Nikola Teslaning mashhur ixtirolaridan biri Tesla bobini edi. Ushbu ixtiro yuqori chastotali kuchlanishni ishlab chiqaradigan rezonans transformatoridir. 1896 yilda ixtiroga patent berildi, u ta'lim uchun apparat deb ataldi elektr toki yuqori potentsial va chastota.

Dizayn va ekspluatatsiya

Tesla elementar transformatori ikkita lasan, toroid, kondansatör, uchqun bo'shlig'i, himoya halqani va o'z ichiga oladi. .

Toroid bir nechta funktsiyalarni bajaradi:

  • Rezonans chastotasini kamaytirish, ayniqsa yarimo'tkazgichli kalitlarga ega Tesla bobinining turi uchun. yuqori chastotalarda yomon ishlaydi.
  • Elektr yoyi paydo bo'lishidan oldin energiya to'planishi. Qanaqasiga kattaroq o'lcham toroid, ko'proq energiya to'planadi. Havoning parchalanishi paytida toroid bu to'plangan energiyani elektr yoyiga chiqaradi va shu bilan uni oshiradi.
  • Ikkilamchi o'rashdan yoyni qaytaradigan elektrostatik maydon hosil bo'lishi. Ushbu funktsiyaning bir qismi ikkilamchi o'rash tomonidan amalga oshiriladi. Biroq, bunda unga toroid yordam beradi. Shuning uchun, elektr yoyi eng qisqa yo'l bo'ylab ikkilamchi o'rashga tushmaydi.

Odatda toroidning tashqi diametri ikkilamchi o'rashning diametridan ikki barobar ko'pdir. Toroidlar alyuminiy gofrirovka va boshqa materiallardan tayyorlanadi.

Ikkilamchi o'rash Tesla transformatori asosiy dizayn elementidir. Odatda, o'rashning uzunligi uning diametriga ishora qiladi 5: 1 bobin uchun o'tkazgichning diametri taxminan 1000 burilish uchun tanlanadi, ular bir-biriga mahkam joylashtirilishi kerak. O'rash burilishlari bir necha qatlamli lak yoki epoksi qatroni bilan qoplangan. Ramka sifatida apparat do'konida xarid qilish mumkin bo'lgan PVX quvurlar tanlanadi.

Himoya halqasi birlamchi o'rashga elektr yoyi kirganda elektron elementlarning ishdan chiqishidan himoya qilish uchun xizmat qiladi. Strimerning o'lchami (elektr yoyi) ikkilamchi lasan uzunligidan kattaroq bo'lsa, himoya halqa o'rnatiladi. Bu halqa mis ochiq o'tkazgich shaklida qilingan, tuproqli alohida sim umumiy topraklama uchun.

Birlamchi o'rash ko'pincha konditsionerlarda ishlatiladigan mis quvurdan tayyorlanadi. Birlamchi o'rashning qarshiligi kichik bo'lishi kerak, chunki u orqali katta oqim o'tadi. Ko'pincha tanlangan quvur qalinligi 6 mm. O'rash uchun katta kesma o'tkazgichlardan ham foydalanish mumkin. Birlamchi o'rash Tesla bobinlarida bir xil sozlash elementi bo'lib, unda birinchi kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Shuning uchun quvvat ulanishining joylashuvi uning harakatini hisobga olgan holda amalga oshiriladi, uning yordamida birlamchi sxemaning rezonans chastotasi o'zgaradi.

Birlamchi o'rashning shakli har xil bo'lishi mumkin: konusning, tekis yoki silindrsimon.

Tesla bobini bo'lishi kerak topraklama. Agar u yo'q bo'lsa, oqimni yopish uchun oqimlar lasanning o'ziga uriladi.

Tebranish davri birlamchi o'rash bilan birga kondansatör tomonidan hosil bo'ladi. Chiziqli bo'lmagan element bo'lgan uchqun bo'shlig'i ham ushbu sxemaga ulangan. Ikkilamchi o'rashda tebranish sxemasi ham hosil bo'ladi, unda toroidning sig'imi va g'altakning o'zaro sig'imi kondansatör vazifasini bajaradi. Ko'pincha, elektr uzilishidan himoya qilish uchun ikkilamchi o'rash lak yoki bilan qoplangan epoksi qatroni.

Natijada, Tesla bobini yoki boshqacha qilib aytganda transformator bir-biriga bog'langan ikkita tebranish sxemasidan iborat. Bu Tesla transformatoriga noodatiy xususiyatlarni beradi va an'anaviy transformatorlardan asosiy farqlovchi sifat hisoblanadi.

Uchqun bo'shlig'ining elektrodlari orasidagi buzilish kuchlanishiga erishilganda, gazning elektr ko'chkisi kabi parchalanishi hosil bo'ladi. Bunday holda, kondansatör uchqun bo'shlig'i orqali lasan ustiga chiqariladi. Natijada, kondansatör va birlamchi o'rashdan iborat bo'lgan tebranish pallasining sxemasi uchqun bo'shlig'iga yopiq qoladi. Ushbu sxemada yuqori chastotali tebranishlar sodir bo'ladi. Ikkilamchi konturda rezonansli tebranishlar hosil bo'ladi, natijada yuqori kuchlanish paydo bo'ladi.

Tesla bobinlarining barcha turlarida asosiy element sxemalardir: asosiy va ikkilamchi. Biroq, yuqori chastotali osilator dizaynda farq qilishi mumkin.

Tesla bobini asosan metall yadroga ega bo'lmagan ikkita rulondan iborat. Tesla lasanining transformatsiya koeffitsienti ikkala o'rashning burilish soniga nisbatidan bir necha o'n baravar yuqori. Shuning uchun transformatorning chiqish kuchlanishi bir necha million voltga etadi, bu esa kuchli quvvatni ta'minlaydi elektr razryadlari bir necha metr uzunlikda. Muhim shart birlamchi o'rash va kondansatör tomonidan tebranish davrining shakllanishi va bu sxemaning ikkilamchi o'rash bilan rezonansi.

Turlari

Nikola Tesla davridan beri ko'p har xil turlari Tesla transformatorlari. Keling, Tesla bobini kabi transformatorlarning umumiy asosiy turlarini ko'rib chiqaylik.

SGTC- uchqun chiqishi ustida ishlaydigan lasan Teslaning o'zi ishlatadigan klassik qurilmaga ega. Ushbu dizaynda kommutatsiya elementi uchqun bo'shlig'idir. Kam quvvatli qurilmalar uchun to'xtatuvchi ma'lum masofada joylashgan qalin o'tkazgichning ikkita qismi shaklida amalga oshiriladi. Yuqori quvvatli qurilmalarda elektr motorlar yordamida murakkab konstruktsiyali aylanuvchi to'xtatuvchilardan foydalaniladi. Bunday transformatorlar hech qanday ta'sirsiz, katta uzunlikdagi oqimni olish zarur bo'lganda ishlab chiqariladi.

VTTC– kommutatsiya elementi bo'lgan elektron trubkaga asoslangan lasan. Bunday transformatorlar doimiy rejimda ishlashga va katta qalinlikdagi razryadlarni etkazib berishga qodir. Ushbu turdagi quvvat manbai odatda yuqori chastotali sariqlarni yaratish uchun ishlatiladi. Ular mash'al shaklida oqim effektini yaratadilar.

SSTC- dizaynida kalit sifatida kuchli shaklidagi yarimo'tkazgich elementi ishlatiladigan lasan. Ushbu turdagi transformator ham uzluksiz rejimda ishlashga qodir. Bunday qurilmadan oqimlarning tashqi shakli juda boshqacha bo'lishi mumkin. Yarimo'tkazgichli kalit bilan boshqarish osonroq; musiqa o'ynay oladigan Tesla bobinlari mavjud.

DRSSTC- ikkita rezonans zanjiriga ega transformator. Yarimo'tkazgich komponentlari ham kalit rolini o'ynaydi. Bu sozlash va boshqarish uchun eng qiyin transformator, ammo u ta'sirchan effektlarni yaratish uchun ishlatiladi. Bunday holda, birlamchi sxemada katta rezonans olinadi. Ikkinchi sxemada chaqmoq shaklida eng yorqin qalin va uzun oqimlar hosil bo'ladi.

Tesla lasanidan ta'sir turlari

  • Ark zaryadsizlanishi - ko'p hollarda uchraydi. Quvurli transformatorlar uchun odatiy holdir.
  • Korona oqishi kuchlanish kuchaygan elektr maydonidagi havo ionlarining porlashi bo'lib, yuqori kuchlanishli qurilma elementlari atrofida chiroyli mavimsi porlashni hosil qiladi, shuningdek, katta sirt egriligiga ega.
  • Uchqun aks holda uchqun chiqishi deb ataladi. U terminaldan erga yoki tuproqli ob'ektga tezda yo'qolib ketadigan yoki o'zgarib turadigan yorqin tarvaqaylab ketgan chiziqlar to'plami shaklida oqadi.
  • Strimerlar - bu ionlashgan gaz atomlari va erkin elektronlarni o'z ichiga olgan nozik, zaif nurli dallanma kanallari. Ular erga tushmaydi, balki havoga oqib chiqadi. Strimer - bu yuqori kuchlanish transformatorining maydoni tomonidan hosil bo'lgan havoning ionlanishi.

Tesla lasanining harakati elektr tokining shitirlashi bilan birga keladi. Strimerlar uchqun kanallariga aylanishi mumkin. Bu oqim va energiyaning katta o'sishi bilan birga keladi. Strimer kanali tez kengayadi, bosim keskin ko'tariladi va shuning uchun zarba to'lqini hosil bo'ladi. Bunday to'lqinlarning uyg'unligi uchqunlarning shitirlashiga o'xshaydi.

Tesla bobinining kam ma'lum bo'lgan ta'siri

Ba'zi odamlar Tesla transformatorini o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan maxsus qurilma deb hisoblashadi. Bunday qurilma energiya generatori va doimiy harakat mashinasiga aylanishi mumkin degan fikr ham mavjud.

Ba'zan shunday transformator yordamida elektr energiyasini simlardan foydalanmasdan ancha masofalarga uzatish, shuningdek, tortishish qarshiligini yaratish mumkinligi aytiladi. Bunday xususiyatlar fan tomonidan tasdiqlanmagan yoki sinovdan o'tkazilmagan, biroq Tesla odamlar uchun bunday qobiliyatlarning yaqinda mavjudligi haqida gapirdi.

Tibbiyotda yuqori chastotali oqimlar va kuchlanishlarga uzoq vaqt ta'sir qilish bilan, surunkali kasalliklar va boshqa salbiy hodisalar. Shuningdek, insonning yuqori kuchlanishli maydonda mavjudligi uning sog'lig'iga salbiy ta'sir qiladi. Transformator shamollatishsiz ishlaganda chiqadigan gazlar bilan zaharlanishingiz mumkin.

Ilova

  • Tesla lasanining chiqishidagi kuchlanish ba'zan millionlab voltlarga etadi, bu esa bir necha metr uzunlikdagi havodagi sezilarli elektr razryadlarini hosil qiladi. Shuning uchun bunday effektlar ko'rgazmali shoularni yaratish uchun ishlatiladi.
  • Tesla bobini o'tgan asrning boshlarida tibbiyotda qo'llanilgan. Bemorlarga past quvvatli, yuqori chastotali oqimlar bilan davolash qilindi. Bunday oqimlar terining yuzasi bo'ylab oqadi, inson tanasiga hech qanday zarar etkazmasdan, shifobaxsh va tonik ta'sirga ega. Biroq, kuchli yuqori chastotali oqimlar salbiy ta'sir ko'rsatadi.
  • Tesla bobini ishlatiladi harbiy texnika binoda, kemada yoki tankdagi elektron jihozlarni tezda yo'q qilish uchun. Bunday holda, qisqa vaqt ichida elektromagnit to'lqinlarning kuchli zarbasi yaratiladi. Natijada, tranzistorlar, mikrosxemalar va boshqa elektron komponentlar bir necha o'n metr radiusda yonib ketadi. Ushbu qurilma mutlaqo jim ishlaydi. Bunday qurilmaning ishlashi paytida oqim chastotasi 1 TGts ga yetishi mumkinligi haqida dalillar mavjud.
  • Ba'zan bunday transformator gaz deşarj lampalarini yoqish uchun, shuningdek, vakuumda qochqinlarni qidirish uchun ishlatiladi.

Tesla lasan effektlari ba'zan kino va kompyuter o'yinlarida qo'llaniladi. Hozirgi vaqtda Tesla bobini kundalik hayotda keng tarqalgan amaliy foydalanishni topa olmadi.

Tesla lasan yoqilgan kelajak

Hozirgi vaqtda olim Tesla bilan shug'ullangan masalalar dolzarbligicha qolmoqda. Ushbu muammoli masalalarni ko'rib chiqish institut talabalari va muhandislariga ilmiy muammolarga kengroq qarashga, materialni tuzilishga va umumlashtirishga, qoliplashtirilgan fikrlardan voz kechishga imkon beradi.

Teslaning qarashlari bugungi kunda nafaqat texnologiya va fanda, balki yangi ixtirolar ustida ishlash va ishlab chiqarishda yangi texnologiyalardan foydalanish uchun ham dolzarbdir. Bizning kelajagimiz Tesla tomonidan kashf etilgan hodisalar va effektlar uchun tushuntirish beradi. U uchinchi ming yillikda zamonaviy sivilizatsiyaga asos solgan.

Ushbu maqolada men o'zim yig'gan Tesla transformator qurilmasi va uning ishlashi paytida unda kuzatilgan qiziqarli effektlar haqida gapiraman.

Men darhol i belgisini qo'yishni xohlayman, bu qurilma yuqori kuchlanish bilan ishlaydi, shuning uchun asosiy xavfsizlik qoidalariga rioya qilish MATTA! Qoidalarga rioya qilmaslik jiddiy shikastlanishga olib keladi, buni unutmang! Shuni ham ta'kidlashni istardimki, ushbu qurilmadagi asosiy xavf ISKROVIK (razryad to'xtatuvchisi) bo'lib, uning ishlashi davomida keng spektrli nurlanish, shu jumladan rentgen nurlari manbai hisoblanadi, buni esda tuting!

Keling, boshlaymiz. Men sizga "mening" Tesla transformatorimning dizayni haqida qisqacha aytib beraman, umumiy tilda "Tesla bobini". Ushbu qurilma hamma uchun ochiq bo'lgan oddiy element bazasida ishlab chiqarilgan qurilmaning blok diagrammasi quyida ko'rsatilgan.

Ko'rib turganingizdek, men g'ildirakni qayta ixtiro qilmadim va klassik Tesla transformator sxemasiga yopishib olishga qaror qildim, klassik sxemaga qo'shilgan yagona narsa bu elektron kuchlanish konvertori - uning roli kuchlanishni 12 voltdan 10 voltgacha oshirishdir. ming volt! Aytgancha, bu kuchlanish konvertori uy bekasi tomonidan yig'ilishi mumkin. Devrenning yuqori kuchlanishli qismida quyidagi elementlar qo'llaniladi: VD diodasi yuqori voltli 5GE200AF diodidir - u yuqori qarshilikka ega - bu juda muhim! C1 va C2 ​​kondansatkichlari 2200 pF nominal qiymatga ega bo'lib, ularning har biri 5 kV kuchlanish uchun mo'ljallangan, natijada biz 1100 pF umumiy sig'im va 10 kV to'plangan kuchlanishni olamiz, bu biz uchun juda yaxshi! Shuni ta'kidlashni istardimki, sig'im eksperimental ravishda tanlanadi, birlamchi bobindagi impulsning davomiyligi unga va, albatta, bobinning o'ziga bog'liq. Impuls vaqti Tesla transformatorining asosiy bobini o'tkazgichdagi elektron juftlarining ishlash muddatidan kamroq bo'lishi kerak, aks holda biz past ta'sirga ega bo'lamiz va impuls energiyasi lasanni isitish uchun sarflanadi - bu bizga kerak emas! Qurilmaning yig'ilgan dizayni quyida ko'rsatilgan.

Uchqun bo'shlig'ining dizayni alohida e'tiborga loyiqdir, aksariyat zamonaviy Tesla transformator sxemalari elektr dvigatel tomonidan boshqariladigan maxsus uchqun generatoriga ega, bu erda tushirish chastotasi aylanish tezligi bilan tartibga solinadi, ammo men bu tendentsiyaga rioya qilmaslikka qaror qildim; ko'p salbiy nuqtalar. Men klassik tutqich sxemasiga amal qildim. Himoyachining texnik chizmasi quyida keltirilgan.

Arzon va amaliy variant Bu shovqin qilmaydi yoki yonmaydi, nima uchun ekanligini tushuntiraman. Ushbu to'xtatuvchi 2-3 mm qalinlikdagi mis plitalardan yasalgan bo'lib, o'lchamlari 30x30 mm (radiator sifatida ishlaydi, chunki kamon issiqlik manbai bo'lib), har bir plastinkada murvat uchun iplar mavjud. Bo'shatish vaqtida murvatning echilishiga yo'l qo'ymaslik va yaxshi aloqani ta'minlash uchun murvat va plastinka o'rtasida bahorni ishlatish kerak. Chiqarish paytida shovqinni bostirish uchun biz kamon yonadigan maxsus kamera qilamiz, mening kameram polietilen suv trubkasidan yasalgan (uning tarkibida armatura yo'q), trubaning bo'lagi ikkita plastinka orasiga mahkam yopishtirilgan va muhrni ishlatish tavsiya etiladi, masalan, menda izolyatsiyalash uchun maxsus ikki tomonlama lenta bor. Bo'shliq murvatni burish va ochish orqali o'rnatiladi, men nima uchun keyinroq tushuntiraman;

Qurilmaning asosiy bobini. Qurilmaning asosiy bobini PV 2.5mm.kv tipidagi mis simdan qilingan va bu erda savol tug'iladi: "Nega bunday qalin sim?" Men tushuntiraman. Tesla transformatori - bu oddiy transformatorlar bilan bir xil bo'lmagan, anomal deb aytish mumkin bo'lgan maxsus qurilma, bu erda qonunlar butunlay boshqacha. An'anaviy quvvat transformatori uchun o'z-o'zidan induksiya (kontra-EMF) muhim ahamiyatga ega, bu an'anaviy quvvat transformatori yuklanganda oqimning bir qismini qoplaydi, agar biz olib tashlasak, qarshi EMF kamayadi; an'anaviy transformatorlardan qarshi EMF, ular sham kabi yonadi. Ammo Tesla transformatorida buning aksi - o'z-o'zini induktsiya qilish bizning dushmanimiz! Shuning uchun, bu kasallik bilan kurashish uchun biz past indüktans, shuning uchun past o'z-o'zidan indüktans bo'lgan qalin simdan foydalanamiz. Bizga kuchli elektromagnit impuls kerak va biz uni bu turdagi kangal yordamida olamiz. Birlamchi lasan Arximed spirali shaklida bitta tekislikda 6 burilish miqdorida qilingan, mening dizaynimda katta burilishning maksimal diametri 60 mm.

Qurilmaning ikkilamchi bobini polimerga o'ralgan oddiy lasandir suv quvuri(mustahkamlashsiz) diametri 15 mm. Bobin bir burilishda 0,01 mm.kv burilish emalli sim bilan o'ralgan, mening qurilmamda burilishlar soni 980 dona. Ikkilamchi lasanni o'rash sabr va chidamlilikni talab qiladi, menga taxminan 4 soat vaqt ketdi.

Shunday qilib, qurilma yig'ildi! Endi qurilmani sozlash haqida bir oz, qurilma ikkita LC sxemasidan iborat - asosiy va ikkilamchi! Qurilmaning to'g'ri ishlashi uchun tizimni rezonansga, ya'ni LC davrlarining rezonansiga kiritish kerak. Aslida, tizim elektr yoyi chastotalarining keng diapazoni tufayli avtomatik ravishda rezonansga keltiriladi, ularning ba'zilari tizimning empedansiga to'g'ri keladi, shuning uchun biz qilishimiz kerak bo'lgan yagona narsa yoyni optimallashtirish va chastotalarni tenglashtirishdir. undagi quvvat - bu juda sodda tarzda amalga oshiriladi - biz bo'shliqni to'xtatuvchini sozlaymiz. To'xtatuvchini yoy uzunligi shaklida eng yaxshi natijalar paydo bo'lguncha sozlash kerak. Ishlaydigan qurilmaning tasviri quyida joylashgan.

Shunday qilib, qurilma yig'ildi va ishga tushirildi - endi u biz uchun ishlaydi! Endi biz kuzatishlarimizni olib borishimiz va ularni o'rganishimiz mumkin. Men sizni darhol ogohlantirmoqchiman: yuqori chastotali oqimlar inson tanasi uchun zararsiz bo'lsa ham (Tesla transformatori nuqtai nazaridan), ular keltirib chiqaradigan yorug'lik effektlari ko'zning shox pardasiga ta'sir qilishi mumkin va siz shox pardaning kuyishi xavfini tug'dirasiz, chunki chiqarilgan yorug'lik spektri ultrabinafsha nurlanish tomon siljiydi. Tesla transformatoridan foydalanishda yana bir xavf - qondagi ozonning ko'pligi, bu bosh og'rig'iga olib kelishi mumkin, chunki bu gazning katta qismi qurilmaning ishlashi paytida hosil bo'ladi, buni esda tuting!

Keling, ishlaydigan Tesla lasanini kuzatishni boshlaylik. Kuzatishlarni to'liq zulmatda o'tkazish yaxshidir, shuning uchun siz o'zingizning g'ayrioddiyligi va sirliligi bilan sizni hayratda qoldiradigan barcha effektlarning go'zalligini boshdan kechirasiz. Men to'liq zulmatda kuzatuvlar qildim, kechalari va soatlab qurilma ishlab chiqargan porlashiga qoyil qoldim, buning uchun ertasi kuni ertalab to'ladim: ko'zlarim elektr payvandlashdan kuygandek og'riyapti, lekin bular arzimas narsalar, chunki ular Ayting: "Ilm qurbonliklarni talab qiladi". Qurilmani birinchi marta yoqishim bilanoq, men go'zal hodisani payqadim - bu lasanning o'rtasida joylashgan binafsha rangdagi porlab turgan to'p, uchqun bo'shlig'ini sozlash jarayonida men to'p yuqoriga siljiganini payqadim. yoki bo'shliqning uzunligiga qarab pastga, ikkilamchi lasandagi impedansdagi hodisaning yagona izohi, buning sababi bu ta'sir. To'p juda ko'p binafsha rangli mikro yoylardan iborat bo'lib, ular bobinning bir joyidan chiqib, boshqasiga kirib, sharni tashkil qildi. Qurilmaning ikkilamchi bobini erga ulanmaganligi sababli, qiziqarli effekt kuzatildi - sariqning ikkala uchida binafsha rang porlaydi. Men qurilmaning ikkilamchi lasan bilan qanday ishlashini tekshirishga qaror qildim va boshqasini payqadim qiziq narsa: porlashning kuchayishi va unga teginish paytida lasandan keladigan yoyning kuchayishi - yuzga kuchaytirish effekti. Tesla tajribasining takrorlanishi, bunda gaz deşarjli lampalar transformator maydonida porlaydi. Transformator maydoniga an'anaviy energiya tejovchi gaz deşarj chiroqi o'rnatilganda, u porlashni boshlaydi, porlashning yorqinligi uning to'liq quvvatining taxminan 45% ni tashkil qiladi, bu taxminan 8 Vtni tashkil qiladi, butun tizimning quvvat sarfi 6 Vt. Eslatma: ishlaydigan qurilma atrofida yuqori chastotali shovqin paydo bo'ladi. elektr maydoni taxminan 4 kV/sm2 potentsialga ega. Qiziqarli ta'sir ham kuzatiladi: cho'tkaning oqishi, hayvonning mayin dumini eslatuvchi, 20 mm gacha bo'lgan tez-tez ignalari bo'lgan qalin cho'tka shaklida yorqin binafsha oqindi. Bu ta'sir o'tkazgich sohasidagi gaz molekulalarining yuqori chastotali tebranishlari natijasida yuzaga keladi, yuqori chastotali tebranishlar jarayonida gaz molekulalari vayron bo'ladi va ozon hosil bo'ladi va qoldiq energiya o'zini porlash shaklida namoyon qiladi; ultrabinafsha diapazoni. Cho'tka effektining eng yorqin namoyon bo'lishi inert gazli kolbadan foydalanganda sodir bo'ladi, mening holimda men gaz holatida natriy (Na) o'z ichiga olgan HPS gaz deşarj lampasidan kolba ishlatganman va yorqin cho'tka effekti paydo bo'ladi, faqat tez-tez uchqun paydo bo'lishi bilan tayoqni yoqishga o'xshash, bu ta'sir juda chiroyli.

Amalga oshirilgan ishlarning natijalari: Qurilmaning ishlashi turli xil qiziqarli va chiroyli effektlar bilan birga keladi, bu esa o'z navbatida yanada ehtiyotkorlik bilan o'rganishga loyiqdir, ma'lumki, qurilma yuqori chastotali elektr maydonini hosil qiladi, bu esa katta miqdorda hosil bo'lishiga olib keladi; ozon, ultrabinafsha nurlanishining yon mahsuloti sifatida. Qurilmaning maxsus konfiguratsiyasi uning ishlash tamoyillari haqida o'ylash uchun asos beradi, bu qurilmaning ishlashi haqida faqat taxminlar va nazariyalar mavjud, ammo bu qurilma to'liq o'rganilmagani kabi ob'ektiv ma'lumotlar ham ilgari surilmagan; . Ayni paytda Tesla transformatori ishqibozlar tomonidan to'plangan va ko'pincha faqat o'yin-kulgi uchun ishlatiladi, garchi mening fikrimcha, qurilma Tesla bilgan va tushungan koinotning asosiy asoslarini tushunishning kalitidir. Tesla transformatoridan o'yin-kulgi uchun foydalanish mikroskop bilan mixlarni urishga o'xshaydi... Qurilmaning super yagona effekti..? ehtimol ..., lekin menda bu haqiqatni aniqlash uchun hali zarur jihozlar yo'q.

19-asr elektromagnetizmning eksperimental fizikasida o'ziga xos Yovvoyi G'arb davri edi. Robert Van de Graaff, Lord Kelvin, Nikola Tesla va boshqa ko'plab olimlar, tadqiqotchilar va muhandislar tobora ko'proq yangi hodisalarni kashf etdilar va keyin ularni ulkan o'lchamlarga keltirgan qurilmalarni kengaytirdilar. Ularning ba'zi ijodlari hali ham ishlamoqda - masalan, olti metrli gigant Boston ilmiy muzeyidagi Van de Graaff generatori, va ba'zilari, mashhur Wardenclyffe minorasi kabi, hech qachon tug'ilmagan.

Vaqt o'tishi va fan va texnologiyaning rivojlanishi bilan olimlarning e'tibori boshqa yo'nalishlarga o'tdi, ammo individual ishqibozlar yuqori kuchlanish, elektrostatika, plazma fizikasi sohasidagi klassik ishlanmalarni to'plash, o'rganish va takomillashtirishni davom ettirdilar - ba'zilari bir sabablarga ko'ra. efir va erkin energiya nazariyasiga cheksiz e'tiqod, ba'zilari - qiziqish tufayli yoki yuqori darajada ixtisoslashgan amaliy muammolarni hal qilish uchun, kimdir shunchaki unga zavq bergani uchun.

So'nggi paytlarda, taxminan 90-yillarning oxiridan boshlab, muhandislik vazifalarining ushbu sohasi shou-biznes va ko'ngilochar industriyaning Tesla bobinlarining e'tiborni tortuvchi zaryadlariga qiziqishi bilan bog'liq bo'lgan uyg'onishni boshdan kechirmoqda, bu esa tobora kuchayib bormoqda. so'nggi o'n yil DRSSTC ixtiro qilingandan so'ng, Tesla lasanining texnik jihatdan eng ilg'or turi bo'lib, klassik uchqun bo'shlig'i o'rniga quvvat tranzistorlaridan foydalanadi, bu sizga bir necha tebranish davrlarida tezda zaryadsizlanish chastotasini (BPS) o'zgartirishga imkon beradi va, natijada, paydo bo'ladigan chaqmoq yordamida musiqani bevosita ijro eting. Bir misol, taniqli ishlab chiqarish modeli OneTesla bo'lib, u mualliflar tomonidan taklif qilingan barcha noto'g'ri dizaynga qaramay, ma'lum miqdordagi qo'llar bilan juda funktsionaldir.

Ayni paytda Tesla transformatorlari va tegishli qurilmalari (Jeykob narvonlari, Marks va Cockroft-Walton generatorlari, plazma ustunlari, Van de Graaff generatorlari va boshqalar) atrofida tashkil etilgan bir qator shou loyihalarida doimiy ravishda foydalanilmoqda. ular AQShda (Arc Attack), Rossiyada (TeslaFX), Buyuk Britaniyada (Chaqmoqlar lordlari), Xitoyda (afsuski, ierogliflarni o'rgatilmagan) va boshqa mamlakatlarda vaqti-vaqti bilan shou-biznesda porlaydilar (Garri Potter, Sehrgarning shogirdidagi maxsus effektlar, Metallica kontsertlari va boshqalar), shuningdek, har bir o'zini hurmat qiladigan ilmiy muzeyda ko'rgazma sifatida mavjud.

Hajmi muhim

Muxtasar qilib aytganda, bir vaqtning o'zida Teslaning jamoaviy qurilishida uzoq va mustahkam bo'lgan bir guruh havaskor muhandislar qum qutisida o'ynashdan, kichik ichki (va hatto o'rta o'lchamdagi tashqi) rulonlarni yasashdan zerikishgan deb qaror qilishdi va shunday qilishga qaror qilishdi. maxsus narsa. O'sha paytda bizda (bizga tuyulganidek) turli topologiyalardagi Tesla bobinlarini ishlab chiqish bo'yicha etarlicha tajribamiz bor edi va mavjud matematik model masshtablash imkonini berdi. standart dizayn bir necha marta. Darhaqiqat, aniq ko'rinadigan yagona cheklovlar mavjud bo'sh joyning o'lchamlari, rozetkaning kuchi va moliya edi (garchi nima deyishimiz mumkin, oxir-oqibat hammasi moliyaga tushadi). Byudjet, ish soatlari va boshqa zerikarli tafsilotlarni hisoblab, o'rnatish o'lchamlarini taxminan uch metr balandlikda cheklashga qaror qilindi. dizayn kuchi taxminan 30-40 kVt. Bilimdonlar uchun:

Yakuniy texnik xususiyatlar

  • Texnologiya: DRSSTC
  • Umumiy balandligi: 3,3 metr
  • Umumiy og'irligi: ~130 kg
  • Quvvat manbai: 3ph 380 V
  • Rezonans chastotasi: ~50 kHz
  • Ikkilamchi o'rashning o'lchamlari: 310x1800 mm, sim 1,06 mm
  • Quvvat bo'limi topologiyasi: to'liq ko'prik, CM600DU-24NFH tranzistorlari
  • Maksimal quvvat sarfi: ~35 kVt
  • Yuqori aylanish quvvati: ~2 MVt
  • Yuqori aylanish oqimi: 3800 A
  • Birlamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sig'imi: 1,2 µF
  • Inverter elektrolitlar quvvati: 18000 uF, 900 volt
  • Maksimal qayd etilgan zarba uzunligi: 6 metr

Texnologiya, albatta, DRSSTC tomonidan tanlangan, chunki to'g'ri yondashuv va xatolar yo'qligi bilan uning narxi (shuningdek, og'irligi va o'lchamlari) boshqa variantlardan (uchqun bo'shlig'i yoki radio trubkasi) sezilarli darajada past bo'lib chiqadi. bir xil yakuniy parametrlar bilan. Va, albatta, siz musiqa tinglashingiz mumkin.

Modulli printsip

Dastlab etarlicha katta Tesla lasanini loyihalashda loyihani bir nechta modullarga bo'lish mumkin (birlamchi o'rash, ikkilamchi o'rash, toroid, korpus, quvvat inverteri, haydovchi, boshqaruv paneli, yordamchi elektr jihozlari va boshqalar), ularning har biri ishlab chiqilgan va alohida ishlab chiqariladi, shundan so'ng ular birlashadilar, jarayonda izchil ravishda sozlanadi va disk raskadrovka qilinadi va oxir-oqibat portlaydi va chaqmoqni chiqarishni boshlaydi. Odatda, Tesla transformatorlarining aksariyati faqat ishqibozlar tomonidan boshidan oxirigacha yig'iladi, lekin bizda, birinchi navbatda, funktsiyalarni taqsimlash (loyiha menejeri, dizayner, ishlab chiquvchi (aka tester) va bir nechta odamlar) bo'lgan ko'proq yoki kamroq muvofiqlashtirilgan jamoa mavjud edi. qo'lda - o'rnatuvchi, mexanik va boshqalar), ikkinchidan, vazifaning o'zi juda katta edi va men buni qo'shimcha xarajatlarsiz bajarishni xohlardim, lekin shu bilan birga, iloji boricha ko'proq yoki kamroq sifatli. prototip va noyob dizayn. Shuning uchun, har kim modullarni bir-biri bilan sinxronlashtirish uchun parallel ravishda aloqa o'rnatib, o'z ishini qilishi mumkin edi va men xuddi shu loyiha menejeri bo'lib, har bir modul haqida alohida gaplasha olaman, shuningdek, oxirida nima bo'lganini ko'rsatishim mumkin.

Materiallarni tayyorlash va qayta ishlash

Mavzu bo'yicha muhokama, tushunish va turli so'zlardan so'ng, umumiy kontseptsiya jamoaviy qaror bilan tasdiqlandi va men 3ds max da ibtidoiy eskiz chizdim. Eskiz vazifaning ko'lamini tushunish, modullarning asosiy nisbiy nisbatlarini tushunish, dizaynning boshlang'ich nuqtasi va jamoaning ma'naviyatini oshirish uchun kerak edi. Eskizga asoslanib, dizayner loyihani Creo Elementsda (keyinchalik Pro/Engineer) yig'di, o'ziga xos o'lchamlarni, qismlarni bir-biriga ulash usullarini va boshqa nuanslarni kuzatdi. Ushbu loyiha natijalariga ko'ra, chizmalar yaratildi: korpus qismlari, birlamchi o'rash bazasi, toroid, avtomatlashtirish va elektr uchun quti, shuningdek, birlamchi elektron kondansatörler bloki (MMC).

Qurilish materiallari sifatida biz suv oqimi bilan kesish orqali qayta ishlangan 18 mm qalinlikdagi shisha tolali laminat (yuqori strukturaviy va issiqlik barqarorligi tufayli boshqa ishlov berish usullari foydasiz bo'lib chiqdi), korpus uchun qalin kontrplak va avtomatlashtirish bloki uchun alyuminiy-plastmassa kompozitsiyasidan foydalandik. (o'z nazorat qilish davrlariga zararli ta'sir ko'rsatadigan lasan elektromagnit parazit fronti tomonidan yaratilgan kuchli quvvatdan himoya qilish uchun), shuningdek, bir qator joylarda polikarbonat. Kontrplak va plastmassa zavoddagi qo'shniga tegishli bo'lgan CNC routerda ishlangan, u erda bizning jamoamiz bu odobsizlik bilan shug'ullangan. Creo Elements sizga darhol CNC uchun tayyor boshqaruv dasturlarini yaratishga imkon beradi, bu jarayonda juda ko'p yordam berdi - biz oddiygina, aslida, mashinani ijaraga oldik va kerak bo'lganda kerakli narsani qildik.

Birlamchi va ikkilamchi

Ikkilamchi o'rash klassik ramkaga o'ralgan - katta to'q sariq rangli PVX kanalizatsiya trubkasi (jiddiy, bu narx, mavjudligi va vazifaga muvofiqligi nuqtai nazaridan har qanday o'lchamdagi Tesla rulonlari uchun eng yaxshi variant). Sirlangan sim (diametri 1,06 mm) bir qatlamda navbatma-navbat o'ralgan, so'ngra epoksi qatroni bilan qoplangan, quvurni ulkan induktorga aylantirib, o'zining shon-shuhrat momentini intiqlik bilan kutmoqda - gigant Tesla lasanining ikkilamchi versiyasi. Quvurning oxirgi o'lchamlari 310x1800 mm edi.

Biz birlamchi o'rashni - shuningdek, klassik - diametri 22 mm (7/8 dyuym) bo'lgan konditsionerlar uchun mis quvur bilan o'ramiz. Bobinlar minglab atmosfera bosimi ostida abraziv suv oqimi bilan shisha tolali shishadan kesilgan yivlarga yaxshilab tushdi va endi ikkita modul, asosiy va ikkilamchi - har qanday Tesla lasanining skeleti - bir-biriga ulangan. Loyiha asta-sekin shakl va rangga ega bo'ldi.

Toroid

Har qanday kuchli Tesla lasanining zarur elementi bo'lgan toroid bilan ishlar ancha murakkab bo'lib chiqdi. Dastlab, shuningdek, tasdiqlangan yo'ldan borish va shamollatish uchun alyuminiy gofrirovkadan foydalanish rejalashtirilgan edi. Amalda, bu juda bir martalik yechim ekanligi ma'lum bo'ldi - gofrirovka har qanday beparvo harakatlardan bir zumda ajinlanadi va rejalashtirilgan o'lchamlarni hisobga olgan holda, qurilma har safar tashishda uni almashtirish kerak bo'ladi.

Shuning uchun, bu masala bo'yicha bir oz izlanishdan so'ng, men g'oyani o'g'irladim va Internetda bitta qiziqarli variantga duch keldim va dizayner uni bizning miqyosimizni hisobga olgan holda modellashtirdi va yig'ish uchun loyiha chiqardi. Gap shundaki, Tesla lasan toroidiga qo'yiladigan asosiy talab elektromagnit maydonlar nuqtai nazaridan uning "silliqligi" hisoblanadi, chunki har qanday o'tkir nuqtalar yoki nosimmetrikliklar maksimal quvvatga erishilgunga qadar havo parchalanishiga olib keladigan toj ajralishining hosil bo'lish nuqtalarini ifodalaydi. , va qo'shimcha ravishda, ishtirok eting foydali uzunlik chaqmoq. Ammo bu erda bitta nuance bor, bu maydon chiziqlari toroidni ekvipotentsial zonalar bilan o'rab turganga o'xshaydi, buning natijasida uni yig'ish mumkin. komponentlar, bu to'g'ri tarzda yig'ilganda, Tesla bobini kerak bo'lmagan joyda oqim paydo bo'lishining oldini olish uchun ishlaganda etarlicha silliq maydon hosil qiladi.

Umuman olganda, natija juda g'ayrioddiy ko'rinishga ega bo'lib chiqdi, ishlab chiqarish nisbatan sodda, ishlashda ishonchli va Tesla lasanining ushbu muhim qismining boshqa ma'lum versiyalari bilan solishtirganda hayratlanarli darajada samarali. Diametri alyuminiy quvur- 50 mm va NUJni eslatuvchi butun hosil bo'lgan narsaning umumiy o'lchami diametri ikki metrga teng. Quvurlar uchun ajratgich doiralari bir xil CNC router yordamida kontrplakdan kesilgan va men markaziy ramkani burchakli po'latdan payvandladim.

Ushbu nuqtada, printsipial jihatdan, qurilish qismi yakunlandi.

Quvvat bo'limi

Katta Tesla bobinlari uchun quvvat inverterida IGBT modullari ko'pincha ishlatiladi - ikki yoki uchta (ba'zan 10 tagacha) quvvat terminali va bir nechta boshqaruv pinlari bo'lgan qora (yoki oq) g'ishtlar, odatda quvvat invertorlarida - kuchli zaryadlash birliklari, transformator podstansiyalari, chastota konvertorlari dvigatellar, elektr transport vositalari va boshqalar uchun tufayli katta hajm kristall, bu modullar qisqa muddatli ish oqimining sezilarli darajada haddan tashqari yuklanishiga (nominal oqimdan 10 baravargacha) bardosh berishga qodir, bu DRSSTC texnologiyasidan foydalangan holda Tesla lasan impuls inverterida ish aylanishidan (tebranishlar sodir bo'ladigan vaqt) juda foydali. zanjirlarda va tranzistorlar orqali oqim oqadi, ularning kristallarini isitadi), odatda taxminan 5-10% ni tashkil qiladi. Ammo, boshqa tomondan, ushbu IGBT modullarining aksariyati bir necha, kamroq o'nlab kilogerts chastotalari uchun mo'ljallangan (ammo so'nggi paytlarda vaziyat yaxshilanmoqda va zamonaviy modullar 100 kHz gacha ishlashi mumkin). . Ularni yuqori chastotalarda ishlatish ko'pincha deklanşör nazorati, qizib ketish va portlashlar bilan bog'liq muammolarga olib keladi (portlashlar bo'ladi).

Bitta modulning narxi, hatto ishlatilgan bo'lsa ham, nisbatan yuqori bo'lishi mumkin (bir necha yuz ming rubldan), shuning uchun biz uni xavfsiz o'ynashga va ikkita CM600DU-24NFH modulini (600 amper uzluksiz oqim, 1200 volt, ikkita tranzistor) etkazib berishga qaror qildik. ) "to'liq ko'prik" sxemasi bo'yicha (ma'lumki, to'liq ko'prik ikkita yarim ko'prikdan qilingan - K.O.) yoki oddiygina "ko'prik" bo'yicha yarim ko'prikli ulanishda impulsli oqim zaxirasi bilan. Bir necha choy qoshiq KPT-8 termal pastasi orqali ularning o'lchamlariga mos keladigan radiatorga joylashtirildi, ular mis shinalar bilan ulangan va kerakli korpus to'plami - quvvat elektrolitik va plyonkali kondansatörler bilan jihozlangan.

Yaratishda joriy usul bu qismlarni bir-biriga bog'lab, xavflarni kamaytirish va bunday dizaynlarning ishonchliligini maksimal darajada oshirish uchun mo'ljallangan juda ko'p aqlli empirik nou-xau mavjud, ammo bu postning chegaralari men ular haqida gapirish uchun juda tor, agar siz nimani nazarda tutayotganimni bilsangiz. Natijada paydo bo'lgan narsa siz uni birinchi marta yoqishga harakat qilganingizda portlamasligiga kafolat yo'q edi, lekin o'sha paytda bu maqbul xavfga o'xshardi.

Avtomatlashtirish va elektrotexnika

Boshqaruv elektrlarida ayniqsa qiziqarli narsa yo'q edi. Elektrolitlarning silliq zaryadlanishini ta'minlash kerak edi (ular qurilma yoqilganda paneldagi elektron to'xtatuvchilarni ishdan chiqarmasliklari uchun) - avtomatik starter (asosan katta quvvat rölesi) va bir nechta quvvat rezistorlari buni hal qildi.

150 amperli diodli ko'prik tarmoqni to'g'irladi (darvoqe, butun tuzilma, albatta, uch fazali elektr ta'minoti uchun yaratilgan, bu juda ko'p turli xil narsalar bilan bog'liq edi. qiziqarli kashfiyotlar- biz uch faza uchun hech narsa qilmaganimizdan oldin, ayniqsa, bunday kuch), muxlislar diodli ko'prikdan va bir vaqtning o'zida quvvat qismining radiatoridan o'tib ketishdi va old paneldagi chiroqlar svetoforni aks ettirdi. bobinning qismlarini qo'llaringiz bilan tegizish mumkin bo'lganda, qachon qilmaslik yaxshiroq va boshning tepasida oqma paydo bo'lishining oldini olish uchun undan maksimal masofada bo'lish maqsadga muvofiqligi haqida xabar berish. .

Masofadan boshqarish pulti lehimli va simli doska ko'rinishida uzoq qismlarning tarqalishi bilan sotilganligi sababli, biz uning uchun taxtaning o'zi, quvvat manbai, to'rtta enkoder, to'rtta tugma, displey va ko'plab narsalarni o'z ichiga oladigan korpusni ishlab chiqishimiz kerak edi. ulagichlar (to'rtta optotransmitter, MIDI kirish, USB kirish, SD karta uchun uy). Yo'l davomida muallifning juda ko'p turli xil kamchiliklari aniqlandi, xususan, har qanday quvvatni boshqarishning yo'qligi (Krona tomonidan quvvatlanadi? Litiy-ion? Yo'q, men eshitmadim), ular bo'lishi kerak edi. maqsadli foydalanish uchun tuzatilgan va to'ldirilgan. Olingan ximera, ba'zi bir noqulay sharoitlarda bir qator jirkanch xatolarga qaramay, bugungi kungacha o'zining asosiy vazifasini muvaffaqiyatli bajarmoqda. Negadir men uning fotosuratini topa olmadim, lekin siz uni quyidagi ramkalardan birida, "dastlabki tekshirish" bandida - rasmning o'ng tomonidagi elektr kabeli yonidagi qora qutida ko'rishingiz mumkin. Sxema va proshivka muallifidan olingan videodan lavha ham bor - mana bu.

Kondensator batareyasi

Rezonansli kondansatör sifatida biz impulsli ish rejimlari uchun maxsus ishlab chiqilgan (ishlab chiqaruvchining katalogiga ko'ra) mahalliy ishlab chiqaruvchilardan birining quvvat plyonkali kondansatkichlarini tanladik. Umumiy quvvati taxminan 1,2 mikrofarad bo'lgan va maksimal kuchlanish 20 kilovolt bo'lgan beshta bo'lak, guruch vintlari bilan mis shina bilan bog'langan. Aytgancha, butun loyiha uchun katta miqdordagi guruch mahkamlagichlardan foydalanilgan - kiloamperlardagi ulkan oqimlar, birlamchi o'rashning kuchli magnit maydoni bilan birlashganda, galvanizli po'lat va zanglamaydigan po'latdan yasalgan mahkamlagichlar bir zumda qiziydi, bu esa qizib ketadi. oxir-oqibat rejalashtirilmagan maxsus effektlarga olib kelishi mumkin (ha -ha, portlashlar). Shuning uchun, kondansatkichlarning shinasida va umuman, birlamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan barcha quvvat ulanishlarida faqat mis va guruchdan foydalanish kerak edi. Birinchi sinovlar ferromagnit va/yoki elektr tokidan yetarlicha o'tmaydigan narsalarni qo'yishga urinishning soddaligini ko'rsatdi.

Dastlabki tekshirish

Keyingi qadam haydovchini sozlash edi. Buning uchun birlamchi kontaktlarning zanglashiga olib (kondensator banki, birlamchi va ko'prik) bir butunga yig'ish, drayverni ko'prik tranzistorlariga ulash va osiloskopda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan turli qismlarida to'lqin shakllarini kuzatib, kuchlanishni muammosiz qo'llashni boshlash kifoya. Agar hamma narsa to'g'ri bajarilgan bo'lsa, u holda o'z-o'zidan ishlab chiqarish asosiy sxemada dizayn chastotasida sodir bo'ladi (bizning holatda, taxminan 50 kHz). Bunday holda, ikkilamchi kerak emas va hech qanday zaryadsizlanish sodir bo'lmaydi, lekin to'plangan ma'lumotlar bashoratchini, OKBni o'rnatish va o'rnatishdagi xatolar yoki qismlarning tanlangan parametrlarini bilish uchun etarli. Bu qism oddiy va oson bo'lib chiqdi (aytmoqchi, bu rejimda birlamchi o'rash yaxshi ishlashi mumkin induksion pishirgich pishirish uchun - pishgan tuxumni birlamchi idishning tepasida turgan skovorodkada qovurish bo'yicha pretsedentlar mavjud) va biz deyarli tug'ilgan aqlli bola bilan birgalikda yaratilishimizni in vivo jonli sinab ko'rish uchun bitta katta va yarim tashlab qo'yilgan zavod ustaxonasiga bordik.

Sinov tez, yorqin va biroz oldindan aytib bo'ladigan bo'ldi: bir necha to'rt metrli zaryadsizlanishlarni ishlab chiqargandan so'ng, Tesla lasan "Men sizdan charchadim, men ketyapman" dedi va korpus ichida kuchli portlash bilan ishlashni to'xtatdi. . Ushbu hodisa bo'yicha keyingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, tanlov jarayonida optimal chastota biz birlamchi o'rashning bir burilishida xatoga yo'l qo'ydik va tranzistorlarni almashtirishda paydo bo'lgan nomuvofiqlik, ular uchun professional Tesla qurish argotida aytganidek, ularni majburlash, ya'ni butunlay yaroqsiz holga keltirish uchun etarli edi. ular tarkibidagi kremniyning gazsimon holatga o'tishi (tranzistorlar go'yoki sehrli tutun ustida ishlaydi degan hazilda bo'lgani kabi - chiqqach, ular ishlashni to'xtatadilar). Zaxira tranzistorlar to'plami laboratoriyada qoldi va qolgan vaqt davomida biz bir-birimiz bilan sekin janjal qildik va GEEK PICNIC festivali uchun mashq paytida o'zimiz bilan olib borgan boshqa Tesla bobinlarini ishga tushirdik (bu chiqarilgan vaqtga to'g'ri keldi. loyihaning).

Tesla bobini ko'pchilik uchun tanish bo'lishi mumkin kompyuter o'yinlari yoki badiiy filmlar. Agar kimdir bilmasa, buni aniqlab beraylik, bu yuqori kuchlanish, yuqori chastotani yaratadigan maxsus qurilma. Oddiy qilib aytganda, Tesla bobini tufayli siz qo'lingizda uchqun ushlab turishingiz, simsiz lampochkani yoqishingiz va hokazo.

G'altakni tayyorlashni boshlashdan oldin, biz videoni tomosha qilishni taklif qilamiz

Bizga kerak bo'ladi:
- diametri 0,1 dan 0,3 mm gacha bo'lgan 200 m mis sim;
- diametri 1 mm bo'lgan sim;
- diametri 4 dan 7 sm gacha bo'lgan 15-30 sm plastik kanalizatsiya trubkasi;
- diametri 7 dan 10 sm gacha bo'lgan 3-5 sm kanalizatsiya trubkasi
- tranzistor D13007;
- tranzistor uchun radiator;
- o'zgaruvchan qarshilik 50 kOhm;
- 75 Ohm va 0,25 Vt doimiy qarshilik;
- quvvat manbai 12-18 volt va oqim 0,5 amperga;
- lehimli temir, lehim va rozin.

Ikkilamchi o'rash uchun uzun bo'lak quvur, birlamchi uchun esa qisqa bo'lak kerak. Agar siz ushbu diametrdagi quvurni topa olmasangiz, uni muallif kabi oddiy lenta bilan almashtirishingiz mumkin. Mis simni eski transformatorlardan olish yoki oddiygina bozorda sotib olish mumkin.

Endi siz materiallarni saralaganingizdan so'ng, siz yig'ishni boshlashingiz mumkin. Video muallifining fikriga ko'ra, yig'ishni birlamchi emas, balki ikkilamchi lasan, ya'ni uzun quvurdan boshlash yaxshiroqdir. Buning uchun biz bundan buyon ramka bo'ladigan quvurni olamiz va unga simni mahkamlaymiz.

Endi siz burilishlar orasida hech qanday qoplama yoki katta masofa yo'qligiga ishonch hosil qilib, taxminan 1000 burilishni shamollashingiz kerak. Muallifning ta'kidlashicha, buni qilish birinchi qarashda ko'rinadigan darajada qiyin emas va agar xohlasangiz, ishni bir yarim soatda tugatishingiz mumkin.

Ikkilamchi ramkaning o'rashi tugagach, strukturaning vaqt o'tishi bilan yomonlashmasligi uchun uni lak bilan qoplash yoki oddiygina lenta bilan yopish tavsiya etiladi.

Endi siz asosiy o'rashga o'tishingiz mumkin. U diametri 1 mm bo'lgan oddiy sim bilan qilingan. Mutlaqo har qanday simdan foydalanish mumkin. Taxminan 5-7 burilish o'rashingiz kerak.

Biz D13007 tranzistorini radiatorga biriktiramiz, keyin ikkilamchi o'rashdan tranzistorning bir kontaktiga o'tadigan simni lehimlaymiz.

Xuddi shu kontaktga doimiy qarshilikni lehimlaymiz.

Doimiy qarshilikning ikkinchi uchida biz o'zgaruvchan qarshilikni lehimlaymiz.

Endi biz birlamchi o'rashni olamiz, unga ikkilamchi joylashtiramiz va undan o'zgaruvchan qarshilik va D13007 rezistoriga o'tadigan ikkita simni lehimlaymiz.

Biz ijobiy va salbiy simlarni bir xil rezistorlarga ulaymiz va tesla bobinimizni manbaga ulaymiz. Agar kerakli effekt kuzatilmasa, unda siz faqat birlamchi o'rashdan keladigan simlarni almashtirishingiz kerak.

Bir qurilmada bir nechta jismoniy qonunlarning kombinatsiyasi fizikadan uzoq odamlar tomonidan mo''jiza yoki hiyla sifatida qabul qilinadi: chaqmoqqa o'xshash uchib chiqadigan zaryadlar, lasan yaqinida yonayotgan lyuminestsent lampalar, oddiy elektr tarmog'iga ulanmagan va hokazo. Shu bilan birga, har qanday elektr do'konida sotiladigan standart qismlardan o'z qo'llaringiz bilan Tesla lasanini yig'ishingiz mumkin. Qurilmani o'rnatishni elektr energiyasi tamoyillari bilan tanish bo'lganlarga topshirish yoki tegishli adabiyotlarni diqqat bilan o'rganish oqilona.

Qanday qilib Tesla o'z lasanini ixtiro qildi

Nikola Tesla - 20-asrning eng buyuk ixtirochisi

XIX asr oxirida Nikola Tesla faoliyatining yo'nalishlaridan biri uzatish muammosi edi. elektr energiyasi uzoq masofalarda simsiz.

1891-yil 20-mayda Kolumbiya universitetida (AQSh) ma’ruzasida u Amerika elektrotexnika instituti xodimlariga ajoyib qurilmani namoyish qildi. Uning ishlash printsipi zamonaviy energiya tejovchi lyuminestsent lampalar asosida yotadi.

Geynrix Gerts usulidan foydalangan holda Ruhmkorff bobini bilan o'tkazilgan tajribalar davomida Tesla yuqori tezlikdagi o'zgaruvchan tok generatorini qurilmaga ulashda po'lat yadroning haddan tashqari qizib ketishini va o'rashlar orasidagi izolyatsiyaning erishini aniqladi. Keyin u o'rashlar orasidagi havo bo'shlig'ini yaratish va yadroni turli pozitsiyalarga o'tkazish orqali dizaynni o'zgartirishga qaror qildi. Bobin yonib ketishining oldini olish uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kondansatör qo'shdi.

Tesla lasanining ishlash printsipi va qo'llanilishi

Tegishli potentsial farqga erishilganda, ortiqcha energiya binafsha rang porlashi bilan oqim shaklida chiqadi

  • Bu rezonansli transformator bo'lib, uning ishlashi quyidagi algoritmga asoslanadi:
  • kondansatör yuqori voltli transformatordan zaryadlangan;
  • zarur zaryad darajasiga erishilganda, uchqun sakrashi bilan zaryadsizlanish paydo bo'ladi;
  • transformatorning asosiy bobida qisqa tutashuv paydo bo'lib, tebranishlarga olib keladi;

Ikkilamchi o'rashning yuqori qismida hosil bo'lgan yuqori kuchlanish havoda ta'sirchan oqimlarni keltirib chiqaradi. Aniqroq bo'lish uchun qurilmaning ishlash printsipi odamning tebranishi bilan taqqoslanadi. Belanchak - transformator, kondansatör va uchqun bo'shlig'idan tashkil topgan tebranish sxemasi, odam birlamchi o'rash, tebranish zarbasi elektr tokining harakati va ko'tarilish balandligi potentsial farqdir. Ma'lum bir harakat bilan belanchakni bir necha marta surish kifoya qiladi va u sezilarli balandlikka ko'tariladi.

Ta'lim va estetik foydalanishga qo'shimcha ravishda (tarmoqqa ulanmasdan porlayotgan razryadlar va lampalar namoyishi), qurilma quyidagi sohalarda qo'llanilishini topdi:

  • radio nazorati;
  • ma'lumotlar va energiyani simsiz uzatish;
  • tibbiyotda darsonvalizatsiya - terining sirtini tonlama va davolash uchun zaif yuqori chastotali oqimlar bilan davolash;
  • gaz chiqarish lampalarini yoqish;
  • vakuum tizimlarida qochqinlarni qidirish va boshqalar.

Uyda o'z qo'llaringiz bilan Tesla rulosini yasash

Qurilmani loyihalash va yaratish elektrotexnika va elektr energiyasi tamoyillari bilan tanish bo'lgan odamlar uchun qiyin emas. Biroq, hatto yangi boshlovchi ham, agar u to'g'ri hisob-kitoblarni amalga oshirsa va ehtiyotkorlik bilan amal qilsa, bu vazifani bajara oladi. bosqichma-bosqich ko'rsatmalar. Qanday bo'lmasin, ishni boshlashdan oldin, yuqori kuchlanish bilan ishlashda xavfsizlik qoidalari bilan tanishib chiqing.

Sxema

Tesla lasan ikkita yadrosiz bobinlardan iborat bo'lib, ular katta oqim pulsini chiqaradi. Birlamchi o'rash 10 burilishdan iborat, ikkilamchi - 1000. Kondansatkichni kontaktlarning zanglashiga olib kirishi uchqun zaryadining yo'qolishini minimallashtirishga imkon beradi. Chiqish potentsiallari farqi millionlab voltlardan oshadi, bu ajoyib va ​​ajoyib elektr zaryadlarini olish imkonini beradi.

O'z qo'llaringiz bilan rulon yasashni boshlashdan oldin, uning tuzilishi diagrammasini o'rganishingiz kerak

Asboblar va materiallar

Tesla lasanini yig'ish va undan keyin ishlatish uchun siz quyidagi materiallar va jihozlarni tayyorlashingiz kerak bo'ladi:

  • 4 kV 35 mA dan chiqish kuchlanishli transformator;
  • to'xtatuvchi uchun murvat va metall to'p;
  • hisoblangan quvvat parametrlari kamida 0,33 mkF 275 V bo'lgan kondansatör;
  • Diametri 75 mm bo'lgan PVX quvur;
  • 0,3-0,6 mm kesimli sirlangan mis sim - plastik izolyatsiya buzilishning oldini oladi;
  • ichi bo'sh metall to'p;
  • 6 mm kesimli qalin simi yoki mis quvur.

Bobin yasash bo'yicha bosqichma-bosqich ko'rsatmalar

Quvvat manbai sifatida kuchli batareyalardan ham foydalanish mumkin

Bobin ishlab chiqarish algoritmi quyidagi bosqichlardan iborat:

  1. Quvvat manbasini tanlash. Eng yaxshi variant yangi boshlanuvchilar uchun - neon belgilar uchun transformatorlar. Har qanday holatda, ulardagi chiqish kuchlanishi 4 kV dan past bo'lmasligi kerak.
  2. Uchqun bo'shlig'ini yaratish. Qurilmaning umumiy ishlashi ushbu elementning sifatiga bog'liq. Eng oddiy holatda, bu bir-biridan bir necha millimetr masofada vidalanadigan oddiy murvatlar bo'lishi mumkin, ular orasida metall to'p o'rnatilgan. Masofa faqat uchqun oralig'i transformatorga ulanganda uchqun uchib ketishi uchun tanlangan.
  3. Kondensator quvvatini hisoblash. Transformatorning rezonans sig'imi 1,5 ga ko'paytiriladi va kerakli qiymat olinadi. Berilgan parametrlarga ega bo'lgan kondansatörni tayyor holda sotib olish oqilona bo'ladi, chunki etarli tajriba bo'lmasa, bu elementni o'zingiz ishlashi uchun yig'ish qiyin. Bunday holda, uning nominal quvvatini aniqlashda qiyinchiliklar paydo bo'lishi mumkin. Qoida tariqasida, yo'q bo'lganda katta element Bobin kondansatkichlari har birida 24 ta kondansatördan iborat uchta qatordan iborat. Bunday holda, har bir kondansatkichga 10 MŌ söndürme qarshiligi o'rnatilishi kerak.
  4. Ikkilamchi lasan yaratish. Bobin balandligi uning beshta diametriga teng. Ushbu uzunlik uchun mos keladigani tanlanadi mavjud material, masalan, PVX quvur. Uni o‘rab olishyapti mis sim 900-1000 burilish, keyin esa estetik ko'rinishni saqlab qolish uchun laklangan. Yuqori qismga ichi bo'sh metall to'p biriktirilgan, pastki qismi esa erga ulangan. Alohida topraklama haqida o'ylash tavsiya etiladi, chunki umumiy topraklamadan foydalanilganda, boshqa elektr jihozlarining ishdan chiqishi ehtimoli yuqori. Agar tayyor metall to'p bo'lmasa, uni mustaqil ravishda boshqa shunga o'xshash variantlar bilan almashtirish mumkin:
    • plastik to'pni folga bilan o'rash, uni ehtiyotkorlik bilan tekislash kerak;
    • alyuminiy lentani aylanaga o'ralgan gofrirovka qilingan quvurga o'rang.
  5. Birlamchi bobinni yaratish. Quvurning qalinligi ortib borayotgan qalinligi bilan qarshilik yo'qotishlarini oldini oladi, deformatsiya qilish qobiliyati pasayadi; Shuning uchun, juda qalin kabel yoki trubka yomon egilib, burmalarda yorilib ketadi. Burilishlar orasidagi qadam 3-5 mm oralig'ida saqlanadi, burilishlar soni bobinning umumiy o'lchamlariga bog'liq va eksperimental ravishda tanlanadi, shuningdek, qurilma quvvat manbaiga ulangan joy.
  6. Sinov yugurish. Dastlabki sozlashlarni tugatgandan so'ng, bobin ishga tushiriladi.

Boshqa turdagi qurilmalarni ishlab chiqarish xususiyatlari

U asosan sog'liq uchun ishlatiladi

Yassi lasan qilish uchun avval taglik tayyorlanadi, uning ustiga ikkita mis simlar taglik tekisligiga parallel ravishda 1,5 mm kesma bilan. O'rnatishning yuqori qismi laklangan bo'lib, xizmat muddatini uzaytiradi. Tashqi tomondan, bu qurilma quvvat manbaiga ulangan, bir-birining ichiga joylashtirilgan ikkita spiral plastinkadan yasalgan idishdir.

Mini-lasan ishlab chiqarish texnologiyasi standart transformator uchun yuqorida muhokama qilingan algoritm bilan bir xil, ammo bu holda kamroq sarf materiallari kerak bo'ladi va uni standart 9V Krona batareyasidan quvvatlantirish mumkin.

Video: mini Tesla lasanini qanday yaratish kerak

Bobinni yuqori chastotali musiqiy to'lqinlar orqali oqim chiqaradigan transformatorga ulab, siz ijro etilayotgan musiqa ritmiga qarab zaryadlari o'zgarib turadigan qurilmani olishingiz mumkin. Shou va ko'ngilochar attraksionlarni tashkil qilishda foydalaniladi.

Tesla bobini yuqori chastotali, yuqori kuchlanishli rezonansli transformatordir. Yuqori potentsial farqlarda energiya yo'qotishlari go'zallikka erishishga imkon beradi elektr hodisalari chaqmoq shaklida, razryadlarning musiqiy ritmiga javob beradigan o'z-o'zidan yonadigan lampalar va boshqalar Ushbu qurilma standart elektr qismlaridan yig'ilishi mumkin. Biroq, qurilmani yaratishda ham, foydalanish paytida ham ehtiyot choralarini unutmaslik kerak.