Расчет параметров катушки тесла программа

Обновлено: 04.07.2024

Евросамоделки - только самые лучшие самоделки рунета! Как сделать самому, мастер-классы, фото, чертежи, инструкции, книги, видео.

Лучшие самоделки
Самоделки для дачи
Самодельные приспособления
Автосамоделки, для гаража
Электронные самоделки
Самоделки для дома и быта
Альтернативная энергетика
Мебель своими руками
Строительство и ремонт
Самоделки для рыбалки
Поделки и рукоделие
Самоделки из материала
Самоделки для компьютера
Самодельные супергаджеты
Другие самоделки
Материалы партнеров

Не можешь найти в магазинах вытяжку подходящего размера и нужного тебе дизайна — сделай её своими руками!

Сегодня сделаем очень важный инструмент для строительства, своими руками. Из подручных материалов можно сказать из хлама. Приспособление для работы с газоблоком и тому подобным материалом.

Спроектировать и изготовить пресса стала после осознания того, что при ремонте Газели это не роскошь, а необходимость. Кроме того частенько помогаю ремонтом железных коней своим знакомых, в свободное время. После очередной работы с кувалдой, было принято решение спроектировать и сделать собственный пресс на 20 тонн

Теория и практика получения продольных волн Тесла

Продольные волны возникают в проводнике, в момент включения его к источнику ЭДС. Данный тип волн — результат взаимодействия эфира с разными уровнями потенциальной энергии. На сегодня этот эффект замечен только в проводнике, время и эксперименты покажут, возможно ли их возникновение в чем либо ещё.

Источник ЭДС, ключ, линия передачи электроэнергии длинной 10км, нагрузка. Как известно ЭДС в нагрузке возникает не сразу, а лишь через ≈33мкс. Здесь возникает вполне закономерный вопрос, а что происходит в линии в течении этого времени. Физика отмахивается на этот вопрос — волновые процессы. А какие?

Рассмотрим возникающие эффекты. Получили движение зарядов поперек проводника, значит имеем вектор электрического поля направленный так же поперёк проводника. Это даст нам эффект статики, ведь если бы проводник был заряжен электростатикой, то вектор электрического поля был бы направлен как раз поперёк проводника. Но это ещё не все, раз есть движение зарядов, значит должно быть и магнитное поле. Так и есть, оно возникает вокруг движущегося заряда, и вектор магнитного поля получается соосен с проводником. А так как заряд не может покинуть пределы проводника (при малых мощностях волны) то магнитное поле заключено в проводник, и с наружи не проявляется.

С катушками примерно тоже, вторая катушка в стремлении компенсирования будет совершать работу. При этом энергия выхода не будет превышать энергию входа исходя из закона сохранения.

Как получить продольную волну?

Расчет первички ТТ

Пример расчета первичной обмотки трансформатора Тесла

Если вы хотите повторить эксперименты Николы Тесла, и почувствовать на себе открытые им ударные волны, а не просто сделать искрилку, то требуется небольшой расчет трансформатора. Многие на это наталкиваются случайно, и мы наталкивались несколько раз, и только потом дошло, что это и есть те самые волны, о которых говорил Тесла.

Схема первичного контура:

Слева подключается источник высокого напряжения, полярность не важна. разрядник может быть как на горячем, так и на холодном конце катушки.

Первым делом надо измерить длину провода обмотки. Мерить надо весь провод, включая выводы. При подключении соединительные провода должны отсутствовать либо быть совсем короткими, так, чтобы вносить минимум влияния. Лучше выводы сделать длиннее и впаять сразу в схему, чем лепить дополнительные провода.

Длину измерили. Предположим получилось 3 метра. Первичку пока не мотаем, иначе потом перематывать придется.

Следом вычисляем резонансную частоту для четвертьволнового резонанса. Для этого нужно длину провода умножить на 4, получим длину волны. После этого 299,792458 делим на получившуюся длину.

В нашем случае это будет 299,792458/(3*4)=24,9827МГц.

Дальше надо узнать нужную частоту LC резонанса первичного контура. Она должна быть кратной гармонике волновой частоты, то есть при делении волновой частоты на LC частоту должна получаться степень двойки.

Делим 24,9827 на 16, 32, 64, 128, 256 или 512. Ну или любую другую степень двойки. Предположим выбрали 64.

24,9827/64=0,39035МГц. Что равно 390,35КГц. Отлично. Вот на основе этого уже можно мотать индуктор.

Объясню почему мотать только сейчас. Дело в конденсаторах. Мало того, что они высоковольтные дорогие, а в этой схеме надо запас по напряжению раза в 2, так еще и подбирать приходится, чтобы частота была нужной. Легче индуктор намотать какой надо, можно диаметр выбрать и длину намотки, да и количество витков. Вычисляется это все по формулам из учебника физики или википедии.

Нужно примерно прикинуть, какую индуктивность можно получить с вашего куска провода. Если это наши 3 метра, по 10 см оставляем на выводы, диаметр примерно берем 12см, получается 3,14*12=37,68см уйдет на 1 виток, 280/37,68=7,4 витка.

При длине намотки 10см индуктивность составит 5,16мкГн. Это лучше считать через специализированные программы, либо вбить формулу в эксель. Благо программ полно, да и онлайн калькуляторы тоже есть. Смысла повторять это нет. Гугл вам в помощь.

При такой индуктивности для частоты 390КГц требуется конденсатор 32нф. Это тоже считается в программе или вот тут.

Дальше ищем в загашнике любой конденсатор примерно этой емкости, на напряжение 2 киловольта и более. Его меряем, и уже под него мотаем индуктор. У кого есть осцилл — можно качнуть контур любым геном и посмотреть частоту и подстроить. По расчетам получается точность более 90%. Ну, если руки прямые.

Все очень просто и на самом деле гениально. По хорошему разрядник надо заменить управляемым ключом, но это уже позже. Эффект почувствовать можно и с ним.

Это сложное устройство из генератора, индуктора и ВВ ( Высоко Вольтного) резонатора. В классическом варианте генератор представляет собой источник высокого напряжения в несколько тысяч во льт, что достаточно для получения искры в воздушной среде в несколько миллиметров. Генератор через балластный дроссель заряжает конденсатор и при достижении на нем определенного напряжение происходит срабатывание разрядника и через искру энергия в виде короткого, но мощного по току импульса переходит на индуктор. Индуктор находится у основания ВВ резонатора и обычно представляет собой катушку намотанную поверх ВВ резонатора через воздушный зазор у самого основания ВВ резонатора. Индуктор мотается толстым проводом, обычно 2.5-4мм2 меди, в экспериментальных случаях без изоляции, чтобы не перематывая индуктор, а используя крокодильчик можно было бы точно подбирать количество витков. ВВ катушка мотается тонким проводом, например, 0.3мм и например на каркасе диаметром 50 мм мы будем иметь примерно 500-1000 витков провода. Витки ВВ катушки подбираются и рассчитываются. Практический обычно выясняют резонансную частоту ВВ намотки, это делают, например, по осциллографу, после подачи разрядов на индуктор. Щуп осциллографа не подключают к ВВ катушки, он будет хорошо чувствовать поле на расстоянии метр от нее по воздуху. Способов определения резонансной частоты много. Важно мотать ВВ катушку в противоположную сторону по отношению к индуктору, при этом что в какую не важно. Например, если индуктор намотан по часовой стрелке, то ВВ резонатор будет мотаться против часовой стрелки. Важна длинна намотки. В классическом варианте длинна намотки должна составлять четверть длинны электромагнитной волны соответствующей резонансной частоте. Например, если выяснилось, что собственная резонансная частота ВВ катушки 1МГц то длинна волны l=c/f (скорость света деленная на частоту) будет l=(3*10^8)/(1*10^6)=300 метров. Ну а четверть это 300/4=75 метров. Таким образом для ВВ катушки с собственной резонансной частотой 1МГц длинна провода должна быть 75 метров.

Далее по схеме, ВВ катушка естественно должна быть заземлена нижним концом, а с верхним концом могут быть варианты. Для настройки обычно конец провода оставляют открытым и торчащим в воздухе. При правильной настройке на конце будет наблюдаться плазменный разряд рассеиваемый в воздухе, длинна его может быть от миллиметров до сантиметров в зависимости от мощности. Но постольку поскольку такой разряд не самоцель на конец обычно устанавливают некоторую воздушную накопительную емкость, типа однопроводного воздушного конденсатора, обычно в виде металлического шара. Тут тоже нельзя ничего делать на абум и просто так. Чем больше емкость тем сильнее надо отматывать ВВ катушку от исходной длинны. При небольшой емкости длину ВВ намотки обычно уменьшают не более чем на 10% от исходной.

Еще раз вернемся к собственной резонансной частоте ВВ катушки. Важно понимать, что ВВ катушка вовсе не является обычной катушкой индуктивности и из-за большого количества витков и длинны намотки в четверть длинны волны (в некоторых случаях и более) ВВ катушка превращается в резонатор. При этом это многопараметровый резонатор и резонансная частота зависит не только от длинны намотки, но и от диаметра намотки и важно чтобы два этих фактора состыковывались. Частоту здесь задают и емкостные межвитковые связи и последовательный LC резонанс с емкостью на макушке и емкость образованная между катушкой и землей и длинна намотки. В целом обычно частота четвертьволновых ВВ резонаторов завязана на диаметрах. Обычно резонаторы намотанные на трубах 100 мм имеют резонансную частоту в пределах 150-450 кГц, резонаторы намотанные на трубах 50 мм имеют резонансы в районе 450-1000 кГц. Частоту ВВ резонатора можно определить даже одним осциллографом за счет приема радиоволнового фона вот по такой схеме.

Для выявления резонансной частоты активный щуп осциллографа подключают к нижнему концу катушки и наблюдают осциллограмму с разверткой 1-10 мкс/дел и на предельном уровне чувствительности. На экране должна появиться размытая синусойда, по которой можно с точностью 10-20% определить резонансную частоту. Эффект обычно хорошо проявляется при большом уровне радиоволнового шума исходящего от бытовой аппаратуры, импульсных блоков питания и при обилии радиостанций в диапазонах СВ и ДВ.

Обобщим. Включаем генератор высокого напряжения с потенциалом около 5 кВ и мощностью 10-100 Вт, далее через дроссель 0.1-1 Гн заряжаем конденсатор. При заряде конденсатора до напряжения пробоя разрядника возникает короткий, но мощный импульс тока длительностью от единиц до десятков наносекунд с током в десятки и сотни ампер (до тысяч ампер), проходящий через индуктор. Индуктор возбуждает в четвертьволновом ВВ резонаторе стоячую электромагнитную волну. У основания резонатора ток колеблется с частотой 1 МГц, но напряжение очень мало, на конце резонатора возникает пучность высокого (от единиц до десятков киловольт) переменного напряжения, которое колеблется с частотой около 1 МГц в безтоковом режиме. При правильно намотанном ВВ резонаторе всего один возбуждающий импульс может привести к десяткам и сотням плавно затухающим свободным колебаниям, чем больше добротность резонатора, тем больше колебаний в нем будет. Таким образом ВВ резонатор, как и вообще любой резонатор является аккумулятором колебательной энергии на собственной резонансной частоте. Однако, чтобы достичь сверхъединичного эффекта простого искрения на индуктор не достаточно, необходим процесс синхронизации и многое другое.

Формулы для расчета выглядят так

Белая искра с емкости трансформатора тесла в заземляющий кабель

Белая искра с емкости трансформатора тесла в заземляющий кабель. Цвет искры зависит от силы тока. При большом токе искра белая, при маленьком токе фиолетовая. Емкость способствует возникновению большого разрядного тока, чего нету на чисто четвертьволновой тесле без емкости, там искра уже фиолетовая. Помимо этого эта тесла разогнана короткими пачками импульсов звуковой частоты. Индуктор возбуждается однополярными импульсами полученными на контуре с частотой в 3 раза выше, чем частота вв резонатора, но импульсы идут с частотой четвертьволнового резонатора, здесь 450 кГц

На практике нередко случаются ситуации, когда при выходе со строя катушки индуктивности, ее необходимо восстановить – намотать новую проволоку взамен старой. При этом вам уже известны геометрические параметры катушки, но требуется узнать, сколько сделать витков, слоев, их толщину и длину необходимого для этого провода. Стоит отметить, что при намотке витки должны ложиться вплотную без зазора.

Для расчета индуктивности многослойной катушки используется такая формула:

d – сумма диаметра каркаса и толщины намотки только с одной стороны;
n – количество витков;
g – толщина намотанной проволоки;
h – высота намотанной проволоки;

Из этой формулы, зная величину индуктивности, можно вывести толщину намотки:

Для определения количества витков необходимо воспользоваться формулой:

Длину одного витка можно определить следующим образом:

Где π – это константа, а d_{вит_}— это диаметр витка.

Тогда, зная общее число витков и принимая, что d – это усредненное значение диаметра для всех витков, длина всего провода будет определяться по формуле:

Через сопротивление провода можно определить его диаметр, для чего понадобится выразить сопротивление через геометрические параметры устройства.

где ρ – удельное сопротивление металла, из которого изготовлен проводник, а S – площадь проводника, которая определяется по формуле:

Подставив значение площади и длины провода, получим такое выражение для определения сопротивления:

Из значения сопротивления можно вывести формулу для определения диаметра провода, подставив предварительно формулу для вычисления количества витков:

После получения величины диаметра провода, можно определить количество витков, которое подставляется с остальными данными в первую формулу для расчета индуктивности.

Число слоев можно определить, разделив толщину намотки на диаметр провода:

Посредством вышеприведенных вычислений можно определить все параметры многослойной катушки индуктивности, которые помогут вам изготовить устройство с нужными параметрами. Также, чтобы облегчить вычисления вы можете воспользоваться нашим онлайн калькулятором ниже.

Комментарии и отзывы (12)

Анатолий

Отличный калькулятор, удобный и точный. А все претензии — от начинающих любителей, ни разу не мотавших катушки индуктивности вручную. Иначе имели бы представление и о длине намотки, и о длине провода для намотки.

Вадим

Почему во всех каликуляторах расчёта индуктивности нет учитывания магнитной проницаемости разных видов сердечников и без него. Наматывается количество витков не понятно относительно чего, воздуха феррита или железа.

Анатолий

Витки наматываются на каркас. А сердечник можно устанавливать внутрь каркаса, и тогда индуктивность возрастет пропорциональной относительной магнитной проницаемости сердечника, которая много меньше проницаемости материала сердечника.

Роман

Длина намотки (имеется ввиду) — длина каркаса катушки

Валерий

использовал этот калькулятор для расчёта 0,5 мГн проводом 1 мм на каркасе диаметром 23 мм длиной 30 мм намотка внавал … калькулятор выдал 178 витков,намотал 180, реальная измеренная индуктивность 550 мкГн

Valentin

У меня всё получилось отлично!
Нужна была катушка 0.1 мГн. Для среза от 5000 Герц.
Нашёл старый сигнал от Волги. Там есть катушка. Измерил параметры, снял два слоя и получилось:
Диаметр каркаса 15мм
Длина намотки 13мм
Провод 0.6 мм
Длина 4.90 метров
Сопротивление 0.3 Ома
Как раз 0.1 мГн.
Подключил динамик, проверил, так и есть — срез примерно с 5000 Герц.
?

Сергей

Индуктивность измеряется герцах? Джозеф Генри в гробу перевернулся…

Valentin

Андрей

Роман

Длина каркаса катушки! Прежде чем намотать катушку вам надо определиться на какой каркас вы будете ее мотать. У каркаса вашей будущей катушки индуктивности есть диаметр внутренний а также длина этого внутреннего каркаса на который вы и будете наматывать свои витки. Все здесь понятно, а если не понятно даже не беритесь за это неблагодарное дело!

Для расчета индуктивности многослойной катушки используется такая формула:

d – сумма диаметра каркаса и толщины намотки только с одной стороны;
n – количество витков;
g – толщина намотанной проволоки;
h – высота намотанной проволоки;

Из этой формулы, зная величину индуктивности, можно вывести толщину намотки:

Для определения количества витков необходимо воспользоваться формулой:

Длину одного витка можно определить следующим образом:

Где π – это константа, а d_{вит_}— это диаметр витка.

Подставив значение площади и длины провода, получим такое выражение для определения сопротивления:

Число слоев можно определить, разделив толщину намотки на диаметр провода:

Комментарии и отзывы (12)

Анатолий

Вадим

Анатолий

Роман

Длина намотки (имеется ввиду) — длина каркаса катушки

Валерий

Valentin

Сергей

Индуктивность измеряется герцах? Джозеф Генри в гробу перевернулся…

Valentin

Андрей

Роман

Читайте также: