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

Меню последнего обеда Меню последнего обеда

Вечер 3 марта 1917 года в царском поезде…

Дилетант
Как заниматься спортом весной, чтобы похудеть к лету? Как заниматься спортом весной, чтобы похудеть к лету?

Спланируем фитнес так, чтобы к лету быть в лучшей для себя форме

Худеем правильно
История Чарльза Мэнсона, одного из самых известных преступников Америки История Чарльза Мэнсона, одного из самых известных преступников Америки

Кто такой Чарльз Мэнсон и что он сделал?

Esquire
Как работают в разных странах Как работают в разных странах

Сравните, как работают люди в других точках мира

GQ
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
Круче королевы Елизаветы! Какие сокровища хранит российская монархия? Круче королевы Елизаветы! Какие сокровища хранит российская монархия?

Самые красивые и дорогие ювелирные изделия, которые хранит российская монархия

Cosmopolitan
За клеточным транспортом понаблюдали в режиме реального времени За клеточным транспортом понаблюдали в режиме реального времени

Ученые выяснили, как молекула кинезин передвигается внутри клетки

N+1
13 шагов к образу идеальной женщины. Вы серьезно? 13 шагов к образу идеальной женщины. Вы серьезно?

Леди Совершенство — кто она?

Cosmopolitan
Боюсь, что близость с мамой разрушает мою жизнь Боюсь, что близость с мамой разрушает мою жизнь

У глубокой привязанности может быть оборотная сторона — созависимость

Psychologies
Незаметное похудение: как мы сжигаем калории, не зная об этом Незаметное похудение: как мы сжигаем калории, не зная об этом

Человеческий организм — штука крайне сложная и умная

Cosmopolitan
16 советов тем, кто пригласил девушку к себе и надеется на секс 16 советов тем, кто пригласил девушку к себе и надеется на секс

Список рекомендаций для тех, кто собрался пригласить к себе в гости женщину

Maxim
Роскошь передвижения или «тяжелый люкс» в мире туризма Роскошь передвижения или «тяжелый люкс» в мире туризма

Как лучше потратить сэкономленные за локдаун пиастры?

Playboy
7 вопиющих примеров, когда фраза «Поймёшь, когда вырастешь!» действительно сработала 7 вопиющих примеров, когда фраза «Поймёшь, когда вырастешь!» действительно сработала

Что все презирали в юности, но почему-то возлюбили в зрелости

Maxim
Весеннее обновление: как перекрасить стены, если вы никогда этого не делали, — 5 простых шагов Весеннее обновление: как перекрасить стены, если вы никогда этого не делали, — 5 простых шагов

Как самостоятельно перекрасить стены

Esquire
Весна — зацветают морозники! Весна — зацветают морозники!

На горных склонах распускаются мириады первоцветов

Наука и жизнь
В мозгу человека найдены В мозгу человека найдены

Экспрессия генов может увеличиваться в клетках мозга после смерти

Популярная механика
Как объяснить ребенку, что такое инвестиции и зачем они нужны Как объяснить ребенку, что такое инвестиции и зачем они нужны

Как самостоятельно начать погружать ребенка в мир инвестиций

СНОБ
«Я ревнива до умопомрачения!»: Ходченкова, Брежнева и другие недоверчивые звезды «Я ревнива до умопомрачения!»: Ходченкова, Брежнева и другие недоверчивые звезды

Звезды шоу-бизнеса рассказали, как у них обстоят дела с вопросом доверия

Cosmopolitan
Как спасают атомные подводные лодки Как спасают атомные подводные лодки

Многие технические военные иновации обязаны своим рождением трагическим событиям

Популярная механика
Русское запертое Русское запертое

Выставка-эссе о мироощущении человека и русского художника в тяжелые времена

Weekend
Как стать счастливым человеком: советы, которые помогут наслаждаться жизнью по полной Как стать счастливым человеком: советы, которые помогут наслаждаться жизнью по полной

Советы экспертов, способствующие улучшению психологического самочувствия

Playboy
Как принять себя и полюбить: руководство по заботе о классном парне по имени «ты» Как принять себя и полюбить: руководство по заботе о классном парне по имени «ты»

Чем вредно отсутствие любви к себе?

Playboy
Правила жизни Михаила Горбачева Правила жизни Михаила Горбачева

Правила жизни бывшего президента СССР

Esquire
Xiaomi обыграла Трампа: Почему у США не получилось повторить с Xiaomi историю Huawei Xiaomi обыграла Трампа: Почему у США не получилось повторить с Xiaomi историю Huawei

Как Xiaomi удалось избежать судьбу Huawei в США

Популярная механика
Смешно ли тебе, девица? Смешно ли тебе, девица?

Участницы проекта «Женский стендап на ТНТ» рассказали о своей работе

Cosmopolitan
Константин Циолковский Константин Циолковский

Правила жизни Константина Циолковского

Esquire
Актер Джейсон Кларк: я тот парень, который был на Эвересте, играл Кеннеди и правил Россией! Актер Джейсон Кларк: я тот парень, который был на Эвересте, играл Кеннеди и правил Россией!

Австралийский актер Джейсон Кларк — о роли в фильме "Асоциальная сеть"

Esquire
«Угроза невежеству»: кто такая Аманда Горман, которая читала свою поэму на инаугурации Байдена «Угроза невежеству»: кто такая Аманда Горман, которая читала свою поэму на инаугурации Байдена

Афроамериканка Аманда Горман — первый молодежный национальный поэт-лауреат США

Forbes
И на камнях растут деревья И на камнях растут деревья

Что делать с заброшенными аэропортами?

Вокруг света
Самые опасные вулканы нашей планеты Самые опасные вулканы нашей планеты

На нашей планете ежегодно извергается множество вулканов

Популярная механика
Открыть в приложении