Как быстро намотать катушку тесла

Обновлено: 02.07.2024

Тесла катушка (трансформатор тесла) – это резонансный трансформатор, предназначенный для получения токов высокой частоты. Если у вас есть определенные знания и навыки, вы вполне можете самостоятельно создать катушку Тесла дома.

Давайте выяснять, какова суть этого устройства и как создать его в домашних условиях, если вам вдруг этого очень сильно захотелось.

Как уже отмечалось ранее, катушка Тесла представляет собой резонансный трансформатор. Назначение трансформатора — изменение значения напряжения электрического тока. Эти приборы бывают соответственно понижающие и повышающие.

С точки зрения электроники катушка Тесла представляет собой две обмотки без общего сердечника и с разным числом витков.

Трансформатор Тесла — повышающий трансформатор.

Напряжение на выходе такого трансформатора возрастает в сотни раз и может достигать значений порядка миллиона вольт.

Изобретение Теслы не просто работает, а работает очень зрелищно.

Из чего состоит катушка Тесла

устройство катушки Тесла.

Прежде чем собирать катушку Тесла, рассмотрим ее составляющие и форму.

Катушка Тесла выполняется в форме Тора (тороидальной фигуры, тороида).

Тороидальные фигуры в первую очередь понятие из геометрии. Тор — поверхность, полученная путем вращения образующей окружности вокруг оси, лежащей в плоскости этой окружности. Лучше один раз взглянуть, чем пытаться себе представить. На рисунке ниже — тороидальные поверхности.

Вот так выглядит классическая тороидальная фигура

Тороид является важной составляющей катушки Тесла и изготавливается, как правило, из алюминиевой гофры.

В составе этого устройства он выполняет следующие функции:

уменьшает резонансную частоту;
аккумулирует энергию перед образованием стримера;
создает электростатическое поле, отталкивающее стример от вторичной обмотки трансформатора.

Вторичная обмотка

Исходя из необходимого количества витков выбирается диаметр провода обмотки. Стандартное отношение длины вторичной обмотки катушки к ее диаметру — 4:1 или 5:1. Для того, чтобы витки не расползались, их покрывают лаком.

Первичная обмотка и защитное кольцо

Первичная обмотка (или первичка) катушки Тесла должна иметь низкое сопротивление, так как по ней будет проходить большой ток. Обычно ее изготавливают из проводов сечением более, чем 6 миллиметров. Также в качестве первичной обмотки часто используют медную трубу для кондиционеров.

Форма первичной обмотки — цилиндрическая, плоская или коническая.

Защитное кольцо — незамкнутый плоский виток заземленного медного провода. Кольцо устанавливается для того, чтобы стример из тороида, попав в первичную обмотку, не вывел из строя электронику.

Простой генератор, катушка Теслы своими руками

Сегодня я собираюсь показать вам, как я как сделать простую катушку Тесла своими руками в домашних условиях! Вы могли видеть такую катушку в каком то магическом шоу или телевизионном фильме.

Если мы будем игнорировать мистическую составляющую вокруг катушки Тесла, это просто высоковольтный резонансный трансформатор который работает без сердечника. Так, чтобы не заскучать от скачка теории давайте перейдем к практике.

Схема данного устройства очень простая

Для создания нам нужны следующие компоненты :

источник питания, 9-21V , это может быть любой блок питания
маленький радиатор
транзистор 13009 или 13007, или почти любые транзисторы NPN с аналогичными параметрами
переменный резистор 50kohm
180Ohm резистор
катушка с проводом 0,1-0,3, я использовал 0.19mm,, около 200 метров.

Для намотки нужен каркас , это может быть любой диэлектический материал — цилиндр примерно 5 см и длиной 20 см. В моем случае это часть 1-1 / 2 дюйма ПВХ трубы из строительного магазина.

Начнем с самой сложной части — вторичной обмотки. Он имеет 500-1500 мотков катушки , мой около 1000 оборотов. Закрепить начало провода с выводом и начать наматывать основной слой — для ускорения процесса можно это делать шуруповертом.

Так же желательно вспрыснуть уже намотанную катушку лаком .

Первичная катушка намного проще, я положил бумажную ленту липкой стороной наружу, в случае, чтобы сохранить способность передвигать позицию и намотайте ее на 10 витков провода.

намотка трансформатора Тесла

Вся схема собрана на макетной плате.

Будьте осторожны при пайке переменного резистора! 9 из 10 катушек не работает из-за неправильно припаянного резистора .

Подключение первичных и вторичных обмоток тоже не легкий процесс , т.к изоляция последних имеет специальное покрытие , которое должно быть зачищено перед пайкой.

Перед тем, как включить питание в первый раз, поместите переменный резистор в среднем положении и поставите лампочку вблизи катушки, и тогда вы сможете увидеть эффект беспроводной передачи энергии.

Таким образом, мы сделали катушку Теслы .

Включите питание, и медленно поворачивайте переменный резистор.

Это довольно слабая катушка, но каким-либо образом будьте осторожны и не размещайте рядом электронные устройства: такие как сотовые телефоны, компьютеры и т.д. с рабочей зоной катушки .

Катушка тесла из строчного трансформатора

Список радиоэлементов

Строчные трансформаторы являются одними из самых часто используемых любителями источников высокого напряжения, в основном из-за их простоты и доступности. В каждом CRT телевизоре (большом и тяжелом), который сейчас выбрасывают люди, есть такой трансформатор.

В отличие от многих трансформаторов, которые есть в другой электронике, предназначенных для работы с обычным переменным током 50Гц, и понижающих трансформаторов, строчный трансформатор работает на более высокой частоте, около 16КГц, а иногда и выше.

строчный трансформатор

Многие современные строчные трансформаторы выдают постоянный ток. Старые строчные трансформаторы выдавали переменный ток, что позволяло делать с ними что угодно. Строчные трансформаторы переменного тока более мощные, так как в них нет встроенного выпрямителя/умножителя. Строчные трансформаторы постоянного тока легче найти, и именно они рекомендуются для этого проекта.

Убедитесь, что ваш строчный трансформатор имеет воздушный зазор. Это значит, что сердечник не является замкнутым кругом, а скорее напоминает букву С, с зазором около миллиметра.

Почти во всех современных строчных трансформаторах он есть, поэтому если вы используете современный строчный трансформатор, то это можно не проверять.

В данной схеме используется транзистор 2N3055, который любят и ненавидят строители качеров на строчных трансформаторах. Их любят за их доступность и ненавидят за то, что они обычно воняют. Они склонны сгорать и довольно эффектно, но схема работает с ними невероятно хорошо. Плохую репутацию 2N3055 получил при использовании его в простых одно-транзисторных качерах, в которых на транзисторе присутствует высокое напряжение. В этой схеме добавлено несколько деталей, которые значительно увеличивают её выходную мощность. Теория работы схемы написана ниже.

В этой схеме очень мало элементов, и все они описаны на этой странице.

И многие детали могут быть заменены.

Значение резистора 470 Ом можно поменять. Я использовал резистор на 450 Ом, полученный из трех соединенных последовательно резисторов по 150 Ом. Его значение не критично для работы схемы, но для уменьшения нагрева используйте максимальное значение резистора, при котором схема работает.

Значение нижнего резистора может быть изменено для повышения мощности. Я использую резистор 20 Ом, собранный из двух последовательно соединенных резисторов по 10 Ом. Чем меньше его значение, тем выше температура и меньше время работы схемы.

Конденсатор, находящийся рядом с транзистором(0.47 мкФ) может быть заменен для увеличения мощности. Чем больше его значение, тем больше выходной ток (и температура дуги) и меньше напряжение. Я остановился на конденсаторе 0.47мкФ.
Число витков на катушке обратной связи (катушка с тремя витками) может изменять выходную мощность. Чем больше витков, тем больше сила тока, но не напряжение.

Эта схема отличается от более распространенного одно-транзисторного качера тем, что в неё добавлен диод и конденсатор, который подключается параллельно диоду.

Диод защищает транзистор от скачков напряжения обратной полярности, которые могут спалить транзистор. Можно использовать диод другого типа. Я использовал диод GI824, вынутый из телевизора.

При выборе диода, обращайте внимание на напряжение и скорость переключения. Чтобы узнать, подходит ли ваш диод, найдите даташит на диод BY500, а потом на ваш диод и сравните параметры. Если ваш диод сопоставим с этим или лучше его, то он подходит.

Конденсатор — это ключ к высокой выходной мощности.

Транзистор генерирует частоту, установленную главным образом первичной катушкой и катушкой обратной связи. Конденсатор и первичная обмотка образуют LC цепь. LC цепь работает на определенной частоте, и если настроить схему так, чтобы эта частота была одинаковой с частотой транзистора, выходная мощность значительно увеличиться. Теория LC цепи похожа на теорию катушки Тесла. Эта схема может быть настроена путем изменения емкости конденсатора и количества витков на первичных/вторичных обмотках.

Эта схема требует мощного блока питания, который описан ниже.

Блок питания

Схеме необходим мощный блок питания постоянного тока с выходным напряжением от 12 до 30 вольт и от 1 до желаемого вами количества ампер. Хорошей идеей является сделать регулируемый блок питания, чтобы схема получала именно такое напряжение, какое ей нужно. Если схема собрана неправильно, и используется блок питания вроде этого, схема сгорит. Но регулируемое напряжение необязательно для нормальной работы.

Я использовал трансформатор на 300 Вт от усилителя. У него есть обмотки на 2, 4, 15, 30 и 60 вольт. Схема требует от 12 до 18 вольт для 2N3055. Я часто запускаю схему от 30В, но ненадолго, и транзистор установлен на мощный радиатор. При 15В, схема может работать бесконечно, так как после 30 минут работы, температура не превышала комнатную.

Переменный ток с трансформатора идет на мостовой выпрямитель 400 Вт, установленный на радиаторе, а с него на конденсатор 7800 мкФ 70В, чтобы сгладить напряжение. Используя аналогичные компоненты, вы можете сделать свой блок питания.

Также, в качестве блока питания можно использовать импульсные блоки питания, ИБП. Они есть в зарядных устройствах ноутбуков, ЗУ для автомобильных аккумуляторов и блоках питания компьютеров. Часто у них на выходе 12В и ток до 10А, что подходит для этой схемы.

Монтаж

монтаж катушки тесла

Это очень простая по сборке схема. Моя сборка не является инструкцией и примером, но вы можете повторить её. Всё смонтировано на куске MDF, и элементы расположены свободно, чтобы свести к минимуму помехи от проводов, расположенных рядом и создать условия для охлаждения. Используйте многожильный провод. На многочисленных фотографиях подробно показаны различные элементы схемы, что зачастую полезнее слов.

Одним из наиболее важных моментов в сборке является радиатор транзистора. 2N3055 изготовлен в корпусе ТО-3. Вы можете купить ТО-3 радиаторы, но их немного трудно найти. Я использовал радиатор от компьютерного процессора с отверстиями для его контактов на плоской стороне.

Провода от контактов проходят между лопастями.

Транзистор прикреплен к радиатору саморезами. Помните, что необходимо использовать термопасту между транзистором и радиатором. Провода, идущие к строчному трансформатору крепятся к нему при помощи крокодильчиков, чтобы можно было менять строчные трансформаторы для экспериментов.

Другим важным моментом являются обмотки строчного трансформатора. Эмальная изоляция медной проволоки это хорошо, но лучше добавить дополнительную изоляцию между сердечником и обмотками. Сердечник может иметь острые края, и если эмаль обдерётся, то может произойти короткое замыкание. Я при намотке катушек снял металлический зажим, скрепляющий половинки трансформатора, намотал катушки, а потом установил его снова. На некоторых трансформаторах такое невозможно, и провод надо будет обматывать вокруг сердечника. Обмотки должны быть намотаны из фазы, что значит, что они мотаются вокруг сердечника в противоположных направлениях.

При использовании этой схемы не проводите никаких манипуляций с подключенными проводами. Также проверяйте температуру транзистора и резисторов во время работы, но делайте это только при отключённом от сети устройстве. Если какой то элемент ощутимо теплый, то не включайте схему, пока он не остынет.

Конденсаторы могут сохранять опасный заряд, поэтому будить осторожны.

Кроме того, носите обувь на резиновой подошве при работе с высокими напряжениями и прикасайтесь к включённому устройству только одной рукой. Убедитесь в том, что схема была подключена к земле после работы, чтобы не получить электрический шок. Не пытайтесь настраивать включенную схему.

С этой схемой можно делать многие вещи, например использовать её для питания катушки Тесла, плавления соли или просто забавного времяпровождения с электрическими дугами.

Никола Тесла по истине гениальный изобретатель всех времен. Он практически создал весь современный мир. Без его изобретений мы бы долго не знали о электрическом токе того, что знаем сейчас.
Одним из ярких и удивительных изобретений Тесла является его катушка или трансформатор. Который как нельзя лучше демонстрирует передачу энергии на расстоянии.
Чтобы провести эксперименты, порадовать и удивить друзей, вы дома можете собрать простой, но вполне работающий прототип. Для этого не понадобиться большое количество дефицитных деталей и много времени.

Для изготовления Катушки Тесла вам понадобиться:

Инструменты: нож канцелярский, пистолет с горячим клеем, шило, ножницы и может другой инструмент, который есть почти в каждом доме.

Изготовление катушки Тесла своими руками

Первым делом нам необходимо отрезать кусок полипропиленовой трубки длинной примерно 12-20 сантиметров. Диаметр трубы любой, берите какой есть под рукой.

Возьмем тонкую проволоку. Зафиксируем изолентой один конец и начинаем наматывать плотно, виток к витку, пока не закроем всю трубку, оставив 1 сантиметров от края. Как намотаем зафиксируем второй конец проволоки тоже изолентой. Можно горячим клеем, но в этом случае придется немного подождать.

Обматываем вокруг трубки с проволокой. Делаем не вплотную, на некотором расстоянии. Катушка 4-5 витком.

Транзистор я приклеил на горячий глей к крышке от газировки, которую предварительно приклеил так же на горячий клей. Да вообще все элементы, включая провода и батарейку фиксируем этим клеем.

Далее делаем электрод. Берем мячик от пинг-понга, гольфа или другой небольшой шарик и оборачиваем его алюминиевой фольгой. Излишки отрезаем ножницами.

Проволоку от верха трубки зачищаем и прикручиваем к фольге шарика. И сажаем все это на горячий клей и на трубку.

Вот собственно и все. Если схема собрана правильно - все должно работать без проблем. Если по каким-то причинам этого не произошло, то попробуйте поменять местами концы силовой катушки.

Смотрите видео:

Первый раз о катушке Тесла я услышал от сокурсника, после чего загорелся желанием соорудить эту конструкцию. И вот в течение 2-х лет с перерывами, я постепенно строил и модернизировал свой вариант катушки, и получил вполне неплохие результаты, максимальная длина разрядов составила 2 метра.

Для тех, кто первый раз слышит о катушке Тесла, я ранее публиковал статью где можно ознакомиться с принципом работы катушки Тесла.

Как и большинство тесластроителей, первым делом я начал изготавливать вторичную обмотку. Перед этим конечно я прикинул и посчитал будущие размеры и параметры катушки. Желаемая длина разрядов на тот момент составляла не менее 1 метра, исходя из рабочих конструкций, примерный диаметр вторичной обмотки лежал в пределах 10-14 см. Многие мотали вторичку на серых канализационных трубах диаметром 11 см, но меня не устроил диаметр, поэтому я склеил трубу высотой 84 см, и диаметром 13 см из ватманов формата А1 с помощью эпоксидного клея. Из-за отсутствия нормального обмоточного провода, пришлось мотать обмотку из 3 кусков провода различного диаметра 0,5-0,65 мм, хотя на работоспособность это никак не влияет, в итоге с виду обмотка получилась разноцветной. Количество витков равно примерно 1420, с точки зрения оптимальности это конечно многовато, желательно не превышать значение в 1000 витков. Высота намотки составила 80 см (диаметр/высота=13/80~1/6), то есть это соответствует крайней границе оптимального соотношения диаметра к высоте обмотки. Для улучшения электрической и механической прочности вторичка была покрыта эпоксидным клеем в один слой.

Тор стандартный, сделан из гофрированной алюминиевой трубы диаметром 13 см. Внутренний диаметр равен 17см, внешний 45 см.

Первичная обмотка в моем варианте плоская, большинство же делают ее конической для большего коэффициента связи. Обмотка выполнена из медного провода прямоугольного сечения 4х6 мм, и состоит из 11 витков, хотя лучшим вариантом было бы применение полой медной трубки.

Для изготовления конденсаторной сборки (ММС) я приобрел конденсаторы КВИ-3 3300 пФ 10 кВ, этот тип конденсаторов очень часто применялся тесластроителями. Сборка представляла собой 24 конденсатора, соединенных параллельно при помощи двух алюминиевых пластин, итоговая емкость ММС составила около 80 нФ, а номинальное напряжение сборки соответственно 10 кВ.

Основой вращающегося разрядника (RSG) стал коллекторный двигатель ЭК-10-1А, 220В, 8000об/мин, мощностью 90Вт, который использовался в стоматологической бормашине. На диск из изоляционного материала, установлено 6 болтов М8, статические электроды выполнены из таких же болтов, ось диска установлена на 2-х подшипниках. Вращающий момент от двигателя к диску передается через резиновый пассик. Дополнительно к RSG приделал регулятор скорости, позволяющий регулировать частоту коммутаций (BPS) от 0 до 800 Гц.

В качестве источника питания среди тесластроителей очень популярны высоковольтные трансформаторы от СВЧ печей (МОТы), практически каждый начинающий использует именно их. У меня тогда не было возможности приобрести такие трансформаторы, но зато у меня завалялся относительно большой Ш-образный магнитопровод от рентгеновского высоковольтного трансформатора, и я решил намотать трансформатор вручную. Площадь сечения стержня и окна магнитопровода равны соответственно Sc=21,7 см2 и So=130 см2, размеры окна 25х5,2см.
При изготовлении высоковольтных трансформаторов особое внимание надо уделять качеству межслойной изоляции. Электрическая прочность изоляции должна быть в 3-5 раз выше межслойного напряжения. В МОТ-ах например, в целях экономии изоляция отсутствует, высоковольтная обмотка просто пропитана лаком, хотя намотана аккуратно виток к витку, тем самым ни о какой надежности речи быть не может, в любой момент может произойти электрический пробой обмотки. В промышленных высоковольтных трансформаторах мощностью от 1 кВт и напряжением от 6,3 кВ (типа ОМ, ОЛ, ОМП, ОМГ) в качестве межслойной изоляции применяется трансформаторная бумага, а сам трансформатор погружают в бак с маслом, которое обладает высокой электропрочностью более 24 кВ/мм.
При изготовлении воздушного трансформатора электропрочность бумаги будет недостаточна, даже если пропитать бумагу парафином, вероятность пробоя относительно высока. Неплохое решение предложил один из тесластроителей, в качестве изоляции он использовал пленку для ламинирования, в процессе испытания выяснилось, что пленка обладает высокой электропрочностью и не плавится при высокой температуре. Я не стал применять эту пленку из-за дороговизны, в качестве альтернативы я использовал файлы вкладыши для бумаги формата А4, они также обладают хорошей электропрочностью, и не плавятся под горячим потоком воздуха от фена. Межслойная изоляция в моем варианте представляла собой 2 файла вкладыша и один слой обычной принтерной бумаги. При намотке следует делать вынос изоляции по краям обмотки не менее 1 см. После завершения намотки, торцы обмотки залил герметиком, и снаружи обернул линолеумом. Вторичная обмотка содержит ~11780 витков, намотана из разных кусков медного провода с диаметрами 0,37-0,5 мм. Первичная обмотка содержит 417 витков с отводом на 324 витке, намотана из 3 кусков медного провода с диаметрами 2-3 мм. В итоге при подключении полной обмотки к сети (417 витков), выходное напряжение составило 6,2 кВ, при подключении неполной обмотки (324 витков), выходное напряжение равно 8 кВ.

Фильтр низких частот П-образный, в каждом плече два последовательно соединенных конденсатор КВИ-3 4700пФ 5кВ, катушка намотана на картонной трубе диаметром 8см, длина намотки 33см, диаметр провода около 0,4мм.

Также изготовил дроссель для ограничения тока КЗ трансформатора при пробое разрядника. Дроссель был рассчитан на установку последовательно с первичной обмоткой трансформатора, то есть по низковольтной стороне, в то время как все тесластроители ставили дроссели по высоковольтной стороне. Ш-образный магнитопровод дросселя собран из четырех О-образных магнитопроводов от трансформаторов ТС-180. Обмотка намотана толстым проводом с 2-мя отводами, чтобы иметь возможность переключения между различными значениями индуктивности дросселя, и соответственно ограничивать ток на необходимом уровне.

Все элементы катушки установлены на самодельную тумбу, также сделан пульт с длинным кабелем, для удобного управления катушкой на расстоянии. На пульте находится кнопка коммутирующая пускатель, который в свою очередь подключает трансформатор к сети ~220В. Так же на пульте находится переменный резистор регулятора скорости оборотов RSG.

В итоге из катушки удалось выжать разряды длиной ~80 см, как оказалось дроссель не понадобился, при его наличии мощность только уменьшалась, но не возрастала. Мощность трансформатора оказалась ниже расчетной. Первичная обмотка трансформатора находится рядом с вторичной, то есть намотана не по всей длине стержня магнитопровода, из-за чего увеличивается радиус намотки, окно магнитопровода относительно большое по сравнению с сечением стержня, все это приводит к увеличению индуктивности рассеяния, и соответственно к большим потерям энергии.
Конструкция RSG оказалось неудачной, резиновые пассики, передающие крутящий момент на вал с диском постоянно рвались, а также во время работы катушки двигатель начинал бесконтрольно разгоняться, потом уже я выяснил что это происходит из-за электромагнитных наводок в кабеле пульта, экранирующая оплетка которого не была заземлена. Защитный разрядник на ММС также пробивался большую часть времени работы катушки (был выставлен примерно на 10 кВ), в результате чего 5-6 конденсаторов пробились по поверхности, все-таки маловато номинальное напряжение конденсаторной сборки.
Результат мне не понравился, я ожидал увидеть разряды длиной хотя бы 1м.

Чуть позже я изготовил еще одну вторичную обмотку, склеил трубу диаметром 17 см и намотал 870 витков обмоточного провода, высота намотки составила 55 см, обмотку покрыл одним слоем эпоксидного клея. Приделал новый тор с внутренним диаметром 20 см, и внешним 45 см. С этой обмотки удалось выжать разряды длиной ~ 60 см. После этого я больше не стал экспериментировать и приостановил развитие проекта на неопределенный срок.

Через некоторое время я продолжил модернизацию самодельной катушки Тесла

Источник высокого напряжения, автогенератор

Самодельная мини катушка Тесла сделанная своими руками в домашних условиях. Схема и подробное описание изготовления.

Всем самоделкиным привет! В этот раз, мы рассмотрим очень интересную самоделку — самодельный трансформатор Теслы.

Думаю, каждый из Вас, слышал о катушке Теслы, сделать такой трансформатор можно и в домашних условиях. Мы изготовим миниатюрную версию этого устройства, подробные пошаговые фото представлены ниже.

Понадобятся материалы:

— Медные провода диаметром — 0,25 и 1,2 мм.
— Транзистор 2N2222A.
— Резистор 22 КОм.
— Батарейка 9 В (Крона).
— Разъем для батареи.
— Припой.
— Полиэтиленовая трубка, кусочек фанеры.
— Изоляционная лента.

Схема катушки Тесла.

В качестве корпуса катушки можно использовать полиэтиленовую трубку, также подойдет и ПВХ труба. Ее внешний диаметр должен быть около 20 мм. На одном краю трубки зафиксируем изоляционной лентой край эмалированного провода диаметром 0,25 мм, и наматываем вторичную, высоковольтную обмотку.

Всего потребуется сделать 200 витков, важно укладывать их плотно друг к другу, не допуская перехлестов и пропусков. Также недопустимы разрывы. Последние витки также фиксируются изоляционной лентой.

Для изготовления первичной обмотки, нужен провод диаметром 1,2 мм. Его края зачищаются наждачной бумагой, или ножом. Количество витков обмотки — четыре.