Катушка Тесла с длиной искрового разряда 30 см – ЧАСТЬ 1

October 26, 2011 by admin Комментировать »

Будьте осторожны при роботе с высоким напряжением

Природа человека такова, что его всегда интересует необычное и прекрасное. К таким феноменам относится разряд молнии в атмосфере. Люди бывают зачарованы и в то же время сильно напуганы гигантскими разрядами молний различного вида и протяженности, которые могут возникать между облаками или между облаком и землей. Колоссальная энергия высвобождается при электрическом разряде молнии и, к сожалению, становится источником пожаров и других катаклизмов. В нашем проекте мы воспроизведем молнию в миниатюре, но без разрушительных последствий и страха перед ней. Прекрасный визуальный и звуковой эффект этого проекта всегда привлекает внимание зрителей интенсивными электрическими разрядами в воздухе. При правильной реализации и настройке устройство (рис. 14.1) будет вырабатывать искровые разряды в виде ярких вспышек длиной около 30 см. Устройство работает от стандартной двухпроводной сети переменного тока 115 В с третьим заземляющим проводом и как все приборы, работающие от сетевого питания, требует осторожности при сборке и практическом применении.

Внимание! Ток выходной вторичной обмотки трансформатора, или катушки Тесла (в научной литературе называется двояко), составляет 23 мА. и хотя не считается смертельным. но может вызвать неприятный шок и ожоги.

Выходные искровые разряды, вырабатываемые устройством, хоть и являются очень зрелищными, не опасны. Взяв в руку металлический объект и поднеся

Рис. 14.1. Катушка Тесла, вырабатывающая искровой разряд длиной 30 см

его к выходному терминалу, можно прикоснуться к ним. Вы ощутите очень мягкий удар.

Рассчитывайте потратить около 1000 долларов на этот проект, который вознаградит ваши усилия. При сборке придется в большей степени заниматься механикой и в меньшей – электрикой. Потребуются базовые навыки в обращении со слесарными инструментами. Намотка вторичной катушки может потребовать изготовления простых приспособлений, чтобы витки получались ровными. Спецификация для катушки Тесла приведена в табл. 14.1.

Таблица 14.1. Спецификация для катушки Тесла длиной исироаоп^ разряда в 30 см

Обозначение

Кол-во

Описание

№ в базе данных

TPLATE1

1

Верхняя плата, изготовленная, как показано на рис. 14.9

 

BPLATE1

1

Нижняя плата, изготовленная, как показано на рис. 14.10

 

СВКТ1

1

Скоба конденсатора, изготовленная, как показано на рис. 14.5

 

SGBKT1

1

Скоба и. кроеоп разрядника, изготовленная, как показано на рис. 14.6

 

SGFIN1

2

Пластины охлаждения, изготовленные, как показано на рис. 14.6

 

PANEL1

1

Контрольная панель, изготовленная, как показано на рис. 14.8

 

РСВКТ1

4

Скобы первичной катушки, изготовленные, как показа»*) на рис. 14.7

 

LS1

1

Каркас вторичной катушки, иэготлтанньЛ, как показано на рис. 14.4

 

RFC1

1

Каркас катушки яг» jocww RFC, изготовленный как показано на рис. 14.5

 

Таблица 14.1. Спецификация для катушки Тесла длиной искрового разряда в 30 см (окончание)

Обозначение

Кол-во

Описание

№ в базе данных

PIL1

4

PVC трубка 13,77×1,27 см для столбиков, изготовленная, как показано на рис. 14.3

 

TRAN1

4

Трансформатор с катушкой и сердечником с ограничением тока 6500 В, 0,02 мА

6KV/02A

С1

1

Специальный полипропиленовый юицдонсато{/> переменного тока0,005 мкФ, 10 кВ

005M/10RV

TUNG141

2

Вольфрамовый стержень0,64×2,54см, обрезанный и обработанный, как показано на рис. 14.12

TUNG141

S1

1

Тумблер однополюсный на одно направление, 6А (см. рис. 14.15)

 

mi

1

Держатель плавкого прцдлфянителя для установки на контрольной панели (см. рис. 14.15)

 

FS1

1

Плавкий предохранитель с задержкой срабатывания, 3 А (см. рис. 14.15)

 

NEON

1

Неоновая индикаторная лампочка (см. рис. 14.15)

 

С01

1

Сетевой шнур питания #18 с третьим заземляющим пр чюд -м (см. рис. 14.15)

 

BU1

1

Проходной изолятор с зажимом для шнура питания (см. рис. 14.15)

 

BU2

1

Проходной изолятор для неоновой лампочки (см. рис. 14.15)

 

R1

1

Резистор ЗЭкОм, 0,25 Вт (см. рис. 14.15)

 

WN1

1

Малая проволочная гайка (см. рис. 14.15)

 

САР158

1

Пластиковая крышка 4,13 см (см. рис. 14.5)

 

САР350

1

Пластиковая крышка 8,89 см (см. рис. 14.16)

 

CAP

4

Крышка из PVC 1,9 см для ножек (см. рис. 14.13)

 

PLTUB1

1

Пластиковая трубка с внешним диаметром 1,9 см, длиной 25-30 см (см. рис. 14.3)

 

TYE1

2

Охватывающие зажимы 20 см (см. рис. 14.11)

 

CUP1

1

Маленький зажим типа «крокодил» (см. рис. 14.17)

 

WR12

4,5 м

Скрученный провод в виниловой изоляции #12 AWG

 

SW1

8

Латунные винты для дерева #6х3/е дюйма

 

SW2

14

Винты #6-32×1, Филипс

 

SW3

4

Винты #6-32х’/4, Филипс

 

NU1

20

Гайки шестигранные #6-32

 

WASH1

28

Плоские прокладки #6х1/г, используются с винтами и гайками #6

 

SW4

2

У*-20хУг дюйма латунный винт

 

SW5

1

V4-20×1 дюйм латунный винт

 

NU2

4

V4-20 латунная шестигранная гайка

 

NU3

4

#8-32 шестигранная гайка для резьбы С1

 

COTUBE

215 см

Медная трубка 3/16

 

ROD1

4

V4-20x7U дюйма резьбовой стержень (см. рис. 14.13)

 

NU4

12

14-20 стальная шестигранная гайка

 

LUG1

8

V4-20x #12 кольцевой выводдляпайки (см. рис. 14.13,14.14)

 

LUG2

2

#6 вывод для зеленого провода заземления С01 иТ1 (см. рис. 14.14)

 

LUGBLOK

2

V4-20 блок #YLA6 (см. рис. 14.12)

 

LAB1

1

Общая бирка (см. рис. 14.18)

 

LAB2

1

Бирка опасности искрового разрядника (см. рис. 14.3)

 

T08

1

Алюминиевый тороидальный терминал 20,32×5,08 см

Т08

Ксггушко Тесло

Это эффектное для показа устройство чуть ли не единственное, названное именем Тесла, несмотря на то что этот человек был выдающимся ученым и изобретателем и внес заметный вклад во многие разделы науки. Тесла был ученым- романтиком, намного опередившим свое время. И даже в настоящее время некоторые из его опытов, например, по передаче энергии без проводов, весьма актуальны и могли бы намного превзойти современные линии электропередачи по эффективности. Можно привести и другие сенсационные изобретения, ждущие своего часа для использования во благо человечества. Хочется надеяться, что последователи Николы Тесла разовьют его теоретические работы до практического применения[7]. Но вернемся к катушке Тесла, которая являемся одним из наиболее удивительных демонстрационных электрических устройств. Наиболее крупные из них могут вырабатывать продолжительные разряды, по высоте превышающие саму катушку. Электрические разряды, имитирующие молнии, издают звук громче, чем выстрел из ружья. Эти вспышки не только привлекают внимание и оказывают сильное впечатление на зрителей, но могут вызвать и странные изменения в большинстве обычных материалов. Например, дерево может взрываться на куски, или его можно заставить мерцать изнутри зловещим красноватым светом. Изоляторы вдруг теряют свои изолирующие свойства и оказываются бессильными перед энергией этого устройства. Вблизи устройства лампочки зажигаются без проводов и можно наблюдать вспышки и корону в виде огней святого Эльма[8]. Электрические и магнитные поля высокой энергии, возникающие при электрическом резонансе первичной и вторичной катушек, могут вывести из строя электронное оборудование. Явления, которые обычно не связываются со стандартным высоким напряжением в десятки и сотни киловольт, наглядно проявляются в форме странных и таинственных эффектов.

Кроткое изложение теории роботы катушки Тесла

Катушка Тесла представляет собой высокочастотный резонансный трансформатор. Она отличается от обычного трансформатора тем, что между катушками очень малая взаимоиндукция; напряжение и ток на первичной и вторичной обмотке не зависят от коэффициента трансформации. Устройство состоит из первичной LP1 и вторичной LSI катушек. Очевидно, что в первичной цепи основным компонентом является постоянный конденсатор, а настройка первичной цепи производится с помощью перемещающегося по катушке отвода, который со тч-тсгнующим образом изменяет частоту. Однако такая тонкая настройка первичной цепи по отношению ко вторичной обязательна. Только в этом случае частоты колебаний первичной и вторичных резонансных цепей совпадут. Ковда наступит резонанс, за счет индукции напряжения и большого коэффициента трансформации Q (отношения витков вторичной обмотки к виткам первичной) во много раз может умножаться напряжение на вторичной обмотке, даже до сотен кВ-единиц MB. Если вторичная катушка собрана некачественно, при таком высоком напряжении возможен пробой между витками через паразитный межвитковый разряд, другие негативные эффекты. 1ениальная простота и тонкость устройства катушки Тесла еще и в том, что резонансный контур во вторичной цепи создан индуктивностью катушки и межвитковой емкостью этой же катушки. Кроме того, вторичная обмотка одним концом заземлена, а другим – свободна, то есть никуда не подключена, поэтому ведет себя как антенна четвертьволновой длины и излучает в открытое пространство электромагнитные волны на частоте резонанса.

Источник: Яннини Б. Я62 Удивительные электронные устройства / Боб Яннини; пер. с англ. С. О. Ма- харадзе. – М.: НТ Пресс, 2008. – 400 с.: ил. – (Электроника для начинающего гения)

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты