Kaip savo rankomis pasigaminti Teslos ritę?

Vienas populiariausių Nikolos Teslos išradimų - Teslos transformatorius. Šio prietaiso veikimas pagrįstas rezonansinių elektromagnetinių stovinčiųjų bangų veikimu ritėse. Šis principas yra daugelio šiuolaikinių dalykų pagrindas: liuminescencinių lempų, televizijos kineskopų, prietaisų įkrovimo per atstumą. Dėl rezonanso reiškinio, kai pirminės apvijos grandinės virpesių dažnis sutampa su antrinės apvijos stovinčiųjų bangų virpesių dažniu, tarp ritės galų blyksteli lankas.

Nepaisant akivaizdaus šio osciliatoriaus sudėtingumo, jį galima pasigaminti patiems. Toliau pateikiama technologija, kaip savo rankomis pasigaminti Teslos ritę.

Dalys ir funkcijos

Teslos transformatorių sudaro pirminė ritė, antrinė ritė ir jungtis, sudaryta iš ribotuvo arba kapoklės, kondensatoriaus ir išėjimo gnybto.

Pirminę ritę sudaro nedidelis skaičius didelio skerspjūvio varinės vielos vijų arba varinis vamzdelis. Jis gali būti horizontalus (plokščias), vertikalus (cilindrinis) arba kūginis. Antrinę apviją sudaro daugybė mažesnio skerspjūvio ričių ir ji yra svarbiausia konstrukcijos dalis. Jo ilgio ir skersmens santykis turėtų būti 4:1, o prie pagrindo turėtų būti įžemintas apsauginis varinės vielos žiedas, kad būtų apsaugota įrenginio elektronika.

Kadangi Teslos transformatorius veikia impulsiniu režimu, jo konstrukcijai būdinga tai, kad jame nėra feromagnetinės šerdies. Taip sumažinama abipusė indukcija tarp apvijų. Kondensatorius, sąveikaudamas su pirmine rite, sukuria virpesių grandinę su joje esančiu ribotuvu, šiuo atveju dujiniu ribotuvu. Apsaugos įtaisas surinktas iš kietųjų elektrodų, o dėl didesnio atsparumo dilimui jame papildomai sumontuoti radiatoriai.

Teslos ritės veikimo principas yra toks. Kondensatorius įkraunamas per transformatoriaus droselį. Įkrovimo greitis tiesiogiai priklauso nuo induktyvumo vertės. Kai jis įkraunamas iki kritinės ribos, sugenda ribotuvas. Tada pirminėje grandinėje susidaro aukšto dažnio virpesiai. Tuo pačiu metu įjungiamas ribotuvas, kuris išjungia transformatorių iš bendros grandinės ir jį trumpai sujungia.

Priešingu atveju pirminėje grandinėje gali atsirasti nuostolių, kurie neigiamai paveiks jos veikimą. Standartinėje grandinėje dujų ribotuvas įrengiamas lygiagrečiai su maitinimo šaltiniu.

Taigi Teslos ritė gali skleisti kelis milijonus voltų. Dėl šios įtampos ore susidaro elektros išlydžiai - vainikiniai išlydžiai ir srautai.

Itin svarbu prisiminti, kad šie gaminiai generuoja didelio potencialo srovę ir yra mirtini gyvybei. Net mažos galios prietaisai gali sukelti stiprius nudegimus, nervų galūnių, raumenų audinių ir raiščių pažeidimus. Gali sukelti širdies sustojimą.

Projektavimas ir surinkimas

Teslos transformatorius buvo užpatentuotas 1896 m. ir yra paprastos konstrukcijos. Jį sudaro:

1. Pirminė ritė su 6 mm² varinio laidininko apvija, kurios vijų skaičius yra pakankamas - 5-7 vijos.
2. Antrinė ritė pagaminta iš dielektrinės medžiagos ir iki 0,5 mm skersmens vielos, kurios ilgio pakanka 800-1000 vijų.
3. Pusės cilindro ribotuvas.
4. Kondensatoriai.
5. Apsauginis varinės vielos žiedas, kaip ant transformatoriaus pirminės apvijos.

Įrenginys ypatingas tuo, kad jo galia nepriklauso nuo maitinimo šaltinio galios. Svarbios yra fizinės oro savybės. Prietaisu galima sukurti virpesių grandines naudojant įvairius metodus:

• naudojant kibirkšties tarpo ribotuvą;
• naudojant tranzistorių osciliatorių;
• su vamzdžiais.

Norint pasigaminti Teslos transformatorių savo rankomis, reikės:

1. Pirminės apvijos gamybai naudokite 3 m 6 mm skersmens plono varinio vamzdelio arba tokio pat skersmens ir ilgio varinę šerdį.
2. Antrinei apvijai surinkti reikia 5 cm skersmens ir maždaug 50 cm ilgio PVC vamzdžio ir PVC srieginės jungties. Taip pat reikia 0,5 mm skersmens varinės lakuotos arba emaliuotos vielos, kurios ilgis - 90 m.
3. Metalinis 5 cm vidinio skersmens flanšas.
4. Įvairios veržlės, poveržlės ir varžtai.
5. Areštuotojas.
6. Lygus terminalo pusrutulis.
7. Kondensatorių galima pasigaminti patiems. Reikės šešių stiklinių butelių, valgomosios druskos, rapsų arba vazelino aliejaus ir aliuminio folijos.
8. Jums reikia maitinimo šaltinio, užtikrinančio 9 kV ir 30 mA įtampą.

Teslos transformatoriaus grandinę paprasta įgyvendinti. Nuo transformatoriaus yra 2 laidai, prie kurių prijungtas ribotuvas. Prie vieno iš laidų nuosekliai prijungti kondensatoriai. Pabaigoje yra pirminė apvija. Atskirai yra antrinė ritė su gnybtu ir įžemintu apsauginiu žiedu.

Aprašymas, kaip namuose surinkti Teslos ritę:

1. Antrinę apviją pirmiausia pritvirtinkite vielos kraštą prie vamzdelio galo. Apviją reikia suvynioti tolygiai, vengiant vielos nutrūkimų. Tarp ričių neturi būti tarpų.
2. Baigę apvyniokite viršutinę ir apatinę apvyniojimo dalį dailininko juosta. Vėliau apviją padenkite laku arba epoksidine danga.
3. Paruoškite po 2 plokštes apatiniam ir viršutiniam pagrindui. Tinka bet kokia dielektrinė medžiaga, fanera ar plastiko lakštas. Į apatinio pagrindo vidurį įdėkite metalinį flanšą ir prisukite jį varžtais taip, kad tarp apatinio ir viršutinio pagrindo liktų vietos.
4. Paruoškite pirminę apviją, susukdami ją į ritę ir pritvirtindami prie viršutinio pagrindo. Jame išgręžkite 2 skyles ir į jas įkiškite vamzdžio galus. Pritvirtinkite jį taip, kad apvijos nesiliestų viena su kita ir kad tarp apvijų būtų 1 cm atstumas.
5. Norint pagaminti apsauginį įtaisą, mediniame rėme reikės įstatyti 2 varžtus vienas priešais kitą. Apskaičiuota, kad judant jie veiks kaip reguliatorius.
6. Kondensatoriai gaminami taip. Stikliniai buteliai suvyniojami į foliją ir pripildomi sūraus vandens. Jo sudėtis visuose buteliukuose turėtų būti vienoda - 360 g 1 l vandens. Dangteliai praduriami ir į juos įkišami laidai. Kondensatoriai paruošti.
7. Sujunkite visus mazgus pagal pirmiau aprašytą schemą. Būtinai įžeminkite antrinę apviją.
8. Pirminėje apvijoje iš viso turėtų būti 6,5 vijų, o antrinėje - 600 vijų.

Pirmiau aprašyta seka leidžia suprasti, kaip patiems pasigaminti Teslos transformatorių.

Įjungimas, testavimas ir reguliavimas

Pageidautina, kad pirmasis paleidimas būtų atliekamas lauke, o visi prietaisai būtų atitraukti, kad nebūtų sugadinti. Atkreipkite dėmesį į saugos priemones! Norėdami paleisti, atlikite šiuos veiksmus:

1. Apeikite visą laidų grandinę ir patikrinkite, ar niekur nėra atvirų kontaktų ir ar visi mazgai patikimai pritvirtinti. Palikite nedidelį tarpą tarp ribotuvo varžtų.
2. Įjungiama įtampa ir stebimas srautas. Jei jos nėra, į antrinę apviją įjungiama liuminescencinė arba kaitinamoji lempa. Pageidautina juos pritvirtinti prie dielektriko, tam tinka PVC vamzdžio gabalas. Atsiradęs švytėjimas patvirtina, kad Teslos transformatorius veikia.
3. Jei švytėjimo nėra, sukeiskite pirminės ritės laidus vietomis.

Jei nepavyks iš pirmo karto, nenusiminkite. Pabandykite pakeisti antrinės apvijos vijų skaičių ir atstumą tarp apvijų. Užveržkite apsauginio įtaiso varžtus.

Galinga Teslos ritė

Ši ritė išsiskiria savo dydžiu, gaminamos srovės kiekiu ir rezonansinių virpesių generavimo būdu.

Jis atrodo taip. Po įjungimo įkraunamas kondensatorius. Pasiekus maksimalų įkrovos lygį, ribotuve įvyksta gedimas. Kitame etape sudaroma LC grandinė - grandinė, sudaryta nuosekliai sujungus kondensatorių ir pirminę grandinę. Dėl to antrinėje apvijoje susidaro rezonansiniai virpesiai ir didelės galios įtampos.

Tačiau kažką panašaus galima surinkti ir namuose. Tam reikia:

1. Padidinkite ritės skersmenį ir vielos skerspjūvį nuo 1,5 iki 2,5 karto.
2. Padarykite toroido formos gnybtą. Šiam tikslui tinka 100 mm skersmens aliuminio gofruotas vamzdis.
3. Nuolatinės srovės šaltinį pakeiskite 3-5 kV kintamosios srovės šaltiniu.
4. Užtikrinkite patikimą įžeminimo jungtį.
5. Įsitikinkite, kad laidai gali atlaikyti apkrovą.

Tokie transformatoriai gali generuoti iki 5 kW galią ir sukelti vainikinius ir lankinius gedimus. Didžiausias efektas pasiekiamas, kai abiejų grandinių dažniai sutampa.

Susiję straipsniai: