Изобретения теслы чертежи схемы
Обновлено: 05.07.2024
Никола Тесла в своё время был очень противоречивой личностью: некоторые утверждали, что он шарлатан и обманщик, другие считали его гением. Но, бесспорно, он подарил миру огромное количество полезных вещей: механизмы, которыми управляют дистанционно, трансформаторы, рентгеновские лучи и другое. Самые значимые открытия Теслы кратко рассмотрим в этой статье.
Переменный ток
В 1888 году Никола Тесла запатентовал систему переменного тока. Система состояла из трансформатора, генератора, счетчиков, двигателя индукционного и линий передач. Она работала по принципу многофазности, и это было главной особенностью. Промышленный магнат Джордж Вестингауз за 1 миллион долларов выкупил патент на изобретение Теслы. Также он пообещал платить по одному доллару за каждую лошадиную силу генераторов, находящихся на территории США и работающих по системе Теслы. После этого генераторы на переменном токе начали производиться в больших количествах и обретали всё большую популярность. Сейчас уже невозможно представить жизнь без них.
Рентгеновские лучи
В список великих открытий ученого Теслы входит рентгеновское излучение. В 1887 он проводил эксперименты с электричеством и обнаружил лучи, невидимые для невооруженного глаза, которые оставляли следы на металле. Эти лучи могли проходить через некоторые предметы и обнаруживать другие. Это величайшее открытие Никола Тесла не запатентовал, но в 1895 году Вильгельм Рентген тоже обнаружил эту особенность и создал рентгеновский аппарат.
Катушка Теслы
Это изобретение представляло собой трансформатор, который мог создавать молнии вокруг себя. Устройство работало по принципу резонатора. Катушки задумывались Теслой для передачи энергии без использования проводов.
Дистанционное управление
Это ещё одно открытие, которое сделал Тесла первым, но часто эту заслугу отдают русскому физику Попову или Гульельмо Маркони. Ещё в 1898 году Тесла демонстрировал радиоуправляемую лодку на электротехнической выставке. Лодка находилась на поверхности озера, а Тесла – на берегу, и пультом он передавал сигнал лодке.
Беспроводная передача энергии
В 1901 году Тесла придумал идею башен, которые не соединены проводами, но могут передавать между собой информацию. Эта идея напоминает современный Интернет. В 1903 году Тесла, создав предварительно башни, начал свой эксперимент: он создавал разряды, от которых небо освещалось светом, свечение заполняло атмосферу. Но эти эксперименты не были закончены, спонсор Теслы прекратил финансирование. После этого он решил продолжать работу сам.
Есть теория, что Тунгусский метеорит, который упал в 1908 году и оставил в месте своего падения выжженную землю, был экспериментом Теслы. Во время падения его башня была работоспособна, поэтому есть версия, что это был не метеорит, а шаровая молния. Это утверждение не лишено смысла: Тесла мог создавать разряды, а на месте падения метеорита не было обнаружено никаких внеземных частиц.
Машина землетрясений
Изобретение Теслы под названием осциллятор колебаний могло создавать колебания, которые можно было настроить на частоту вибрации любого предмета. Под этим предметом начинались подземные толчки. Таким образом Тесла чуть не уничтожил свою лабораторию. Из-за опасности этого изобретения оно было уничтожено самим ученым.
Луч смерти
Невидимые корабли
Тесла принимал участие в секретном проекте, который был нацелен на создание системы защиты кораблей от обнаружения радарами. Он предполагал сделать это с помощью катушек, которые генерировали электромагнитные экраны. Тесла занимался разработкой оружия, но он был противником войн. Он считал, что войны будут идти, пока у одного государства есть преимущество над другим. Таким образом, Тесла старался уравнять силы разных государств и предотвратить будущие войны.
Этот эксперимент заключался в следующем: Тесла снял с автомобиля бензиновый двигатель, установил на его место электрический. Ещё он создал загадочную коробочку из проводов, ламп и резисторов и установил её внутри автомобиля. После этого сел в автомобиль и поехал. Каким образом работала такая система, неизвестно до сих пор. Увидев автомобиль, двигающийся без привычного бензинового двигателя, зрители назвали Теслу колдуном.
