Трансформатор Тесла as is
Помимо огромного количества в мире кустарных любительских установок, есть фирмы, которые зарабатывают свою уверенную денежку на профессионально изготовленных тесловских катушках, используемых для прикладного развлечения и во всяческих шоу. Но меня привлекло, само качество изготовления приборов.
Вот например установки Т-20 и Т-30. Первая дает разряды до 2м длиной, вторая 3м.
Катушкой Тесла в узком смысле называют резонансный высоковольтный трансформатор определенной формы. Его вторичная обмотка представляет собой цилиндрическую однослойную катушку из очень большого количества витков тонкого провода, расположенную вертикально. Нижний конец катушки заземлен, а верхний оканчивается шаром или другим гладким предметом. Первичная обмотка делается из нескольких витков толстого провода и надета на вторичную в нижней ее части. Обычно первичная обмотка идет либо на конус (витки расширяются кверху), либо вообще намотана в одной плоскости (нечто вроде спирали Архимеда). Делается это, чтобы избежать пробоя между верхними витками первичной обмотки и серединой вторичной, где напряжение уже очень и очень высокое.
Возбуждение первичной обмотки катушки Тесла осуществляется короткими импульсами с крутыми фронтами. При этом за счет очень широкого спектра гармоник этих импульсов всегда возбуждаются колебания на резонансной частоте вторичной обмотки, что приводит к получению очень высокого напряжения. Обычно на первичную обмотку разряжают через искровой промежуток заряженный до высокого (киловольты) напряжения конденсатор. Так делал и сам Тесла. Если напряжение первичной обмотки недостаточно для пробоя искрового промежутка, один из его электродов делают в виде вращающегося колеса с выступами, которые периодически почти задевают второй электрод, вызывая искры. Вместо искрового промежутка можно использовать высоковольтный тиратрон, а при небольших напряжениях даже радиолампу или MOSFET-транзистор.
Установки работают от обычной электрической сети.
Блок управления мощностью
Эффекты наблюдаемые при работе трансформатора Теслы
Во время работы катушка Теслы создает красивые эффекты, связанные с образований различных видов газовых разрядов(см. газовый разряд). Многие люди собирают трансформаторы Теслы ради того, что бы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления. В целом катушка Теслы производит 4 вида разрядов:
Стримеры (от англ. Streamer) - тускло светящиеся тонкие разветвленные каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Протекает от терминала (или от наиболее острых, искривленных ВВ частей) катушки прямо в воздух, не уходя в землю так как заряд равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример - это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая ВВ полем трансформатора.
Спарк (от англ. Spark) - это искровой разряд. Идет с терминала (или с наиболее острых, искривленных ВВ частей) непосредственно в землю или в заземленный предмет. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвленных полосок - искровых каналов. Также имеет место быть особый вид искрового разряда - скользящий искровой разряд.
Коронный разряд - свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создает красивое голубоватое свечение вокруг ВВ частей конструкции с сильной кривизной поверхности.
Дуговой разряд - образуется во многих случаях. Например при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземленный предмет, то между ним и терминалом может загореться дуга(иногда нужно непосредственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, отводя предмет на большее растояние). Особенно это свойственно для ламповых катушек Тесла. Если катушка недостаточно мощна и надёжна, то спровоцированный дуговой разряд может повредить её компоненты.
Часто можно наблюдать(особенно в близи мощных катушек), как разряды идут не только от самой катушки (её терминала и т. д.) но и в её сторону от заземленных предметов. Также на таких предметах может возникать и коронный разряд. Редко можно наблюдать также тлеющий разряд. Интересно заметить, что разные химические вещества, нанесенные на разрядный терминал, способны менять цвет разряда. Например натрий меняет обычный окрас спарка на оранжевый, а бром - на зелёный.
Работа резонансного трасформатора сопровождается характерным электрическим треском. Появление этого явления связано с превращением стримеров в искровые каналы(см. статью искровой разряд), который сопровождается резким возрастанием силы тока и количества энергии, выделяющегося в них. Каждый канал быстро расширяется, в нём скачкообразно повышается давление, в результате чего на его границах возникает ударная волна. Совокупность ударных волн от расширяющихся искровых каналов порождает звук, воспринимаемый как «треск» искры.
Колебания, возникающие в катушке Тесла, имеют высокую (от десятков кГц до десятков Мгц, в зависимости от конструкции и размеров катушки) частоту. Напряжения на верхнем конце катушки могут достигать миллионов вольт. На таких частотах возникающий разряд имеет ярко выраженный высокочастотный характер, что проявляется в появлении оканчивающихся в воздухе стримеров вокруг шара катушки.
Внимание! Стримеры катушки Тесла не причиняют болевых ощущений. По незнанию люди приписывают это «скин-эффекту» - "непроникновению" высокочастотных токов вглубь проводника. Однако простейший расчет показывает, что толщина скин-слоя для катушки Тесла составляет несколько сантиметров! Настоящая причина отсутствия боли совсем в другом - нервные окончания не реагируют на такие высокие частоты. Однако ток вызывает разогрев внутренних тканей и может привести к серьезным проблемам со здоровьем через несколько лет после «опыта». Никогда, ни при каких условиях не соприкасайтесь со стримерами катушки Тесла!
