Nikola Tesla je legendárna postava a význam niektorých jeho vynálezov je dodnes sporný. Nebudeme zachádzať do mystiky, ale skôr o tom, ako vyrobiť niečo veľkolepé podľa Teslových „receptov“. Toto je Tesla cievka. Keď ju raz uvidíte, nikdy nezabudnete na tento neuveriteľný a úžasný pohľad!
Všeobecné informácie
Ak hovoríme o najjednoduchšom takomto transformátore (cieve), tak pozostáva z dvoch cievok, ktoré nemajú spoločné jadro. Na primárnom vinutí musí byť aspoň tucet závitov hrubého drôtu. Na sekundárnom je už navinutých minimálne 1000 závitov. Upozorňujeme, že Teslova cievka má transformačný pomer, ktorý je 10-50-krát väčší ako pomer počtu závitov na druhom vinutí k prvému.
Výstupné napätie takéhoto transformátora môže presiahnuť niekoľko miliónov voltov. Práve táto okolnosť zabezpečuje vzhľad veľkolepých výbojov, ktorých dĺžka môže dosiahnuť niekoľko metrov naraz.
Keď boli schopnosti transformátora na prvom miestedemonštrované verejnosti?
V meste Colorado Springs kedysi úplne vyhorel generátor v miestnej elektrárni. Dôvodom bolo, že prúd z neho išiel napájať primárne vinutie vynálezu Nikolu Teslu. Počas tohto dômyselného experimentu vedec po prvý raz komunite dokázal, že existencia stojatej elektromagnetickej vlny je realitou. Ak je vaším snom Teslova cievka, najťažšie, čo robiť vlastnými rukami, je primárne vinutie.
V skutočnosti to urobiť sami nie je také ťažké, ale oveľa ťažšie je dodať hotovému produktu vizuálne atraktívny vzhľad.
Jednoduchý transformátor
Najprv budete musieť niekde nájsť zdroj vysokého napätia a to aspoň 1,5 kV. Najlepšie je však okamžite sa spoľahnúť na 5 kV. Potom to všetko pripevníme na vhodný kondenzátor. Ak je jeho kapacita príliš veľká, môžete trochu experimentovať s diódovými mostíkmi. Potom vytvoríte takzvané iskrisko, kvôli efektu ktorého sa vytvorí celá Tesla cievka.
Uľahčite si to: vezmite pár drôtov a potom ich otočte elektrickou páskou tak, aby holé konce vyzerali jedným smerom. Veľmi opatrne upravíme medzeru medzi nimi tak, aby bol prieraz pri napätí o niečo vyššom ako je napätie zdroja. Nebojte sa, pretože prúd je striedavý, špičkové napätie bude vždy o niečo vyššie, ako je uvedené. Potom môže byť celá konštrukcia pripojená k primárnemu vinutiu.
V tomto prípade môžete na výrobu sekundáru navinúť iba 150-200 otáčokakýkoľvek kartónový obal. Ak urobíte všetko správne, získate dobrý výtok, ako aj jeho znateľné vetvenie. Je veľmi dôležité uzemniť výstup z druhej cievky.
Takto dopadla najjednoduchšia Tesla cievka. Každý, kto má aspoň minimálne znalosti v elektrike, to dokáže vyrobiť vlastnými rukami.
Navrhovanie „serióznejšieho“zariadenia
To všetko je dobré, ale ako funguje transformátor, ktorý sa nehanbí ukázať ani na nejakej výstave? Je celkom možné vyrobiť výkonnejšie zariadenie, ale bude to vyžadovať oveľa viac práce. Najprv vás varujeme, že na vykonávanie takýchto experimentov musíte mať veľmi spoľahlivé vedenie, inak sa nedá vyhnúť problémom! Čo teda treba brať do úvahy? Tesla cievky, ako sme povedali, potrebujú skutočne vysoké napätie.
Musí to byť aspoň 6 kV, inak neuvidíte krásne výboje a nastavenia sa budú neustále vychýliť. Zapaľovacia sviečka by mala byť navyše vyrobená len z pevných kusov medi a v záujme vlastnej bezpečnosti by mala byť upevnená čo najpevnejšie v jednej polohe. Výkon celej "domácnosti" by mal byť aspoň 60 wattov, ale je lepšie vziať 100 alebo viac. Ak je táto hodnota nižšia, určite nezískate skutočne veľkolepú Tesla cievku.
Veľmi dôležité! Kondenzátor aj primárne vinutie musia nakoniec vytvoriť špecifický oscilačný obvod, ktorý sa dostane do stavu rezonancie so sekundárnym vinutím.
Uvedomte si, že vinutie môže rezonovaťv niekoľkých rôznych rozsahoch naraz. Experimenty ukázali, že frekvencia je 200, 400, 800 alebo 1200 kHz. Spravidla to všetko závisí od stavu a umiestnenia primárneho vinutia. Ak nemáte frekvenčný generátor, budete musieť experimentovať s kapacitou kondenzátora, ako aj zmeniť počet závitov na vinutí.
Ešte raz vám pripomíname, že diskutujeme o bifilárnej Teslovej cievke (s dvomi cievkami). Otázku navíjania by ste teda mali brať vážne, pretože inak z toho nápadu nevyjde nič rozumné.
Niekoľko informácií o kondenzátoroch
Je lepšie zobrať samotný kondenzátor s nie príliš veľkou kapacitou (aby mal čas na nabitie včas) alebo použiť diódový mostík určený na usmernenie striedavého prúdu. Hneď si všimneme, že použitie mostíka je opodstatnenejšie, pretože je možné použiť kondenzátory takmer akejkoľvek kapacity, ale na vybitie konštrukcie budete musieť použiť špeciálny odpor. Prúd z neho bije veľmi (!) silno.
Všimnite si, že Teslovu cievku na tranzistore neberieme do úvahy. Tranzistory s požadovanými vlastnosťami totiž jednoducho nenájdete.
Dôležité
Vo všeobecnosti ešte raz pripomíname: pred montážou Tesla cievky skontrolujte stav všetkých rozvodov v dome alebo byte, postarajte sa o dostupnosť kvalitného uzemnenia! Môže sa to zdať ako nudné napomenutie, ale s takým napätím si netreba zahrávať!
Je nevyhnutné, aby ste vinutia veľmi spoľahlivo izolovali od seba, inak prerazítezaručené. Na sekundárnom vinutí je žiaduce vytvoriť izoláciu medzi vrstvami závitov, pretože akékoľvek viac či menej hlboké škrabance na drôte budú ozdobené malou, ale mimoriadne nebezpečnou výbojovou korónou. Teraz sa pustite do práce!
Začíname
Ako vidíte, na montáž nebudete potrebovať toľko prvkov. Musíte si len zapamätať, že aby zariadenie fungovalo správne, musíte ho nielen správne zostaviť, ale aj správne nakonfigurovať! Najprv však prvé veci.
Transformátory (MOT) možno demontovať z akejkoľvek starej mikrovlnnej rúry. Toto je takmer štandardný výkonový transformátor, ale má jeden dôležitý rozdiel: jeho jadro takmer vždy funguje v režime nasýtenia. Veľmi kompaktné a jednoduché zariadenie teda môže dodávať až 1,5 kV. Bohužiaľ, majú aj špecifické nevýhody.
Hodnota prúdu naprázdno je teda približne tri až štyri ampéry a zahrievanie aj pri nečinnosti je veľmi veľké. V priemernej mikrovlnnej rúre MOT produkuje približne 2-2,3 kV a prúdová sila je približne 500-850 mA.
Charakteristika STK
Pozor! Pri týchto transformátoroch primárne vinutie začína v spodnej časti, zatiaľ čo sekundárne vinutie je umiestnené v hornej časti. Tento dizajn poskytuje lepšiu izoláciu pre všetky vinutia. Spravidla je na "sekundárnom" vinutí vlákna z magnetrónu (približne 3,6 V). Medzi dvoma vrstvami kovu si pozorný majster môže všimnúť pár akýchsi kovových prepojok. Sú to magnetické skraty. Prečo potrebujú?
Faktom je, že uzatvárajú do seba určitú časť magnetického poľa, ktoré vytvára primárne vinutie. Toto sa robí na stabilizáciu poľa a samotného prúdu na druhom vinutí. Ak tam nie sú, potom pri najmenšom skrate prejde celá záťaž na „primárny“a jeho odpor je veľmi malý. Tieto malé časti teda chránia transformátor a vás, pretože zabraňujú mnohým nepríjemným následkom. Napodiv, je stále lepšie ich odstrániť? Prečo?
Pamätajte, že v mikrovlnnej rúre sa problém prehrievania tohto dôležitého zariadenia rieši inštaláciou výkonných ventilátorov. Ak máte transformátor, ktorý nemá bočníky, jeho výkon a odvod tepla sú oveľa vyššie. U všetkých dovážaných mikrovlnných rúr sú najčastejšie dôkladne vyplnené epoxidovou živicou. Prečo by teda mali byť odstránené? Faktom je, že v tomto prípade sa výrazne zníži "odber" prúdu pri zaťažení, čo je pre naše účely veľmi dôležité. A čo prehrievanie? Odporúčame vložiť ILO do transformátorového oleja.
Mimochodom, plochá Teslova cievka sa vo všeobecnosti zaobíde bez feromagnetického jadra a transformátora, ale potrebuje ešte vyššie napätie. Z tohto dôvodu sa rozhodne neodporúča zažiť niečo také doma.
Ešte raz o bezpečnosti
Malý dodatok: napätie na sekundárnom vinutí je také, že zásah elektrickým prúdom počas jeho poruchy povedie k zaručenej smrti. Pamätajte, že obvod Teslovej cievky predpokladá silu prúdu 500-850 A. Maximálna hodnota tejto hodnoty, ktorá ešte ponecháva šancu naprežitie sa rovná… 10 A. Preto pri práci nezabúdajte na tie najjednoduchšie opatrenia!
Kde a za koľko kúpiť komponenty?
Bohužiaľ, máme zlé správy: po prvé, slušná ILO stojí najmenej dvetisíc rubľov. Po druhé, je takmer nemožné nájsť ho na regáloch ani v špecializovaných predajniach. Existuje len nádej na kolaps a "blšie trhy", ktoré budú musieť veľa behať pri hľadaní toho, čo hľadáte.
Ak je to možné, určite použite MOT zo starej sovietskej mikrovlnnej rúry Elektronika. Nie je tak kompaktný ako dovážané náprotivky, ale funguje aj v režime bežného transformátora. Jeho priemyselné označenie je TV-11-3-220-50. Má výkon približne 1,5 kW, na výstupe produkuje asi 2200 voltov a sila prúdu je 800 mA. Parametre sú skrátka aj na našu dobu veľmi slušné. Navyše má prídavné 12V vinutie, ideálne ako zdroj energie pre ventilátor, ktorý bude chladiť Tesla iskru.
Čo ešte mám použiť?
Vysokokvalitné vysokonapäťové keramické kondenzátory série K15U1, K15U2, TGK, KTK, K15-11, K15-14. Nájsť ich je ťažké, preto je lepšie mať za dobrých priateľov profesionálnych elektrikárov. A čo hornopriepustný filter? Budete potrebovať dve cievky, ktoré dokážu spoľahlivo odfiltrovať vysoké frekvencie. Každý z nich musí mať aspoň 140 závitov vysokokvalitného medeného drôtu (lakovaného).
Niektoré informácie o zapaľovacej sviečke
Iskvikurčené na vybudenie kmitov v obvode. Ak nie je v obvode, výkon pôjde, ale rezonancia nie. Navyše, napájací zdroj začne "dierovať" cez primárne vinutie, čo takmer zaručene povedie ku skratu! Ak zapaľovacia sviečka nie je zatvorená, nie je možné nabíjať vysokonapäťové kondenzátory. Hneď ako sa zatvorí, začnú v obvode oscilácie. Aby sa predišlo niektorým problémom, používajú plyn. Keď sa iskra uzavrie, tlmivka zabráni úniku prúdu z napájacieho zdroja a až potom, keď je obvod otvorený, začne zrýchlené nabíjanie kondenzátorov.
Funkcia zariadenia
Nakoniec si povieme ešte pár slov o samotnom Teslovom transformátore: pre primárne vinutie je nepravdepodobné, že by ste našli medený drôt požadovaného priemeru, takže je jednoduchšie použiť medené rúrky od chladiace zariadenia. Počet otočení je od siedmich do deviatich. Na "sekundárnom" musíte navinúť najmenej 400 (až 800) otáčok. Nie je možné určiť presné množstvo, takže bude potrebné vykonať experimenty. Jeden výstup je pripojený k TOR (žiarič blesku) a druhý je veľmi (!) spoľahlivo uzemnený.
Z čoho vyrobiť žiarič? Na to použite bežnú ventilačnú vlnu. Predtým, ako si vyrobíte Tesla cievku, ktorej fotografia je tu, určite premýšľajte o tom, ako ju navrhnúť originálnejšie. Nižšie je niekoľko tipov.
Finalizuje sa…
Bohužiaľ, ale toto veľkolepé zariadenie dodnes nemá praktické využitie. niekto ukazujeexperimenty v ústavoch, niekto na tom zarába, aranžovaním parkov „zázrakov elektriny“. V Amerike jeden veľmi úžasný priateľ pred pár rokmi kompletne postavil Teslovu cievku … vianočný stromček!
Aby bola krajšia, nanášal na žiarič bleskov rôzne látky. Majte na pamäti: kyselina boritá robí strom zeleným, mangán robí strom modrým a lítium robí ho karmínovým. Doteraz sa vedú spory o skutočnom účele vynálezu geniálneho vedca, no dnes je to obyčajná atrakcia.
Tu je návod, ako vyrobiť Teslovu cievku.
