Wie man zu Hause eine einfache Tesla-Spule herstellt. Einfacher Tesla-Spule-Tesla-Transformator von 12 Volt

In unserer Welt passieren ständig erstaunliche Dinge. So erfand der große Erfinder Nikola Tesla einst ein Wunder der Technik – die Tesla-Spule. Dies ist ein Transformator, mit dem Sie die Ausgangsspannung und -frequenz erhöhen können elektrischer Strom in vielen Fällen. Im Volksmund wird dieses Gerät Tesla-Spule genannt.

Heute große Menge Die Technik nutzt das Funktionsprinzip der Erfindung des großen Physikers von gestern. Seitdem hat sich die Technologie jedoch verbessert, sodass es noch mehr gibt moderne Ansichten Transformatoren, sie werden aber auch Tesla-Spulen genannt.

Arten von Tesla-Spulen

Eigentlich die Spule von Tesla selbst (in der Komposition wurde eine Funkenstrecke verwendet);
Transformator auf einer Radioröhre;
Transistorspule;
Resonanzspulen (zwei Stück).

Alle Spulen haben ein ähnliches Funktionsprinzip, der einzige Unterschied besteht in der Komplexität ihrer Montage und der verwendeten Elektronik.

Schauen Sie sich das Foto an selbstgemachte Rollen Tesla, Sie werden sich unweigerlich genau das Gleiche für Ihr Zuhause wünschen. Schließlich ist ihre Arbeit ein so schöner Anblick, dass man den Blick nicht davon lassen kann.

Viele haben jedoch Angst, ein solches Gerät herzustellen, und begründen dies damit, dass die Arbeit viel Zeit und Mühe kostet und dies alles auch lebensgefährlich ist.

Aber wir versichern Ihnen, dass der Schaltkreis einer normalen Tesla-Spule recht einfach ist. Deshalb laden wir Sie ein, dieses ungewöhnliche Gerät selbst zusammenzubauen.

Schritt-für-Schritt-Montage einer Tesla-Spule selbst

Wir müssen also keinen Kunstflug vorführen, also werden wir die einfachste Spule herstellen, in deren Aufbau ein Transistor verwendet wird. Es ist zeitlich und finanziell am wirtschaftlichsten und daher ideal für uns.

Tesla-Spulenstruktur

Primärspule (Primärkreis);
Sekundärspule (Sekundärkreis);
Stromversorgung;
Erdung;
Ring des Schutzes.

Dies sind die Hauptelemente von Transformatoren. Es ist zu beachten, dass in verschiedene Arten Spulen können auch andere Komponenten enthalten.

Funktionsprinzip des Gerätes

Das Netzteil versorgt den Primärkreis mit der benötigten Spannung. Danach erzeugt der Stromkreis hochfrequente Schwingungen, die wiederum den Sekundärkreis dazu zwingen, eigene Schwingungen zu erzeugen, die mit den ersten in Resonanz gehen. Dadurch entsteht in der zweiten Spule ein Strom mit hoher Spannung und Frequenz, der den mit Spannung erwarteten Effekt erzeugt – einen Streamer. Jetzt müssen Sie alle Elemente auf einem Stapel sammeln.

Notwendige Materialien

Nehmen wir als Quelle Autobatterie(oder jede andere Gleichspannungsquelle 12-19 V);
Kupferdraht (vorzugsweise Emaille) mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,3 mm. und etwa 200 Meter lang;
Ein weiterer Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1 mm;
Zwei Rahmen (Dielektrika). Eines (für den Sekundärkreis) mit einem Durchmesser von 4 bis 7 cm und einer Länge von 15 bis 30 cm. Das andere (für den Primärkreis) sollte im Durchmesser mehrere Zentimeter größer und in der Länge kürzer sein;
Transistor D13007 (Sie können andere identische Transistoren verwenden);
Zahlen;
Ein paar Widerstände von 5 - 75 kOhm, Leistung 0,25 W.

Eine Tesla-Spule selbst zu Hause zusammenbauen

Nun nähern wir uns nach und nach dem Zusammenbau der Anlage selbst. Lassen Sie uns zunächst eine sekundäre Gliederung erstellen. Wir wickeln einen dünnen Draht mit einem Durchmesser von 0,15 mm dicht und überlappungsfrei auf einen langen Rahmen. Sie müssen mindestens 1000 Umdrehungen machen (aber nicht zu viele). Danach beschichten wir die Spule in mehreren Schichten mit Lack (andere Materialien können verwendet werden), damit der Draht in Zukunft nicht beschädigt wird.

Nun zum Terminal. Damit lassen sich die Streamer steuern, bei geringer Leistung ist das aber nicht nötig, stattdessen kann man einfach das Ende der Spule ein paar Zentimeter nach oben bewegen.

