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

Ушёл в историю Ушёл в историю

Почему в России никогда не будет второго Горбачёва и второй перестройки

Дилетант
Сейчас я вас достигну Сейчас я вас достигну

Движешься к важной цели, но боишься оказаться не там, где планировала?

Cosmopolitan
Мы формируем будущее Мы формируем будущее

Интервью со Стивом Джобсом в феврале 1985-го

Playboy
«Совершенно никакой адвокат» «Совершенно никакой адвокат»

Владимир Ульянов был многообещающим адвокатом...

Дилетант
Бактерии на бумажной подложке выполнили логические операции Бактерии на бумажной подложке выполнили логические операции

Бактериальные вычислители в будущем могут стать биосенсорами

N+1
Если у близкого человека психоз: что нужно знать родным и друзьям Если у близкого человека психоз: что нужно знать родным и друзьям

Как поддержать близкого, страдающего от психозов?

Psychologies
Петр Авен — Forbes: «Я обязательно открою музей в Москве» Петр Авен — Forbes: «Я обязательно открою музей в Москве»

Миллиардер Петр Авен планирует открыть частный музей в центре Риги

Forbes
Альпийские рудокопы бронзового века полагались на доставку продуктов из соседних поселений Альпийские рудокопы бронзового века полагались на доставку продуктов из соседних поселений

Из каких растений состоял рацион древних альпийских горняков и металлургов

N+1
Что делать, если вас все время перебивают Что делать, если вас все время перебивают

Из-за чего собеседник вас перебивает и как изменить ситуацию?

Psychologies
Впервые опубликован стих Набокова о Супермене и его переживаниях (нет, вы не ослышались) Впервые опубликован стих Набокова о Супермене и его переживаниях (нет, вы не ослышались)

Первое стихотворение о Супермене, написанное в 1942 году

Playboy
Загадка, сэр! Загадка, сэр!

«Кэмпденское чудо» Англии

Дилетант
Фильм «Поездка в Америку 2» – во всех отношениях бездарное кино Фильм «Поездка в Америку 2» – во всех отношениях бездарное кино

Картина наглядно демонстрирует, почему Эдди Мерфи в какой-то момент ушел из кино

GQ
Миграция в виртуальную реальность и переселение на другие планеты произойдут быстрее, чем вы думаете Миграция в виртуальную реальность и переселение на другие планеты произойдут быстрее, чем вы думаете

Отрывок из книги «Будущее быстрее, чем вы думаете» Питера Диамандис

Inc.
Комета Борисова оказалась реликтом экзопланетной системы Комета Борисова оказалась реликтом экзопланетной системы

До встречи с Солнцем комета оставалась нетронутой с момента своего образования

N+1
История любви: зачем Россия возвращается на Венеру История любви: зачем Россия возвращается на Венеру

Этот проект может стать самой сложной межпланетной миссией за всю историю

Forbes
Со знанием дела Со знанием дела

Действенные способы строить карьеру осознанно

Cosmopolitan
Не здесь и сейчас Не здесь и сейчас

Стоит ли бороться с эскапизмом?

Grazia
Правила жизни Глеба Павловского Правила жизни Глеба Павловского

Правила жизни политтехнолога Глеба Павловского

Esquire
Бутилированная вода: чем вреден пластик и стоит ли переходить на фильтрованную воду Бутилированная вода: чем вреден пластик и стоит ли переходить на фильтрованную воду

Об особенностях бутилированной воды

Популярная механика
7 привычек по-настоящему интересных людей 7 привычек по-настоящему интересных людей

Привычки, которые отличают действительно интересных собеседников

Psychologies
Диета недели: белковая Диета недели: белковая

Белковая диета и сегодня остается одним из самых популярных способов похудеть

Cosmopolitan
Будь джентльменом: 6 способов порадовать женщин в своем окружении Будь джентльменом: 6 способов порадовать женщин в своем окружении

Радовать женщин можно не только 8 Марта, но и в другие дни

Playboy
Нельзя хранить в бумажнике и использовать с вазелином: 10 фактов о презервативах Нельзя хранить в бумажнике и использовать с вазелином: 10 фактов о презервативах

Какие факты ты должна обязательно знать о презервативах

Cosmopolitan
10 частей тела, которые у нас отвалились в ходе эволюции (а жаль) 10 частей тела, которые у нас отвалились в ходе эволюции (а жаль)

По каким причинам люди потеряли хвост, клыки и вибриссы

Maxim
Лексика слабаков: как «бесхребетные» слова снижают эффективность Лексика слабаков: как «бесхребетные» слова снижают эффективность

Дэйв Эспри: от того, как вы излагаете мысли, зависит, какой будет ваша жизнь

Forbes
Часы марсианского тракториста Часы марсианского тракториста

Когда и зачем человеку может понадобиться новая система измерения времени?

Вокруг света
«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
Устал — отжался! Как стать самой сильной версией себя за 3 часа в неделю Устал — отжался! Как стать самой сильной версией себя за 3 часа в неделю

Используя легендарную методику постистощения, ты станешь сильнее, чем когда-либо

Maxim
«Июльский дождь» 55 лет спустя. Главный фильм Марлена Хуциева снова в прокате «Июльский дождь» 55 лет спустя. Главный фильм Марлена Хуциева снова в прокате

«Июльский дождь» — главный фильм о хрущевской оттепели

СНОБ
Почему после хорошего секса мы испытываем грусть и разочарование? Почему после хорошего секса мы испытываем грусть и разочарование?

Причины, из-за которых после секса могут возникать неприятные эмоции

Psychologies
Открыть в приложении