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

Домашняя магия: ритуалы, которые сделают тебя счастливее Домашняя магия: ритуалы, которые сделают тебя счастливее

Но что делать, если счастье в твоей жизни недостижимо?

VOICE
«Сердцеедкам» 20 лет: обсуждаем любимый фильм с его сценаристом «Сердцеедкам» 20 лет: обсуждаем любимый фильм с его сценаристом

Почему мы сопереживаем женщинам из «Сердцеедок» и как изменилась повестка?

Cosmopolitan
Почему весной так хочется любви? Почему весной так хочется любви?

Почему после долгой зимы мы мечтаем о большой любви?

Psychologies
Брить или не брить. Интимная депиляция и новая мужественность Брить или не брить. Интимная депиляция и новая мужественность

О причудливых поворотах моды и влиянии маркетинга на социальные движения

СНОБ
Ботва экстрасенсов. Раз и навсегда разоблачаем телепатов, медиумов и прочих шарлатанов Ботва экстрасенсов. Раз и навсегда разоблачаем телепатов, медиумов и прочих шарлатанов

Разоблачение шарлатанов, которые выдают себя за экстрасенсов!

Maxim
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
Спаржа Спаржа

Готовьтесь, в апреле начинается сезон спаржи

Здоровье
Что вам нужно знать о Вилли Чаваррии – новом главном дизайнере мужской линии Calvin Klein Что вам нужно знать о Вилли Чаваррии – новом главном дизайнере мужской линии Calvin Klein

Вилли Чаваррия — король объемных силуэтов, борец с гомофобией и расизмом

GQ
8 мифов о радужном материнстве, или О чем не рассказывают будущим мамам 8 мифов о радужном материнстве, или О чем не рассказывают будущим мамам

Мифы о материнстве, которые не отражают реальность

9 месяцев
125 лет психоанализу: Как Зигмунд Фрейд изменил психотерапию 125 лет психоанализу: Как Зигмунд Фрейд изменил психотерапию

Главные открытия Фрейда, навсегда изменившие психологию

Популярная механика
Почему все раздражает: выявляем причину «бесячего» настроения и учимся не быть злыми как собака Почему все раздражает: выявляем причину «бесячего» настроения и учимся не быть злыми как собака

Что вызывает чувство раздражительности, и как перестать злиться

Playboy
Интервью с IOWA и премьера клипа Интервью с IOWA и премьера клипа

IOWA о том, почему российская музыкальная сцена прониклась большой поэзией

СНОБ
Бум цифрового искусства: как селебрити и художники стали зарабатывать миллионы на продаже своих гифок Бум цифрового искусства: как селебрити и художники стали зарабатывать миллионы на продаже своих гифок

Как благодаря художникам в четыре раза вырос рынок NFT

Forbes
Вместе до гробовой доски: история любви Майи Плисецкой и Родиона Щедрина Вместе до гробовой доски: история любви Майи Плисецкой и Родиона Щедрина

Долгая и красивая история любви Майи Плисецкой и Родиона Щедрина

Cosmopolitan
В отцы годятся В отцы годятся

Известные мужчины о том, как им удается находить общий язык со своими детьми

GQ
Поющие бывшие и Мэрилин Монро: сериалы, которые  точно поднимут тебе настроение Поющие бывшие и Мэрилин Монро: сериалы, которые  точно поднимут тебе настроение

Если ты любишь «Ла-ла Лэнд», то тебе наверняка понравятся музыкальные сериалы

Cosmopolitan
Как перенести Windows 10 на новый диск: HDD или SSD Как перенести Windows 10 на новый диск: HDD или SSD

Как скопировать системный раздел Windows 10 на новый накопитель

CHIP
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
«Равный доступ к счастью возможен»: чем занимаются эксперты по устойчивому развитию в больших компаниях «Равный доступ к счастью возможен»: чем занимаются эксперты по устойчивому развитию в больших компаниях

Ольга Лучина — о том, с чего начать изменение корпоративной культуры

Forbes
Уверенность и сила Уверенность и сила

Мэй Маск поделилась своим мнением о том, как воспитать детей успешными людьми

OK!
9 лучших мобильных приложений для женщин 9 лучших мобильных приложений для женщин

Собрали полезные и универсальные приложения, которые пригодятся каждой девушке

CHIP
Ученые разработали вещество, позволяющее создавать намного более энергоемкие и долговечные батареи Ученые разработали вещество, позволяющее создавать намного более энергоемкие и долговечные батареи

Близка к воплощению мечта физиком об аккумуляторах с цельнометаллическим анодом

Популярная механика
Мамы нарасхват: пять российских многодетных звезд, родивших от разных мужчин Мамы нарасхват: пять российских многодетных звезд, родивших от разных мужчин

Эти знаменитые красотки успешно совмещают карьеру и воспитание детей

Cosmopolitan
Зачем смотреть «Землю кочевников» Хлои Чжао — фильм об американском мифе Зачем смотреть «Землю кочевников» Хлои Чжао — фильм об американском мифе

«Земля кочевников» Хлои Чжао — лучший фильм любого года

РБК
«Что такое не везет…»: 10 провалившихся покушений на Гитлера «Что такое не везет…»: 10 провалившихся покушений на Гитлера

За время правления Гитлера на него были совершены десятки покушений

Maxim
Фотошоп не понадобится! Как добиться «голливудской» кожи за одну процедуру Фотошоп не понадобится! Как добиться «голливудской» кожи за одну процедуру

Что такое лазерная шлифовка кожи и стоит ли она своих денег?

Cosmopolitan
10 классных комедий, чтобы расслабиться и посмеяться 10 классных комедий, чтобы расслабиться и посмеяться

10 прекрасных комедий для расслабленного вечера

Cosmopolitan
«Правда всегда где-то между двумя неправдами»: как картины Эдварда Мунка воплотили в себе дух времени «Правда всегда где-то между двумя неправдами»: как картины Эдварда Мунка воплотили в себе дух времени

Как художник Эдвард Мунк увлекает за собой зрителя

Forbes
О чем говорит ваш сон? 5 способов найти ответ О чем говорит ваш сон? 5 способов найти ответ

Как разгадать загадки своих снов?

Psychologies
Холод космоса не так уж далёк, как кажется Холод космоса не так уж далёк, как кажется

Есть ли разница между инеем в разное время года?

Наука и жизнь
Открыть в приложении