимая вещь в работе с подобными схемами. Повышаем напряжение и видим, что генератор заработал. С появлением высокочастотного электрического поля светодиодный светильник закрепленный под полкой начинает немного светится и мигать.

На кончике отвертки, что служит терминалом для выхода молний появился небольшой стример. По мере повышения напряжения размер его растет, но разряды какие-то тонкие и не внушительные. Изменим положение обмотки связи, сместим её чуть вниз. Смотрим что поменялось в работе. Постепенно повышаем напряжение… видим что разряды стали более уверенными, толще, длинней и ярче. Звук довольно внушительный, похож на глухой рёв спортивного автомобиля.

Поиск резонанса осуществлялся либо отматыванием витков, либо подбором резонансного конденсатора. Начал отматывать витки. Увеличение мощности разрядов говорит от том, что мы на правильном пути. Разряды мощней, толще, длинней, самое интересное произошло тогда, когда начал увеличивать емкость резонансного конденсатора. Разряд увеличился, и на глазах начал уменьшатся. Запахло горелой бумагой.

При детальном осмотре выявилось, что картон начал прогорать. А если появился маленький прогар, то он постепенно превращается в большой, так как углерод получившийся в результате сгорания чего-либо становится отличным проводником. В общем это гангрена, которую необходимо немедленно ампутировать. Избавляемся от проблемного участка с помощью ножовки по металлу. Пару минут, проблема решена, а рука подкачана.

Так как резонансный контур изменил свои характеристики путем уменьшения длины вторичной катушки, снова доматываем и отматываем витки первички. Мощность увеличивается. Настроение превосходное, пару секунд радости и конструкция начинает подводить. Вторичку пробивает на первичку. Слишком близко размещены обмотки друг к другу. Предположения были что такое может произойти, но не так быстро. Первый день настройки, и многочасовая работа отправляется на помойку. При желании, эту трубу можно разрезать надвое, и сделать к примеру качер Бровина на транзисторе.

Поначалу хотел изолировать вторичку с помощью пластиковой бутылки, но как показывает практика — этот колхоз ни к чему хорошему не приводит. Одеваем кроссовки и выдвигаемся в ближайший сантехнический магазин за сливной 10-сантиметровой трубой. Такой диаметр уменьшит коэффициент связи обмоток, что есть хорошо в данной конструкции. Диэлектрические способности у такого цилиндра куда лучше чем у обычного картона.

Поверх трубы намотаем слой бумаги, на нее укладываем витки индуктора и обмотки связи. Бумага позволяет спокойно передвигать обмотки по всей длине трубы. Устанавливать катушки удобно на заглушки, они родом из того же магазина сантехники и позволяют соблюдать центровку всего резонансного контура. Немного усилий и конструкция снова готова к работе. Повторяем процедуру включения. В начале подаем питание на накал, ждём пару секунд, а затем включаем анодное напряжение. Оно сейчас в нуле и регулируется лабораторным автотрансформатором. Включаем его и постепенно поднимаем напряжение.

Разряды с увеличением коэффициента связи стали больше и красивей. На этом моменте наверное стоило завершить пост, схема заработала, разряд мы увидели. Но по традициям на этом, всё только начинается.

Для окончательной и более правильной работы, автогенератор необходимо настроить на осциллографе. Настраивать систему будем по максимальной амплитуде сигнала. Щуп осциллографа подключать напрямую к схеме не будем, для настройки разместим его на уровне тора и будем смотреть эфирный сигнал. Вся наводка, форма, частота и амплитуда сигнала отобразится на экране осциллографа. В данной схеме, этой информации для настройки будет более чем достаточно. Включаем накал. Подаем анодное напряжение. Регулируем напряжение автотрансформатором… но почему-то ничего не происходит… разбираемся что не так!? Ага, забыли подключить заземление, бывает, прикручиваем его на свое место и повторяем процедуру включения. Крутим ручку и сигнал оживает. Это наш индикатор в мире настройки. Входное напряжение на моте всего 50 вольт, отлично, нам сейчас разряды в воздухе не нужны.

Альтернативой обнаружения высокочастотных полей может служить обыкновенная неоновая лампочка. Амплитуду сигнала ею определить не выйдет, но зато можно судить о работоспособности устройства в целом, правильной или нет — это уже другое дело.

Итак, в процессе настройки удалось выделить два интересных режима работы. Первый это плавно затухающий импульс с небольшой амплитудой в отличии от второго режима. Сейчас мы перекидываем провода на разные витки индуктора и наблюдаем как меняется сигнал. Внимание вопрос знатокам. Какой режим автогенератора дает наибольшие разряды: вариант «а»- с плавно затухающим сигналом, но малой амплитудой, или вариант «б»- с большой амплитудой, но коротким импульсом?

