Катушка тесла своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 10.09.2024

Представляем еще один HV проект - огромная катушка Тесла. После успехов с обычными высоковольтными генераторами, решено было построить что-то действительно большое. Конечно, это была DRSSTC.

Справка: QCW DRSSTC — особый тип транзисторных катушек Тесла, характеризующийся плавной накачкой: постепенным и плавным (а не резким как в обычных катушках) нарастанием напряжения и тока первичного контура.

Выбор пал на транзисторы Mitsubishi Electronic IGBT - CM300DY24HA, с номинальными параметрами: максимальный непрерывный ток - 300 A, максимум напряжения К-Э 1200 V. Тесты изготовителей tesla в США показали, что эти транзисторы способны выдерживать непрерывный импульс 4 кА (они взрываются примерно на 5 кА в результате насыщения) и могут безопасно использоваться с импульсными токами до 2 кА. Транзисторы защищены ТВС, способными рассеивать около 12 кВт, а также 5 мкФ / 1 кВ на электропитании.

Принципиальная схема DRSSTC

А это структурная схема генератора:

Технические характеристики Теслы

В первичной цепи установлен ограничитель тока на 1400 А.
Потребление энергии в сети около 20 А.
Резонансная частота составляет 42 кГц.
Предельная длина искры 3 метра.
Тесла имеет более 2 метра в высоту.
Диаметр верхнего тороида - около 1 метра.

Разумеется ни одна DRSSTC не может функционировать без хорошего резонансного конденсатора, и именно там появилась самая большая проблема - чем выше емкость, тем лучше эффект по искре, но и тоньше кошелек. Минимальное напряжение пробоя составляет 8 кВ, однако чем больше, тем лучше. После многих расчетов решено было принять параметры 600nF / 10kV, а это означает необходимость покупки 100 конденсаторов CDE942C20P15kF. Они не единственные конденсаторы подходящие для этой цели, но другие еще дороже.

Следующим шагом было проектирование механической части, расположение ключевых элементов и т. д. Первичка вызвала немало проблем. Одной из концепций была коническая обмотка, но с другой стороны, из-за гораздо лучшего распределения поля остановились на плоской. Обмотка выполнена из мягкой меди диаметром 15 мм с толщиной стенки 1 мм.

Другим важным элементом катушки Тесла является вторичная обмотка. Это классическое решение, которое заключается в использовании в качестве формы под неё канализационной трубы из ПВХ диаметром 200 мм и высотой 1 м. Катушка содержит около 2300 витков проволоки 0,4 мм. Это почти 2 кг меди и около 1,5 км кабеля. Обмотка традиционно залита лаком.

Тороиды представляют собой классическую конструкцию, изготовленную из вентиляционных гофрированных труб. Использование двух тороидов улучшает распределение электрического поля вокруг обмоток, благодаря чему искры неохотно идут внутрь. Также использовались защитные катушки в количестве 2 штуки - одна выше, другая - под первичной плоскостью. Верхняя катушка провода является временной.

Нижняя часть корпуса электроники будет покрыта сеткой, пока закрыта только лицевая сторона, чтобы иметь легкий доступ к деталям во время ввода Теслы в эксплуатацию.

Разумеется, для мощных транзисторов требуется массивный радиатор. Он также охлаждается двумя мощными 120-миллиметровыми вентиляторами. Хотя общее количество выделяемого тепла не велико - большой радиатор и кулеры нужны обязательно, как результат - во время работы радиатор практически холоден.

Следующий ключевой элемент - силовые фильтрующие конденсаторы. Поскольку устройство работает с мощным импульсом, для импульсной работы требуются высоковольтные электролиты значительной мощности и низким импедансом (low esr).

Получение постоянного напряжения 650 В DC несложно, достаточно удвоить напряжение сети 220 В.

Необходимо поставить диодный мост с напряжением выше 320 В (после выпрямления), в частности около 600 В постоянного тока, также были необходимы электролиты способные работать с таким напряжением, однако самое высокое напряжение, которое когда-либо встречалось на любом электролите, было 500 В, но и этого все еще недостаточно. Поэтому необходимо последовательно подключать два электролитических конденсатора, что означает половину емкости и потребность сразу в четырех конденсаторах.