Причина успехов ученого
Тесла никогда не создавал чертежи и не использовал формулы, он делал всё в своей голове. Для него не было разницы, проведён эксперимент в реальности или в голове, результат всегда совпадал. Он говорил, что является проводником, который получает идеи, мысли от ядра Вселенной. Тесла хотел подарить людям идеи, которые смогут подтолкнуть на исследование мира, на новые открытия. Он трудился на благо всех людей. И делал это усердно, целеустремленно, не отвлекаясь на бесполезное.
Великие изобретения и открытия Николы Теслы опережали время. И, безусловно, сейчас они ценны. Этого ученого можно ставить в пример человека, который достигал цели и добивался успеха. Не отступайте от своей цели, верьте в себя, и тогда успех будет гарантирован! И обязательно тренируйте мозг и развивайте мышление с помощью тренажеров Викиум, чтобы идти к своим целям было легче.
Никола Тесла – гений, который опередил свою эпоху. Некоторые его изобретения не поддаются пониманию и логическому объяснению. Мы расскажем о самых удивительных устройствах и технических приспособлениях, созданных этим великим человеком.
Многие вещи, без которых мы не можем обойтись в жизни, кажутся нам совершенно естественными. Но тогда, на рубеже XIX-XX веков, эти изобретения стали настоящим прорывом в науке и технике.
Изобретения Теслы
Переменный ток
Различие взглядов на производство и распространение электричества положило начало конфронтации Теслы и Эдисона. Эдисон продвигал идею постоянного тока, который был дорог для передачи на серьезные расстояния. Тесла предлагал более дешевый альтернативный вариант. Тогда сторонникам Эдисона удалось склонить общественное мнение в свою пользу, убедив в опасности использования идей Теслы. Но именно исследования Теслы в области электричества сделали возможным бесперебойное электроснабжение современных домов.
Изобретение радио сопровождается чередой патентных скандалов. Хотя официально изобретателем радио считается Маркони, Тесла совершил прорыв и этой сфере задолго до него и даже запатентовал свое изобретение. Позже под давлением влиятельных покровителей Эдисона патент был отменен и вручен Маркони.
Катушка Теслы
Это изобретение стало результатом исследований, проводимых в Теслой в области электричества. Оно дало понимание генерации и распространения электрического тока, возможностях его использования. Катушка Теслы представляет собой комбинацию из двух катушек, между которыми генерировался электрический разряд. Это изобретение было новым этапом в работах Теслы по беспроводной передаче электричества.
Электрический двигатель
Изначально электрический двигатель разрабатывался Теслой для автомобилей. Популяризация этого изобретения смогла бы снизить зависимость от нефти. Но ряд объективных факторов помешал воплощению задуманного. В настоящее время мы можем наблюдать результат изобретения Теслы в электромобилях, электроинструментах, насосах, бытовой и промышленной электронике и других агрегатах, работающих с помощью электродвигателя.
Усиливающий передатчик
Это изобретение также стало продолжением идеи беспроводной передачи электричества. Ученый создал мощнейшую катушку Тесла, диаметр которой составлял 16 метров. Исследования Тесла проводил в лаборатории высоко в горах, а свое изобретение назвал усиливающим передатчиком.
Турбина Теслы
Изобретение турбины могло бы стать серьезной конкуренцией всем известному двигателю внутреннего сгорания. Но, к сожалению, это изобретение не нашло широкого распространения. Автомобилестроение было нацелено на поршневые двигатели, как и сейчас, и изобретение так и осталось невостребованным.
Трансформаторная подстанция
Инновационный проект Тесла по созданию гидроэлектростанции был поистине революционным для своего времени. С помощью построенной станции электричеством было обеспечено несколько городов США. Этот проект положил начало созданию современных электростанций.
Тесла создал концепцию робота, прообраз современных управляемых механизмов. Даже человека он воспринимал через призму внешних раздражителей, которые, как он считал, управляют поведением всех живых организмов.
Неоновый свет
Николу Тесла можно, по праву, назвать создателем неоновой рекламы. Он усовершенствовал технологию получения флуоресцентного и неонового света, проведя ряд экспериментов с электрическими частицами и газовой средой. Он первый использовал неоновое освещение в целях рекламы, сделав неоновую вывеску на одной из выставок.
Асинхронный двигатель
Никола Тесла вел работы по созданию асинхронного двигателя параллельно с Галилео Феррари. Феррари опередил Теслу буквально на пару месяцев, но результаты их работы были, практически, идентичны. В работе двигателя использовался переменный ток, подобный механизм был долговечным и относительно дешевым. В настоящее время асинхронный двигатель используется в бытовой технике и электроинструментах.
Беспроводные коммуникации
В основе идеи беспроводных коммуникаций лежала гипотеза Теслы о том, что вокруг нас все наполнено свободной энергией, которую можно беспроводным способом передавать на любые расстояния. Тесла построил башню, которая должна была служить передатчиком энергии, и провел ряд опытов, результаты которых были засекречены. Эксперимент был остановлен из-за недостаточного финансирования и препятствий мировых корпораций, которым было невыгодна бесплатная энергия.
В результате экспериментов Тесла создал прибор, с помощью которого создавались уникальные по силе вибрации. Тесла уничтожил свое изобретение, посчитав его слишком опасным для человечества. Он предполагал, что усовершенствовав резонатор, можно разрушать сложные конструкции и даже расколоть Землю.
Лучевое оружие
В последние годы жизни Никола Тесла работал над созданием лучевого оружия. В основе была все та же идея свободной энергии, которую он пронес через всю свою жизнь. Тесла считал, что энергию можно собирать и в виде лучевого пучка концентрировать на определенных объектах. Все разработки Тесла в этой сфере были засекречены.
Умер великий изобретатель в возрасте 86 лет в 1943 году. Большая часть дневников, записей и чертежей таинственным образом исчезла. Возможно, документы хранятся у спецслужб, а, может быть, Тесла сам уничтожил свои разработки, посчитав их слишком опасными для человечества.
Вам будет интересно:
· Гениальные изобретения Леонардо да Винчи – что придумал великий исследователь.
Тайны и загадки Николы Тесла
Выдающийся инженер-электротехник и изобретатель Никола Тесла (1856-1943) широко известен многочисленными техническими изобретениями.
В его честь названа единица измерения магнитной индукции в международной системе единиц СИ, американская компания по производству электромобилей, улицы в нескольких городах Хорватии. В его честь установлены памятники в США, Канаде, Хорватии, Сербии, Чехии и др.
Разработки Николы Теслы широко используются в 21 веке: это электрогенераторы, электродвигатели, радиоуправляемая робототехника, беспроводная передача энергии и многое другое. Изобретения великого инженера во многом опередили своё время.
С тех пор прошло 80 лет и я по-прежнему задаю себе этот же вопрос (прим. — Что же такое электричество?), но не в состоянии ответить на него.
Никола Тесла
Памятник Николе Тесле в Ниагара Фолс (Канада):
Однажды друзья из Филадельфии, гостившие у него, собирались возвращаться домой на поезде. Но Тесла ощутил странное желание любым способом их задержать. Поезд, на котором они должны были возвращаться, потерпел крушение.
Тесла был и в самом деле удивительный человек, феноменально удачливый инженер, изобретатель и ученый, который к тому же обходился без конспектов и чертежей. Они у него были, но - в голове. И на основании всех своих чисто умственных расчетов и построений он и проводил свои многочисленные эксперименты, исследования и опыты.
Тесла не оставил своей физической теории, но с помощью бесчисленных экспериментов создал базу для нового, резонансного понимания электромагнетизма. Он считал, что мир — это единая непрерывная электромагнитная среда, а материя — одно из проявлений организованных электромагнитных колебаний, описываемых математическим алгоритмом.
Он считал, что закон резонанса есть наиболее общий природный закон, устраняющий время и расстояние, и что все связи между явлениями устанавливаются исключительно путём разного рода простых и сложных резонансов — согласованных вибраций физических систем, чья основа по преимуществу электромагнитная.
Наконец, вместо интегралов Ньютона, дифференциалов Лейбница и теории поля Максвелла, Тесла в своих расчётах пользовался простой математикой древнегреческих механиков, Архимеда прежде всего, устанавливая таким образом аналогию между механикой и электромагнетизмом.
Невозможно пока до конца оценить значение такого способа мышления, которое недвусмысленно указывает на необходимость более полной физической интерпретации элементарных математических понятий.
С 1889 года Тесла приступил к исследованиям токов высокой частоты и высоких напряжений. Изобрёл первые образцы электромеханических генераторов ВЧ (в том числе индукторного типа) и высокочастотный трансформатор (трансформатор Теслы, 1891), создав тем самым предпосылки для развития новой отрасли электротехники — техники ВЧ.
В ходе исследований токов высокой частоты Тесла уделял внимание и вопросам безопасности. Экспериментируя на своём теле, он изучал влияние переменных токов различной частоты и силы на человеческий организм. Многие правила, впервые разработанные Теслой вошли в современные основы техники безопасности при работе с ВЧ токами.
Он обнаружил, что при частоте тока свыше 700 периодов в секунду болевое воздействие на нервные окончания прекращает восприниматься. Электротехнические аппараты, разработанные Теслой для медицинских исследований, получили широкое распространение в мире.
Эксперименты с высокочастотными токами большого напряжения (до 2 млн вольт) привели изобретателя к открытию способа очистки загрязнённых поверхностей. Аналогичное воздействие токов на кожу показало, что таким образом возможно удалять мелкую сыпь, очищать поры и убивать микробы. Данный метод используется в современной электротерапии.
Тесла предсказал возможность физиологического воздействия токов высокой частоты на живые организмы с целью лечения, появление электропечей, люминесцентных ламп и электронного микроскопа.
Это были совершенно стабильные структуры, сохранявшиеся минутами. Конечно, Тесла знал о явлении гораздо больше, чем современная наука. Ему была известна тайна синтеза холодной плазмы в свободном пространстве.
В 1917 году Тесла предложил устройство для обнаружения подводных лодок. Он доказывал: "Существует возможность определить местонахождение корабля или подводной лодки с помощью электромагнитных волн". Эта его идея не была принята всерьез. И лишь в 1930-е годы в мире стали создаваться первые радиолокаторы.
В 1989 Тесла объявил о своем изобретении – телеавтоматическая лодка управляемая дистанционно. Когда ему не поверили, Тесла доказал свои заявления на практике перед собравшейся толпой в парке Мэдисон Сквер Гарден, где и прошла презентация нового изобретения Теслы.
Он построил модель судна и показал, как можно управлять им на расстоянии. Посреди пруда, повинуясь приказам Теслы плавал маленький кораблик. Когда Тесла в шутку предложил зрителям пообщаться со своим изобретением, кто-то спросил: “Каков будет кубический корень из 64?”. Маячок на корабле мигнул четыре раза.
Тесла проник тем самым в область, в которую никто не проникал до него — в инженерию времени. Он также подчёркивал, что его электромагнитные волны отличаются от волн Герца, то есть длина транслируемой им волны равна магнитуде расстояния, на которое она транслируется, иначе говоря, расстоянию между посылающим и принимающим.
Кроме того, в опытах Теслы в резонансе находились не только круги осциллятора, аппарата, участвующего в переносе, но и вся система целиком тоже пребывала в резонансе с естественными электромагнитными волнами коридора, через который они проходили.
Это значило, что осциллятор, начинающий трансляцию, попросту отсекал эфир в пространстве между посылающим и целью и там создавал характерное поле стоячих волн. Таким образом, вначале образовывался волноноситель, не могущий сам по себе переносить энергию.
Затем Тесла включал низкочастотное поле и пропускал волны, представлявшие более низкие гармоники основного поля-носителя, причём в соотношении 1:4. Так ему удавалось передавать энергию на желаемое расстояние и осуществлять сильные непрерывные электромагнитные разряды в определённых зонах, создавая стену из ионоплазмы. Через такую энергетическую стену ничто не могло пробиться, не распавшись при этом на молекулы или атомы.
Широко известный среди ученых нашего времени Кирлиан-эффект был запатентован только лишь в 1949 году, хотя Тесла демонстрировал эффект удивительного свечения "ауры" предметов еще в конце XIX века! Считается, что российские исследователи супруги Кирлиан открыли окно в неведомый мир.
Ими были получены первые уникальные снимки мерцающих излучений живых и неживых объектов природы с использованием "токов высокой частоты". При этом проводились исследования свечения объектов в электромагнитном поле.
Но ещё в 1891-1900 годах демонстрационные опыты Николы Тесла наглядно показали возможность газоразрядной визуализации живых организмов. Тесла получал фотографии разрядов обычной фотосъёмкой. Фотоаппарат снимал в токах высокой частоты предметы и тела.
Но сложность использовавшейся тогда аппаратуры для получения электрографических снимков препятствовала широкому распространению метода. Интересно, что в качестве источника высоковольтного высокочастотного напряжения супругами Кирлиан был применен видоизменённый резонанс-трансформатор Тесла, работающий в импульсном режиме.
Тесла также утверждал, что разгадал загадку телепортации и работал над установкой-генератором для мгновенного перемещения объектов через эфир.
Есть подозрение, что Тесла создал машину времени, или что-то подобное.
Изобретения Теслы в области электричества, ультразвуковых колебаний, передачи радиосигнала и энергии на расстояния на десятилетия опередили развитие техники того времени.
XIX век был этакой эпохой дикого Запада в экспериментальной физике электромагнетизма. Роберт Ван де Грааф, лорд Кельвин, Никола Тесла и многие другие учёные, исследователи и инженеры открывали всё новые и новые явления, а затем масштабировали производящие их установки до колоссальных размеров. Некоторые из их творений функционируют до сих пор — например, шестиметровый гигантский генератор Ван де Граафа в Бостонском музее науки, а некоторые, как широко известная башня Уорденклифф, так никогда и не появились на свет.
С течением времени и развитием науки и техники внимание учёных переключилось на другие направления, но отдельные энтузиасты продолжали собирать, изучать и совершенствовать классические разработки в области высоких напряжений, электростатики, физики плазмы — кто-то вследствие неугасающей веры в теорию эфира и бесплатную энергию, кто-то из любопытства, или для решения узкоспециальных прикладных задач, кто-то просто потому что ему это доставляло.
Размер имеет значение
Короче говоря, в один момент группа инженеров-любителей, давно и прочно погрязших в коллективном тесластроении, решила, что играть в песочнице, делая небольшие комнатные (и даже среднеразмерные уличные) катушки, им уже скучно, и решила сделать что-то особенное. На тот момент у нас уже было (как нам казалось) достаточно опыта в разработке катушек Тесла различных топологий и имеющаяся математическая модель допускала масштабирование типовой конструкции в несколько раз. По факту, единственными явно заметными ограничениями были габариты доступного помещения, мощность розетки, и финансы (хотя, чего уж там, в итоге всё упирается в финансы). Прикинув бюджет, человекочасы и прочие скучные мелочи, было решено ограничиться габаритами установки примерно в три метра высоты, с расчётной мощностью около 30-40 кВт. Для разбирающихся в вопросе:
Технология, разумеется, была выбрана именно DRSSTC, поскольку при правильном подходе и отсутствии ошибок её стоимость (а также массогабариты) оказывается значительно ниже, чем у других вариантов (искровой разрядник или радиолампа) при тех же конечных параметрах. Ну и ещё, конечно же, на ней можно играть музыку.
Модульный принцип
При первичной проектировке достаточно крупной катушки Тесла проект можно разбить на несколько модулей (первичная обмотка, вторичная обмотка, тороид, корпус, силовой инвертор, драйвер, пульт управления, вспомогательная электрика и т. п.), каждый из которых придумывается и изготавливается в отдельности, после чего они собираются вместе, последовательно настраиваются и отлаживаются в процессе, и в итоге взрываются начинают испускать молнии. Обычно большинство трансформаторов Тесла собираются энтузиастами в одиночку от начала до конца, но у нас, во-первых, уже имелась более-менее слаженная команда с распределением функций (проект-менеджер, проектировщик, разработчик (он же тестировщик), и несколько человек на подхвате — монтажник, слесарь и так далее), а, во-вторых, сама по себе задача стояла довольно амбициозная, и хотелось сделать её без лишних расходов, но при этом более или менее качественно, насколько это возможно для прототипной и уникальной конструкции. Поэтому каждый мог заниматься своим делом, параллельно общаясь для синхронизации модулей между собой, а я, будучи этим самым проект-менеджером, могу рассказать про каждый из модулей по отдельности, а также показать, что получилось в итоге.
Подготовка и материалообработка
После обсуждения, осмысления и различного словоблудия по теме, общий концепт был утверждён коллективным решением и я изобразил примитивный эскиз в 3ds max. Эскиз был нужен для осознания масштабов задачи, понимания основных взаимных пропорций модулей, в качестве отправной точки для проектировки и для поднятия боевого духа команды. На основе эскиза проектировщик собрал проект в Creo Elements (тогда ещё Pro/Engineer), уже с соблюдением конкретных размеров, способов соединения деталей между собой и прочими нюансами. По результатам этого проекта были созданы чертежи: деталей корпуса, основания первичной обмотки, тороида, коробки для автоматики и электрики, а также блока конденсаторов первичного контура (MMC ).
В качестве конструкционных материалов мы использовали стеклотекстолит толщиной 18 мм, обработанный методом гидроабразивной резки (ввиду его высокой конструкционной и термической устойчивости, другие методы обработки оказались нерентабельны), толстую фанеру для корпуса и алюминиево-пластиковый композит для блока автоматики (для экранировки от создаваемого катушкой мощного фронта электромагнитных помех, пагубно влияющего на её же собственные управляющие схемы), а также поликарбонат в ряде мест. Фанеру и пластик обрабатывали на ЧПУ фрезере, имевшемся во владении соседа по заводику, где наш коллектив занимался всем этим непотребством. Creo Elements позволяет создавать сразу готовые управляющие программы для ЧПУ, что очень сильно помогло в процессе — мы просто, по факту, арендовали станок и делали на нём что надо когда надо.
Первичка и вторичка
Вторичную обмотку намотали на классическом каркасе — большой оранжевой канализационной трубе из ПВХ (серьёзно, это лучший из имеющихся вариантов для катушек Тесла любых габаритов по соотношению цены, доступности и соответствия задаче). Намотанный виток к витку эмалированный провод (диаметр 1.06 мм) в один слой, покрытый затем эпоксидной смолой, превратил трубу в огромного размера индуктор, с нетерпением ожидающий своей минуты славы — вторичку гигантской катушки Тесла. Итоговые габариты трубы получились 310х1800 мм.
Первичную обмотку — тоже классика — мы намотали медной трубкой для кондиционеров, диаметром 22 мм (7/8 дюйма). Витки аккуратно ложились в пазы, вырезанные в стеклотекстолите струёй воды с абразивом под давлением в тысячи атмосфер, и вот уже два модуля, первичка и вторичка — скелет любой катушки Тесла — соединились друг с другом. Проект понемногу обретал форму и цвет.
Тороид
С тороидом, необходимым элементом любой мощной катушки Тесла, однако, всё оказалось сложнее. Изначально предполагалось также последовать проверенной дорогой и использовать алюминиевую гофру для вентиляции. На практике же обнаружилось, что это чрезвычайно одноразовое решение — гофра мгновенно мнётся от любых неосторожных движений, и при планируемых габаритах её придётся заменять при каждой транспортировке устройства.
В общем, результат оказался очень необычным внешне, относительно простым в производстве, надёжным в эксплуатации и на удивление эффективным в сравнении с другими известными вариантами исполнения этой важной части катушки Тесла. Диаметр алюминиевой трубы — 50 мм, а общий размер всей получившейся штуки, напоминающей НЛО — около двух метров в диаметре. Круги-проставки для трубок вырезали из фанеры всё на том же ЧПУ-фрезере, а центральную раму я сварил из стального уголка.
На этом, в принципе, конструкционная часть была закончена.
Силовая часть
В придумывании актуального способа соединения этих деталей между собой есть масса хитрых эмпирических ноу-хау, призванных сократить риски и максимизировать надёжность подобных конструкций, но поля этой записи слишком узки, чтобы я мог рассказать про них, если вы понимаете о чём я. Не было никаких гарантий, что получившаяся штука не взорвётся при первой же попытке её включить, но на тот момент это казалось приемлемым риском.
Автоматика и электрика
Управляющая электрика не содержала в себе ничего особенно интересного. Нужно было обеспечить плавную зарядку электролитов (чтобы они не выбивали автоматы в щитке в момент включения установки) — с этим справились автоматический пускатель (по сути, большое силовое реле) и несколько силовых резисторов.
Диодный мост на 150 ампер выпрямлял сеть (кстати, вся конструкция создавалась, конечно же, под трёхфазное питание, с чем была связана масса разных интересных открытий — раньше мы не делали ничего под три фазы, тем более такой мощности), вентиляторы обдували диодный мост и заодно радиатор силовой части, а лампочки на передней панели изображали светофор, любезно сообщая, когда можно трогать части катушки руками, когда лучше не стоит, и когда желательно оказаться от неё на максимально возможном расстоянии, чтобы не словить разряд в макушку.
Драйвер
MIDI-пульт
Пульт управления (также известный как интерраптер) представлял собой простой MIDI синтезатор с несколькими примитивными настройками, принимавший на вход миди файлы (или данные с регуляторов-крутилок) и выдававший наружу через оптический кабель управляющий сигнал для драйвера. С ним, в принципе всё было просто и понятно, потому что мы решили не тратить время на разработку того, что можно купить, и просто так и поступили — купили готовый. Он, конечно же, оказался глючным полуфабрикатом, но зато сэкономил сотни человекочасов по исследованию миди-протокола, изготовление платы, отладку микроконтроллера и отлавливание неизбежных багов. Главное, что со своей задачей он на тот момент справлялся отлично. Пульт был приобретён у американского коллеги-тесластроителя, и на тот момент это был единственный продающийся пульт с поддержкой SD карты, то есть способный воспроизводить музыку без внешнего MIDI устройства или ноутбука. Это было критичным, поскольку имелись закономерные опасения, что помехи от работы такой большой катушки намертво подвесят всю электронику в некотором радиусе от неё, а подвисание какой-нибудь миди-клавиатуры, разработчики которой в страшном сне не могли предусмотреть подобный уровень паразитных сигналов, если этам клавиатура управляет той самой катушкой Тесла, которая наводит на неё помехи, чревато неконтролируемой положительной обратной связью и, как следствие… правильно, взрывами. Взрывов мы не хотели.
Конденсаторная батарея
В качестве резонансного конденсатора мы выбрали силовые плёночные конденсаторы одного из отечественных производителей, специально разрабатывавшиеся (если верить каталогу производителя) для импульсных режимов работы. Пять штук общей ёмкостью около 1.2 мкф, и максимальным напряжением 20 киловольт, соединённые медной шиной с латунными винтами. Латунного крепежа, кстати, на весь проект ушло значительное количество — из-за огромных токов в килоамперы, в сочетании с мощным магнитным полем от первичной обмотки, и стальной оцинкованный и нержавеющий крепёж моментально разогреваются докрасна, что может в итоге приводить к незапланированным спецэффектам (да-да, взрывам). Поэтому и в ошиновке конденсаторов, и вообще во всех силовых соединениях в первичном контуре пришлось использовать только медь и латунь. Первые же тесты показали наивность попыток поставить туда что-то ферромагнитное и/или недостаточно хорошо пропускающее электрический ток.
Первичная проверка
Следующим этапом была настройка драйвера. Для этого достаточно собрать в одно целое первичный контур (конденсаторную батарею, первичку и мост), подключить к транзисторам моста драйвер и плавно начать подавать напряжение, отслеживая на осциллографе формы сигналов в различных участках схемы. Если всё сделано правильно, то в первичном контуре возникает автогенерация на расчётной частоте (в нашем случае около 50 кГц). Вторичка при этом не нужна, и никаких разрядов не возникает, но собираемых данных достаточно, чтобы настроить предиктор, OCD и заметить ошибки в монтаже или выбранных параметрах деталей. Эта часть оказалась простой и лёгкой (кстати, в таком режиме первичная обмотка вполне может работать как индукционная плита для приготовления пищи — есть прецеденты жарки яичницы на сковороде, стоящей поверх первички), и мы отправились вместе с почти родившимся детищем в один большой и полузаброшенный цех заводика, чтобы проверить наконец наше творение in vivo.
Для чего же всё это было?
Ну а дальше было немного работы над ошибками, суматошные сборы, прибытие на Елагин остров, где традиционно проходит в Питере упомянутый GEEK PICNIC, ночные тесты перед днём фестиваля нашей катушки, уже с новым трубчатым тороидом и на полную катушку (простите за намеренную тавтологию). На следующий день были час X (в течение которого около пятнадцати минут мы прыгали всей толпой вокруг не желающего запускаться шедевра, пока не обнаружили косяк монтажа — трансформатор тока был подключен не в той фазировке), Вивальди, Имперский марш и Марио на молниях, снимающие это всё квадрокоптеры с камерами, полтысячи зрителей, взиравших на происходящее кто с восхищением, кто с удивлением, кто равнодушно-непонимающе, кто через экраны своих смартфонов и планшетов, несколько запусков на бис при дневном свете, где разряд был едва заметен (зато слышно было прекрасно) и — уже после окончания фестиваля, но до закрытия парка — несколько минут работы самой большой музыкальной катушки Тесла в России в летних сумерках, которые до сих пор иногда встают у меня перед глазами.
Держать в руках пульт от такой штуки и смотреть на почти настоящие шестиметровые молнии, угрожающими тентаклями взрезающие воздух, возникающие и изменяющиеся по движению твоих пальцев — это до сих пор одно из самых моих сильных воспоминаний за девять лет работы над катушками Тесла и спецэффектами высоких напряжений. Но, увы, ничто не вечно, и возмущённый происходящим (мол, люди уходить не хотят пока вы тут развлекаетесь) охранник парка потребовал сворачивать лавочку и выкатываться, что и пришлось осуществить.
К сожалению, с тех пор у нас так и не получилось ни разу запустить эту катушку Тесла снова. Мы переработали проект силовой части, проапгрейдили драйвер, значительно продвинулись в понимании принципов работы всего этого дела, но отсутствие площадки, пригодной для проведения подобных экспериментов, увы, всё ещё является труднопреодолимым и дорогостоящим препятствием. Катушка лежит в виде составных частей у меня дома и ждёт своего часа. Когда-нибудь я снова её включу. А может и не её, а новую, ещё раза в два-три больше. Кто знает.
Это мой первый пост на Гиктаймс. В случае положительной критики планирую в дальнейшем рассказать про ряд других интересных проектов смежной тематики. Если вы заметили в тексте или оформлении нарушения каких-либо гласных или негласных правил или рекомендаций сообщества Гиктаймс, прошу указать мне на них для исправления и учёта в будущем.
Читайте также: