Что такое трансформатор Тесла

Трансформатор, многократно умножающий напряжение и частоту, называется трансформатором Тесла. Энергосберегающие лампы, люминесцентные лампы, старые кинескопы телевизоров, дистанционная зарядка аккумуляторов и многое другое создано по принципу работы этого устройства. Все потому, что «трансформатор Тесла» способен создавать красивый фиолетовый разряд, похожий на молнию (рис. 1).

В процессе работы образуется электромагнитное поле, которое может воздействовать на электронное оборудование и даже на человеческое тело. Чтобы собрать трансформатор Тесла своими руками, не нужно обладать обширными знаниями в области электроники, достаточно следовать информации в этой статье.

Составные части и принцип работы

Все трансформаторы Тесла состоят из одних и тех же узлов, благодаря схожим принципам работы:

1. Источник питания.
2. Первичный контур.
3. Вторичный контур.

Источник питания подает напряжение необходимой величины и типа на первичный контур. Первичный контур генерирует высокочастотные колебания, которые создают резонансные колебания во вторичном контуре. В результате во вторичных обмотках возникают токи высокого напряжения и частоты, создавая электрическую цепь в воздухе. Выбор первичного контура определяет тип катушки Тесла, источник питания и размер стримера. Теперь остановимся на полупроводниковом типе. Для него характерна простая схема, состоящая из доступных компонентов, и небольшое напряжение питания.

Выбор материалов и деталей

Найдите и выберите компонент для каждого из перечисленных выше компонентов конструкции: Для источника питания требуется постоянное напряжение 12-19 В. Подойдет машинный аккумулятор, зарядное устройство для ноутбука или понижающий трансформатор с диодным мостом для получения постоянного тока. Найдите компоненты для первичной цепи:

•  Переменный резистор R1 с номиналом 50 кОм. Для удачной сборки не забудьте соединить два контакта этого резистора согласно схеме.
•  Резистор R2 с номиналом 75 Ом.
•  Транзистор VT1 D13007 или советский аналог с n-p-n структурой.
•  Радиатор для охлаждения транзистора можно поискать на мощных транзисторах в неисправной технике. Размер напрямую влияет на качество охлаждения.
•  Первичная обмотка трансформатора Тесла. Проводником может быть простая медная трубка или провод диаметром 0,5–1 см. Обмотка делается плоской, цилиндрической или конической (рис. 2).Вторичная цепь состоит из катушек и, при необходимости, клемм. Для намотки используется провод диаметром от 0,1 до 0,3 мм². Провод может быть намотан на трубках из диэлектрического ПВХ. Трубки имеют длину 25-40 см и диаметр 3-5 см. Обмотка наматывается от одного витка к другому без пересечений и пропусков. Рекомендуется фиксировать участок намотки, чтобы предотвратить соскальзывание или разматывание обмотки. Количество витков составляет от 700 до 1000 витков (рис. 3).

После намотки изолируйте вторичную обмотку диэлектриком, например краской или лаком. Таким образом можно предотвратить попадание нитей в систему. Терминал — это дополнительная емкость вторичной цепи, подключенная последовательно. Это не обязательно для небольших стримеров. Достаточно поднести кончик катушки на 0,5-5 см выше катушки. Собрав все необходимые компоненты для катушки Тесла, следующим шагом будет самостоятельная сборка конструкции.

Конструкция и сборка

Сборку делаем по простейшей схеме на рисунке 4.

Блок питания устанавливается отдельно. Компоненты могут быть собраны навесным монтажом, главное — не допустить короткого замыкания между контактами. При подключении транзисторов важно следить за тем, чтобы контакты не мешали друг другу (рис. 5).

Для этого проверьте схему. Плотно прикрутите радиатор к корпусу транзистора. Установите схему на диэлектрическую плату, например на фанеру, пластиковый поддон или деревянный ящик. Отделите схему от катушки диэлектрическим листом или доской и просверлите небольшие отверстия для проводов. Закрепите первичную обмотку так, чтобы она не упала и не коснулась вторичной обмотки. Поместите вторичную обмотку в центр первичной, помня, что оптимальное расстояние между ними составляет 1 см. Не обязательно использовать каркас, достаточно просто прочно закрепить ее на месте. Установите и закрепите вторичную обмотку. Выполните необходимые подключения в соответствии со схемой. На видео ниже показано, как делается трансформатор Тесла.

Включение, проверка и регулировка

Перед включением уберите другую электронику подальше от зоны тестирования, чтобы не повредить ее. Помните об электробезопасности!

Для успешного запуска необходимо последовательно выполнить следующие действия:

Установите переменное сопротивление в среднее положение. После включения проверьте, нет ли повреждений.

Если прибор не работает, сначала замените выводы первичной обмотки и проверьте, не неисправен ли транзистор. При первом включении следите за температурой транзистора и, если необходимо, подключите дополнительную систему охлаждения.

Если света нет, подключите лампочку или лампу накаливания к вторичной обмотке. Если лампочка горит, значит, трубка Тесла активирована и в ней присутствует электромагнитное поле. Если прибор не работает, проверьте сначала выводы первичной катушки, а затем транзистор на предмет неисправности. При включении прибора следите за температурой транзисторов и, если необходимо, подключите дополнительную систему охлаждения.

 

Мощная катушка Тесла

Мощные трансформаторы Тесла отличаются большим напряжением, крупными размерами устройства и способом достижения резонансных колебаний. Давайте немного объясним, как это работает и как собрать искровой трансформатор Тесла. Первичная цепь работает на переменном напряжении. При включении конденсатор заряжается. Когда конденсатор заряжается до максимума, происходит диэлектрический пробой разрядника (устройства, состоящего из двух проводников с искровым промежутком, заполненным воздухом или газом). После пробоя между конденсатором и первичной обмоткой образуется последовательная цепь, известная как LC-контур. Этот контур генерирует высокочастотные колебания, которые вызывают резонансные колебания и создают большое напряжение во вторичном контуре. (рис. 6).

При наличии необходимых деталей, мощный трансформатор Тесла можно собрать своими руками даже в домашних условиях. Для этого достаточно внести изменения в маломощную схему:

1. Увеличить диаметры катушек и сечение провода в 1,1 – 2,5 раза.
2. Добавить терминал в форме тороида.
3. Поменять источник постоянного напряжения на переменный с высоким повышающим коэффициентом, выдающим напряжение 3–5 кВ.
4. Изменить первичный контур согласно схеме на рисунке 6.
5. Добавить надёжное заземление.

Искровые трансформаторы Тесла могут достигать мощности до 4,5 кВт и, таким образом, создавать более крупные стримеры. Наилучший эффект достигается, если частоты обоих контуров одинаковы. Этого можно добиться, рассчитав детали с помощью специальных программ, таких как vsTesla, inca и т. д.