Як зробити котушку Тесла

Винайдена в 1891 році Ніколою Тесла, котушка Тесла була створена для проведення експериментів з вивчення високовольтних розрядів. Цей пристрій складається з джерела живлення, конденсатора, двох котушок, між якими буде циркулювати заряд, і двох електродів, між якими буде проскакувати розряд. Котушку Тесла, що знайшла застосування у великій кількості пристроїв (від прискорювача частинок і телебачення до дитячих іграшок) можна зробити вдома з радіодеталей.

Кроки

Частина 1 з 2: Проектування котушки Тесла

1. 

   1

   Визначтеся з розміром і розташуванням котушки Тесла перед тим, як братися за справу. Ви можете зробити настільки велику котушку Тесла, наскільки дозволяє ваш бюджет-але врахуйте, створювані котушкою іскрові розряди розігрівають повітря, який сильно розширюється (в результаті створюючи грім). Електромагнітне поле, створюване котушкою, може вивести з ладу електроприлади, так що краще розташувати її у віддаленому місці, начебто гаража або майстерні.
   • Щоб з`ясувати, наскільки довгу дугу ви зможете отримати, або якої потужності блок живлення буде потрібно, розділіть відстань між електродами в сантиметрах на 4,25 і зведіть в квадрат - отримаєте необхідну потужність у Ватах. Відповідно, щоб знайти відстань між електродами, помножте квадратний корінь потужності на 4,25. Котушка Тесла, здатна створити дугу довжиною 1,5 метра, зажадає 1246 Вт Котушка з блоком живлення на 1кВт може створити іскру довжиною 1,37 метра.
     
     

2. 

   2

   Ознайомтеся з термінологією. Створення котушки Тесла зажадає від вас розуміння певних наукових термінів і знання одиниць виміру. Вам буде необхідно розуміти їх значення і сенс, щоб зробити все правильно. Тут представлена деяка інформація, яка вам знадобиться:
   • Електрична ємність - це здатність накопичувати і утримувати електричний заряд певної напруги. Пристрій, створений для накопичення електричного заряду, називається конденсатор. Одиниця заряду - фарад (позначається "Ф"). Фарад можна виразити як 1ампер секунда (Кулон), помножена на вольт. Найчастіше ємність вимірюється в частках Фарада, таких як микрофарад (мФ) - мільйонна частка Фарада, пикофарад (пкФ) - трильйонна частка Фарада.
   • Самоіндукція - це явище виникнення ЕРС в провіднику при зміні проходить через нього струму. Високовольтні дроти, по яких тече нізкоамперний струм, мають високу самоіндукцією. Одиниця виміру самоіндукції - генрі (скорочено "Гн"). Один генрі відповідає ланцюга, в якій зміна струму зі швидкістю один ампер в секунду створює ЕРС 1Вольт. Індуктивність часто вимірюють у частках генрі: міллігенрі ("мГн"), тисячна частка генрі або мікрогенрі ("мкГн"), мільйонна частина генрі.
   • Резонансна частота - це частота, на якій втрати на передачу енергії мінімальні. Для котушки Тесла це частота мінімальних втрат при передачі енергії між первинною і вторинною обмотками. Частота вимірюється в герцах (скорочено "Гц"), визначається як один цикл в секунду. Найчастіше, резонансна частота вимірюється в кілогерц ("кГц"), кілогерц дорівнює 1000 Гц.

3. 

   3

   Зберіть усі необхідні деталі. Вам знадобиться: трансформатор, первинний конденсатор високої ємності, розрядник, первинна котушка низькою індуктивності, вторинна котушка з високою індуктивністю, вторинний конденсатор з невеликою ємністю і пристрій для гасіння високочастотних імпульсів, які виникають при високих напругах під час роботи котушки Тесла. Більш детальну інформацію про необхідні деталях ви знайдете в розділі статті "Виготовлення котушки Тесла".
   • Джерело живлення повинен через дросель живити первинний або накопичувальний коливальний контур, який складається з первинного конденсатора, первинної котушки і розрядника. Первинна котушка повинна розташовуватися поряд з вторинної котушкою, яка є елементом вторинного коливального контуру, але контури не повинні бути з`єднані проводами. Як тільки вторинний конденсатор накопичить достатній заряд, він буде випускати електричні розряди в повітря.

Частина 2 з 2: Виготовлення котушки Тесла

1. 

   1

   Виберіть трансформатор. Ваш живить трансформатор визначає, наскільки велику котушку ви зможете зробити. Більшість подібних котушок працює від трансформаторів, які можуть видавати при напрузі 5,000-15,000 вольт струм 30-100 міліампер. Ви можете пошукати трансформатор на місцевому радіоринку, купити через інтернет або зняти з неоновим вивіски.

2. 

   2

   Зробіть первинний конденсатор. Його можна зробити з безлічі маленьких конденсаторів, з`єднаних в ланцюг, які будуть накопичувати рівні частки заряду в первинному контурі. Для цього всі конденсатори повинні мати однакову ємність. Такий конденсатор називається складеним.
   • Конденсатори малої ємності і навантажувальні резистори можна придбати в магазині радіодеталей або зняти керамічні конденсатори зі старого телевізора. Ви також можете зробити конденсатори з алюмінієвої фольги та поліетиленової плівки.
   • Щоб домогтися максимальної потужності, первинний конденсатор повинен повністю заряджатися кожні пів циклу подачі енергії. Для 60 Гц джерела живлення, заряд повинен відбуватися 120 разів на секунду.

3. 

   3

   Спроектуйте розрядник. Якщо ви хочете зробити одиночний розрядник, вам потрібно використовувати провід мінімум 6 міліметрів товщиною, щоб електроди могли витримувати тепло, що виділяється під час розряду. Ви також можете зробити Багатоелектродні розрядник, роторний розрядник або охолоджувати електроди, обдуваючи повітрям. Для цих цілей можна пристосувати старий пилосос.

4. 

   4

   Зробіть обмотку первинної котушки. Сама котушка буде зроблена з дроту, але вам буде потрібно форма, навколо якої намотувати дріт. Слід використовувати лаковану мідний дріт, яку ви зможете купити в магазині радіодеталей або зняти з непотрібного електроприладу. Форма, навколо якої ви будете обмотувати дріт, повинна минуле або циліндричної, наприклад картонна або пластикова трубка, або конічна, наприклад, старий абажур.
   • Довжина дроту визначатиме індуктивність первинної котушки. Первинна котушка повинна мати низьку індуктивністю, так що вона складатиметься з невеликої кількості витків. Дріт для первинної котушки не обов`язково повинна бути суцільною, ви можете скріплювати секції, щоб регулювати індуктивність походу збірки.

5. 

   5

   Зберіть первинний конденсатор, розрядник і первинну котушку в один ланцюг. Цей ланцюг утворює первинний коливальний контур.

6. 

   6

   Зробіть вторинну котушку індуктивності. Як і для первинної котушки, вам потрібна циліндрична форма, на яку ви будете намотувати дріт. Вторинна котушка повинна мати таку ж резонансну частоту, як і первинна, щоб уникнути втрат. Вторинна котушка повинна бути довше / вище, ніж первинна, так як повинна володіти більшою індуктивністю і перешкоджати розряду вторинного контуру, який може призвести до того, що первинна котушка згорить.
   • Якщо у вас не вистачає матеріалів зробити досить велику вторинну котушку, ви можете зробити розрядний електрод, щоб захистити первинний контур, але це призведе до того, що велика частина розрядів припадатиме на цей електрод і їх не буде видно.

7. 

   7

   Зробіть вторинний конденсатор. Вторинний конденсатор, або термінал, повинен бути округленої форми, дві найпопулярніші - тор (кільце у формі бублика) і сфера.





8. 

   8

   З`єднайте вторинний конденсатор і вторинну котушку. Це буде вторинним коливальним контуром.
   • Ваш вторинний контур повинен бути заземлений окремо від вашої проводки по дому, яка живить джерело котушки Тесла. Це необхідно, щоб уникнути блукання високовольтних струмів по проводці будинку і нанесення шкоди підключеним електроприладів. Зробити окреме заземлення можна, загнав металевий штир в землю.

9. 

   9

   Зробіть імпульсні дроселі. Дроселі - це невеликі котушки, які запобігають поломку джерела живлення разрядником. Ви можете зробити таку котушку, намотавши мідний дріт навколо тонкої трубки, наприклад, звичайної кулькової ручки.

10. 

    10

    Зберіть всі компоненти разом. Додайте первинний і вторинний коливальні контури поруч і приєднайте живить трансформатор до первинного контуру через дроселі. Як тільки ви включите трансформатор, котушка Тесла готова до роботи.
    • Якщо первинна котушка великого діаметру, вторинна може бути розміщена всередині неї.

Поради

• Щоб направляти розряди, що вириваються з вторинного конденсатора, розташуйте поруч з ним металевий предмет так, щоб між ними не було контакту. Розряд буде утворювати дугу від конденсатора до предмета. Якщо поруч розташувати лампочку розжарювання або люмінесцентну лампу, котушка Тесла змусить їх світитися.
• Проектування та виготовлення хорошою котушки Тесла потребує складних математичних розрахунків. На щастя, ви легко можете знайти відповідні формули та онлайн калькулятори для виконання цих розрахунків.

Попередження

• Виготовлення котушки Тесла - не дуже просте завдання, якщо у вас немає відповідного інженерного досвіду і знань в електроніці.
• Напівпровідникові джерела живлення для неонових вивісок, які виробляються в останній час, мають вбудований пристрій захисного відключення, так що як джерело живлення для котушки Тесла вони не підходять.

Що вам знадобиться

• Живить трансформатор (блок живлення від неонових вивісок)
• Керамічні конденсатори
• Металеві болти
• Вентилятор або фен (опціонально)
• Лакований мідний дріт
• Циліндричні або тороїдальні форми для котушок
• Металеве кільце або куля
• Штир для заземлення
• Оберігає штанга
• Дроселі