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

Дважды король Румынии Дважды король Румынии

Как Михай дважды побывал королём Румынии

Дилетант
17 самых важных фотографий в космосе 17 самых важных фотографий в космосе

Фотографии, символизирующие то, как сбывалась мечта человечества о космосе

Esquire
10 главных коктейлей за последние 100 лет 10 главных коктейлей за последние 100 лет

Десять наиболее важных коктейлей за последний век

Esquire
«Никаких совещаний по средам». Как я спас своих сотрудников от Zoom-выгорания «Никаких совещаний по средам». Как я спас своих сотрудников от Zoom-выгорания

Постоянные чаты и совещания в онлайн привели к zoom-выгоранию

Inc.
15 фактов о Хантере С. Томпсоне 15 фактов о Хантере С. Томпсоне

Все, что ты не знал о главном гонзо-журналисте мира — а теперь узнаешь

Maxim
Детские ценности. Как ложь стала причиной вспышки религиозной вражды Детские ценности. Как ложь стала причиной вспышки религиозной вражды

Вся цепочка событий, приведшая к трагедии, основывалась на выдумке

СНОБ
Королева любой тусовки — бехеровка: как правильно пить культовый чешский ликер Королева любой тусовки — бехеровка: как правильно пить культовый чешский ликер

История создания, традиции употребления и самые популярные коктейли с Бехеровкой

Playboy
Учите иностранный язык? Как понять, что методика вам подходит Учите иностранный язык? Как понять, что методика вам подходит

Почему коммуникативные методы изучения иностранных языков подходят не каждому?

Psychologies
В России разработали технологию защиты литий-ионных аккумуляторов от возгорания В России разработали технологию защиты литий-ионных аккумуляторов от возгорания

Новая технология защиты литий-ионных аккумуляторов от возгорания

Популярная механика
Редкий кадр: 7 женщин-режиссеров в истории «Оскара» Редкий кадр: 7 женщин-режиссеров в истории «Оскара»

За историю «Оскара» на статуэтку претендовали всего семь женщин-режиссеров

Forbes
Завезенные на Фолкленды лисицы частично заменили истребленных волков Завезенные на Фолкленды лисицы частично заменили истребленных волков

Южноамериканские лисицы частично заняли нишу фолклендских волков

N+1
Выглядеть отлично без макияжа: 15 простых правил Выглядеть отлично без макияжа: 15 простых правил

Совершенно не обязательно тратить время на макияж

Cosmopolitan
Трагедия ошибок: как полиция помогает оппозиции, а либерал Гозман — властям Трагедия ошибок: как полиция помогает оппозиции, а либерал Гозман — властям

Российская полиция успешно пропиарила оппозиционный Форум муниципальных депутато

СНОБ
Битва при Пуатье Битва при Пуатье

Судьбу битвы при Пуатье решили английские лучники

Дилетант
Самые опасные вулканы нашей планеты Самые опасные вулканы нашей планеты

На нашей планете ежегодно извергается множество вулканов

Популярная механика
10 самых странных и страшных растений 10 самых странных и страшных растений

Представляем хит-парад самых одиозных представителей мира флоры

Maxim
Индийские женщины в знак протеста фотографируются в рваных джинсах Индийские женщины в знак протеста фотографируются в рваных джинсах

Протестная инициатива индийских женщин — флешмоб #RippedJeansTwitter

Psychologies
Дрон мечты: как запрет на технологии из Китая помог американскому производителю беспилотников Дрон мечты: как запрет на технологии из Китая помог американскому производителю беспилотников

Как стартап создает такие дроны, о которых можно прочитать в научной фантастике

Forbes
Нет денег на стильный гардероб? Придайте любимым вещам новое дыхание Нет денег на стильный гардероб? Придайте любимым вещам новое дыхание

Обязательно ли менять весь гардероб, чтобы не отставать от трендов?

Psychologies
Второй круг Михалкова. «Сибирский цирюльник» как точка отсчета для новой России Второй круг Михалкова. «Сибирский цирюльник» как точка отсчета для новой России

О символизме «Сибирского цирюльника»

СНОБ
Конфеты не виноваты: 5 факторов, которые приближают тебя к диабету Конфеты не виноваты: 5 факторов, которые приближают тебя к диабету

Почему возникает диабет 2-го типа?

Cosmopolitan
Секс на стороне: плюсы и минусы. Отрывок из книги секс-просветителя Маши Халеви «Полиамория. Свобода выбирать» Секс на стороне: плюсы и минусы. Отрывок из книги секс-просветителя Маши Халеви «Полиамория. Свобода выбирать»

Отрывок из книги Маши Халеви, в которой она рассуждает о полиамории

СНОБ
Подсчитано, когда на Земле закончится весь кислород Подсчитано, когда на Земле закончится весь кислород

Через миллиард лет атмосфера Земли потеряет большую часть кислорода

Популярная механика
Как сохранить и улучшить зрение при помощи практик цигун Как сохранить и улучшить зрение при помощи практик цигун

Всегда ли с возрастом снижается острота зрения?

Psychologies
Спасибо за игру Спасибо за игру

Как увлечение видеоиграми может структурно изменить наш мозг и причем здесь Нео

Grazia
Ломать и строить: как основатели «ВсеИнструменты.ру» вырастили конкурента IKEA и Leroy Merlin Ломать и строить: как основатели «ВсеИнструменты.ру» вырастили конкурента IKEA и Leroy Merlin

Стартап студентов сегодня зарабатывает десятки миллиардов рублей в год

Forbes
Опасный сон: как не умереть в своей кровати Опасный сон: как не умереть в своей кровати

Сон может стать смертельно опасным

Популярная механика
Ученые назвали 5 причин, по которым спать на работе полезно Ученые назвали 5 причин, по которым спать на работе полезно

Новые исследования рекомендуют работникам интеллектуального труда спать днем

Maxim
Идеи подарков на 8 Марта маме, которая сечет фишку: современные и технологичные штуковины специально для нее Идеи подарков на 8 Марта маме, которая сечет фишку: современные и технологичные штуковины специально для нее

Подборка девайсов, которые можно преподнести в подарок маме не только на 8 Марта

Playboy
Герой прошедшего времени Герой прошедшего времени

Кто виноват в закате карьеры Джонни Деппа и что с этим делать?

Glamour
Открыть в приложении