Контроллер управляет промежуточным мостом на MOSFET. Однако на этот раз промежуточный мост питается стабилизированным напряжением 80 В, которое выдает специально сконструированный трансформатор, управляющий затворами транзисторов IGBT. Трансформация этого трансформатора составляет 4: 1: 1: 1: 1. Эта конструкция позволяет получить типичные 20V на затворах, и его применение направлено на значительное сокращение времени их перезарядки.

Молнии безумно громкие и невероятно яркие, но красота требует жертв, поэтому расходы превышают 1000 долларов.

Форум по обсуждению материала БОЛЬШАЯ САМОДЕЛЬНАЯ КАТУШКА ТЕСЛА DRSSTC

Переделываем игрушку обычный трактор в радиоуправляемый - фотографии процесса и получившийся результат.

В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.

Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.

Самодельная мини катушка Тесла сделанная своими руками в домашних условиях. Схема и подробное описание изготовления.

Всем самоделкиным привет! В этот раз, мы рассмотрим очень интересную самоделку — самодельный трансформатор Теслы.

Думаю, каждый из Вас, слышал о катушке Теслы, сделать такой трансформатор можно и в домашних условиях. Мы изготовим миниатюрную версию этого устройства, подробные пошаговые фото представлены ниже.

Понадобятся материалы:

— Медные провода диаметром — 0,25 и 1,2 мм.
— Транзистор 2N2222A.
— Резистор 22 КОм.
— Батарейка 9 В (Крона).
— Разъем для батареи.
— Припой.
— Полиэтиленовая трубка, кусочек фанеры.
— Изоляционная лента.

Схема катушки Тесла.

В качестве корпуса катушки можно использовать полиэтиленовую трубку, также подойдет и ПВХ труба. Ее внешний диаметр должен быть около 20 мм. На одном краю трубки зафиксируем изоляционной лентой край эмалированного провода диаметром 0,25 мм, и наматываем вторичную, высоковольтную обмотку.

Всего потребуется сделать 200 витков, важно укладывать их плотно друг к другу, не допуская перехлестов и пропусков. Также недопустимы разрывы. Последние витки также фиксируются изоляционной лентой.

Для изготовления первичной обмотки, нужен провод диаметром 1,2 мм. Его края зачищаются наждачной бумагой, или ножом. Количество витков обмотки — четыре.

Катушку нужно зафиксировать на деревянной дощечке, сделать это можно с помощью термоклея.

Затем на катушку надевается первичная обмотка, и фиксируется в ее нижней части

Коллектор транзистора припаивается к одному из выводов первичной обмотки.

К базе транзистора припаивается один вывод высоковольтной обмотки. Второй останется свободным.

Резистор припаивается между базой транзистора, и вторым выводом первичной обмотки.

Теперь остается припаять отрицательный провод питания к коллектору, а положительный — ко второму выводу первичной обмотки.

Можно подключать батарейку 9 вольт, к клеммам, и начинать испытания.

Люминесцентная лампа, засветилась при приближении к трансформатору.

Также светится и светодиод, припаянный к небольшой катушке.

Вот так это выглядит в темноте.

Вот такую самодельную катушку Тесла, можно сделать своими руками в домашних условиях.

Не забывайте, что Вы имеете дело с высоким напряжением! Соблюдайте безопасность!

Процесс изготовления трансформатора Теслы, также показан в этом видео:

Никола Тесла по истине гениальный изобретатель всех времен. Он практически создал весь современный мир. Без его изобретений мы бы долго не знали о электрическом токе того, что знаем сейчас.
Одним из ярких и удивительных изобретений Тесла является его катушка или трансформатор. Который как нельзя лучше демонстрирует передачу энергии на расстоянии.
Чтобы провести эксперименты, порадовать и удивить друзей, вы дома можете собрать простой, но вполне работающий прототип. Для этого не понадобиться большое количество дефицитных деталей и много времени.

Для изготовления Катушки Тесла вам понадобиться:

Инструменты: нож канцелярский, пистолет с горячим клеем, шило, ножницы и может другой инструмент, который есть почти в каждом доме.

Изготовление катушки Тесла своими руками

Первым делом нам необходимо отрезать кусок полипропиленовой трубки длинной примерно 12-20 сантиметров. Диаметр трубы любой, берите какой есть под рукой.

Возьмем тонкую проволоку. Зафиксируем изолентой один конец и начинаем наматывать плотно, виток к витку, пока не закроем всю трубку, оставив 1 сантиметров от края. Как намотаем зафиксируем второй конец проволоки тоже изолентой. Можно горячим клеем, но в этом случае придется немного подождать.

Обматываем вокруг трубки с проволокой. Делаем не вплотную, на некотором расстоянии. Катушка 4-5 витком.

Транзистор я приклеил на горячий глей к крышке от газировки, которую предварительно приклеил так же на горячий клей. Да вообще все элементы, включая провода и батарейку фиксируем этим клеем.

Далее делаем электрод. Берем мячик от пинг-понга, гольфа или другой небольшой шарик и оборачиваем его алюминиевой фольгой. Излишки отрезаем ножницами.

Проволоку от верха трубки зачищаем и прикручиваем к фольге шарика. И сажаем все это на горячий клей и на трубку.

Вот собственно и все. Если схема собрана правильно - все должно работать без проблем. Если по каким-то причинам этого не произошло, то попробуйте поменять местами концы силовой катушки.

Смотрите видео:

В мире много изобретений, которые мы по праву считаем гениальными. Но лишь некоторые из них заставляют нас замирать от восторга, любуясь необычными визуальными эффектами, которые они создают. Катушка Тесла — одно из таких приспособлений.

Что такое катушка Теслы

Создатель прибора, физик-изобретатель Никола Тесла славился своей любовью к грандиозным демонстрациям научных открытий. Однако этот прибор он создал не для того, чтобы поразить современников. Его цель была более амбициозной. Тесла грезил о вечном двигателе.

Чтобы понять задумку ученого, разберемся с устройством прибора и принципом его работы.

Устройство и принцип работы

Трансформатор Теслы состоит из следующих элементов:

Первичная обмотка. Представляет собой цилиндр или конус, также может быть горизонтальной плоскостью. Располагается она внизу устройства, к ней подводятся провода питания. Чтобы катушка производила стримеры (разряды молний), первичная обмотка должна быть обязательно заземлена. Главное условие — обмотка должна иметь низкое сопротивление, чтобы ток легко проходил по ней. Для первичной обмотки используют провода с большим размером сечения.
Вторичная обмотка. Для вторичной обмотки применяют медную проволоку на 800-1000 витков, покрытую эмалью. Важное условие — чтобы витки проволоки плотно прилегали друг к другу и не расплетались. Для вторичной обмотки используют провода меньшего сечения.
Тороид. Эта деталь изобретения Теслы призвана уменьшать резонансную частоту, накапливать энергию и увеличивать рабочее поле прибора. Важно, чтобы наружный диаметр тороида в два раза превосходил значение диаметра вторичной обмотки.
Кольцо защиты. Это незамкнутый виток медного провода, превышающий толщину первичной обмотки, который нужен, если длина стримера больше длины вторичной обмотки. Он служит для защиты первичной обмотки от повреждения ее стримерами. Обязательно нужно заземлить защиту кабелем к земле.
Заземление. Важная часть прибора. Если заземление будет недостаточным, стримеры будут ударять в катушку.
Источник питания. Еще одна составляющая, без которой изобретение Теслы работать не будет.

Принцип работы трансформатора основывается на существовании двух взаимосвязанных магнитных полей. Взаимодействие этих полей производит ионизирующий эффект, благодаря которому мы и видим разряды молний. Одно магнитное поле возникает, когда первичную обмотку подключают к внешнему источнику, второе — когда энергия через магнитное поле начнет передаваться ко вторичной обмотке. При этом все устройства, находящиеся в поле действия катушки, получают заряд энергии беспроводным путем. Ученый мечтал о передаче электричества на Земле таким способом, причем его изобретение позиционировалось как прототип вечного двигателя, когда энергия с одной катушки передается на другую, не ослабевая со временем.

Как рассчитать катушку Николы Теслы

Расчет в обязательном порядке необходимо производить, если речь идет о создании трансформатора Теслы промышленного масштаба.

Чтобы создать катушку Теслы для домашних опытов и наглядной демонстрации стримеров, делать такие сложные математические расчеты нет необходимости.

Что нужно для изготовления

Для изготовления трансформатора Теслы в домашних условиях понадобятся следующие детали:

Каркас для первичной обмотки, который можно создать из медной трубки толщиной 5-6 мм. Диаметр каркаса должен быть на 2-3 сантиметра больше диаметра вторичной обмотки.
Каркас для вторичной обмотки диаметром 4-7 см и длиной 15-30 см, обычно изготавливается из ПВХ, который можно купить в любом строительном магазине.
200 метров медного эмалированного провода диаметром от 0,1 мм до 0,3 мм.
Алюминиевая гофра и гвоздь для создания и закрепления тороида.
Транзистор (подойдут MJE13006-13009).
Небольшая плата (изготавливается из ДСП).
Несколько резисторов 5,75 килоом 0,25 Вт.
Кулер для охлаждения прибора (можно использовать компьютерный).

Как самостоятельно сделать катушку в домашних условиях

Чтобы собрать прибор Тесла своими руками, нужно:

Отрезать 15-30 см трубы диаметром 4-7 см для корпуса вторичной обмотки.
Намотать на нее эмалированную медную проволоку. Витки необходимо располагать плотно друг к другу. В верхней части трубы вывести конец провода через стенку, чтобы он возвышался над ней на 2 см.
Вырезать платформу. Для этих целей можно использовать обычный лист ДСП.
Для изготовления первой катушки надо взять трубку из меди диаметром 6 мм, согнуть ее в 3-4 витка и прикрепить к каркасу. Если трубка будет меньшего диаметра, сделать нужно больше витков.
Вторую катушку крепим на корпусе рядом с первой.
Для изготовления тороида проще всего использовать алюминиевую гофру и обычный гвоздь для ее крепления на торчащем конце проволоки.
Важно помнить про защитное кольцо.
Дальше нужно соединить транзистор по схеме и прикрепить конструкцию к кулеру, который будет охлаждать установку.
Последний шаг заключается в подводке питания к получившемуся прибору.

Схема простейшей модели на 12 вольт

Включение, проверка и регулировка

Собранный по данной инструкции трансформатор Николы Теслы обязательно нужно проверить и отрегулировать. Прежде чем включать катушку, рекомендуется убрать подальше все электрические приборы, включая мобильный телефон и часы.

Первое включение трансформатора нужно проводить со всеми мерами предосторожности:

Переменный резистор выставить в среднее положение.
Обратите внимание, появились ли разряды молнии. Если их не видно, поднесите к катушке любую лампочку.
Если лампочка светится, значит прибор собран правильно. Если же лампочка не загорелась, нужно поменять полярность соединения первичной катушки.

При помощи различных положений резистора, можно выбрать необходимый режим яркости.

Важно следить, чтобы транзистор не перегревался. Лучше если охладитель будет включен во все время работы катушки.

Если прибор не работает, надо искать проблемы в конструкции. Скорее всего, неверно подобран диаметр тороида. Но прежде чем его менять, стоит проверить катушки на целостность Для этих целей оптимально использование амперметра и вольтметра.

Меры безопасности при изготовлении

Самое главное при изготовлении прибора Теслы — надежная изоляция обмоток друг от друга, иначе может случиться пробитие. Важно помнить, что на вторичной обмотке напряжение такое сильное, что поражение током приведет к неизбежной смерти при ее пробое. Ведь катушка Тесла продуцирует силу тока 500-850 А. А максимальное значение, при которой у человека остается шанс на выживание — всего 10 А. На вторичной обмотке лучше сделать изоляцию между слоями витков, так как глубокая царапина на проволоке может спровоцировать опасный для человека мощный разряд.

В любом случае всегда нужно помнить о безопасности при работе с электричеством.

Трансформатор, созданный великим сербским ученым, — сложная, но интересная тема для изучения. Чтобы полностью разобраться в ней, потребуется не один час времени. Если из-за углубленных занятий физикой, у вас просядут оценки по другим дисциплинам, смело обращайтесь за помощью на образовательный ресурс Феникс.Хелп, где на помощь всегда рады прийти знающие эксперты.

Читайте также: