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

Реформа армии Реформа армии

Петр I провел радикальную реформу армии по европейскому образцу

Дилетант
Куда можно выехать из России без загранпаспорта? Куда можно выехать из России без загранпаспорта?

Путешествия из России без загранпаспорта

GQ
Глотай жвачку, ходи без шапки: детские страшилки, которые оказались враньем Глотай жвачку, ходи без шапки: детские страшилки, которые оказались враньем

Мамы и бабушки с детства просят нас перестать что-то делать

Cosmopolitan
Опасно для здоровья: 3 серьезные причины перестать ходить в туалет с телефоном Опасно для здоровья: 3 серьезные причины перестать ходить в туалет с телефоном

Врачи уверены, что лучше отказаться от привычки ходить в туалет с телефоном

Cosmopolitan
10 самых плохих фильмов мира 10 самых плохих фильмов мира

Антитоп-10, или в переводе на русский — Дно-10: самые худшие фильмы на свете

Maxim
Facebook показал революционный интерфейс для виртуальной реальности Facebook показал революционный интерфейс для виртуальной реальности

Facebook Reality Labs сделали интерфейс для VR, основанный на электромиографии

Популярная механика
Право на восхождение Право на восхождение

Рождаемся мы личностью или становимся?

Psychologies
Пьер Лутрель. Смерть — это красиво Пьер Лутрель. Смерть — это красиво

Как жил, убивал и был убит один из самых ярких и жестоких авантюристов Франции

4x4 Club
Не WhatsApp’ом единым: почему в мире столько мессенджеров и кто их использует Не WhatsApp’ом единым: почему в мире столько мессенджеров и кто их использует

Зачем нужно так много мессенджеров

Популярная механика
Яркий цвет, супердлина и блестки: маникюр российских звезд крупным планом Яркий цвет, супердлина и блестки: маникюр российских звезд крупным планом

Наши звезды всегда отличались оригинальным вкусом и чувством стиля

Cosmopolitan
«Мужчины учат меня жить»: как весь мир заговорил о менсплейнинге «Мужчины учат меня жить»: как весь мир заговорил о менсплейнинге

Отрывок из сборника эссе феминистки Ребекки Солнит «Мужчины учат меня жить»

Forbes
Эмоциональные качели: как обрести спокойствие Эмоциональные качели: как обрести спокойствие

Все мы испытываем эмоции, и это абсолютно нормально

Лиза
Максим Матвеев: «Лучше сейчас рискнуть, чем потом жалеть» Максим Матвеев: «Лучше сейчас рискнуть, чем потом жалеть»

Максим Матвеев — о безрассудстве, сыновьях и ворованном дорожном знаке

Cosmopolitan
Facebook, ответьте: Почему Instagram на Android до сих пор сильно сжимает качество фото Facebook, ответьте: Почему Instagram на Android до сих пор сильно сжимает качество фото

Почему Instagram не решил проблему низкого качества публикуемых фото на Android

Популярная механика
Правила жизни Михаила Горбачева Правила жизни Михаила Горбачева

Правила жизни бывшего президента СССР

Esquire
«Набат разума раздается по всему миру»: как Олимпия де Гуж стала прабабушкой феминизма «Набат разума раздается по всему миру»: как Олимпия де Гуж стала прабабушкой феминизма

Олимпия де Гуж стремилась доказать, что женщины ничем не хуже мужчин

Forbes
Звездные падчерицы: Алферова, Ардова и другие артистки, которых воспитали отчимы Звездные падчерицы: Алферова, Ардова и другие артистки, которых воспитали отчимы

Актрисы рассказали о том, как их воспитывали отчимы

Cosmopolitan
Каршеринг заблокировал мою машину. Что делать? Каршеринг заблокировал мою машину. Что делать?

Куда звонить и от кого ждать помощи, если каршеринг перекрыл дорогу

РБК
Слушать подано: 7 лучших исторических аудиокниг про войну Слушать подано: 7 лучших исторических аудиокниг про войну

Аудиокниги про войну, рассказанные от первого лица

Популярная механика
10 прекрасно сохранившихся останков вымерших животных 10 прекрасно сохранившихся останков вымерших животных

Сохранившиеся останки древних животных, вызвавшие настоящий фурор

Популярная механика
Москвичи в Ташкенте: почему мы переехали в Узбекистан и чем он нас удивил Москвичи в Ташкенте: почему мы переехали в Узбекистан и чем он нас удивил

Что общего у Москвы и Ташкента, а в чем они различаются кардинально?

Psychologies
Электрическое поле помогает алмазам расти Электрическое поле помогает алмазам расти

С 1950-х годов алмазы получают искусственно

Наука и жизнь
Людмила Петрановская: Дети развиваются, даже если нам кажется, что это не так Людмила Петрановская: Дети развиваются, даже если нам кажется, что это не так

Людмила Петрановская о современных правилах воспитания

СНОБ
«Жизнь и удивительные приключения астронома Субботиной» «Жизнь и удивительные приключения астронома Субботиной»

Отрывок из книги, посвященный работе над книгой «История кометы Галлея»

N+1
Пляшущие человечки Пляшущие человечки

Как танцевальные движения придают тебе ловкости и укрепляют организм?

Playboy
Распятие на кресте, секретный остров в стиле «Пилы» и еще десять безумных наказаний за жульничество в видеоиграх Распятие на кресте, секретный остров в стиле «Пилы» и еще десять безумных наказаний за жульничество в видеоиграх

Наказания для читеров: от крайне жестоких до забавных и милых

Популярная механика
Доставай блендер! Фильмы, которые вдохновляют на готовку Доставай блендер! Фильмы, которые вдохновляют на готовку

Кулинарное вдохновение и правда существует! Не верите? Смотрите сами!

Cosmopolitan
Частоту атомных часов сравнили с рекордной точностью Частоту атомных часов сравнили с рекордной точностью

Это помогло ограничить существование легкой темной материи

N+1
Илья Найшуллер: «В Америке все без иронии» Илья Найшуллер: «В Америке все без иронии»

Илья Найшуллер — об опыте работы в Америке и харассменте

Maxim
Правильно ли вы ухаживаете за волосами? Правильно ли вы ухаживаете за волосами?

Вы недавно переболели и вдруг заметили, что волосы стали выпадать?

Худеем правильно
Открыть в приложении