Jak vyrobit Teslovu cívku vlastníma rukama?

Jedním z nejpopulárnějších vynálezů Nikoly Tesly je Teslův transformátor. Fungování tohoto zařízení je založeno na působení rezonančních elektromagnetických stojatých vln v cívkách. Tento princip je základem mnoha moderních věcí: zářivek, televizních kineskopů, nabíjení zařízení na dálku. V důsledku jevu rezonance, kdy se frekvence kmitání obvodu primárního vinutí shoduje s frekvencí kmitání stojatých vln sekundárního vinutí, se mezi konci cívek rozzáří oblouk.

Navzdory zdánlivé složitosti tohoto oscilátoru je možné si ho vyrobit sám. Technologii výroby cívky Tesla vlastníma rukama naleznete níže.

Součásti a funkce

Teslův transformátor se skládá z primární cívky, sekundární cívky a svazku, který se skládá z tlumiče nebo sekačky, kondenzátoru a svorky, která poskytuje výstup.

Primární cívka se skládá z malého počtu závitů měděného drátu s velkým průřezem nebo měděné trubky. Může být vodorovný (plochý), svislý (válcový) nebo kuželový. Sekundární vinutí se skládá z velkého počtu cívek s menším průřezem a je nejdůležitější částí konstrukce. Poměr délky k průměru by měl být 4:1 a na základně by měl být umístěn uzemněný ochranný kroužek z měděného drátu, který chrání elektroniku instalace.

Protože Teslův transformátor pracuje v pulzním režimu, je jeho konstrukce charakteristická tím, že neobsahuje feromagnetické jádro. Tím se sníží vzájemná indukce mezi vinutími. Kondenzátor v interakci s primární cívkou vytváří oscilační obvod, jehož součástí je svodič, v tomto případě plynový svodič. Svodič je sestaven z pevných elektrod a je navíc vybaven chladiči pro zvýšení odolnosti proti opotřebení.

Princip Teslovy cívky je následující. Kondenzátor se nabíjí přes tlumivku z transformátoru. Rychlost nabíjení je přímo závislá na hodnotě indukčnosti. Pokud se nabije na kritickou úroveň, dojde k poruše svodiče. V primárním obvodu pak vzniká vysokofrekvenční kmitání. Současně se aktivuje svodič, který zkratováním vyřadí transformátor ze společného obvodu.

Pokud se tak nestane, může dojít ke ztrátám v primárním obvodu, které negativně ovlivní jeho provoz. Ve standardním zapojení je paralelně s napájecím zdrojem instalován plynový svodič.

Teslova cívka je tak schopna vyvinout napětí v řádu několika milionů voltů. Toto napětí vytváří ve vzduchu elektrické výboje v podobě koronových výbojů a proudnic.

Je nesmírně důležité si uvědomit, že tyto výrobky vytvářejí vysoké potenciální proudy a jsou smrtelné pro život. I zařízení s nízkým výkonem mohou způsobit vážné popáleniny, poškození nervových zakončení, svalové tkáně a vazů. Může způsobit zástavu srdce.

Konstrukce a montáž

Teslův transformátor byl patentován v roce 1896 a je konstrukčně jednoduchý. Zahrnuje:

1. Primární cívka s vinutím z měděného vodiče o průřezu 6 mm² v dostatečném počtu 5-7 závitů.
2. Sekundární cívka vyrobená z dielektrického materiálu a drátu o průměru do 0,5 mm a dostatečně dlouhá pro 800-1000 závitů.
3. Poloviční svodič válců.
4. Kondenzátory.
5. Ochranný kroužek z měděného drátu, jako na primárním vinutí transformátoru.

Zvláštností zařízení je, že jeho výkon není závislý na výkonu napájecího zdroje. Záleží na fyzikálních vlastnostech vzduchu. Zařízení může vytvářet oscilační obvody různými metodami:

• pomocí svodiče jisker;
• pomocí oscilátoru na tranzistorech;
• s trubkami.

Pro výrobu Teslova transformátoru vlastníma rukama je třeba:

1. Pro primární vinutí 3 m tenké měděné trubky o průměru 6 mm nebo měděné jádro stejného průměru a délky.
2. K sestavení sekundárního vinutí potřebujete trubku z PVC o průměru 5 cm a délce asi 50 cm a k ní šroubení s PVC závitem. Dále je zapotřebí měděný drát o průměru 0,5 mm, lakovaný nebo smaltovaný, v délce 90 m.
3. Kovová příruba o vnitřním průměru 5 cm.
4. Různé matice, podložky a šrouby.
5. Svodič.
6. Hladká polokoule pro terminál.
7. Kondenzátor si můžete vyrobit sami. Potřebujete šest skleněných lahví, kuchyňskou sůl, řepkový nebo vazelínový olej a hliníkovou fólii.
8. Potřebujete napájecí zdroj s napětím 9 kV při 30 mA.

Obvod Teslova transformátoru je jednoduchý na realizaci. Z transformátoru vedou 2 vodiče s připojeným svodičem. K jednomu z vodičů jsou sériově připojeny kondenzátory. Na konci je primární vinutí. Sekundární cívka se svorkou a uzemněným ochranným kroužkem je umístěna samostatně.

Popis, jak si doma sestavit Teslovu cívku:

1. Sekundární vinutí zhotovte tak, že nejprve připevníte okraj drátu ke konci trubky. Vinutí by mělo být navinuto rovnoměrně, aby nedošlo k přerušení drátu. Mezi cívkami by neměly být žádné mezery.
2. Po dokončení omotejte horní a spodní část obalu malířskou páskou. Poté vinutí opatřete lakem nebo epoxidovým nátěrem.
3. Připravte si 2 panely pro spodní a horní základnu. Stačí jakýkoli dielektrický materiál, překližka nebo plastová fólie. Do středu spodní základny umístěte kovovou přírubu a přišroubujte ji tak, aby mezi spodní a horní základnou zůstal volný prostor.
4. Připravte primární vinutí stočením do cívky a připevněním k horní základně. Vyvrtejte do něj 2 otvory a zaveďte do nich konce trubky. Připevněte jej tak, aby se vinutí vzájemně nedotýkala a aby mezi nimi byla vzdálenost 1 cm.
5. Pro výrobu svodiče je nutné umístit 2 šrouby proti sobě do dřevěného rámu. Počítá se s tím, že za pohybu budou působit jako regulátor.
6. Kondenzátory jsou vyrobeny následujícím způsobem. Skleněné láhve se zabalí do fólie a naplní slanou vodou. Jeho složení by mělo být u všech lahví stejné - 360 g na 1 l vody. Víčka se proděrují a vloží se do nich dráty. Kondenzátory jsou připraveny.
7. Propojte všechny uzly podle výše popsaného schématu. Nezapomeňte uzemnit sekundární vinutí.
8. Celkový počet závitů v primárním vinutí by měl být 6,5 závitu, v sekundárním 600 závitů.

Výše popsaná posloupnost dává představu o tom, jak si Teslův transformátor vyrobit sami.

Zapnutí, testování a nastavení

První uvedení do provozu by mělo být provedeno nejlépe venku a všechny spotřebiče by měly být přemístěny, aby nedošlo k jejich poškození. Dbejte na bezpečnostní opatření! Pro spuštění postupujte následovně:

1. Projděte celý kabelový řetěz a zkontrolujte, zda nikde nejsou odkryté kontakty a zda jsou všechny sestavy bezpečně upevněny. Mezi šrouby ve svodiči ponechte malou mezeru.
2. Přiloží se napětí a pozoruje se proudnice. V případě její nepřítomnosti je na sekundární vinutí přivedena zářivka nebo žárovka. Je žádoucí je upevnit na dielektrikum, postačí kus PVC trubky. Objevení záře potvrzuje, že Teslův transformátor funguje.
3. Pokud nedochází k žhavení, vyměňte vodiče primární cívky.

Pokud se to nepodaří napoprvé, nezoufejte. Zkuste změnit počet závitů v sekundárním vinutí a vzdálenost mezi vinutími. Utáhněte šrouby ve svodiči.

Výkonná Teslova cívka

Tato cívka se vyznačuje svou velikostí, velikostí proudu, který produkuje, a způsobem generování rezonančních kmitů.

Vypadá to takto. Po zapnutí se kondenzátor nabije. Po dosažení maximální úrovně nabití dojde k poruše svodiče. V dalším kroku se vytvoří LC obvod, který vznikne sériovým zapojením kondenzátoru a primárního obvodu. Tím vzniká rezonanční kmitání a vysoké výkonové napětí v sekundárním vinutí.

Něco podobného si však můžete sestavit i doma. K tomu je nutné:

1. Zvětšete průměr cívky a průřez drátu o faktor 1,5 až 2,5.
2. Vytvořte svorku ve tvaru toroidu. K tomuto účelu je vhodná hliníková vlnitá trubka o průměru 100 mm.
3. Nahraďte zdroj stejnosměrného proudu zdrojem střídavého proudu o napětí 3-5 kV.
4. Zajistěte spolehlivé uzemnění.
5. Ujistěte se, že elektroinstalace vydrží zatížení.

Takové transformátory mohou generovat výkon až 5 kW a vytvářet korónové a obloukové poruchy. Maximálního účinku se dosáhne, když se frekvence obou obvodů shodují.

Související články: