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

«Хьюстон, у нас проблема» «Хьюстон, у нас проблема»

Какие ужасы пришлось преодолеть экипажу «Аполлона-13», чтобы остаться в живых

Вокруг света
Как 20-летний железнодорожник-самоучка стал лауреатом Как 20-летний железнодорожник-самоучка стал лауреатом

Как музыкант-самоучка из Казахстана получил "Грэмми" за лучший ремикс

Esquire
Криптовесна в искусстве: как художники из СНГ стали зарабатывать десятки тысяч долларов за счет бума NFT Криптовесна в искусстве: как художники из СНГ стали зарабатывать десятки тысяч долларов за счет бума NFT

Как русскоязычные художники нашли новый способ монетизировать свое искусство

Forbes
«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
Ген жирафа защитил мышей от гипертонии и сделал их кости прочнее Ген жирафа защитил мышей от гипертонии и сделал их кости прочнее

Биологи выявили гены, которые позволяют жирафам решать физиологические проблемы

N+1
Porsche Panamera Turbo S E-Hybrid и Cadillac XT4 Porsche Panamera Turbo S E-Hybrid и Cadillac XT4

Новые седан Panamera от Porsche и внедорожник от Cadillac

Weekend
Не женское дело? Не женское дело?

Сегодня женщины все чаще выбирают профессии, которые принято считать мужскими

Лиза
Почему нас достали москвичи. Ответ провинциалки Почему нас достали москвичи. Ответ провинциалки

Чем всех раздражают москвичи?

Cosmopolitan
Первый рейтинг self-made женщин России возглавила основательница Wildberries Татьяна Бакальчук Первый рейтинг self-made женщин России возглавила основательница Wildberries Татьяна Бакальчук

Татьяна Бакальчук стала самой состоятельной self-made женщиной России

Forbes
8 способов незаметно внушить девушке, что она хочет заняться с тобой сексом 8 способов незаметно внушить девушке, что она хочет заняться с тобой сексом

Если это не поможет — ничто не поможет!

Maxim
Что мы узнали о BitClout — новой соцсети с криптовалютой и знаменитостями Что мы узнали о BitClout — новой соцсети с криптовалютой и знаменитостями

К чему приведет появление BitClout и какую роль в нем играют звезды?

РБК
Улыбающаяся депрессия Улыбающаяся депрессия

Всегда ли человек в депрессии подавлен и тосклив?

Лиза
«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
Посмотри с бойфрендом: самые красивые  и чувственные эротические фильмы Посмотри с бойфрендом: самые красивые  и чувственные эротические фильмы

Что посмотреть вдвоем, чтобы настроиться на нужную волну и незабываемый вечер?

Cosmopolitan
Сделано на пять Сделано на пять

Фотограф Сергей Ананьев показал AD свою новую четырехкомнатную квартиру

AD
Мария Евневич Мария Евневич

Совладелица первого «Максидом» ведет экспансию петербургского бренда по России

Собака.ru
Перспективы колонизации мира иного, или Для кого на Марсе будет что-нибудь цвести Перспективы колонизации мира иного, или Для кого на Марсе будет что-нибудь цвести

Зачем людям осваивать Марс?

СНОБ
Почему фильм «Неуместный трах, или Безумное порно» победил на Берлинале Почему фильм «Неуместный трах, или Безумное порно» победил на Берлинале

Триумф румынской картины Раду Жуде «Неуместный трах, или Безумное порно»

РБК
Еще 5 фильмов ужасов, основанных на реальных событиях Еще 5 фильмов ужасов, основанных на реальных событиях

Тот самый момент, когда жизнь страшнее любого вымысла

Maxim
Зумеры и здоровье: почему новое поколение полюбило превентивную медицину Зумеры и здоровье: почему новое поколение полюбило превентивную медицину

Как практичность и осознанность определяют отношение поколения Z к здоровью

СНОБ
Почему ребенку скучно в школе и что с этим делать Почему ребенку скучно в школе и что с этим делать

Как заинтересовать ребенка учебой?

Psychologies
В чем разница между любовью и дружбой? В чем разница между любовью и дружбой?

Как понять, что мы испытываем к другому — любовь или дружбу?

Psychologies
Ворсинки ковра из алтайского кургана железного века рассказали о технологии стойкого окрашивания Ворсинки ковра из алтайского кургана железного века рассказали о технологии стойкого окрашивания

В волокнах Пазырыкского ковра ученые обнаружили следы обработки ферментацией

N+1
Тайный роман с Челентано и ранние роды: 5 удивительных фактов об Орнелле Мути Тайный роман с Челентано и ранние роды: 5 удивительных фактов об Орнелле Мути

Итальянская актриса Орнелла Мути покорила сердца миллионов мужчин

Cosmopolitan
Нейросеть создала индивидуально привлекательные изображения лиц по активности мозга Нейросеть создала индивидуально привлекательные изображения лиц по активности мозга

Нейросеть способна распознавать эстетические предпочтения людей

N+1
Вот была бы дисциплина... Вот была бы дисциплина...

Как и зачем воспитывать дисциплину у детей?

Домашний Очаг
Джедаи в мире зубов: 5 преимуществ использования флоссов и ирригаторов Джедаи в мире зубов: 5 преимуществ использования флоссов и ирригаторов

Плюсы зубной нити и ирригатора: рассказываем, что это вообще такое и зачем нужно

Playboy
От Самус до Трисс Мэригольд: главные секс-символы игр разных эпох От Самус до Трисс Мэригольд: главные секс-символы игр разных эпох

Вот о ком мечтали несколько поколений геймеров!

Maxim
Ставка на везение: как инвестировать в SPAC в России и нужно ли это делать Ставка на везение: как инвестировать в SPAC в России и нужно ли это делать

Как и кто предлагает заработать на SPAC своим клиентам?

Forbes
Продукты, которые не едят диетологи Продукты, которые не едят диетологи

Что не едят специалисты по здоровому питанию и почему?

Cosmopolitan
Открыть в приложении