Download Video 7.7 Mb
Всё это можно арендовать здесь:
Вот например установки Т-20 и Т-30. Первая дает разряды до 2м длиной, вторая 3м.
Катушкой Тесла в узком смысле называют резонансный высоковольтный трансформатор определенной формы. Его вторичная обмотка представляет собой цилиндрическую однослойную катушку из очень большого количества витков тонкого провода, расположенную вертикально. Нижний конец катушки заземлен, а верхний оканчивается шаром или другим гладким предметом. Первичная обмотка делается из нескольких витков толстого провода и надета на вторичную в нижней ее части. Обычно первичная обмотка идет либо на конус (витки расширяются кверху), либо вообще намотана в одной плоскости (нечто вроде спирали Архимеда). Делается это, чтобы избежать пробоя между верхними витками первичной обмотки и серединой вторичной, где напряжение уже очень и очень высокое.
Возбуждение первичной обмотки катушки Тесла осуществляется короткими импульсами с крутыми фронтами. При этом за счет очень широкого спектра гармоник этих импульсов всегда возбуждаются колебания на резонансной частоте вторичной обмотки, что приводит к получению очень высокого напряжения. Обычно на первичную обмотку разряжают через искровой промежуток заряженный до высокого (киловольты) напряжения конденсатор. Так делал и сам Тесла. Если напряжение первичной обмотки недостаточно для пробоя искрового промежутка, один из его электродов делают в виде вращающегося колеса с выступами, которые периодически почти задевают второй электрод, вызывая искры. Вместо искрового промежутка можно использовать высоковольтный тиратрон, а при небольших напряжениях даже радиолампу или MOSFET-транзистор.
Установки работают от обычной электрической сети.
Блок управления мощностью
Эффекты наблюдаемые при работе трансформатора Теслы
Во время работы катушка Теслы создает красивые эффекты, связанные с образований различных видов газовых разрядов(см. газовый разряд). Многие люди собирают трансформаторы Теслы ради того, что бы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления. В целом катушка Теслы производит 4 вида разрядов:
Стримеры (от англ. Streamer) - тускло светящиеся тонкие разветвленные каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Протекает от терминала (или от наиболее острых, искривленных ВВ частей) катушки прямо в воздух, не уходя в землю так как заряд равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример - это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая ВВ полем трансформатора.
Спарк (от англ. Spark) - это искровой разряд. Идет с терминала (или с наиболее острых, искривленных ВВ частей) непосредственно в землю или в заземленный предмет. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвленных полосок - искровых каналов. Также имеет место быть особый вид искрового разряда - скользящий искровой разряд.
Коронный разряд - свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создает красивое голубоватое свечение вокруг ВВ частей конструкции с сильной кривизной поверхности.
Дуговой разряд - образуется во многих случаях. Например при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземленный предмет, то между ним и терминалом может загореться дуга(иногда нужно непосредственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, отводя предмет на большее растояние). Особенно это свойственно для ламповых катушек Тесла. Если катушка недостаточно мощна и надёжна, то спровоцированный дуговой разряд может повредить её компоненты.
Часто можно наблюдать(особенно в близи мощных катушек), как разряды идут не только от самой катушки (её терминала и т. д.) но и в её сторону от заземленных предметов. Также на таких предметах может возникать и коронный разряд. Редко можно наблюдать также тлеющий разряд. Интересно заметить, что разные химические вещества, нанесенные на разрядный терминал, способны менять цвет разряда. Например натрий меняет обычный окрас спарка на оранжевый, а бром - на зелёный.
Работа резонансного трасформатора сопровождается характерным электрическим треском. Появление этого явления связано с превращением стримеров в искровые каналы(см. статью искровой разряд), который сопровождается резким возрастанием силы тока и количества энергии, выделяющегося в них. Каждый канал быстро расширяется, в нём скачкообразно повышается давление, в результате чего на его границах возникает ударная волна. Совокупность ударных волн от расширяющихся искровых каналов порождает звук, воспринимаемый как «треск» искры.
Колебания, возникающие в катушке Тесла, имеют высокую (от десятков кГц до десятков Мгц, в зависимости от конструкции и размеров катушки) частоту. Напряжения на верхнем конце катушки могут достигать миллионов вольт. На таких частотах возникающий разряд имеет ярко выраженный высокочастотный характер, что проявляется в появлении оканчивающихся в воздухе стримеров вокруг шара катушки.
Внимание! Стримеры катушки Тесла не причиняют болевых ощущений. По незнанию люди приписывают это «скин-эффекту» - "непроникновению" высокочастотных токов вглубь проводника. Однако простейший расчет показывает, что толщина скин-слоя для катушки Тесла составляет несколько сантиметров! Настоящая причина отсутствия боли совсем в другом - нервные окончания не реагируют на такие высокие частоты. Однако ток вызывает разогрев внутренних тканей и может привести к серьезным проблемам со здоровьем через несколько лет после «опыта». Никогда, ни при каких условиях не соприкасайтесь со стримерами катушки Тесла!
Download Video 7.7 Mb
Всё это можно арендовать здесь: