Катушка Тесла за 100 рублей своими руками
Катушка Тесла - мощное грандиозное устройство создающая вокруг себя высоковольтное электрическое поле. Эта катушка способна генерировать около 150 тысяч вольт, которые создают кучу разрядов. Три вида разрядов: коронные, дуговые, искровые. Коронные разряды – это заряды, срывающиеся с заостренной детали конструкции, где напряженность поля особенно высока. Дуговые разряды – это разряды к которым если поднести какой-либо заземленный предмет. Искровые разряды – разряды, как миниатюрные молнии. Кстати трещат они очень громко. Все дело в том, что ток, протекающий по исковому каналу очень быстро и сильно нагревает воздух, что приводит к резкому расширению, что возникает ударная волна, которую мы слышим в виде такого треска. Кстати во время грозы происходит тоже самое, только в больших масштабах. Проникая внутрь газоразрядных ламп такое сильное электрическое поле ионизирует газ внутри и заставляет их светиться. Вот она беспроводная передача энергии, о которой так мечтал Никола Тесла. Единственное что КПД такого способа очень низкий, поэтому на практике его применять бессмысленно. Но самое интересное неужели что-то подобное можно и правда собрать за 100 рублей. Оказывается, если в миниатюре, то вполне возможно и даже паяльник не понадобится. Итак, давайте же разберемся как работает трансформатор тесла и как его сделать своими руками. Что же такое трансформатор? Это две катушки с разным количеством витков. Подаем на одну катушку переменный ток и возникающие магнитное поле индуцирует ток во второй. Причем во сколько раз отличается число витков во столько раз и меняется напряжение. Например, если у нас 20 и 200 витков, то мы можем поднять напряжение в 10 раз. Но трансформатор Тесла поднимает напряжение еще сильнее в тысячи раз и больше. Дело здесь не в соотношении витков, а в резонансе. Частоту переменного тока подбирают так чтобы во вторичной катушке, та которая больше, он практически не затухал. Такая частота всегда есть, она одна и у каждой конкретной катушки своя, зависит от ее электроемкости и индуктивности. В таком случае даже без питания во вторичной катушке будут происходить самоподдерживающаяся колебания тока. И если в такт этим колебанием подводить к катушке еще энергию, то она будет добавляться. Амплитуда колебаний будет все больше и больше. И так можно добиться напряжение в миллионы вольт. Вот он – резонанс. Остается вопрос: а как подобрать эту частоту в первичной катушке так чтобы оно совпадало со вторичной? В оригинальной конструкции тесла это достигается изменением емкости конденсатора, который подключен к первичной катушке, но нас такая схема не устраивает там много сложности в других деталях и вообще она не для бюджетного варианта. Мы сделаем устройство попроще, хотя она будет круче в том плане что частота там будет выбираться автоматически. Такую схему часто называют Качер Бровина, хотя на деле это всего лишь модифицированная версия высокочастотного автогенератора. Мы будем использовать полупроводниковый транзистор, которого во времена Николы Тесла вообще не существовало. Здесь он выполняет функцию «краника», который то открывается, то закрывается. В итоге по первичной обмотке протекает пульсирующий ток от батарейки, а управляет этими открывания и закрывания переменное напряжение со вторичной обмотки и именно с той частотой, которая ей нужна. Вот такая схема с обратной связью позволит нам получить напряжение в несколько киловольт. Так что будем собирать не неповторимый оригинал, а жалкую пародию. Но не беспокойтесь лампочки зажигать будем. К тому же такие полупроводниковые катушки позволяют замоделировать аудиосигнал. Коронный разряд обычно монотонно шипит, но можно собрать такую схему, которая будет управлять этим шипением и можно будет быстро воспроизвести абсолютно любой аудиотрек. Катушку Тесла в основном используют для развлечения. А трансформаторы в общем-то выполняют вполне практичные функции. Например, во многих зарядках установлен понижающий трансформатор. На первичную катушку подается 220 вольт, а на вторичную, так как витков там меньше возникает 5 - 12 вольт. Двигатель внутреннего сгорания не смог бы работать без искры, которую создает катушка зажигания. По сути это просто повышающий трансформатор. Они нужны для передачи электроэнергии на большие расстояния. При увеличении напряжения автоматически уменьшается сила тока и от этого потерь в проводах становятся намного меньше. Трансформаторы применяются в радиоэлектронике, аудиотехнике, для согласования нагрузок, они нужны для питания газоразрядных ламп и много, много где еще. Но мало кто знает, что существуют трансформаторы совершенно иного рода. Еще разрабатывают и собирают волоконно-оптические трансформаторы. Их восстанавливают на подстанциях и в отличие от традиционных трансформаторов, которые просто уменьшает силу тока, а затем подают ее на обычные измерители. Такие устройства могут измерять десятки тысяч ампер напрямую и устроены они очень интересно. В них вообще нет катушек. Сердцем такого устройства является оптоволокно, которое проходит вокруг проводника с током. Именно оно выполняет измерительную функцию и для этого используется эффект Фарадея, который заключается в следующем: световая волна поперечная - это означает, что она может поворачиваться вокруг своей оси. В обычных условиях такого не происходит, но магнитное поле, которое возникает вокруг любого проводника с током, как раз и заставляет волну повернуться. И по степени этого эффекта можно очень точно определять силу тока. В целом от трансформатора тут только название, но такие волоконно-оптические устройства не только прекрасно выполняют функции традиционных измерительных трансформаторов, но и почти по всем параметрам превосходят их. Во-первых, такие устройства отлично работают при переходных процессах. Короткие замыкания включения, выключения отлично с ними справляются. Во-вторых, это безопасность. От трансформатора к стойке тянется безобидное оптоволокно, а не кабель под напряжением. Ну и в-третьих, это диапазон измеряемых величин. Например, бывают конструкции рассчитанные под напряжение в 500 киловольт. Однако принципиальная схема у нее в точности такая же как и для менее мощных устройств. Как видите трансформаторы бывают разными и даже использующими свет. Хватит теории, давайте переходить к практике. Итак я закупил все детали: провод медный обмоточный D0 2 мм (32 метра) – 48 рублей, провод медный обмоточный D1 (20 см) – 30 рублей, транзистор биполярный NPN – 5 рублей, резистор 20-50 см к0м – 2 рубля, шприц 20 мл – 10 рублей. У меня получилось уложиться в 100 рублей. Самым дорогим оказались медные провода, но если заказать оптом там в расчете на одну катушку получится дешевле. Единственное, что в стоимость катушки не входит - источник питания, но докупить батарейку, я считаю, не так дорого. К тому же можно использовать блок питания на 6-7 вольт. Дополнительно нам понадобится: колодка для батарейки – 11 рублей, батарейка КРОНА – 36 рублей, скотч, наждачная бумага, нож. Так что сама катушка и правда стоит копейки. Итак, давайте собирать. Первое, что мы сделаем это намотаем вторичную катушку. Берем шприц и начинаем наматывать на него тонкую медную проволоку. Предварительно можно от шприца отрезать все лишнее зависит от вашего вкуса. Самое главное, что проволоку нужно наматывать очень аккуратно, виток к витку, без каких-либо нахлестов, чем аккуратнее вы намотаете вторичную катушку, тем сильнее будет эффект. Процесс этот длительный – остановиться можно когда будет намотано около пяти сантиметров и после намотки необходимо оставить торчащим проводочек длиной 5-7 сантиметров и с его края расчистить прозрачную изоляцию с помощью наждачки или ножичка. Следующий этап – это подготовка первичной катушки. Берем толстую медную проволоку и ножичком или наждачной бумагой счищаем прозрачный изоляционный лак обоих концов по полтора сантиметра. Оборачиваем проволоку вокруг шприца два раза и получаем готовую первичную обмотку. Далее берем транзистор и ножку номер три накручиваем на один из контактов первичной обмотки. Далее одну ножку резистора накручиваем на второй контакт первичной катушки, а другую ножку резистора на центральную ножку транзистора. Если есть возможность, можно спаять такую сборку, но и в таком виде все будет работать. Главное, чтобы не было лишних контактов и соприкосновений элементов. Теперь вдеваем вторичную обмотку в первичную и торчащий тоненький проводочек наматываем на центральную ножку транзистора. И так наша катушка Тесла уже практически готова, остается только подключить питание. Отрицательный контакт, то есть черный проводочек, накручиваем на свободную ножку транзистора, ну а положительный красный на контакт первичной обмотки, который подключен резистор. Осталось подсоединить батарейку. Подносим энергосберегающую лампу и вуаля такая малютка способна зажигать даже большие лампочки и при желании можно получить небольшой разрядик, но только есть риск немного обжечься, так что будьте аккуратны. Конструкция очень простая и этого уже достаточно чтобы создавать напряжение в несколько киловольт и зажигать лампочки прямо у вас в руках так что пробуйте.