Настройка резонанса с помощью конденсаторов. У этих образцов разная емкость, как выбрать нужную? Всё просто, поочередно соединяем конденсаторы параллельно индуктору и смотрим на сигнал. Нужно быть при этом осторожным, тут развиваются большие токи, которые могут нанести фаталити вашей руке. Дохлые электронщики никому не нужны. Если емкость будет слишком большая, она попросту погасит всю амплитуду сигнала.

В начале выпуска я обещал рассказать зачем нужны такие массивные контакты на конденсаторах. Во время работы, особенно на резонансе, в индукторе развиваются огромные токи, порядка нескольких сотен ампер, если такой ток пойдет через тонкие ножки обычного конденсатора, они попросту перегорят как перемычка в предохранителе. В данной схеме хорошо прижился конденсатор КВИ3 на 1500 пФ 10 кВ. Год выпуска 1978, раритет в своем роде, старше меня лет на 10.

Схема автогенератора работает в принудительном режиме прерывания с частотой сети 50 Гц, если растянуть во времени затухающие колебания, можно высчитать частоту работы автогенератора. Синхронизируем эту старую рухлядь и приступаем к расчетам.

Сейчас, переключатель времени деления на осциллографе стоит в положении 0.5 мкс. Это означает, что одна клетка на шкале экрана равна 0.5 мкс. Один период синусоиды занимает 5 клеток, следовательно 5 умножаем на 0.5 равно 2.5 мкс. Частота находится по формуле: 1 деленная на период. Считаем. 1/2.5 мкс равняется 0.4 мГц, что равняется 400 кГц. Отсюда вывод, резонансная частота настроенной катушки Тесла, ровняется 400 кГц.

Расчеты могли быть более точными при наличии современного оборудования, но для данной схемы оно попросту не нужно. После настройки регулируем положения индуктора и обмотки связи так, чтобы амплитуда сигнала на осциллографе была максимальной. На этом этапе настройку ламповой катушки тесла, можно считай исчерпывающей. Потребление силовой части схемы без цепи накала, составляет 720 Вт.

В работе ламп есть что- то удивительное, когда берешь их в руки, возвращаешься в те далекие теплые времена. Транзисторы и прочая современная электроника со временем приедается, становится скучной. На лампу можно смотреть вечно, ну или 1000 часов пока не пропадет электронная эмиссия и катод не обеднеет. Теперь время посмотреть как это всё работает.

В процессе работы схемы, лампа не перегревается и может работать продолжительное время, скажем 10 минут без перерыва. Но находятся умельцы, которые ставят на выходе мота много-количественные сборки из микроволновочных конденсаторов, мощь схемы увеличивается, лампа начинает работать на пределе своих возможностей. Естественно графитовый анод лампы нагревается до красна, катод расходует свой ресурс. Такой режим работать будет, но не долго.

Для увеличения срока службы лампы на больших мощностях используют прерыватели. Это грубо говоря переключатель, который на короткое время запускает генератор на Тесле. Секунда работы, секунда отдыха, как-то так. Режимы естественно можно менять.

Свечение различных лампочек в высокочастотных электрических полях это вообще отдельная тема, некоторые образцы настолько красивы, что претендуют на отдельный пост.

Слыхали про то, что различными солями можно подкрашивать цвет огня, сейчас проверим это на практике. Для этого берем обыкновенную поваренную соль и разбавляем ее небольшим количеством воды. Получившуюся кашу наносим на электрод. Ионы натрия должны подкрасить молнию в оранжевый цвет, это сейчас и посмотрим.

Данная конструкция проста в повторении, и элементарна в настройке. В ней нет дорогих деталей, хотя цена — дело относительное, стоимость всех элементов составляет примерно 65 баксов не включая ЛАТР для регулировки входного напряжения в анодной цепи.

В одном из следующих постов мы рассмотрим полупроводниковую систему, там узнаем как рассчитывается резонанс, как управлять железом и прочую малоизвестную нормальному человеку ерунду.

Для справки. Съемка сегодняшнего выпуска вместе с пост обработкой, написанием текста и прочими процессами заняла 2 месяца. Это можно назвать быстрым выпуском. В комментариях вы часто пишете чтобы мы снимали материал в сфере физики и электроники, сейчас так и происходит, но тут есть обратная сторона медали, время. Теперь выпуски будут выходить реже чем обычно, надеюсь вы всё понимаете.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *