интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Трансформатор Тесла: принцип работы. Трансформатор тесла схема


Трансформатор Тесла: принцип работы

Энергия тороидальной фигуры

Вы никогда не задумывались, что такое энергия среди нас? Это порядок частиц и атомов, которые вращаются среди нас и идут своим чередом, по своей траектории. Создать источник, чтобы он имел свою структуру энергии, оказывается, может даже человек.

Если у него есть все необходимые навыки и знания, то можно было создать такой источник ее, поток которого шел бы бесконечно. Такую энергию даже можно передать на дальние расстояния и создать, так называемый, вечный двигатель. Основой данного агрегата могла бы быть какая-то емкость, наполненная жидкостью, а он сам состоял бы из колеса, которое постоянно вращается, преобразуя все это в кинетическую энергию.

Трансформатор ТЕСЛА своими руками

Суть тороидальных фигур

Тороидальные фигуры – это явления в природе, которые могут представлять собой разряды энергии и применяющие различные формы геометрических тел, вращающихся вокруг своей оси. Это явление поистине допустимо назвать уникальным, также можно себе представить, что это именно та структура движения атомов, не имеющая своего логического конца. Ученые использовали фигуру Тора, как основу для подачи бесконечной энергии. Тор, благодаря своей форме и эластичности, может применять весьма компактную форму строения.

Из-за этого конструкции тороидальных фигур в будущем могли бы применяться как компактный источник бесконечной энергии. В подобных телах также наблюдается высокая устойчивость к низким и высоким температурным показателям на расстоянии Земли. Если бы тороидальные фигуры имели свое настоящее строение, они бы были изготовлены из материала наподобие каучука и казались мягкими на ощупь. Особенностью данных тел также является их способность к адаптации природных явлений, например, таких как реакция на понижение или повышение давления атмосферы Земли.

Эфир. Трансформатор Тесла. Описание работы

Другое, более точное научное понятие, что такое эфир

Это физическая среда, заполняющая пространство всего мира, которое несет ответственность взаимодействия за все физические явления — оптические и так продолжается. Впрочем, кто-то считает по сей день, что эфира не существует. Но проводился опыт, который точно дал понять, что он есть. Так и появился первый шанс изучить с этих позиций трансформатор Теслы, который, неизвестно чем, берет энергию из окружающего пространства. Первые опыты, которые уже были проведены, сообщают о возможности этого. Это вероятно, так как на сегодняшний день есть тепловые насосы, а по-другому, простые холодильники, они же и используют энергию из окружающего пространства и отдают ее обратно, при этом обогревая помещения. Их КПД во всех случаях больше, чем один.

Многогранность трансформаторов Тесла

Трансформатор Теслы и есть насос тепла но он, в отличие от обычных подобных устройств, которые берут энергию для себя из рек и прочее, делает же это из окружающего эфира. Такие схемы очень просты. Небольшие проблемы бывают, когда идет подборка режимов составляющих цепи, но необходима определенная теория и лаборатория, в которой есть все необходимые приборы. Но самое главное, нужны люди, имеющих огромное желание и не меньшее терпение, чтобы выполнить эту сложную и кропотливую работу, которая займет неизвестно сколько времени. Но пока таких людей еще не нашлось. Возможно, в скором будущем начнет что-то разрабатываться, так что ставить точку еще рано.

Существует множество вариантов модификации трансформаторов Тесла, применяющихся в различных сферах: например, его катушка, выполненная с роторным механизмом, в котором искры тока могут вращаться в различных положениях. В такой конструкции в качестве двигателя обычно используется электрический агрегат и вращающийся диск, через который проводятся электроды.

Существует ламповая катушка Теслы, где для генерации тока высокого напряжения используются обычные лампы, проводящие ток большого напряжения до 600 Вольт. Такие конструкции работают практически бесшумно во время работы катушки при достижении искрового промежутка. Полупроводниковый генератор Тесла выполнен из задающего генератора высокой частоты и является наиболее современной реализации его катушки.

Изменяя ключ разряда, можно изменить вид разряда, достигая различных его форм. Высокочастотный трансформатор также способен выводить ток, благодаря музыкальным волнам, где, в зависимости от ритма музыки, меняется и сам вид разряда. К иным достоинствам относится отсутствие шума от самой искры. Трансформаторы Тесла применяются для вывода тока на расстоянии, или беспроводной передачи энергии, применяющейся, например, в радиоуправлении.

Трансформатор Тесла

Отличие трансформатора Тесла от обычных конструкций

  • Благодаря своему известному трансформатору, Никола на частотах в несколько сотен килогерц получал напряжения больше, чем 15 млн. вольт. Теории такого изобретения не существует и в наше время. Сам же трансформатор смотрится достаточно интересно и странно: у него отсутствует железный сердечник, первичная обмотка из очень толстого слоя провода снаружи, а вторичная, наоборот, внутри. В первичную же цепь входит высокочастотный разрядник, который нуждается в настраивании в резонанс с контуром, образованном первичной обмоткой и конденсатором. Также у этого устройства есть и много недостатков, например, первый из них, это – непростое изготовление большого витка при условии обеспечения отличного теплового контакта с сердечником трансформатора.
  • В трансформаторе коэффициент трансформации не идет, так как в конце ее напряжения значительно больше, чем это следует из простых расчетов. Хотя, никто не изучал всех параметров и не производил нужных учетов, поэтому никакой методологии так пока и не изобрели. Из-за всего этого направление, которое разрабатывалось Теслой, так и не развивалось глубже. Про него забыли и забросили. К тому же, уже начиналось другая пора: время вакуумной техники, где все было безо всяких вопросов, и нужды в его трансформаторах не было. Но в наше время пришли к выводу, что, все-таки, нужно вернуться к тем работам. Такое решение выдвинули, благодаря появлению нового раздела теоретической физики — эфиродинамики, которая восстанавливает все представления об эфире — газоподобной среде, она же заполняет все мировое пространство. Это — газ, где идет распространение всех законов простой газовой механики.

www.13min.ru

Трансформатор Тесла

Схема простейшего Трансформатора Тесла:

Качатель реактивностей Бровина

Катушка на базе 60 витков, на коллекторе 30 витков, питание схемы от 1.5 - 3v.

Суть схемы: При расположении катушек рядом, либо намотанных на общий феррит возникает генерация сигнала с высокой амплитудой. Если к двум катушкам поднести третью со светодиодом, то последний будет светиться. А устройство в целом будет потреблять очень мало мА.

Качатель реактивностей Бровина Высоковольтная схема со свободной базой

Транзисторы можно использовать в общем то абсолютно любые силовые и не самые низкочастотные. КТ805, КТ819, да даже pnp можно прикрутить, только поменяйте полярности питания и электролитического конденсатора. Только обезательно надо охлаждать транзистор на радиаторе. Особенностью схемы явлется наличие в верхней части катушки фитонки, или стримера (миниатюрной молнии), для этого к верхней части катушки припаивается иголка. Другой особенностью является засвечивание люминисцентных ламп дневного света.

Качатель реактивностей Бровина Схема со свободной базой в низковольтном включении

Здесь использована плоская катушка: базовая намотана в один слой пэл 0,15 - 500 витков. Коллектроная катушка - 3,5 витка пэв 1,5 мм. Результаты: при напряжении 1,1в и токе 6 мА вблизи катушки начинает гореть светодиод, припаянный к катушке с ферритовым сердечником. при напряжении 6в и более- светодиод ярко светит на расстоянии от 6 см. Смотри видео: Видео плоская катушка Тесла

Бикачер

Особенность данной схемы в формировании на разных плечах качера противоположных по знаку сигналов, за счет схемы повышается стабильность сигнала, а также он приближается к прямоугольному. При этом сохраняется экономичность схемы.

shemalog.narod.ru

Схема трансформатора Теслы - 1 Марта 2013

  На днях было решено изготовить маломощную катушку Теслы для проведения опытов с высоким напряжением. Каркасом для высоковольтной (вторичной) обмотки служит труба с длиной 14 см, диаметр трубы 2,5 см (почти 1 дюйм). Трубка из пластмассы (именно пластмасса, металлопласт не подойдет).

Принципиальная схема

Повышающая обмотка намотана проводом 0,2мм,  состоит из 600 витков. Обмотку нужно мотать аккуратно и ровно, виток к витку. После завершения намотки, следуют закрепить концы обмотки на трубе, делать это можно при помощи скотча или супер клея. 

Первичная обмотка состоит из 5 витков толстого алюминиевого провода (одножильный) с диаметром 3 мм. Такой провод используют для электроснабжения частных домов. 

Основанием служит обычный CD-диск. На диск прикрепляется пластмассовая стойка, на которой держится трубка с высоковольтной обмоткой.  Эта стойка, также служит в качестве фундамента для первичного контура катушки.

CD-диск

Высокое напряжение от строчного трансформатора выпрямляется селеновым выпрямителем, такие можно найти в телевизионном умножителе напряжения серии УН9/18. 

Задающая схема достаточно мощная, поскольку использован ЭТ с мощностью в 105 ватт, можно применять слабые преобразователи, поскольку сама катушка не очень мощная и мы получаем не обоснованную потерю основной мощности.

Taschibra

Желательно мотать новую обмотку на строчном трансформаторе, поскольку уже имеющиеся обмотки не рассчитаны на большой ток.  На свободной от обмоток половине сердечника мотаем 15 витков провода с диаметром 1,2-1,5мм, но, возможно придется поиграть с витками (понижать количество до 8 витков), это делается только тогда, если при включении схема не заработает. Секрет в том, что некоторые электронные трансформаторы работают только под расчетной нагрузкой (галогенная лампа на 12 вольт). 

Катушка

Контурный конденсатор нужно подобрать с минимальным напряжением 1600 вольт, емкость 6800 пФ. Искровый разрядник можно изготовить из старого предохранителя, в моем случае он изготовлен из двух медных пластинок. Расстояние между контактами разрядника 0,5мм - для начала, затем можно поиграть с зазором. Уменьшением зазора, мы можем поднять частоту генерируемых импульсов на вторичной обмотке. Эта конструкция трансформатора Теслы, одна из самых простых, поскольку в ней использован готовый источник питания. Не советуется слишком долго включать катушку, поскольку ЭТ от китайских производителей достаточно быстро выходят из строя, а делать ремонт таких ИБП нет смысла, проще купить новый. 

  Автор статьи - АКА КАСЬЯН

Обсудить на Форуме

x-shoker.ru

Как сделать трансформатор Тесла

Здравствуйте.

Здесь представлен ещё один вариант по изготовлению трансформатора Тесла своими руками.

В целом сделать этот проект и выполнить сборку катушки Тесла очень легко. Для новичка это покажется достаточно сложной задачей, но в результате можно получить полноценную рабочую катушку, если выполнять и постепенно следовать всем необходимым инструкциям в этой статье и проделать несколько расчетов. Конечно, в случае если вы хотите получить в результате очень мощную катушку Тесла, то нет другого варианта кроме того как изучить необходимую теорию и провести большое количество расчетов.

Схема трансформатора Тесла

Ниже представлены основные этапы по изготовлению трансформатора Тесла
  1. Выбрать нужный источник питания или питающий трансформатор

    Нужные трансформаторы, которые используют в неоновых вывесках, они лучше всего подходят для новичка — экспериментатора, поскольку они требуют наименьших денежных затрат из всех. Рекомендуются трансформаторы с выходным напряжением не меньше чем в сумму 4 кВ.

            2. Сделать нужный разрядник

    Это может быть просто пара обычных винтиков, которые установлены на расстоянии двух миллиметров друг от друга, но лучше конечно приложить побольше усилий, поскольку качество будущего разрядника достаточно сильно влияет на главную производительность вашей будущей катушки.

           3. Выполнить расчёт необходимой ёмкости конденсатора

    Используйте формулы из учебников по физике для ваших расчётов, выполняйте расчёт резонансной ёмкости для нужного трансформатора. Значение этого конденсатора нужно приблизительно в 1.5 раза больше представленного значения. Если хотите сэкономить по деньгам, то можно попытаться полноценно выполнить конденсатор самому, но в таком случае он может подвести вас в самый ответственный момент, а ёмкость его будет сложно определить.

          4. Делаем требуемую вторичную обмотку

    Мотайте приблизительно 1000 витков, которые выполнены из эмалированной медной проволоки толщиной до 0.6 мм. Высота уже готовой катушки обычно равна 5 — 6 её представленным диаметрам. Полый металлический шар, он прикреплён к верхней части вторичной обмотки, а нижнюю часть обязательно заземлите. Для этого нужно применить качественное отдельное заземление, поскольку если использовать общедомовое заземление, то можно уничтожить у себя все электроприборы 🙂 Помните это и будьте осторожны.

         5. Изготовление первичной обмотки

    Вся первичка для этой катушки может быть сделана из обыкновенного толстого кабеля либо трубки из меди. Максимально лучший эффект будет получен если использовать одножильный медный стержень толщиной 5 — 6 мм. В первичке содержится от 4 — 6 витков.

     

payaem.ru

Трансформатор Теслы своими руками. Вариант 3. Схема, чертежи, фото. - Воплощение идей Теслы

Превод ntesla.at.ua, источник _www.pocketmagic.netавтор Radu Motisan

Данный трансформатор построен в домашних условиях из некоторых готовых компонентов, которые не будут описаны детально, но схемы и принцип работы можно найти в любом школьном учебнике физики.

Для создания трансформатора Теслы понадобится коммутатор нулевого напряжения (необходима правка - Zero Voltage Switching), трансформатор обратного хода со встроенными диодами высокого напряжения и множество кабелей высокого напряжения.

Катушка будет изготовлена двухуровневая. На первом уровне мы расположим источник питания, коммутатор, заземление, конденсатор и разрядник. Сама катушка с обмоткой будет установлена сверху.

Для вторичной обмотки Трансформатора Теслы используем медный провод, 0,2мм сечением, 1500 витков вокруг пластиковой трубы длинной 30 см, диаметром 5 см).

Первичная обмотка 16 витков медного провода сечением 4мм, на пластиковой трубу диаметром 11 см длиной 10см):

внешний вид трансформатора Теслы

На вторичной обмотке я сделал несколько "защипов", чтобы добиться резонанса между первичной и вторичной обмоткой.

все остальное - тонкие настройки.

Фото 1: В маленькой пластиковой трубке содержится одержится конденсатор (9x10nF/6KV, подключенный к 10nF/18KV), и небольшой фильтр.Я использовал керамическую банку для искровой свечи, которая также гасит шум трансформатора. Также для керамической банки была изготовлена крышка, которой нет на фото. Справа показан коммутатор нулевого напряжения.

Трансформатор Теслы, фото 1

Трансформатор Теслы, фото 1

Фото 2: Радиатора для коммутатора напряжения, разьем для подключения питания.

Трансформатор Теслы, фото 1

Трансформатор Теслы, фото 2

Фото 3: Трансформатор строчной развертки (трансформатор обратного хода), и перемотки первичной (синий провод 4+4 витка обмотки). При питании от коммутатора на 30V искры от 1,5 см до 4 см. Довольно мощно. Трансформатор Теслы, фото 3

Трансформатор Теслы, фото 3

Фото 4: Вид спереди, трансформатор обратного хода, маленький фильтр, конденсаторов.

Трансформатор Теслы, фото 4Трансформатор Теслы, фото 4

Полная электрическая схема

электрическая схума трансформатора Теслы

Результаты

ntesla.at.ua

Устройство, принцип работы и схема трансформатора Тесла

Каждый человек, вероятнее всего, слышал о том, что такое трансформатор Тесла, который также зачастую называется катушкой Тесла. Эту катушку можно увидеть во многих фильмах, компьютерных играх и телевизионных передачах. Однако мало слышать о том, что существует нечто подобное. Если вас спросят, что именно делает трансформатор Тесла, сможете ли вы дать на этот вопрос ответ? Скорее всего, нет, а если и сможете, то вряд ли вы сумеете рассказать достаточно подробностей. Именно поэтому и существует данная статья. С ее помощью вы сможете узнать все о трансформаторе Тесла, о том, как он устроен, для чего используется, как функционирует и так далее. Естественно, если вы учились по физической специализации, то для вас эти данные не будут новостью, однако большинство людей все же не в курсе деталей, касающихся катушки Тесла. А ведь это очень интересные данные, которые позволят вам расширить кругозор. Как легко можно догадаться, изобретателем этого устройства стал великий ученый Никола Тесла, который запатентовал свое изобретение в 1896 году, описав его как устройство, предназначенное для производства электрических токов высокой частоты. По сути, именно этим катушка Тесла и является, и об этом вы, вероятнее всего, уже знали. Поэтому стоит взглянуть на более интересные и менее известные данные.

В чем суть?

Устройство, принцип работы и схема трансформатора ТеслаДля начала необходимо объяснить суть работы катушки Тесла. Она может выглядеть по-разному, однако многие люди отмечают, что, так или иначе, она смотрится очень эффектно даже в режиме спокойствия. Что уж говорить о том, когда она приводится в действие, и вокруг нее образуются видимые разряды электричества. Но как именно это происходит? Трансформатор Тесла работает за счет резонансных электромагнитных волн, образующихся в двух обмотках катушки, первичной и вторичной. Первичная обмотка представляет собой часть искрового колебательного центра. Что касается вторичной, то ее роль исполняет уже прямая катушка провода. Когда частота колебаний первичного и вторичного контура совпадает, между концами катушки появляется высокое переменное напряжение, которое вы можете увидеть невооруженным взглядом. Если вам не очень понятно то, как работает трансформатор Тесла, то для примера можно взять обычные качели. С их помощью объяснить работу будет гораздо проще. Если вы раскачиваете качели с помощью принудительных колебаний, то амплитуда будет пропорциональна вашему усилию. Если же вы решите раскачивать качели в режиме свободных колебаний, каждый раз подталкивая качели в необходимый момент, то амплитуда возрастет в несколько раз. То же самое происходит и с катушкой Тесла: при резонансе колебаний двух обмоток возникает гораздо более сильный ток.

Конструкция трансформатора

Устройство, принцип работы и схема трансформатора ТеслаВторой момент, который необходимо принять во внимание, когда рассматривается трансформатор Тесла, – схема. Как именно устроена катушка? На самом деле устройство этого трансформатора может быть самым разнообразным, поэтому сейчас вы узнаете о том, как устроена его простейшая версия, которую вы затем можете совершенствовать так, как вам будет этого хотеться. Итак, простейший трансформатор Тесла состоит из нескольких элементов, а именно из входного трансформатора, катушки индуктивности, включающей в себя первичную и вторичную обмотку, а также из разрядника, конденсатора и терминала. Собственно говоря, ток начинает свое движение от входного трансформатора, являющегося источником питания, откуда через разрядник и конденсатор попадает на катушку индуктивности, а оттуда передается на терминал уже в умноженном размере. Причем терминал зачастую выбирается таким, чтобы он лучше всего мог передать подобное напряжение, например, он может быть в форме шара или диска. Как вы понимаете, это самый простой трансформатор Тесла – схема является подтверждением этого. В катушке Тесла может быть больше элементов. Там может присутствовать, например, тороид, который не описан в этой схеме, так как он не является ключевым элементом. Что касается основных элементов, то они все были указаны.

Функционирование

Устройство, принцип работы и схема трансформатора ТеслаИтак, теперь вы знаете, как устроен трансформатор Тесла. Принцип работы его вам также понятен в целом, но можно и углубиться в детали. Как именно он функционирует? Оказывается, он работает в импульсном режиме. Что это означает? Это значит, что сначала происходит заряд конденсатора до того момента, когда совершится пробой разрядника, и электричество пройдет на катушку индуктивности. Тогда начинается вторая фаза, в ходе которой генерируются высокочастотные колебания. Обратите внимание, что разрядник должен располагаться параллельно источнику питания, благодаря чему он замыкает цепь, когда на катушку поступает ток, тем самым исключая источник питания из цепи. Зачем это нужно? Если источник питания остается частью цепи, это может значительно снижать напряжение на выходе из трансформатора. Естественно, результат все равно будет, однако он при этом окажется далеко не самым впечатляющим. Вот так функционирует трансформатор Тесла. Принцип работы вам теперь полностью понятен, однако все еще остаются некоторые детали, которые могут вас заинтересовать.

Заряд для трансформатора

Устройство, принцип работы и схема трансформатора ТеслаКак вы уже могли заметить, если вы планируете создать мощный трансформатор Тесла, то для этого потребуется учесть абсолютно все детали, так как любые отклонения от нормы будут приводить к тому, что выходное напряжение будет недостаточно высоким, из-за чего эффект будет менее впечатляющим. И особое внимание необходимо уделить стартовому заряду, то есть подбору источника питания. Именно в данном случае нужно подобрать правильный конденсатор, чтобы выходное напряжение было идеальным, а конденсатор себя не «закорачивал». Существует даже трансформатор Тесла с самозапиткой, так что разнообразию конструкций нет пределов. Так что вам стоит помнить, что в данном случае рассматривается самая простая конструкция катушки Тесла.

Генерация

Устройство, принцип работы и схема трансформатора ТеслаНу и последнее, на что стоит взглянуть более детально – это непосредственно сам процесс генерации высокочастотного тока. Итак, питание трансформатора Тесла происходит за счет выбранного источника питания, который передает заряд в конденсатор, где он накапливается до того момента, как происходит пробой, в результате которого конденсатор через разрядник разряжается на первичную катушку. Так как напряжение разрядника резко снижается, цепь замыкается, и, как уже было сказано выше, источник питания исключается из цепи. В это время на первичной катушке возникают высокочастотные колебания, которые затем передаются на вторичную катушку, из-за чего колебания становятся резонансными, и на терминале возникает ток высокого напряжения. Вот так работает самый простой трансформатор Тесла, однако существует большое количество самых разнообразных его модификаций.

Модификации

Устройство, принцип работы и схема трансформатора ТеслаДля начала вам стоит узнать о том, что классический вариант катушки Тесла, который был описан выше, обозначается следующим образом – SGTC. Последние две буквы расшифровываются как Tesla Coil, что переводится непосредственно как «катушка Тесла». Эти две буквы будут присутствовать в каждом из сокращений, а меняются только первые две. В данном случае SG обозначает Spark Gap, то есть эта катушка Тесла работает на искровом промежутке, создаваемом разрядником. Однако далеко не всегда дела обстоят именно так, поэтому необходимо рассмотреть различные варианты, такие как трансформатор Тесла на транзисторах или на полупроводниках. Первая модификация, на которую можно обратить внимание – это RSGTC, то есть катушка, которая работает на роторном искровом промежутке. В данном случае для питания используется электродвигатель, который вращает диск с электродами. Есть также VTTC, которая известна как ламповая катушка Тесла, работающая за счет электронных ламп. Этот вариант не требует высокого напряжения, а также отличается тишиной работы. Следующий вариант – это SSTC, то есть катушка Тесла, которая работает за счет генератора, основанного на полупроводниках. Эта модификация является одной из самых интересных в плане эффектности, так как с помощью силовых ключей вы можете изменять форму разряда. Модификацией этой версии катушки Тесла является DRSSTC. В данном случае используется двойной резонанс, что дает гораздо более внушительные размеры разряда. Отдельно стоит взглянуть на QCW DRSSTC – эта катушка Тесла характеризуется «плавной накачкой», то есть плавным, а не резким нарастанием всех параметров. В каждом из этих случаев расчет трансформатора Тесла будет отличаться, точно так же, как и его конструкций и, соответственно, его схема.

Использование катушки Тесла

Устройство, принцип работы и схема трансформатора ТеслаНо как же может быть использована энергия трансформатора Тесла? Этот вопрос задает себе каждый человек, который впервые видит работу этого устройства. Собственно говоря, любование невероятными разрядами, которые имеют огромные размеры и выглядят очень впечатляюще, и является одним из самых главных и популярных способов использования. Этот трансформатор позволяет устроить настоящее шоу, которое способно очаровать любого человека, ведь это не магия, а чистейшая наука. Так что смело можно сказать, что одна из главных ролей трансформатора Тесла является декорация и развлечение. Однако оказывается, что существуют и другие способы использования этой технологии. Например, изначально катушки Тесла использовались для радиоуправления, беспроводной передачи данные и для передачи энергии. Естественно, со временем появлялись более эффективные способы выполнения каждой из этих функций, поэтому постепенно использование катушки Тесла становилось все менее и менее актуальным. Также стоит отметить, что ее использовали в медицине. Дело в том, что высокочастотный разряд, когда его пропускали по коже, не оказывал негативного влияния на внутренние органы человека, но при этом тонизировал кожу человека. В современном мире катушка Тесла уже фактически не используется с практической точки зрения из-за трудностей поддержания постоянной ее работы. Иногда она используется для поджига газоразрядных ламп или же в вакуумных системах, где трансформатор помогает найти течи. Таким образом, применение трансформатора Тесла в современном мире все же в большинстве случаев является декоративным, развлекательным и познавательным.

Эффекты

Вы уже представляете себе устройство трансформатора Тесла, потому на эту тему нет смысла говорить что-то еще. Однако это не значит, что сама по себе тема катушки Тесла исчерпала себя. Например, можно взглянуть на то, какие именно разряды создаются в результате ее деятельности. Оказывается, они не являются случайными: всего выделяют четыре основных вида. Во-первых, вы можете увидеть стримеры, которые представляют собой тусклые разветвленные каналы, которые уходят от терминала в воздух. По сути, они представляют собой визуализацию ионизации воздуха. Во-вторых, вы можете заметить спарки – это искровые разряды, которые уходят с терминала прямо в землю. Отличить их можно за счет того, что они очень сильно выделяются внешне – это пучок ярких искровых каналов. В-третьих, существует коронный разряд – так называется свечение ионов непосредственно в поле высокого напряжения. Ну и, наконец, имеется еще и дуговой разряд, который возникает, если к трансформатору поднести какой-либо заземленный предмет. Этот прием используют многие, когда катушка Тесла применяется для развлекательных мероприятий.

Влияние на здоровье

Выше было указано, что после изобретения катушки Тесла ее использовали в медицинских целях, однако многие источники сообщают, что трансформатор Тесла является смертельно опасным. Кто же прав, а кто обманывает? В большинстве случаев высокое напряжение является для человека смертельным, так как оно ведет к образованию ожогов, а также к остановке сердца. Однако некоторые типы трансформаторов Тесла обладают так называемым скин-эффектом, который позволяет электричеству воздействовать лишь на поверхность предмета, а в данном случае – на кожу человека. Как уже было сказано выше, это тонизирует кожу и омолаживает ее. Опять же, медицинских подтверждений этого факта нет, однако об этом очень много писали в свое время.

Катушка Тесла как часть культуры

Даже если вы не увлекаетесь наукой, все равно, вероятнее всего, уже видели катушку Тесла, так как она используется в самых разнообразных сферах развлечений. В первую очередь ее можно увидеть во многих фильмах, которые выходили на экраны кинотеатров в самые разные годы. Одним из самых известных фильмов, в которых очень важную роль отыграл трансформатор Тесла, стала экранизация одноименного романа «Престиж». Также очень часто катушку Тесла можно встретить в компьютерных играх, где она чаще всего выступает в роли мощного оружия. Более того, вы можете встретить трансформаторы Тесла даже в музыкальном искусстве. Оказывается, вы можете изменять звучание электрического разряда, увеличивая и уменьшая частоту тока. И некоторые исполнители и музыкальные группы используют это, чтобы записывать музыку. А тот, кто не хочет все усложнять, прибегает к помощи катушки Тесла, чтобы создать реалистичные звуки разрядов молний, как это сделала, например, известная певица Бьорк. Таким образом, в современном мире трансформаторы Тесла используются очень широко, однако нельзя сказать, что они применяются по назначению. Свое время в качестве функционального устройства катушка Тесла уже отжила, и она, по сути, должна была кануть в Лету, как и большинство старых устройств. Однако благодаря визуальным эффектам, которые она создает, катушка Тесла смогла дожить до сегодняшнего дня, и ее продолжают использовать постоянно, пусть и в качестве предмета развлечения. Стоит также отметить, что она используется и в обучающих целях, так как именно на ней можно наглядно продемонстрировать начинающим физикам, как выглядит электрический разряд, как он себя ведет и так далее. Проще говоря, трансформатор Тесла – это устройство, которое просуществовало сто лет и не потеряло своей актуальности даже в двадцать первом веке, который всем известен своим невероятным прогрессом в области высоких технологий.

Источник

www.obovsyom.ru

Трансформатор Теслы - это... Что такое Трансформатор Теслы?

Разряды с провода на терминале

Трансформа́тор Те́сла, также катушка Теслы (англ. Tesla coil) — единственное из изобретений Николы Тесла, носящих его имя сегодня. Это классический резонансный трансформатор, производящий высокое напряжение при высокой частоте. Оно использовалось Теслой в нескольких размерах и вариациях для его экспериментов. Прибор был заявлен патентом № 568176 от 22 сентября 1896 года, как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».

Описание конструкции

Схема простейшего трансформатора Теслы

В элементарной форме трансформатор Теслы состоит из двух катушек — первичной и вторичной, а также обвязки, состоящей из разрядника (прерывателя, часто встречается английский вариант Spark Gap), конденсатора, тороида (используется не всегда) и терминала (на схеме показан как «выход»).

Первичная катушка построена из 5—30 (для VTTC — катушки Теслы на лампе — число витков может достигать 60) витков провода большого диаметра или медной трубки, а вторичная из многих витков провода меньшего диаметра. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической (вертикальной). В отличие от многих других трансформаторов, здесь нет никакого ферромагнитного сердечника. Таким образом, взаимоиндукция между двумя катушками гораздо меньше, чем у обычных трансформаторов с ферромагнитным сердечником. У данного трансформатора также практически отсутствует магнитный гистерезис, явления задержки изменения магнитной индукции относительно изменения тока и другие недостатки, вносимые присутствием в поле трансформатора ферромагнетика.

Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в который включён нелинейный элемент — разрядник (искровой промежуток). Разрядник, в простейшем случае, обыкновенный газовый; выполненный обычно из массивных электродов (иногда с радиаторами), что сделано для большей износостойкости при протекании больших токов через электрическую дугу между ними.

Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора выполняет ёмкостная связь между тороидом, оконечным устройством, витками самой катушки и другими электропроводящими элементами контура с Землей. Оконечное устройство (терминал) может быть выполнено в виде диска, заточенного штыря или сферы. Терминал предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов большой длины. Геометрия и взаимное положение частей трансформатора Теслы сильно влияют на его работоспособность, что аналогично проблематике проектирования любых высоковольтных и высокочастотных устройств.

Функционирование

Трансформатор Теслы рассматриваемой простейшей конструкции, показанной на схеме, работает в импульсном режиме. Первая фаза — это заряд конденсатора до напряжения пробоя разрядника. Вторая фаза — генерация высокочастотных колебаний.

Заряд

Заряд конденсатора производится внешним источником высокого напряжения, защищённым дросселями и построенным обычно на базе повышающего низкочастотного трансформатора. Так как часть электрической энергии, накопленной в конденсаторе, уйдёт на генерацию высокочастотных колебаний, то ёмкость и максимальное напряжение на конденсаторе пытаются максимизировать. Напряжение заряда ограничено напряжением пробоя разрядника, которое (в случае воздушного разрядника) можно регулировать, изменяя расстояние между электродами или их форму. Типовое максимальное напряжение заряда конденсатора — 2-20 киловольт. Знак напряжения для заряда обычно не важен, так как в высокочастотных колебательных контурах электролитические конденсаторы не применяются. Более того, во многих конструкциях знак заряда меняется с частотой бытовой сети электроснабжения (50 или 60 Гц).

Генерация

После достижения между электродами разрядника напряжения пробоя в нём возникает лавинообразный электрический пробой газа. Конденсатор разряжается через разрядник на катушку. После разряда конденсатора напряжение пробоя разрядника резко уменьшается из-за оставшихся в газе носителей заряда. Практически, цепь колебательного контура первичной катушки остаётся замкнутой через разрядник, до тех пор, пока ток создаёт достаточное количество носителей заряда для поддержания напряжения пробоя существенно меньшего, чем амплитуда напряжения колебаний в LC контуре. Колебания постепенно затухают, в основном из-за потерь в разряднике и ухода электромагнитной энергии на вторичную катушку. Во вторичной цепи возникают резонансные колебания, что приводит к появлению на терминале высоковольтного высокочастотного напряжения.

Модификации

Для мощных трансформаторов Теслы наряду с обычными разрядниками (статическими) используются более сложные конструкции разрядника.

Например, RSG (от англ. Rotary Spark Gap, можно перевести как роторный/вращающийся искровой промежуток) или статический искровой промежуток с дополнительными дугогасительными устройствами. В конструкции роторного искрового промежутка используется двигатель (обычно это электродвигатель), вращающий диск с электродами, которые приближаются (или просто замыкают) к ответным электродам для замыкания первичного контура. Скорость вращения вала и расположение контактов выбираются исходя из необходимой частоты следования пачек колебаний. Различают синхронные и асинхронные роторные искровые промежутки в зависимости от управления двигателем. Также использование вращающегося искрового промежутка сильно снижает вероятность возникновения паразитной дуги между электродами. Иногда обычный статический разрядник заменяют многоступенчатым статическим разрядником. Для охлаждения разрядников их иногда помещают в жидкие или газообразные диэлектрики (например, в масло). Типовой прием для гашения дуги в статическом разряднике — это продувка электродов мощной струей воздуха. Иногда классическую конструкцию дополняют вторым, защитным разрядником. Его задача — защита питающей (низковольтной части) от высоковольтных выбросов.

В качестве генератора ВЧ напряжения, в современных трансформаторах Теслы используют ламповые (VTTC — Vacuum Tube Tesla Coil) и транзисторные (SSTC — Solid State Tesla Coil, DRSSTC — Dual Resonance SSTC) генераторы. Это даёт возможность уменьшить габариты установки, повысить управляемость, снизить уровень шума и избавиться от искрового промежутка. Также существует разновидность трансформаторов Теслы, питаемая постоянным током. В аббревиатурах названий таких катушек присутствуют буквы DC, например DCDRSSTC. В отдельную категорию также относят магниферные катушки Теслы.

Многие разработчики в качестве прерывателя (разрядника) используют управляемые электронные компоненты, такие как IGBT транзисторы, модули на MOSFET транзисторах, электронные лампы, тиристоры.

Использование трансформатора Теслы

Разряд трансформатора Теслы Разряд с конца провода

Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких миллионов вольт. Это напряжение в резонансной частоте способно создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь многометровую длину. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому трансформатор Теслы используется как декоративное изделие.

Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (радиоуправление), беспроводной передачи данных (радио) и беспроводной передачи энергии. В начале XX века трансформатор Теслы также нашёл популярное использование в медицине. Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые протекая по тонкому слою поверхности кожи якобы не причиняли вреда внутренним органам (см.: скин-эффект), оказывая при этом «тонизирующее» и «оздоравливающее» влияние.

Последние исследования механизма воздействия мощных ВЧ токов на живой организм показали негативность их влияния. Так же он использовался как орудие пыток. Мощные разряды высокой частоты почти всегда приводили к смерти.

Похожая на этот трансформатор схема используется в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания, но там она низкочастотная.

В наши дни трансформатор Теслы не имеет широкого практического применения. Он изготовляется многими любителями высоковольтной техники и сопровождающих её работу эффектов. Также он иногда используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах.

Эффекты, наблюдаемые при работе трансформатора Теслы

Во время работы катушка Теслы создаёт красивые эффекты, связанные с образованием различных видов газовых разрядов. Многие люди собирают трансформаторы Теслы ради того, чтобы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления. В целом катушка Теслы производит 4 вида разрядов:

  1. Стримеры (от англ. Streamer) — тускло светящиеся тонкие разветвлённые каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Протекает от терминала (или от наиболее острых, искривлённых ВВ-частей) катушки прямо в воздух, не уходя в землю, так как заряд равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример — это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая ВВ-полем трансформатора.
  2. Спарк (от англ. Spark) — это искровой разряд. Идёт с терминала (или с наиболее острых, искривлённых ВВ частей) непосредственно в землю или в заземлённый предмет. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвлённых полосок — искровых каналов. Также имеет место быть особый вид искрового разряда — скользящий искровой разряд.
  3. Коронный разряд — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструкции с сильной кривизной поверхности.
  4. Дуговой разряд — образуется во многих случаях. Например, при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет, между ним и терминалом может загореться дуга (иногда нужно непосредственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, отводя предмет на большее расстояние). Особенно это свойственно ламповым катушкам Теслы. Если катушка недостаточно мощна и надёжна, то спровоцированный дуговой разряд может повредить её компоненты.

Часто можно наблюдать (особенно вблизи мощных катушек), как разряды идут не только от самой катушки (её терминала и т. д.), но и в её сторону от заземлённых предметов. Также на таких предметах может возникать и коронный разряд. Редко можно наблюдать также тлеющий разряд. Интересно заметить, что разные химические вещества, нанесённые на разрядный терминал, способны менять цвет разряда. Например, натрий меняет обычный окрас спарка на оранжевый, а бром — на зелёный.

Работа резонансного трансформатора сопровождается характерным электрическим треском. Появление этого явления связано с превращением стримеров в искровые каналы (см. статью искровой разряд), который сопровождается резким возрастанием силы тока и количества энергии, выделяющегося в них. Каждый канал быстро расширяется, в нём скачкообразно повышается давление, в результате чего на его границах возникает ударная волна. Совокупность ударных волн от расширяющихся искровых каналов порождает звук, воспринимаемый как «треск» искры.

Неизвестные эффекты трансформатора Теслы

Многие люди считают, что катушки Теслы — это особенные артефакты с исключительными свойствами. Существует мнение, что трансформатор Теслы может быть генератором свободной энергии и является вечным двигателем, исходя из того, что сам Тесла считал, что его генератор берёт энергию из эфира (особой невидимой материи в которой распространяются электромагнитные волны) через искровой промежуток. Иногда можно услышать, что с помощью «Катушки Теслы» можно создать антигравитацию и эффективно передавать электроэнергию на большие расстояния без проводов. Данные свойства пока никак не проверены и не подтверждены наукой. Однако, сам Тесла говорил о том, что такие способности скоро будут доступны человечеству с помощью его изобретений. Но впоследствии посчитал, что люди не готовы к этому.

Также очень распространён тезис о том, что разряды, испускаемые трансформаторами Теслы, полностью безопасны, и их можно трогать руками. Это не совсем так. В медицине также используют «катушки Теслы» для оздоровления кожи. Это лечение имеет положительные плоды и благотворно действует на кожу, но конструкция медицинских трансформаторов сильно разнится с конструкцией обычных. Лечебные генераторы отличает очень высокая частота выходного тока, при которой толщина скин-слоя (см. Скин-эффект) безопасно мала, и крайне малая мощность. А толщина скин-слоя для среднестатистической катушки Теслы составляет от 1 мм до 5 мм и её мощности хватит для того, чтобы разогреть этот слой кожи, нарушить естественные химические процессы. При долгом воздействии подобных токов могут развиться серьёзные хронические заболевания, злокачественные опухоли и другие негативные последствия. Кроме того, надо отметить, что нахождение в ВЧ ВВ поле катушки (даже без непосредственного контакта с током) может негативно влиять на здоровье. Важно отметить, что нервная система человека не воспринимает высокочастотный ток и боль не чувствуется, но тем не менее это может положить начало губительным для человека процессам. Также существует опасность отравления газами, образующимися во время работы трансформатора в закрытом помещении без притока свежего воздуха. Плюс ко всему, можно обжечься, так как температуры разряда обычно достаточно для небольшого ожога (а иногда и для большого), и если человек всё же захочет «поймать» разряд, то это следует делать через какой-нибудь проводник (например, металлический прут). В этом случае непосредственного контакта горячего разряда с кожей не будет, и ток сначала потечет через проводник и только потом через тело.

Трансформатор Теслы в культуре

В фильме Джима Джармуша «Кофе и сигареты» один из эпизодов строится на демонстрации трансформатора Теслы. По сюжету, Джек Уайт, гитарист и вокалист группы «The White Stripes» рассказывает Мег Уайт, барабанщице группы о том, что земля является проводником акустического резонанса (теория электромагнитного резонанса — идея, которая занимала ум Теслы многие годы), а затем «Джек демонстрирует Мэг машину Теслы».

В фильме «Престиж» Кристофера Нолана, для победы одного иллюзиониста над другим в мастерстве «телепортации», Роберт Энджер (Хью Джекман), обращается к Николе Тесла за помощью. Никола же в свою очередь сделал ему машину, с трансформатором Теслы, у которой оказалась одна недоработка — она не телепортировала, а клонировала. Телепортация же была побочным эффектом.

В серии игр Command & Conquer: Red Alert советская сторона может строить оборонительное сооружение в виде башни со спиралевидным проводом, которая поражает противника мощными электрическими разрядами. Еще в игре присутствуют танки и пехотинцы, использующие эту технологию.

Tesla coil (в одном из переводов — башня Тесла) является в игре исключительно точным, мощным и дальнобойным оружием, однако потребляет относительно высокое количество энергии. Для увеличения мощности и дальности поражения можно «заряжать» башни. Для этого отдайте приказ Воину Тесла (это пехотинец) подойти и постоять рядом с башней. Когда воин дойдет до места, он начнет зарядку башни. При этом анимация будет как при атаке, но молнии из его рук будут желтого цвета.

Также в игре Tremulous люди (Humans) могут строить трансформаторы Теслы для защиты своих баз.

В играх серии Wolfenstein есть оружие, именуемое «Орудие Тесла», поражающее противника электрическим разрядом на большом расстоянии.

В игре Tomb Raider: Legend на одном из уровней есть статичные «Установки Тесла» их можно использовать для притягивания и поднятия тяжелых объектов (почти также, как в Half-Life 2). А также с помощью одной из них можно умертвить огромного монстра-босса.

В игре Fallout присутствует броня Теслы, также она есть и в игре Arcanum

В первой редакции игры Blood также присутствовало оружие под названием Tesla, поражавшее противника либо молниевидным разрядом, либо неким подобием шаровой молнии.

В игре "Вивисектор" присутствует оружие, называемое «Тесла», бьющее электрическим разрядом по противнику.

Сравнительные особенности

Напряжение на выходе данного трансформатора является переменным, а ток чрезвычайно мал. Это приводит к тому, что, несмотря на потенциал в миллионы вольт, прикосновение и разряд в тело человека может быть безопасным. В противоположность этому, другие высоковольтные генераторы, например, преобразователь для люстры Чижевского, высоковольтный умножитель телевизора, и иные бытовые ВВ генераторы постоянного тока, имеющие несравненно меньшее выходное напряжение — "всего" порядка 25 кВ — являются смертельно опасными. Их выходные выпрямительные ёмкости могут дать при прикосновении импульс тока величины, несовместимой с жизнью. В люстре Чижевского должны быть предусмотрены токоограничительные резисторы. Но в телевизоре их установить невозможно.

См. также

Ссылки

dic.academic.ru


Каталог товаров
    .