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

Конец русского Рокамболя Конец русского Рокамболя

До сих пор нет ни одной научной биографии этого человека

Дилетант
Осьминоги чувствуют не только физическую, но и душевную боль Осьминоги чувствуют не только физическую, но и душевную боль

Осьминоги чувствуют боль и реагируют на нее так же, как и млекопитающие

Популярная механика
Кризис среднего возраста: как распознать и пережить Кризис среднего возраста: как распознать и пережить

Как выявить симптомы кризиса среднего возраста

РБК
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
Кладбище домашних животных в руинах античного порта указало на заботу о питомцах Кладбище домашних животных в руинах античного порта указало на заботу о питомцах

Жители города ухаживали за больными животными и хоронили умерших питомцев

N+1
«Во сне я без страха пою и танцую»: рассказ об Исламской революции в Алжире через истории женщин «Во сне я без страха пою и танцую»: рассказ об Исламской революции в Алжире через истории женщин

«Лапочка» — первый полный метр франко-алжирского режиссера Мунии Меддур

Forbes
Как люди в древности определяли точное время и когда в России появился первый часовой механизм? Как люди в древности определяли точное время и когда в России появился первый часовой механизм?

Считается, что первые механические часы на Руси появились в 1404 году

Культура.РФ
Искусство сборки Искусство сборки

Новая креативная контркультура в мире кастом-байков

Robb Report
Правила жизни Сергея Михалкова Правила жизни Сергея Михалкова

Правила жизни советского писателя, поэта и драматурга Сергея Михалкова

Esquire
«Держать город Кронштадт под обстрелом и день, и ночь» «Держать город Кронштадт под обстрелом и день, и ночь»

100 лет назад был подавлен крупнейший очаг сопротивления монополии на власть

Дилетант
10 главных вопросов о посудомоечных машинах: отвечает производитель 10 главных вопросов о посудомоечных машинах: отвечает производитель

Отвечаем на самые популярные вопросы о посудомоечных машинах

CHIP
Невозможный двигатель EmDrive: в космос без топлива Невозможный двигатель EmDrive: в космос без топлива

Информация о невозможном двигателе, который должен быть вечным

Популярная механика
8½ шагов к своему настоящему «Я» 8½ шагов к своему настоящему «Я»

Самопознание – захватывающее путешествие

Psychologies
7 фактов о динозаврах, которые не знает даже Стивен Спилберг 7 фактов о динозаврах, которые не знает даже Стивен Спилберг

Узнай все о бывших хозяевах нашей планеты — динозаврах

Maxim
Коробка без рака Коробка без рака

Стартап молодого ученого из Москвы получил гранты на диагностику онкологии

Forbes
Не кормить льва предрассудков: как дочь рабыни в начале ХХ века открыла торговый центр для темнокожих Не кормить льва предрассудков: как дочь рабыни в начале ХХ века открыла торговый центр для темнокожих

История женщины, которая делала деньги сама и помогала зарабатывать другим

Forbes
Больше, чем поэт Больше, чем поэт

Как русская девочка стала английским поэтом-миллионером

Tatler
Тогда и сейчас: как изменились Миноуг, Агилера и другие звездные певицы 2000-х Тогда и сейчас: как изменились Миноуг, Агилера и другие звездные певицы 2000-х

Звездные певицы 2000-х очень изменились: показываем, как

Cosmopolitan
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
Ученые поймали Ученые поймали

Достижение, которое может быть трамплином для исследований ядерного синтеза

Популярная механика
Эти забавные халявщики: 15 животных, которые сделали ставку на человека и не прогадали Эти забавные халявщики: 15 животных, которые сделали ставку на человека и не прогадали

Многие животные вовсе не хотят жить на свободе в дикой природе

Maxim
Можно ли есть на ночь и поможет ли ромашка заснуть? Отвечает сомнолог Можно ли есть на ночь и поможет ли ромашка заснуть? Отвечает сомнолог

Как еда влияет на сон, какие продукты мешают нам спать?

РБК
«Науку в России делают женщины». Трансплантолог о своей работе «Науку в России делают женщины». Трансплантолог о своей работе

Женщина-трансплантолог о науке, своей работе и биотехнологиях

СНОБ
«Нужны люди, готовые биться головой о кирпичную стену». Режиссер Илья Найшуллер о фильме «Никто», новой этике и песне «Бухгалтер» «Нужны люди, готовые биться головой о кирпичную стену». Режиссер Илья Найшуллер о фильме «Никто», новой этике и песне «Бухгалтер»

Илья Найшуллер — о вызовах времени и будущем кино

СНОБ
«Я подала на развод!» Асмус, Чехова и другие звездные россиянки, бросившие мужей «Я подала на развод!» Асмус, Чехова и другие звездные россиянки, бросившие мужей

Звезды. которые набрались смелости и сами выступили инициаторами разрыва

Cosmopolitan
Винная карта Винная карта

Пора проехаться по лучшим российским винодельням

GQ
Не уверен, как прошло первое свидание? 9 признаков, что все было отлично Не уверен, как прошло первое свидание? 9 признаков, что все было отлично

Успешность первого свидания оценить всегда трудно

Playboy
Как стать стройнее с помощью одежды: 15 способов, которые работают Как стать стройнее с помощью одежды: 15 способов, которые работают

Небольшие хитрости, позволяющие визуально скрыть недостатки фигуры

Cosmopolitan
Как выселить из квартиры своего друга: 9 действенных методов (когда другого выхода нет) Как выселить из квартиры своего друга: 9 действенных методов (когда другого выхода нет)

Что делать, если друг не собирается уезжать из вашей квартиры

Playboy
«Вчера я била татуировки, сегодня изобретаю машины». История промышленного дизайнера, которая создала пресс для переработки пластиковых отходов «Вчера я била татуировки, сегодня изобретаю машины». История промышленного дизайнера, которая создала пресс для переработки пластиковых отходов

Исследовательница и инженерка — об опыте сортировки отходов и гендере

СНОБ
Открыть в приложении