L'une des inventions les plus populaires de Nikola Tesla est le transformateur Tesla. Le fonctionnement de ce dispositif est basé sur l'action d'ondes stationnaires électromagnétiques résonantes dans des bobines. Ce principe est à la base de nombreux objets modernes : lampes fluorescentes, kinéscopes de télévision, appareils de recharge à distance. En raison du phénomène de résonance, lorsque la fréquence d'oscillation du circuit de l'enroulement primaire coïncide avec la fréquence d'oscillation des ondes stationnaires de l'enroulement secondaire, un arc s'allume entre les extrémités de la bobine.
Malgré l'apparente complexité de cet oscillateur, il est possible d'en fabriquer un soi-même. Vous trouverez ci-dessous la technologie permettant de fabriquer une bobine Tesla de vos propres mains.
Contenu
Pièces et fonction
Un transformateur Tesla est constitué d'une bobine primaire, d'une bobine secondaire et d'un faisceau composé d'un parafoudre ou d'un hacheur, d'un condensateur et d'une borne qui fournit la sortie.
La bobine primaire est constituée d'un petit nombre de bobines de fil de cuivre à grande section transversale ou d'un tube de cuivre. Il peut être horizontal (plat), vertical (cylindrique) ou conique. L'enroulement secondaire est constitué d'un grand nombre de bobines de plus petite section et constitue la partie la plus importante de la conception. Il doit avoir un rapport longueur/diamètre de 4:1 et un anneau de protection en fil de cuivre mis à la terre doit être placé à la base pour protéger l'électronique de l'installation.
Le transformateur Tesla fonctionnant en mode impulsionnel, sa conception se caractérise par le fait qu'il ne comporte pas de noyau ferromagnétique. Cela réduit l'induction mutuelle entre les enroulements. Le condensateur, en interagissant avec la bobine primaire, crée un circuit oscillant avec le parafoudre inclus dans celui-ci, dans ce cas un parafoudre à gaz. Le parafoudre est assemblé à partir d'électrodes solides et, pour une meilleure résistance à l'usure, il est en outre équipé de dissipateurs thermiques.
Le principe de la bobine Tesla est le suivant. Le condensateur est chargé par une self du transformateur. La vitesse de charge dépend directement de la valeur de l'inductance. Lorsqu'il est chargé à un niveau critique, il provoque la défaillance du parafoudre. Une oscillation à haute fréquence est alors générée dans le circuit primaire. Au même moment, le parafoudre est activé, retirant le transformateur du circuit commun en le court-circuitant.
Si ce n'est pas le cas, il peut y avoir des pertes dans le circuit primaire, ce qui nuit à son fonctionnement. Dans le circuit standard, un parasite gazeux est installé en parallèle avec l'alimentation électrique.
La bobine Tesla est donc capable de produire plusieurs millions de volts. Cette tension produit des décharges électriques dans l'air sous forme de décharges corona et de serpentins.
Il est extrêmement important de se rappeler que ces produits génèrent des courants à fort potentiel et sont mortels pour la vie. Même les appareils de faible puissance peuvent provoquer de graves brûlures, des lésions des terminaisons nerveuses, des tissus musculaires et des ligaments. Peut provoquer un arrêt cardiaque.
Conception et montage
Le transformateur Tesla a été breveté en 1896 et est de conception simple. Il comprend :
- Une bobine primaire avec un enroulement de conducteur en cuivre de 6 mm², en nombre suffisant pour 5-7 tours.
- Bobine secondaire fabriquée à partir d'un matériau diélectrique et d'un fil d'un diamètre maximal de 0,5 mm et suffisamment long pour 800-1000 tours.
- Parafoudre à demi-cylindre.
- Condensateurs.
- Un anneau de protection en fil de cuivre, comme sur l'enroulement primaire d'un transformateur.
La particularité de l'appareil est que sa puissance ne dépend pas de la puissance de la source d'alimentation. Ce sont les propriétés physiques de l'air qui comptent. L'appareil peut créer des circuits oscillants en utilisant différentes méthodes :
- en utilisant un pare-étincelles ;
- en utilisant un oscillateur sur des transistors ;
- avec des tubes.
Pour fabriquer un transformateur Tesla de vos propres mains, vous aurez besoin de :
- Pour le bobinage primaire, 3m de tube de cuivre fin de 6mm de diamètre ou un noyau de cuivre de même diamètre et de même longueur.
- Pour assembler l'enroulement secondaire, vous avez besoin d'un tuyau en PVC d'un diamètre de 5 cm et d'une longueur d'environ 50 cm, ainsi que d'un raccord fileté en PVC. Il faut également un fil de cuivre de 0,5 mm de diamètre, verni ou émaillé, et une longueur de 90 mètres.
- Bride métallique de 5 cm de diamètre intérieur.
- Divers écrous, rondelles et boulons.
- Arrêtez.
- Demi-sphère lisse pour le terminal.
- Le condensateur peut être fabriqué par vous-même. Il vous faut six bouteilles en verre, du sel de table, de l'huile de colza ou de vaseline et du papier d'aluminium.
- Vous avez besoin d'une alimentation donnant 9kV à 30mA.
Le circuit du transformateur Tesla est simple à mettre en œuvre. Depuis le transformateur, il y a 2 fils avec un parafoudre connecté. A l'un des fils sont connectés des condensateurs en série. Au bout se trouve l'enroulement primaire. Séparément, il y a une bobine secondaire avec une borne et un anneau de protection mis à la terre.
Description de l'assemblage d'une bobine Tesla à la maison :
- Réalisez l'enroulement secondaire en fixant d'abord le bord du fil à l'extrémité du tube. L'enroulement doit être régulier, en évitant les ruptures de fil. Aucun espace ne doit être présent entre les bobines.
- Lorsque vous avez terminé, enveloppez le haut et le bas de l'emballage avec du ruban adhésif de peintre. Ensuite, on applique un vernis ou une couche d'époxy sur l'enroulement.
- Préparez 2 panneaux pour les bases inférieure et supérieure. Tout matériau diélectrique, contreplaqué ou feuille de plastique fera l'affaire. Placez une bride métallique au centre de la base inférieure et vissez-la de manière à laisser un espace entre la base inférieure et la base supérieure.
- Préparez l'enroulement primaire en le tordant en spirale et en le fixant à la base supérieure. Percez deux trous et introduisez-y les extrémités du tube. Fixez-le de manière à ce que les enroulements n'entrent pas en contact les uns avec les autres et qu'il y ait une distance de 1 cm entre les enroulements.
- Pour fabriquer le parafoudre, il faudra placer 2 boulons en face l'un de l'autre dans un cadre en bois. Le calcul est qu'ils agissent comme un régulateur lorsqu'ils sont en mouvement.
- Les condensateurs sont fabriqués comme suit. Les bouteilles en verre sont enveloppées dans du papier d'aluminium et remplies d'eau salée. Sa composition doit être la même pour toutes les bouteilles - 360 g pour 1l d'eau. Les bouchons sont perforés et des fils y sont insérés. Les condensateurs sont prêts.
- Connectez tous les nœuds selon le schéma décrit ci-dessus. Veillez à mettre à la terre l'enroulement secondaire.
- Le total dans l'enroulement primaire doit être de 6,5 tours, dans le secondaire de 600 tours.
La séquence décrite ci-dessus donne une idée de la façon dont on peut fabriquer soi-même un transformateur Tesla.
Mise en marche, test et réglage
La première mise en service doit être effectuée de préférence à l'extérieur, et tous les appareils ménagers doivent être éloignés pour éviter tout dommage. Soyez conscient des mesures de sécurité ! Pour démarrer, procédez comme suit :
- Parcourez l'ensemble de la chaîne de câbles et vérifiez qu'il n'y a pas de contacts exposés à quelque endroit que ce soit et que tous les assemblages sont solidement fixés. Laissez un petit espace entre les boulons du parafoudre.
- La tension est appliquée et le streamer est observé. En cas d'absence de celle-ci, une lampe fluorescente ou une lampe à incandescence est amenée à l'enroulement secondaire. Il est souhaitable de les fixer sur un diélectrique, un morceau de tuyau en PVC fera l'affaire. L'apparition d'une lueur confirme que le transformateur Tesla fonctionne.
- S'il n'y a pas de lueur, intervertissez les fils de la bobine primaire.
Si cela ne fonctionne pas du premier coup, ne désespérez pas. Essayez de modifier le nombre de tours de l'enroulement secondaire et la distance entre les enroulements. Serrez les boulons du parachute.
Puissante bobine Tesla
Cette bobine se distingue par sa taille, la quantité de courant qu'elle produit et sa méthode de génération d'oscillations de résonance.
Il se présente comme suit. Après la mise sous tension, un condensateur est chargé. Lorsque le niveau maximal de charge est atteint, une panne se produit dans le parafoudre. Dans l'étape suivante, un circuit LC est formé, un circuit formé en connectant le condensateur et le circuit primaire en série. Cela crée une oscillation résonante et des tensions de puissance élevées dans l'enroulement secondaire.
Cependant, il est également possible d'assembler quelque chose de similaire à la maison. Pour ce faire, il est nécessaire de :
- Augmentez le diamètre de la bobine et la section du fil par un facteur de 1,5 à 2,5.
- Réaliser une borne en forme de tore. Un tube ondulé en aluminium d'un diamètre de 100 mm convient à cet effet.
- Remplacer la source DC par une source AC de 3-5kV.
- Effectuez une mise à la terre fiable.
- Assurez-vous que votre câblage peut supporter la charge.
Ces transformateurs peuvent générer une puissance allant jusqu'à 5kW et créer des défauts corona et arc. L'effet maximal est obtenu lorsque les fréquences des deux circuits coïncident.
Articles connexes :