Резонансный трансформатор, известный также как «катушка Теслы»

Популярная механикаHi-Tech

Строим трансформатор Теслы на дому

Знаменитый изобретатель Никола Тесла имеет немало заслуг перед наукой и техникой, но только одно изобретение носит его имя. Это резонансный трансформатор, известный также как «катушка Теслы».

Игорь Егоров

Суть изобретения Теслы проста. Если питать трансформатор током с частотой, равной резонансной для его вторичной обмотки, напряжение на выходе возрастает в десятки и даже сотни раз. Фактически оно ограничено электрической прочностью окружающего воздуха (или иной среды) и самого трансформатора, а также потерями на излучение радиоволн. Наиболее известна катушка в области шоу-бизнеса: она способна метать молнии!

Форма и содержание

Трансформатор выглядит весьма необычно — он словно специально сконструирован для шоу-бизнеса. Вместо привычного массивного железного сердечника с толстыми обмотками — длинная полая труба из диэлектрика, на которую провод намотан всего в один слой. Такой странный вид вызван необходимостью обеспечить максимальную электрическую прочность конструкции.

Кроме необычного внешнего вида, трансформатор Теслы имеет еще одну особенность: в нем обязательно есть некая система, создающая в первичной обмотке ток именно на резонансной частоте вторичной. Сам Тесла использовал так называемую искровую схему (SGTC, Spark Gap Tesla Coil). Ее принцип заключается в зарядке конденсатора от источника питания с последующим подключением его к первичной обмотке. Вместе они создают колебательный контур.

Емкость конденсатора и индуктивность обмотки подбираются так, чтобы частота колебаний в этом контуре совпадала с необходимой. Коммутация осуществляется с помощью искрового промежутка: как только напряжение на конденсаторе достигает определенного значения, в промежутке возникает искра, замыкающая контур. Часто можно увидеть утверждения, что «искра содержит полный спектр частот, так что там всегда есть и резонансная, за счет чего и работает трансформатор». Но это не так — без правильного подбора емкости и индуктивности действительно высокого напряжения на выходе не получить.

Решив сделать свой трансформатор Теслы, мы остановились на более прогрессивной схеме — транзисторной. Транзисторные генераторы потенциально позволяют получить любую форму и частоту сигнала в первичной обмотке.

Выбранная нами схема состоит из микросхемы драйвера силовых транзисторов, маленького трансформатора для развязки этого драйвера от питающего напряжения 220 В и полумоста из двух силовых транзисторов и двух пленочных конденсаторов. Трансформатор мотается на кольце из феррита с рабочей частотой не менее 500 кГц, на нем делается три обмотки по 10−15 витков провода. Очень важно подключить транзисторы к обмоткам трансформатора так, чтобы они работали в противофазе: когда один открыт, другой закрыт.

Нужная частота возникает за счет обратной связи со вторичной обмоткой (схема основана на автоколебаниях). Обратная связь может осуществляться двумя способами: с помощью или трансформатора тока из 50−80 витков провода на таком же ферритовом кольце, как и разделительный трансформатор, через которое проходит провод заземления нижней части вторичной обмотки, или… просто кусочка проволоки, которая выполняет роль антенны, улавливающей испускаемые вторичной обмоткой радиоволны.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сытная горячая закуска: горячее лобио из красной фасоли с бараниной Сытная горячая закуска: горячее лобио из красной фасоли с бараниной

Лобио — простой старинный рецепт грузинской кухни

Вокруг света
10 видов тюнинга, которые все ненавидят 10 видов тюнинга, которые все ненавидят

Хит-парад самых раздражающих вещей, которые можно сделать с автомобилем!

Популярная механика
Воссозданные частицы дымки Титана помогут понять, как зародилась жизнь на Земле Воссозданные частицы дымки Титана помогут понять, как зародилась жизнь на Земле

Изучение атмосферы Титана может дать важные ключи к разгадке стадий эволюции

Популярная механика
Жажда правды Жажда правды

Журналистское расследование, открывшее миру голодомор

Дилетант
Победитель Grammy Imanbek: «Рад, что не поехал на вручение премии» Победитель Grammy Imanbek: «Рад, что не поехал на вручение премии»

Imanbek — о том, как он шел к победе на Grammy и чем планирует заниматься дальше

Cosmopolitan
Конфликт Меган Маркл и Британии: за что все не любят жену принца Гарри Конфликт Меган Маркл и Британии: за что все не любят жену принца Гарри

По каким причинам Меган Маркл вызвала всеобщую ненависть?

Cosmopolitan
5 историй из жизни Галины Улановой 5 историй из жизни Галины Улановой

Истории из жизни Галины Улановой, свидетелями которых были личные вещи балерины

Культура.РФ
Вопросы урологу о самом главном Вопросы урологу о самом главном

Эксперт в области мужского здоровья отвечает на важные вопросы

Playboy
Ляйсан Утяшева, Юлия Барановская, Леди Гага — звезды, пережившие драму Ляйсан Утяшева, Юлия Барановская, Леди Гага — звезды, пережившие драму

Эти знаменитости улыбаются, хотя им пришлось пережить трагические ситуации

Cosmopolitan
Государственный человек: чем известен задержанный владелец компании «Биотэк» Борис Шпигель Государственный человек: чем известен задержанный владелец компании «Биотэк» Борис Шпигель

Высказывания Бориса Шпигеля по поводу бизнеса и власти

Forbes
Умерла по дороге на виселицу: как и за что казнят женщин в Иране Умерла по дороге на виселицу: как и за что казнят женщин в Иране

За что иранок приговаривают к смерти?

Cosmopolitan
Викрам Паралкар: Ночной театр. Отрывок из романа Викрам Паралкар: Ночной театр. Отрывок из романа

Первая глава романа Викрама Паралкара о рутине сельского хирурга в Индии

СНОБ
Джим-тоник Джим-тоник

Многогранность Джима Керри притягивает

Playboy
125 лет психоанализу: Как Зигмунд Фрейд изменил психотерапию 125 лет психоанализу: Как Зигмунд Фрейд изменил психотерапию

Главные открытия Фрейда, навсегда изменившие психологию

Популярная механика
3 научных способа повысить креативность 3 научных способа повысить креативность

Как все-таки заставить наш мозг работать на нас, когда дело касается творчества?

Psychologies
Готовы? Записывайте Готовы? Записывайте

Возьмите ручку и блокнот, откройте его на чистой странице, пишите

Glamour
На 180 градусов На 180 градусов

Рестораны Москвы за 15 лет кардинально изменились

Grazia
Джазист, писатель, актер и патафизик: 24 личности Бориса Виана Джазист, писатель, актер и патафизик: 24 личности Бориса Виана

О жизни, творчестве и мистификациях поэта Бориса Виана

Esquire
Мудборд: как носить кожаные куртки — берем пример с Дэвида Боуи, Марлона Брандо и Брэда Питта Мудборд: как носить кожаные куртки — берем пример с Дэвида Боуи, Марлона Брандо и Брэда Питта

Кожаная куртка — самый мужественный вариант верхней одежды

Esquire
Ворсинки ковра из алтайского кургана железного века рассказали о технологии стойкого окрашивания Ворсинки ковра из алтайского кургана железного века рассказали о технологии стойкого окрашивания

В волокнах Пазырыкского ковра ученые обнаружили следы обработки ферментацией

N+1
«Иди туда, где трава зеленая». Интервью с Тимуром Бекмамбетовым, предпринимателем «Иди туда, где трава зеленая». Интервью с Тимуром Бекмамбетовым, предпринимателем

Тимур Бекмамбетов — о том, почему он занимается инновациями

Inc.
Ослепляющий камуфляж: окраска британских кораблей во время Первой мировой войны Ослепляющий камуфляж: окраска британских кораблей во время Первой мировой войны

Однажды у кубиста и зоолога спросили, как спрятать корабль в открытом море

Maxim
Великая история или погоня за хайпом: какую задачу решил Альфа-банк, наняв на работу Моргенштерна Великая история или погоня за хайпом: какую задачу решил Альфа-банк, наняв на работу Моргенштерна

Как Альфа-банк трансформировал весь российский рынок труда?

Forbes
«Вальхен» Ольги Громовой. Фрагмент романа о жизни девочки-подростка в немецком лагере для военнопленных «Вальхен» Ольги Громовой. Фрагмент романа о жизни девочки-подростка в немецком лагере для военнопленных

Отрывок из романа Ольги Громовой «Вальхен» об остарбайтерах

Esquire
«С женщинами проще»: победительницы рейтинга богатейших self-made женщин на Forbes Woman Club «С женщинами проще»: победительницы рейтинга богатейших self-made женщин на Forbes Woman Club

Почему молодые предпринимательницы должны объединяться?

Forbes
Незаметное похудение: как мы сжигаем калории, не зная об этом Незаметное похудение: как мы сжигаем калории, не зная об этом

Человеческий организм — штука крайне сложная и умная

Cosmopolitan
Python: Зачем социологу, лингвисту и биоинженеру знать этот язык программирования Python: Зачем социологу, лингвисту и биоинженеру знать этот язык программирования

Чем Python удобен для ученых и какие задачи с его помощью можно решать

Популярная механика
Автомобили постсоветского пространства: Армения, Киргизия и так далее Автомобили постсоветского пространства: Армения, Киргизия и так далее

Автомобили бывших стран СССР: о специфике автопрома Армении и Киргизии

Популярная механика
Физики предсказали успешность пасов в футболе Физики предсказали успешность пасов в футболе

Они проверили свою модель на данных, собранных с 45 матчей

N+1
Женский взгляд Женский взгляд

Знаменитости, которые поддерживают феминизм и помогают женщинам

Grazia
Открыть в приложении