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

Судьба разведчика Судьба разведчика

Под покровом секретности на Урале в 1962 году случился международный скандал

Популярная механика
«eBay встречает Sotheby's»: история маркетплейса предметов роскоши 1stDibs «eBay встречает Sotheby's»: история маркетплейса предметов роскоши 1stDibs

20 лет назад появился сайт 1stDibs — один из главных маркетплейсов роскоши

VC.RU
Москвичи в Ташкенте: почему мы переехали в Узбекистан и чем он нас удивил Москвичи в Ташкенте: почему мы переехали в Узбекистан и чем он нас удивил

Что общего у Москвы и Ташкента, а в чем они различаются кардинально?

Psychologies
Дойти до вершины: как первая советская альпинистка Эльвира Шатаева отстояла право покорять горы без мужчин Дойти до вершины: как первая советская альпинистка Эльвира Шатаева отстояла право покорять горы без мужчин

Как Шатаева завоевывала горы и право подниматься на них для женщин

Forbes
Невралгия: почему возникают мышечные зажимы, чем они опасны, как с ними бороться Невралгия: почему возникают мышечные зажимы, чем они опасны, как с ними бороться

Как распознать невралгию

Cosmopolitan
Охранники, дроны и обман папарацци: сколько стоит безопасность принца Гарри и Меган Маркл Охранники, дроны и обман папарацци: сколько стоит безопасность принца Гарри и Меган Маркл

Ежегодный счет за охрану принца Гарри и Меган Маркл может достигать $2-3 млн

Forbes
Дома поговорим: как Букингемский дворец спустил на тормоза конфликт с Меган и Гарри Дома поговорим: как Букингемский дворец спустил на тормоза конфликт с Меган и Гарри

Как отнеслись к откровениям Меган Маркл и Гарри в королевстве?

Forbes
SpaceX однажды оставила инженеров на острове в океане без еды, и они устроили бунт, утверждает новая книга SpaceX однажды оставила инженеров на острове в океане без еды, и они устроили бунт, утверждает новая книга

В ранние годы SpaceX её инженеры жили и работали на острове в Тихом океане

Inc.
Укрепить свое «Я», чтобы стать сильнее: три эффективных упражнения Укрепить свое «Я», чтобы стать сильнее: три эффективных упражнения

Как помочь себе обрести устойчивость?

Psychologies
Деньги, браки, а счастья нет: трагическая судьба Элизабет Тейлор Деньги, браки, а счастья нет: трагическая судьба Элизабет Тейлор

У Элизабет было все: роли, мужья, дети, состояние... Но была ли она счастлива?

Cosmopolitan
Если в кране нет воды Если в кране нет воды

Афладж – единственный водопровод горных деревень

Вокруг света
Плачь, детка, плачь Плачь, детка, плачь

В чем причина того, что мы плачем часто или не плачем вовсе?

Лиза
Новая деловая культура: как бизнес-клубы помогают расти предпринимателям и зачем в них вступать Новая деловая культура: как бизнес-клубы помогают расти предпринимателям и зачем в них вступать

Рынок сегодня предлагает множество вариантов объединения в деловые клубы

Inc.
Повторяй за мной Повторяй за мной

Как соцсети и онлайн-игры из развлечения превращаются в образовательный ресурс

Vogue
Красные пятна, зуд, морщины: 7 признаков рака груди, которые часто игнорируют Красные пятна, зуд, морщины: 7 признаков рака груди, которые часто игнорируют

Первые признаки рака молочной железы

Cosmopolitan
Сотни сил хотят на трек: как новый Bentley ищет баланс между драйвом и комфортом Сотни сил хотят на трек: как новый Bentley ищет баланс между драйвом и комфортом

Мы прокатились по ночной Москве на Bentley Flying Spur и делимся впечатлениями

Forbes
Кинжалы, вешалки, пауки, помады — что еще коллекционируют звездные красавицы? Кинжалы, вешалки, пауки, помады — что еще коллекционируют звездные красавицы?

Подборка из самых неожиданных знаменитых звездных коллекций

Cosmopolitan
Потрясающие снимки космической Потрясающие снимки космической

Вселенная — сложнейшая структура, и организована она весьма непросто

Популярная механика
В отцы годятся В отцы годятся

Известные мужчины о том, как им удается находить общий язык со своими детьми

GQ
Е-коммерческий банк Е-коммерческий банк

Лев Хасис строит партнерства ради торговых и платежных сервисов «Сбера»

Forbes
Земля и воздух Земля и воздух

Гимнастка Татьяна Тур рассказывает историю одного падения

Cosmopolitan
Как деньги стали мечтой Остапа Бендера Как деньги стали мечтой Остапа Бендера

Как кино, литература и театр могут стать ресурсом профессионального развития?

СНОБ
Страдания юных веганов Страдания юных веганов

Хроника мучений первых вегетарианцев в России

Weekend
Простуда или поллиноз? Простуда или поллиноз?

Как отличить весеннюю аллергию на цветущие растения от обычной простуды?

Лиза
Крики с того света: что скрывает Кольская сверхглубокая? Крики с того света: что скрывает Кольская сверхглубокая?

Почему Кольскую сверхглубокую прозвали колодцем в ад?

Cosmopolitan
Валерия Брусникина: «Блокчейн увеличивает прозрачность и надежность сделок» Валерия Брусникина: «Блокчейн увеличивает прозрачность и надежность сделок»

Возможности и перспективы блокчейна

Forbes
Север Гансовский Север Гансовский

Писатель Север Гансовский глазами Дмитрия Быкова

Дилетант
Ваш выход Ваш выход

Интервью с Еленой Север — соорганизатором и бессменной ведущей Премии BraVo

OK!
Лучшие игры внутри самих игр Лучшие игры внутри самих игр

Казалось бы — глупо заходить в игру, чтобы в ней найти другу игру, поменьше

Maxim
Извлеките пользу из вашей зависти к другим Извлеките пользу из вашей зависти к другим

Избавиться от зависти невозможно, но она может нам пригодиться

Psychologies
Открыть в приложении