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

Главные китайские автоновинки разбили в краш-тестах. Их продают в России Главные китайские автоновинки разбили в краш-тестах. Их продают в России

Кто оказался самым надежным из новых китайских автомобилей?

РБК
История «интернет-королевы» Мэри Микер: инвестор, которая предсказывает будущее Кремниевой долины История «интернет-королевы» Мэри Микер: инвестор, которая предсказывает будущее Кремниевой долины

Мэри Микер предсказала бум доткомов и пережила их крах

VC.RU
Мать их не искала: как сложилась судьба детей скопинского маньяка Виктора Мохова Мать их не искала: как сложилась судьба детей скопинского маньяка Виктора Мохова

Как же сложилась судьба сыновей рязанского маньяка?

Cosmopolitan
Фастфуд и долгий сон: 5 привычек, которые доведут тебя до слепоты Фастфуд и долгий сон: 5 привычек, которые доведут тебя до слепоты

Признайся, не хотелось бы проснуться в день и обнаружить, что зрение ухудшилось

Cosmopolitan
100 лет подавлению Кронштадтского мятежа. Как против большевиков впервые выступили те, кто привел их к власти, — матросы 100 лет подавлению Кронштадтского мятежа. Как против большевиков впервые выступили те, кто привел их к власти, — матросы

Мятеж моряков Кронштадта — первое вооруженное восстание против большевиков

Esquire
Автомобили постсоветского пространства: Армения, Киргизия и так далее Автомобили постсоветского пространства: Армения, Киргизия и так далее

Автомобили бывших стран СССР: о специфике автопрома Армении и Киргизии

Популярная механика
Ценный сотрудник Ценный сотрудник

Важно научиться четко понимать свою реальную ценность на рынке труда

Cosmopolitan
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
Продукты, которые не едят диетологи Продукты, которые не едят диетологи

Что не едят специалисты по здоровому питанию и почему?

Cosmopolitan
«Зависимость» Тове Дитлевсен: исповедальная история молодой женщины об искушении успехом, борьбе с зависимостью и верности своему призванию «Зависимость» Тове Дитлевсен: исповедальная история молодой женщины об искушении успехом, борьбе с зависимостью и верности своему призванию

Первая глава из романа Тове Дитлевсен «Зависимость»

Esquire
Продал две квартиры и борется с гигантами: с чем AppMagic Макса Саморукова идёт на рынок аналитики приложений Продал две квартиры и борется с гигантами: с чем AppMagic Макса Саморукова идёт на рынок аналитики приложений

Интервью с создателем AppMagic — зачем рынку альтернатива App Annie

VC.RU
Жажда правды Жажда правды

Журналистское расследование, открывшее миру голодомор

Дилетант
От ресторанной певицы до модной дивы: эволюция стиля Любови Успенской От ресторанной певицы до модной дивы: эволюция стиля Любови Успенской

Как менялся стиль королевы шансона Любови Успенской

Cosmopolitan
5 самых известных случаев массового исчезновения людей 5 самых известных случаев массового исчезновения людей

Научное объяснение знаменитых историй про «похищение пришельцами»

Maxim
Камера, снимающая 580 000 000 000 кадров в секунду Камера, снимающая 580 000 000 000 кадров в секунду

Три знаменитые камеры для высокоскоростной съемки — это нечто фантастическое!

Популярная механика
Zнак беZграничность. О новом альбоме «Бордерлайн» Zнак беZграничность. О новом альбоме «Бордерлайн»

Земфира вернулась после восьмилетнего молчания

СНОБ
Астральное дело Астральное дело

4 самые фантасмагорические народные теории о Юрии Гагарине

Esquire
Почему кефирная диета не так хороша, как кажется Почему кефирная диета не так хороша, как кажется

Почему многие предпочитают кефирную диету и можно ли придерживаться ее?

РБК
Пришел на работу и 10 раз ударил ножом: как в России мужья мстят бывшим женам Пришел на работу и 10 раз ударил ножом: как в России мужья мстят бывшим женам

Две трети убитых женщин в 2018 году были жертвами домашнего насилия

Cosmopolitan
Группа “Винтаж” Группа “Винтаж”

В своем доме Алла Шумейко собрала уникальный ретросостав из винтажной мебели

AD
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
«Дети и подростки гораздо лучше взрослых»: РАМТ исполняется 100 лет «Дети и подростки гораздо лучше взрослых»: РАМТ исполняется 100 лет

Как быть молодым и актуальным, рассказывают худрук и директор РАМТ

Forbes
Золотые руки: как Наталия Опалева построила добытчика золота GV Gold и привела его к IPO Золотые руки: как Наталия Опалева построила добытчика золота GV Gold и привела его к IPO

Как Наталия Опалева прошла путь от финансиста до богатейшей женщины России?

Forbes
Пиксельные котики: 8 лучших кошачьих персонажей из видеоигр Пиксельные котики: 8 лучших кошачьих персонажей из видеоигр

Коты в играх — это тайный клан. Их трудно обнаружить, но мы это сделали

Maxim
Полицейская академия художеств Полицейская академия художеств

«Майор Гром: Чумной доктор» — первая и удачная экранизация российского комикса

Weekend
Замена единственного нуклеотида помогла арктическим сапсанам увеличить дальность миграций Замена единственного нуклеотида помогла арктическим сапсанам увеличить дальность миграций

Особый вариант гена ADCY8 улучшил долговременную память сапсанов

N+1
Volkswagen Tiguan 2021. Улучшенная версия себя Volkswagen Tiguan 2021. Улучшенная версия себя

Почему Volkswagen Tiguan 2021 не такой уж впечатляющий

4x4 Club
Нейронные герои Нейронные герои

Валерий Шарипов рассказал «Популярной механике» о своих синтетических героях

Популярная механика
Винная карта Винная карта

Пора проехаться по лучшим российским винодельням

GQ
6 секретов правильной похвалы 6 секретов правильной похвалы

Как хвалить детей правильно и мотивировать на дальнейшие достижения

Psychologies
Открыть в приложении