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

Ё-моё, сани и бутылка водки: что изобретают и патентуют богатейшие люди России Ё-моё, сани и бутылка водки: что изобретают и патентуют богатейшие люди России

Насколько изобретательны 200 богатейших предпринимателей из списка Forbes

Forbes
5 простых способов ускорить работу Windows 5 простых способов ускорить работу Windows

Сделай это — и тебе даже не придется покупать новый компьютер

Maxim
Валерия Брусникина: «Блокчейн увеличивает прозрачность и надежность сделок» Валерия Брусникина: «Блокчейн увеличивает прозрачность и надежность сделок»

Возможности и перспективы блокчейна

Forbes
Бизнес и ничего лишнего: как автомобильные компании Германии работали на вермахт Бизнес и ничего лишнего: как автомобильные компании Германии работали на вермахт

Подвиги немецких автомобильных брендов во время Второй мировой войны

Популярная механика
«Не дёргайся и держи темп»: бегун Райан Фан о полезном правиле марафонца, которое помогает не выгорать в обычной жизни «Не дёргайся и держи темп»: бегун Райан Фан о полезном правиле марафонца, которое помогает не выгорать в обычной жизни

Правила марафонца, которые помогут не выгореть на работе и в жизни

VC.RU
50 оттенков серого: эти 16 звезд не стесняются своей седины и не закрашивают ее 50 оттенков серого: эти 16 звезд не стесняются своей седины и не закрашивают ее

Кто из звезд не комплексует по поводу возраста и цвета волос?

Cosmopolitan
Запах скунса перед бурей: существует ли метеозависимость на самом деле Запах скунса перед бурей: существует ли метеозависимость на самом деле

Как помочь организму, который реагирует на смену погоды головной болью

Cosmopolitan
Чужие страдания и тьма непознаваемого: фрагмент сборника эссе «Мужчины учат меня жить» американской писательницы и активистки Ребекки Солнит Чужие страдания и тьма непознаваемого: фрагмент сборника эссе «Мужчины учат меня жить» американской писательницы и активистки Ребекки Солнит

Фрагмент эссе Ребекки Солнит, посвященный Вирджинии Вульф

Esquire
Как деньги стали мечтой Остапа Бендера Как деньги стали мечтой Остапа Бендера

Как кино, литература и театр могут стать ресурсом профессионального развития?

СНОБ
Как опознать фейковый аккаунт в дейтинг-приложении? 6 способов, названных экспертами Как опознать фейковый аккаунт в дейтинг-приложении? 6 способов, названных экспертами

Как понять, что перед тобой реальная девушка, а не бот или мошенник?

Playboy
Как сельский учитель Дмитрий Давыдов за 11 дней снял фильм «Пугало» и стал звездой кинофестивалей Как сельский учитель Дмитрий Давыдов за 11 дней снял фильм «Пугало» и стал звездой кинофестивалей

Дмитрий Давыдов уверен — успех якутского кино кроется в характере его создателей

Forbes
125 лет психоанализу: Как Зигмунд Фрейд изменил психотерапию 125 лет психоанализу: Как Зигмунд Фрейд изменил психотерапию

Главные открытия Фрейда, навсегда изменившие психологию

Популярная механика
Выглядеть отлично без макияжа: 15 простых правил Выглядеть отлично без макияжа: 15 простых правил

Совершенно не обязательно тратить время на макияж

Cosmopolitan
Похудеть на 20 кг и держать вес уже 15 лет: реальная история нашей читательницы Похудеть на 20 кг и держать вес уже 15 лет: реальная история нашей читательницы

Наша героиня сумела справиться с собой и достигла потрясающих результатов!

Cosmopolitan
Музей и революция Музей и революция

1917 год кардинальным образом изменил жизнь российского государства

Дилетант
«Коммерческий успех беспилотников возможен — надо просто запретить ездить людям» «Коммерческий успех беспилотников возможен — надо просто запретить ездить людям»

Интервью с президентом российской компании StarLine Темуром Аминджановым

VC.RU
Вырезали по ошибке прямую кишку: как делали нелегальные аборты в СССР Вырезали по ошибке прямую кишку: как делали нелегальные аборты в СССР

Истории нелегальных абортов в СССР, которые закончились плачевно

Cosmopolitan
Как проходят уроки литературы в школах Как проходят уроки литературы в школах

Отрывок из книги Риммы Раппопорт «Читай не хочу»

СНОБ
От школьников до профессионалов: как и зачем Mail.ru Group продвигает онлайн-образование в России От школьников до профессионалов: как и зачем Mail.ru Group продвигает онлайн-образование в России

Как российский IT-гигант обучает специалистов со школьной скамьи

Inc.
Подарки на 8 Марта, которые спровоцируют приступ эйфории, а не зевоты (миксера тут нет) Подарки на 8 Марта, которые спровоцируют приступ эйфории, а не зевоты (миксера тут нет)

Обзор подарков, которым девушка точно порадуется

Playboy
Бактерии научились использовать квантовую механику для защиты от токсинов Бактерии научились использовать квантовую механику для защиты от токсинов

Ученые узнали, как бактерия предотвращает разрушение фотосинтетического аппарата

Популярная механика
Новозеландцы обманули хорьков и кошек птичьим запахом и защитили редких куликов Новозеландцы обманули хорьков и кошек птичьим запахом и защитили редких куликов

Простой трюк позволил повысить выживаемость кладок в 1,7 раза

N+1
Наш человек на Марсе Наш человек на Марсе

«Вспомнить все» сегодня выглядит безусловной классикой научной фантастики

Weekend
Обиженная коварными мужчинами Анжелика: любовные трагедии Мишель Мерсье Обиженная коварными мужчинами Анжелика: любовные трагедии Мишель Мерсье

Мишель Мерсье вошла в историю кинематографа как одна из самых красивых актрис

Cosmopolitan
В чём связь между будущим 6G и костюмом Железного человека? В чём связь между будущим 6G и костюмом Железного человека?

6G приближает нас к будущему с цифровыми аватарами-двойниками

Популярная механика
4 обстоятельства, которые могут встать на пути к карьере мечты 4 обстоятельства, которые могут встать на пути к карьере мечты

С какими дилеммами приходится сталкиваться на пути к карьерным высотам?

Psychologies
Чем полезно чтение вслух: 8 преимуществ важной литературной привычки Чем полезно чтение вслух: 8 преимуществ важной литературной привычки

Чтение вслух — еще один верный способ прокачки себя

Playboy
История одной песни: «One Way Ticket» История одной песни: «One Way Ticket»

Запутанная история песни «One Way Ticket»

Maxim
Без надрыва, но с опытом: как женщины из бизнеса строят системную благотворительность Без надрыва, но с опытом: как женщины из бизнеса строят системную благотворительность

Руководительницы НКО, которые пришли в благотворительность из бизнеса

Forbes
Мосгорсуд отказался освобождать Навального по требованию ЕСПЧ. Так можно? Разбираемся с юристами Мосгорсуд отказался освобождать Навального по требованию ЕСПЧ. Так можно? Разбираемся с юристами

Может ли Россия игнорировать решения Страсбургского суда

СНОБ
Открыть в приложении