Jak własnoręcznie wykonać cewkę Tesli?

Jednym z najpopularniejszych wynalazków Nikoli Tesli jest transformator Tesli. Działanie tego urządzenia opiera się na działaniu rezonansowych elektromagnetycznych fal stojących w cewkach. Na tej zasadzie opiera się wiele nowoczesnych rzeczy: lampy fluorescencyjne, kineskopy telewizyjne, ładowanie urządzeń na odległość. Ze względu na zjawisko rezonansu, gdy częstotliwość oscylacji obwodu uzwojenia pierwotnego pokrywa się z częstotliwością oscylacji fal stojących uzwojenia wtórnego, między końcami cewek powstaje łuk elektryczny.

Mimo pozornej złożoności tego oscylatora, można go wykonać samodzielnie. Technologię własnoręcznego wykonania cewki Tesli można znaleźć poniżej.

Części i funkcje

Transformator Tesli składa się z cewki pierwotnej, cewki wtórnej oraz zespołu składającego się z ogranicznika lub przerywacza, kondensatora i zacisku wyjściowego.

Cewka pierwotna składa się z niewielkiej liczby zwojów drutu miedzianego o dużym przekroju poprzecznym lub rurki miedzianej. Może być poziomy (płaski), pionowy (cylindryczny) lub stożkowy. Uzwojenie wtórne składa się z dużej liczby cewek o mniejszym przekroju poprzecznym i jest najważniejszą częścią konstrukcji. Powinien on mieć stosunek długości do średnicy 4:1, a u podstawy należy umieścić uziemiony pierścień ochronny z drutu miedzianego, aby chronić elektronikę instalacji.

Ponieważ transformator Tesli działa w trybie impulsowym, jego konstrukcja charakteryzuje się tym, że nie zawiera rdzenia ferromagnetycznego. Zmniejsza to indukcję wzajemną między uzwojeniami. Kondensator, współdziałając z cewką pierwotną, tworzy obwód drgający z włączonym do niego ogranicznikiem, w tym przypadku ogranicznikiem gazowym. Ogranicznik jest zbudowany z litych elektrod, a w celu zwiększenia odporności na zużycie jest dodatkowo wyposażony w radiatory.

Zasada działania cewki Tesli jest następująca. Kondensator jest ładowany przez dławik z transformatora. Szybkość ładowania zależy bezpośrednio od wartości indukcyjności. Jeśli ładunek osiągnie poziom krytyczny, spowoduje to uszkodzenie ogranicznika. W obwodzie pierwotnym generowane są wówczas drgania o wysokiej częstotliwości. W tym samym czasie aktywowany jest ogranicznik, który usuwa transformator ze wspólnego obwodu poprzez jego zwarcie.

W przeciwnym razie w obwodzie pierwotnym mogą wystąpić straty, które będą miały negatywny wpływ na jego działanie. W standardowym układzie równolegle do zasilania zainstalowany jest ogranicznik gazowy.

Cewka Tesli jest więc w stanie emitować napięcie rzędu kilku milionów woltów. Napięcie to powoduje wyładowania elektryczne w powietrzu w postaci wyładowań koronowych i strumieni.

Należy pamiętać, że produkty te wytwarzają prądy o wysokim potencjale i są śmiertelnie niebezpieczne dla życia. Nawet urządzenia o małej mocy mogą powodować poważne oparzenia, uszkodzenia zakończeń nerwowych, tkanki mięśniowej i więzadeł. Może spowodować zatrzymanie akcji serca.

Projektowanie i montaż

Transformator Tesli został opatentowany w 1896 roku i ma prostą konstrukcję. W jego skład wchodzą:

1. Cewka pierwotna z uzwojeniem z miedzianego przewodnika o przekroju 6 mm², w liczbie wystarczającej na 5-7 zwojów.
2. Cewka wtórna wykonana z materiału dielektrycznego i drutu o średnicy do 0,5 mm i długości wystarczającej na 800-1000 zwojów.
3. Ogranicznik półcylindrowy.
4. Kondensatory.
5. Pierścień ochronny z drutu miedzianego, np. na uzwojeniu pierwotnym transformatora.

Osobliwością tego urządzenia jest to, że jego moc nie zależy od mocy źródła zasilania. Znaczenie mają fizyczne właściwości powietrza. Urządzenie może tworzyć obwody oscylacyjne za pomocą różnych metod:

• przy użyciu ogranicznika iskier;
• z wykorzystaniem oscylatora na tranzystorach;
• z rurkami.

Do własnoręcznego wykonania transformatora Tesli potrzebne będą:

1. Na uzwojenie pierwotne należy użyć 3 m cienkiej rurki miedzianej o średnicy 6 mm lub miedzianego rdzenia o tej samej średnicy i długości.
2. Do zmontowania uzwojenia wtórnego potrzebna jest rura PVC o średnicy 5 cm i długości około 50 cm oraz łącznik gwintowany PVC do niej. Wymagany jest również drut miedziany o średnicy 0,5 mm, lakierowany lub emaliowany, o długości 90 m.
3. Metalowy kołnierz o średnicy wewnętrznej 5 cm.
4. Różne nakrętki, podkładki i śruby.
5. Ogranicznik.
6. Gładka półsfera dla terminala.
7. Kondensator można wykonać samodzielnie. Potrzebujesz sześciu szklanych butelek, soli kuchennej, oleju rzepakowego lub wazelinowego oraz folii aluminiowej.
8. Potrzebny jest zasilacz o napięciu 9 kV i prądzie 30 mA.

Obwód transformatora Tesli jest prosty w realizacji. Od transformatora odchodzą 2 przewody z podłączonym ogranicznikiem. Do jednego z przewodów podłączone są szeregowo kondensatory. Na końcu znajduje się uzwojenie pierwotne. Osobno znajduje się cewka wtórna z zaciskiem i uziemionym pierścieniem ochronnym.

Opis, jak zmontować cewkę Tesli w domu:

1. Wykonaj uzwojenie wtórne, najpierw mocując krawędź drutu do końca rurki. Uzwojenie należy nawijać równomiernie, unikając przerwania drutu. Pomiędzy zwojami nie powinno być żadnych przerw.
2. Po zakończeniu owiń górną i dolną część folii taśmą malarską. Następnie należy pokryć uzwojenie lakierem lub farbą epoksydową.
3. Przygotuj 2 panele dla podstawy dolnej i górnej. Wystarczy dowolny materiał dielektryczny, sklejka lub arkusz plastiku. Umieść metalowy kołnierz na środku dolnej podstawy i przykręć go śrubami, tak aby pozostawić wolne miejsce między dolną i górną podstawą.
4. Przygotować uzwojenie pierwotne, skręcając je w cewkę i mocując do górnej podstawy. Wywierć w nim dwa otwory i wprowadź w nie końce rurki. Przymocuj go tak, aby uzwojenia nie stykały się ze sobą i aby odległość między nimi wynosiła 1 cm.
5. Aby wykonać ogranicznik, należy umieścić 2 śruby naprzeciwko siebie w drewnianej ramie. Oblicza się, że będą one działać jak regulator podczas ruchu.
6. Kondensatory są wykonane w następujący sposób. Szklane butelki są zawinięte w folię i wypełnione słoną wodą. Jego skład dla wszystkich butelek powinien być taki sam - 360 g na 1 l wody. Kapsle są dziurkowane i wkładane są do nich przewody. Skraplacze są gotowe.
7. Połącz wszystkie węzły zgodnie z opisanym powyżej schematem. Należy pamiętać o uziemieniu uzwojenia wtórnego.
8. Suma w uzwojeniu pierwotnym powinna wynosić 6,5 obrotu, a w uzwojeniu wtórnym 600 obrotów.

Opisana powyżej sekwencja daje wyobrażenie o tym, jak samodzielnie wykonać transformator Tesli.

Włączanie, testowanie i regulacja

Pierwsze uruchomienie najlepiej przeprowadzić na zewnątrz, a wszystkie urządzenia gospodarstwa domowego należy odsunąć na bok, aby zapobiec ich uszkodzeniu. Należy pamiętać o środkach ostrożności! Aby uruchomić urządzenie, wykonaj następujące czynności:

1. Przejdź się po całym łańcuchu przewodów i sprawdź, czy nigdzie nie ma odsłoniętych styków i czy wszystkie zespoły są pewnie zamocowane. Pomiędzy śrubami ogranicznika należy pozostawić niewielką szczelinę.
2. Podaje się napięcie i obserwuje się strumień. W przypadku jego braku do uzwojenia wtórnego doprowadzona jest świetlówka lub żarówka. Pożądane jest zamocowanie ich na dielektryku, wystarczy kawałek rury PCV. Pojawienie się poświaty potwierdza, że transformator Tesli działa.
3. Jeśli żarzenie nie występuje, należy zamienić miejscami przewody cewki pierwotnej.

Jeśli nie uda się to za pierwszym razem, nie rozpaczaj. Spróbuj zmienić liczbę zwojów w uzwojeniu wtórnym i odległość między zwojami. Dokręcić śruby w ograniczniku.

Wydajna cewka Tesli

To, co wyróżnia tę cewkę, to jej rozmiar, natężenie prądu, jaki wytwarza, oraz sposób generowania drgań rezonansowych.

Wygląda to następująco. Po włączeniu urządzenia ładuje się kondensator. Po osiągnięciu maksymalnego poziomu naładowania następuje awaria ogranicznika. W kolejnym kroku tworzony jest obwód LC, który powstaje przez szeregowe połączenie kondensatora i obwodu pierwotnego. Powoduje to powstanie oscylacji rezonansowej i wysokich napięć w uzwojeniu wtórnym.

Jednak coś podobnego można również zmontować w domu. Aby to zrobić, należy:

1. Zwiększyć średnicę cewki i przekrój poprzeczny drutu o współczynnik 1,5 do 2,5.
2. Wykonaj zacisk w formie toroidu. Do tego celu nadaje się aluminiowa rura karbowana o średnicy 100 mm.
3. Wymień źródło prądu stałego na źródło prądu przemiennego o napięciu 3-5 kV.
4. Wykonaj niezawodne połączenie z uziemieniem.
5. Upewnij się, że okablowanie wytrzyma obciążenie.

Transformatory takie mogą wytwarzać moc do 5 kW i powodują powstawanie wyładowań koronowych i łukowych. Maksymalny efekt uzyskuje się, gdy częstotliwości obu obwodów są zbieżne.

Powiązane artykuły: