Nikola Tesla je legendární postava a význam některých jeho vynálezů je dodnes sporný. Nebudeme zabíhat do mystiky, ale spíše si povíme, jak vyrobit něco velkolepého podle Teslových „receptů“. Toto je Tesla cívka. Až ji jednou uvidíte, nikdy nezapomenete na tento neuvěřitelný a úžasný pohled!
Obecné informace
Pokud mluvíme o nejjednodušším takovém transformátoru (cívce), pak se skládá ze dvou cívek, které nemají společné jádro. Na primárním vinutí musí být alespoň tucet závitů tlustého drátu. Na sekundáru je již navinuto minimálně 1000 závitů. Vezměte prosím na vědomí, že Tesla cívka má transformační poměr, který je 10-50krát větší než poměr počtu závitů na druhém vinutí k prvnímu.
Výstupní napětí takového transformátoru může překročit několik milionů voltů. Právě tato okolnost zajišťuje vzhled velkolepých výbojů, jejichž délka může dosáhnout několika metrů najednou.
Když byly schopnosti transformátoru na prvním místěpředvedeno veřejnosti?
Ve městě Colorado Springs kdysi úplně vyhořel generátor v místní elektrárně. Důvodem bylo, že proud z něj šel napájet primární vinutí vynálezu Nikoly Tesly. Během tohoto důmyslného experimentu vědec poprvé dokázal komunitě, že existence stojaté elektromagnetické vlny je realitou. Pokud je vaším snem Teslova cívka, nejtěžší věc, kterou můžete udělat vlastníma rukama, je primární vinutí.
Vlastní výroba není tak obtížná, ale mnohem obtížnější je dodat hotovému výrobku vizuálně atraktivní vzhled.
Jednoduchý transformátor
Nejprve budete muset někde najít zdroj vysokého napětí, a to alespoň 1,5 kV. Nejlepší je však okamžitě spoléhat na 5 kV. Poté to vše připevníme na vhodný kondenzátor. Pokud je jeho kapacita příliš velká, můžete trochu experimentovat s diodovými můstky. Poté vytvoříte tzv. jiskřiště, kvůli jehož efektu je vytvořena celá Tesla cívka.
Usnadněte si to: vezměte pár drátů a pak je stočte elektrickou páskou tak, aby holé konce vypadaly jedním směrem. Mezeru mezi nimi velmi pečlivě upravíme tak, aby průraz byl při napětí mírně vyšším, než je u zdroje. Nebojte se, protože proud je střídavý, špičkové napětí bude vždy o něco vyšší, než je uvedeno. Poté lze celou konstrukci připojit k primárnímu vinutí.
V tomto případě můžete pro výrobu sekundáru natočit pouze 150-200 otáčekjakýkoli kartonový obal. Pokud vše uděláte správně, získáte dobrý výtok a také jeho znatelné větvení. Je velmi důležité uzemnit výstup z druhé cívky.
Takto dopadla nejjednodušší Tesla cívka. Každý, kdo má alespoň minimální znalosti v elektrice, to dokáže vyrobit vlastníma rukama.
Navrhování „serióznějšího“zařízení
To vše je dobré, ale jak funguje transformátor, který se nestydí ukázat ani na nějaké výstavě? Je docela možné vyrobit výkonnější zařízení, ale bude to vyžadovat mnohem více práce. Nejprve vás varujeme, že k provádění takových experimentů musíte mít velmi spolehlivé zapojení, jinak se nelze vyhnout problémům! Co je tedy třeba vzít v úvahu? Tesla cívky, jak jsme řekli, potřebují opravdu vysoké napětí.
Musí to být alespoň 6 kV, jinak neuvidíte krásné výboje a nastavení se bude neustále ztrácet. Zapalovací svíčka by navíc měla být vyrobena pouze z pevných kusů mědi a z důvodu vlastní bezpečnosti by měla být upevněna co nejpevněji v jedné poloze. Výkon celé "domácnosti" by měl být alespoň 60 wattů, ale je lepší vzít 100 nebo více. Pokud je tato hodnota nižší, pak rozhodně nezískáte opravdu velkolepou Tesla cívku.
Velmi důležité! Kondenzátor i primární vinutí musí nakonec tvořit specifický oscilační obvod vstupující do stavu rezonance se sekundárním vinutím.
Uvědomte si, že vinutí může rezonovatv několika různých rozsazích najednou. Experimenty ukázaly, že frekvence je 200, 400, 800 nebo 1200 kHz. Vše zpravidla závisí na stavu a umístění primárního vinutí. Pokud nemáte frekvenční generátor, budete muset experimentovat s kapacitou kondenzátoru a také změnit počet závitů na vinutí.
Ještě jednou vám připomínáme, že diskutujeme o bifilární cívce Tesla (se dvěma cívkami). Otázku vinutí je tedy třeba brát vážně, protože jinak z toho nápadu nic rozumného nevzejde.
Několik informací o kondenzátorech
Je lepší vzít kondenzátor samotný s nepříliš velkou kapacitou (aby měl čas se včas nabít) nebo použít diodový můstek určený k usměrnění střídavého proudu. Okamžitě si všimneme, že použití můstku je oprávněnější, protože lze použít kondenzátory téměř jakékoli kapacity, ale k vybití struktury budete muset vzít speciální odpor. Proud z něj bije velmi (!) silně.
Všimněte si, že Teslova cívka na tranzistoru nás nebere v úvahu. Koneckonců, tranzistory s požadovanými vlastnostmi prostě nenajdete.
Důležité
Obecně ještě jednou připomínáme: před montáží Tesla cívky zkontrolujte stav všech elektroinstalací v domě nebo bytě, postarejte se o dostupnost kvalitního uzemnění! Může se to zdát jako nudné napomenutí, ale s takovým napětím není radno si zahrávat!
Je nutné velmi spolehlivě izolovat vinutí od sebe, jinak prorazítezaručena. Na sekundárním vinutí je žádoucí provést izolaci mezi vrstvami závitů, protože jakýkoli více či méně hluboký škrábanec na drátu bude ozdoben malou, ale extrémně nebezpečnou výbojovou korónou. Teď se pusťte do práce!
Začínáme
Jak vidíte, k sestavení nebudete potřebovat tolik prvků. Musíte si jen pamatovat, že aby zařízení správně fungovalo, musíte jej nejen správně sestavit, ale také správně nakonfigurovat! Nejprve však první věci.
Transformátory (MOT) lze demontovat z jakékoli staré mikrovlnné trouby. Toto je téměř standardní výkonový transformátor, ale má jeden důležitý rozdíl: jeho jádro téměř vždy pracuje v saturačním režimu. Velmi kompaktní a jednoduché zařízení tak může dobře dodávat až 1,5 kV. Bohužel mají také specifické nevýhody.
Hodnota proudu naprázdno je tedy přibližně tři až čtyři ampéry a ohřev i v klidovém stavu je velmi velký. V průměrné mikrovlnné troubě MOT produkuje asi 2-2,3 kV a proudová síla je přibližně 500-850 mA.
Charakteristika STK
Pozor! U těchto transformátorů začíná primární vinutí dole, zatímco sekundární vinutí je umístěno nahoře. Tato konstrukce poskytuje lepší izolaci pro všechna vinutí. Zpravidla je na „sekundárně“vinutí vlákna z magnetronu (cca 3,6 V). Mezi dvěma vrstvami kovu si pozorný řemeslník může všimnout pár jakýchsi kovových propojek. Jedná se o magnetické bočníky. Proco potřebují?
Faktem je, že na sebe uzavírají určitou část magnetického pole, které vytváří primární vinutí. To se provádí pro stabilizaci pole a samotného proudu na druhém vinutí. Pokud tam nejsou, pak při sebemenším zkratu jde celé zatížení na „primární“a jeho odpor je velmi malý. Tyto malé části tedy chrání transformátor a vás, protože zabraňují mnoha nepříjemným následkům. Kupodivu, je stále lepší je odstranit? Proč?
Pamatujte, že v mikrovlnné troubě je problém přehřívání tohoto důležitého zařízení vyřešen instalací výkonných ventilátorů. Pokud máte transformátor, který nemá bočníky, pak je jeho výkon a odvod tepla mnohem vyšší. U všech dovážených mikrovlnných trub se nejčastěji důkladně plní epoxidovou pryskyřicí. Proč by tedy měly být odstraněny? Faktem je, že v tomto případě se výrazně snižuje "odběr" proudu při zatížení, což je pro naše účely velmi důležité. A co přehřívání? Doporučujeme vložit ILO do transformátorového oleje.
Mimochodem, plochá Tesla cívka se obecně obejde bez feromagnetického jádra a transformátoru, ale potřebuje ještě vyšší napětí. Z tohoto důvodu se důrazně nedoporučuje zažít něco takového doma.
Ještě jednou o bezpečnosti
Malý dodatek: napětí na sekundárním vinutí je takové, že zásah elektrickým proudem při jeho poruše povede k zaručené smrti. Pamatujte, že obvod Teslovy cívky předpokládá proudovou sílu 500-850 A. Maximální hodnota této hodnoty, která ještě ponechává šanci napřežití se rovná… 10 A. Takže při práci nezapomínejte na ta nejjednodušší opatření!
Kde a za kolik koupit komponenty?
Bohužel, máme tu špatnou zprávu: za prvé, slušná ILO stojí nejméně dva tisíce rublů. Za druhé, je téměř nemožné jej najít v regálech ani ve specializovaných prodejnách. Existuje pouze naděje na kolaps a „bleší trhy“, které budou muset hodně běhat při hledání toho, co hledáte.
Pokud je to možné, použijte MOT ze staré sovětské mikrovlnné trouby Elektronika. Není tak kompaktní jako dovážené protějšky, ale funguje také v režimu běžného transformátoru. Jeho průmyslové označení je TV-11-3-220-50. Má výkon přibližně 1,5 kW, na výstupu produkuje asi 2200 voltů a proud je 800 mA. Parametry jsou zkrátka i na naši dobu velmi slušné. Navíc má přídavné 12V vinutí, ideální jako zdroj energie pro ventilátor, který bude chladit Tesla jiskru.
Co jiného bych měl použít?
Vysoce kvalitní vysokonapěťové keramické kondenzátory řady K15U1, K15U2, TGK, KTK, K15-11, K15-14. Najít je je obtížné, proto je lepší mít jako dobré přátele profesionální elektrikáře. A co horní propust? Budete potřebovat dvě cívky, které dokážou spolehlivě odfiltrovat vysoké frekvence. Každý z nich musí mít alespoň 140 závitů vysoce kvalitního měděného drátu (lakovaného).
Některé informace o zapalovací svíčce
Iskrovikurčené k vybuzení kmitů v obvodu. Pokud není v obvodu, výkon odejde, ale rezonance ne. Navíc se přes primární vinutí začne „propichovat“zdroj, což téměř zaručeně povede ke zkratu! Pokud není zapalovací svíčka uzavřena, nelze nabíjet vysokonapěťové kondenzátory. Jakmile se uzavře, začnou v obvodu oscilace. Aby se předešlo některým problémům, používají plyn. Když se jiskra sepne, induktor zabrání úniku proudu z napájecího zdroje a teprve poté, když je obvod otevřený, začne zrychlené nabíjení kondenzátorů.
Funkce zařízení
Nakonec si řekneme ještě pár slov o samotném Tesla transformátoru: pro primární vinutí pravděpodobně nenajdete měděný drát požadovaného průměru, takže je snazší použít měděné trubky z chladicí zařízení. Počet otáček je od sedmi do devíti. Na "sekundární" je potřeba natočit minimálně 400 (až 800) závitů. Není možné určit přesné množství, takže bude nutné provést experimenty. Jeden výstup je připojen k TOR (emitor blesku) a druhý je velmi (!) spolehlivě uzemněn.
Z čeho vyrobit zářič? K tomu použijte běžnou ventilační vlnu. Než si vyrobíte Tesla cívku, jejíž fotka je zde, určitě se zamyslete nad tím, jak ji navrhnout originálněji. Níže je několik tipů.
Dokončuji…
Běda, ale toto velkolepé zařízení nemá dodnes žádné praktické využití. někdo ukazujeexperimenty v ústavech, někdo na tom vydělává a pořádá parky „zázraků elektřiny“. V Americe jeden velmi báječný přítel před pár lety kompletně postavil Tesla cívku … vánoční stromeček!
Aby byla krásnější, nanesl na zářič blesku různé látky. Mějte na paměti: kyselina boritá dělá strom zelený, mangan dělá strom modrý a lithium ho dělá karmínovým. Až dosud se vedou spory o skutečném účelu vynálezu geniálního vědce, ale dnes je to obyčejná atrakce.
Zde je návod, jak vyrobit Tesla cívku.
