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

Любить вопреки: 8 самых пахучих сыров в мире Любить вопреки: 8 самых пахучих сыров в мире

Почему об этих продуктах не стоит судить по запаху

Вокруг света
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
Оторвали мишке лапу. Каким получился роман «Клара и Солнце» — первая книга Кадзуо Исигуро после Нобелевской премии Оторвали мишке лапу. Каким получился роман «Клара и Солнце» — первая книга Кадзуо Исигуро после Нобелевской премии

Какие темы затрагивает Кадзуо Исигуро и как читать «Клару и Солнце»?

Esquire
«Во Франции из поколения в поколение передается антиквариат, а у нас — любовь к линолеуму» «Во Франции из поколения в поколение передается антиквариат, а у нас — любовь к линолеуму»

Фэшн-фотограф Мария Попова проводит диагностику русской визуальности

Собака.ru
Афантазия обеспечила иммунитет к страшным рассказам Афантазия обеспечила иммунитет к страшным рассказам

Люди с афантазией не боятся страшных рассказов, но боятся угрожающих изображений

N+1
Новая мясная диета? Всё, что нужно знать о модном карниворе (и это не кето!) Новая мясная диета? Всё, что нужно знать о модном карниворе (и это не кето!)

Почему биохакеры помешались на животной диете?

Cosmopolitan
Не только морковь: 11 продуктов для острого зрения Не только морковь: 11 продуктов для острого зрения

Продукты, которые положительно влияют на зрение

РБК
История «интернет-королевы» Мэри Микер: инвестор, которая предсказывает будущее Кремниевой долины История «интернет-королевы» Мэри Микер: инвестор, которая предсказывает будущее Кремниевой долины

Мэри Микер предсказала бум доткомов и пережила их крах

VC.RU
«Черные лебеди» Гоголя: что погубило бизнес-план Чичикова по покупке мертвых душ «Черные лебеди» Гоголя: что погубило бизнес-план Чичикова по покупке мертвых душ

Глава из книги Леонида Клейна «Бесполезная классика» о нелегком пути Чичикова

Forbes
Королева водорослей Королева водорослей

Как превратить природный мусор на пляже в искусные и долговечные предметы?

Вокруг света
Звездные мачехи: Ионова, Бородина и другие россиянки, полюбившие детей мужа Звездные мачехи: Ионова, Бородина и другие россиянки, полюбившие детей мужа

Эти знаменитые красотки смогли принять детей супруга от прошлого союза

Cosmopolitan
Почему жертва не «сама виновата»: объясняем в картинках Почему жертва не «сама виновата»: объясняем в картинках

Объясняем на примере сериалов и фильмов, почему «сама виновата» — полная чушь

Cosmopolitan
Правила жизни Сергея Михалкова Правила жизни Сергея Михалкова

Правила жизни советского писателя, поэта и драматурга Сергея Михалкова

Esquire
Внутренняя Америка Внутренняя Америка

Михаил Трофименков о «Земле кочевников», эпической драме о бездомных в США

Weekend
Zнак беZграничность. О новом альбоме «Бордерлайн» Zнак беZграничность. О новом альбоме «Бордерлайн»

Земфира вернулась после восьмилетнего молчания

СНОБ
«Можем себе позволить». Колонка Гузель Яхиной о советском вчера и сегодня «Можем себе позволить». Колонка Гузель Яхиной о советском вчера и сегодня

Гузель Яхина размышляет об исторической памяти и тени советских мифов

РБК
Начало родов: важные советы тем, кто рожает первый раз Начало родов: важные советы тем, кто рожает первый раз

Что делать, если начались роды

9 месяцев
Coursera выходит на IPO: насколько выгодна эта инвестиция Coursera выходит на IPO: насколько выгодна эта инвестиция

Образовательная технологическая компания Coursera подала заявку на IPO

Forbes
Наносчётчик для «наноовец» Наносчётчик для «наноовец»

Представьте, что вы пастух, которому нужно пересчитать овец в стаде

Наука и жизнь
Укрепить свое «Я», чтобы стать сильнее: три эффективных упражнения Укрепить свое «Я», чтобы стать сильнее: три эффективных упражнения

Как помочь себе обрести устойчивость?

Psychologies
Газлайтинг: как распознать психологические манипуляции и противостоять им Газлайтинг: как распознать психологические манипуляции и противостоять им

Как понять, что вы имеете дело с газлайтером?

РБК
Леонид Городин. Человек и словарь Леонид Городин. Человек и словарь

«Словарь русских арготизмов» не мог родиться в тиши библиотек

Дилетант
Невымирающий вид Невымирающий вид

Lada Niva Travel – уже не пирожок, но все еще Niva

Популярная механика
Эмбрионы мышей в пробирке довели до стадии образования органов Эмбрионы мышей в пробирке довели до стадии образования органов

Ученым удалось провести эмбрионы «в пробирке» через несколько стадий развития

N+1
Шлока срокочентия. Как научиться читать со скоростью 1800 знаков в минуту Шлока срокочентия. Как научиться читать со скоростью 1800 знаков в минуту

Статья про скорочтение, которую ты прочитал бы вдвое быстрее

Maxim
Вылет из гнезда в утренние часы не повысил выживаемость птенцов лазоревок Вылет из гнезда в утренние часы не повысил выживаемость птенцов лазоревок

Склонность покидать гнездо утром связана с динамикой развития птенцов

N+1
Волшебник-неудачник: что осталось от политического наследия Михаила Горбачева Волшебник-неудачник: что осталось от политического наследия Михаила Горбачева

Закончив заведомо проигранную войну, Горбачев добился выигрыша для всех

Forbes
Встретились в цирке и не расставались: история любви Юрия и Татьяны Никулиных Встретились в цирке и не расставались: история любви Юрия и Татьяны Никулиных

Юрий и Татьяна Никулины встретились в цирке и не расставались почти полвека

Cosmopolitan
Антиводород охладили с помощью лазера Антиводород охладили с помощью лазера

Физики продемонстрировали лазерное охлаждение атомов антиводорода

N+1
Ценный сотрудник Ценный сотрудник

Важно научиться четко понимать свою реальную ценность на рынке труда

Cosmopolitan
Открыть в приложении