Für eine weitere Spule wickeln wir dicken Draht um den restlichen Rahmen. Insgesamt müssen Sie 10 Runden machen. Der Sekundärkreis muss innerhalb des Primärkreises liegen.

Jetzt montieren wir alles so, dass die Struktur nicht herunterfällt und die Primär- und Sekundärkontur nicht miteinander kollidieren (genau dafür ist der Rahmen gedacht). Idealerweise sollte der Abstand zwischen ihnen etwa 1 cm betragen.

Dann haben wir alles zusammengebaut. An das Plus der Stromversorgung schließen wir den Primärkreis und einen Widerstand an, zu dem wir einen weiteren Widerstand in Reihe schalten. An das Ende des zweiten Widerstands schließen wir den Sekundärkreis und den Transistor an. Das andere Ende des Primärkreises verbinden wir mit dem zweiten Kontakt des Transistors. Und wir verbinden den dritten Kontakt des Transistors mit dem Minus der Stromquelle.

Beim Anschließen ist darauf zu achten, dass die Transistorkontakte nicht vertauscht werden. Außerdem müssen Sie einen Kühler oder eine andere Kühlung daran befestigen. Alles ist fertig, Sie können das Gerät in der Praxis ausprobieren. Vergessen Sie jedoch nicht die Sicherheit. Berühren Sie nichts, nur das Dielektrikum!

Sie können die Funktionsfähigkeit der Anlage anhand des Vorhandenseins eines Streamers überprüfen oder, wenn keiner vorhanden ist, eine Glühbirne an die Spule bringen, und wenn diese aufleuchtet, ist alles in Ordnung.

Fotos von Tesla-Spulen mit eigenen Händen

Viele von uns bewundern das Genie von Nikola Tesla, der bereits im 19. Jahrhundert solche Entdeckungen machte, dass noch nicht sein gesamtes wissenschaftliches Erbe erforscht und verstanden wurde. Eine seiner Erfindungen wurde Tesla-Spule oder Tesla-Transformator genannt. Sie können mehr darüber lesen. Und hier schauen wir uns an, wie man zu Hause eine einfache Tesla-Spule herstellt.

Was wird zur Herstellung einer Tesla-Spule benötigt?

Um zu Hause, am Schreibtisch oder sogar in der Küche eine Tesla-Spule herzustellen, müssen wir uns zunächst mit allem Notwendigen eindecken.
Also müssen wir zuerst Folgendes finden oder kaufen.
Die Werkzeuge, die wir brauchen, sind:

Lötkolben
Klebepistole
Mit dünnem Bohrer bohren
Säge
Schere
Isolierband
Marker

Um die Tesla-Spule selbst zusammenzubauen, müssen Sie Folgendes vorbereiten:

Ein Stück dickes Polypropylenrohr mit einem Durchmesser von 20 mm.
Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,08–0,3 mm.
Ein Stück dicker Draht
Transistortyp KT31117B oder 2N2222A (kann KT805, KT815, KT817 sein)
Widerstand 22 kOhm (Sie können Widerstände von 20 bis 60 kOhm nehmen)
Stromversorgung (Krone)
Tischtennisball
Ein Stück Lebensmittelfolie
Die Basis, auf der das Produkt montiert wird, ist ein Stück Brett oder Kunststoff
Drähte zum Anschluss unseres Stromkreises

Nachdem wir alles Notwendige vorbereitet haben, beginnen wir mit der Herstellung der Tesla-Spule.

Anleitung zur Herstellung einer Tesla-Spule

Der arbeitsintensivste Prozess zur Herstellung einer Tesla-Spule zu Hause ist das Wickeln der Sekundärwicklung L2. Dies ist das wichtigste Element im Tesla-Transformator. Und das Wickeln ist ein arbeitsintensiver Prozess, der Genauigkeit und Aufmerksamkeit erfordert.

Bereiten wir die Basis vor. Zu diesem Zweck verwenden wir ein PVC-Rohr mit einem Durchmesser von 2 cm.

Markieren Sie die benötigte Länge auf dem Rohr – etwa 9 bis 20 cm. Es empfiehlt sich, ein Verhältnis von 4-5:1 einzuhalten. Diese. Wenn Sie ein Rohr mit einem Durchmesser von 20 mm haben, beträgt seine Länge 8 bis 10 cm.

Dann schneiden wir mit einer Bügelsäge entlang der Markierung ab, die der Marker hinterlassen hat. Der Schnitt muss gleichmäßig und senkrecht zum Rohr erfolgen, da wir dieses Rohr dann auf das Brett kleben und oben eine Kugel aufkleben.

Das Rohrende muss beidseitig mit Schleifpapier angeschliffen werden. Es ist notwendig, die beim Absägen eines Rohrstücks verbleibenden Späne zu entfernen und auch die Oberfläche zu nivellieren, um es auf den Untergrund zu kleben.

An beiden Enden des Rohres muss ein Loch gebohrt werden. Der Durchmesser dieser Löcher sollte so sein, dass der Draht, den wir zum Wickeln verwenden, dort ungehindert passieren kann. Diese. Das sollten kleine Löcher sein. Wenn Sie keinen so dünnen Bohrer haben, können Sie das Rohr mit einem dünnen Nagel löten und ihn auf dem Herd erhitzen.

Wir führen das Ende des Drahtes zum Aufwickeln in das Rohr ein.

Dieses Ende des Drahtes fixieren wir mit einer Klebepistole. Wir befestigen es von der Innenseite des Rohres.

Wir fangen an, den Draht aufzuwickeln. Dazu können Sie Kupferdraht mit Isolierung mit einem Durchmesser von 0,08 bis 0,3 mm verwenden. Die Wicklung sollte fest und sauber sein. Vermeiden Sie Überschneidungen. Die Anzahl der Windungen liegt zwischen 300 und 1000, abhängig von Ihrem Rohr- und Drahtdurchmesser. In unserer Version wird 0,08 mm Draht verwendet. Durchmesser und 300 Windungen.

Nachdem das Wickeln abgeschlossen ist, schneiden Sie den Draht ab und lassen Sie ein Stück von 10 Zentimetern übrig.

Führen Sie den Draht durch das Loch und sichern Sie ihn mit innen mit einem Tropfen Kleber.

Jetzt müssen Sie die hergestellte Spule auf die Basis kleben. Als Unterlage können Sie ein kleines Brett oder ein 15-20 cm großes Stück Plastik nehmen. Zum Verkleben der Spule müssen Sie deren Ende sorgfältig ummanteln.

Dann befestigen wir die Sekundärwicklung der Spule an ihrem Platz auf der Basis.

Dann kleben wir den Transistor, den Schalter und den Widerstand auf die Basis. Somit fixieren wir alle Elemente auf der Tafel.

Wir machen Spule L1. Dafür brauchen wir dicken Draht. Durchmesser - ab 1 mm. und mehr, abhängig von Ihrer Rolle. In unserem Fall beträgt die Dicke 1 mm. Der Draht wird ausreichen. Wir nehmen den Rest des Rohrs und wickeln drei Windungen dicken isolierten Draht darum.

Dann legen wir die Spule L1 auf L2.

Wir bauen alle Elemente der Tesla-Spule gemäß diesem Diagramm zusammen.

Schaltplan einer einfachen Tesla-Spule

Wir befestigen alle Elemente und Drähte mit einer Klebepistole an der Basis. Den Krona-Akku kleben wir auch fest, damit nichts baumelt.

Jetzt müssen wir das letzte Element des Tesla-Transformators herstellen – den Emitter. Es kann aus einem in Lebensmittelfolie eingewickelten Tennisball hergestellt werden. Nehmen Sie dazu ein Stück Folie und wickeln Sie den Ball einfach darin ein. Wir schneiden den Überschuss ab, damit die Kugel gleichmäßig in Folie eingewickelt ist und nichts heraussteht.

Wir befestigen die Kugel in der Folie am oberen Draht der L2-Spule und schieben den Draht in die Folie. Wir sichern den Befestigungspunkt mit einem Stück Isolierband und kleben die Kugel oben auf L2.

Das ist alles! Wir haben unsere eigene Tesla-Spule hergestellt! So sieht dieses Gerät aus.

Jetzt müssen wir nur noch die Leistung des von uns hergestellten Tesla-Transformators überprüfen. Dazu müssen Sie das Gerät einschalten und in die Hand nehmen Leuchtstofflampe und bringe es auf die Rolle. Wir müssen sehen, wie die zu uns gebrachte Lampe direkt in unseren Händen aufleuchtet und brennt!

Das bedeutet, dass alles geklappt hat und alles funktioniert! Sie sind Besitzer einer selbst hergestellten Tesla-Spule geworden. Wenn plötzlich Probleme auftreten, überprüfen Sie die Spannung der Batterie. Wenn ein Akku längere Zeit irgendwo liegt, funktioniert er oft nicht mehr wie erwartet.
Aber wir hoffen, dass für Sie alles geklappt hat! Sie können versuchen, die Windungszahl der Sekundärwicklung der Spule L2 sowie die Windungszahl und die Dicke des Drahtes der Spule L1 zu ändern. Die Spannungsversorgung kann bei solch kleinen Spulen auch zwischen 6 und 15 V variieren. Probieren Sie es aus, experimentieren Sie! Und Sie werden Erfolg haben!

Kombination aus mehreren physikalische Gesetze in einem Gerät wird von Menschen fernab der Physik als Wunder oder Trick wahrgenommen: herausfliegende Entladungen, ähnlich einem Blitz, Leuchtstofflampen, die in der Nähe der Spule leuchten, nicht an ein normales Stromnetz angeschlossen usw. Gleichzeitig können Sie eine Tesla-Spule mit Ihren eigenen Händen aus Standardteilen zusammenbauen, die in jedem Elektrofachgeschäft erhältlich sind. Es ist sinnvoller, die Einrichtung des Geräts jemandem zu überlassen, der mit den Grundlagen der Elektrizität vertraut ist, oder die einschlägige Literatur sorgfältig zu studieren.

Wie Tesla seine Spule erfand

Nikola Tesla – der größte Erfinder des 20. Jahrhunderts

Eines der Arbeitsgebiete von Nikola Tesla am Ende des 19. Jahrhunderts war das Problem der Übertragung elektrische Energieüber große Entfernungen drahtlos. Am 20. Mai 1891 demonstrierte er bei seiner Vorlesung an der University of Columbia (USA) den Mitarbeitern des American Institute of Electrical Engineering ein erstaunliches Gerät. Das Funktionsprinzip liegt modernen energiesparenden Leuchtstofflampen zugrunde.

Bei Experimenten mit der Ruhmkorff-Spule nach der Methode von Heinrich Hertz entdeckte Tesla beim Anschluss eines Hochgeschwindigkeitsgenerators an das Gerät eine Überhitzung des Stahlkerns und ein Schmelzen der Isolierung zwischen den Wicklungen Wechselstrom. Anschließend beschloss er, das Design zu ändern, indem er einen Luftspalt zwischen den Wicklungen schuf und den Kern in verschiedene Positionen versetzte. Er fügte dem Stromkreis einen Kondensator hinzu, um ein Durchbrennen der Spule zu verhindern.

Funktionsprinzip und Anwendung der Tesla-Spule

Wenn die entsprechende Potentialdifferenz erreicht ist, tritt die überschüssige Energie in Form eines violett leuchtenden Bandes aus

Dabei handelt es sich um einen Resonanztransformator, dessen Funktionsweise auf dem folgenden Algorithmus basiert:

der Kondensator wird von einem Hochspannungstransformator aufgeladen;
bei Erreichen des erforderlichen Ladezustandes erfolgt eine Entladung mit Funkensprung;
In der Primärspule des Transformators kommt es zu einem Kurzschluss, der zu Schwingungen führt.
Durch Auswahl des Verbindungspunkts zu den Windungen der Primärspule ändern sie den Widerstand und konfigurieren den gesamten Stromkreis.

Ergebend Hochspannung Im oberen Teil der Sekundärwicklung kommt es zu beeindruckenden Entladungen in der Luft. Zur besseren Verdeutlichung wird das Funktionsprinzip des Geräts mit einer Schaukel verglichen, die eine Person schwingt. Eine Schaukel ist ein Schwingkreis bestehend aus einem Transformator, einem Kondensator und einer Funkenstrecke, eine Person ist die Primärwicklung, der Schaukelhub ist die Bewegung des elektrischen Stroms und die Hubhöhe ist die Potentialdifferenz. Es reicht aus, die Schaukel mehrmals mit einer gewissen Kraftanstrengung anzuschieben, und schon erreicht sie eine beträchtliche Höhe.

Neben pädagogischen und ästhetischen Zwecken (Demonstration von Entladungen und leuchtenden Lampen ohne Anschluss an ein Netzwerk) hat das Gerät in folgenden Branchen Verwendung gefunden:

Radio Kontrolle;
Drahtlose Übertragung von Daten und Energie;
Darsonvalisierung in der Medizin – Behandlung der Hautoberfläche mit schwachen Hochfrequenzströmen zur Straffung und Heilung;
Zündung von Gasentladungslampen;
Suche nach Lecks in Vakuumsystemen usw.

Eine Tesla-Spule mit eigenen Händen zu Hause herstellen

Das Entwerfen und Erstellen eines Geräts ist für Personen, die mit den Prinzipien der Elektrotechnik und Elektrizität vertraut sind, nicht schwierig. Aber auch ein Anfänger kann diese Aufgabe bewältigen, wenn er kompetent kalkuliert und gewissenhaft folgt Schritt für Schritt Anweisungen. Machen Sie sich auf jeden Fall vor Beginn der Arbeiten mit den Sicherheitsvorschriften für das Arbeiten mit Hochspannung vertraut.

Planen

Eine Tesla-Spule besteht aus zwei kernlosen Spulen, die einen großen Stromimpuls aussenden. Die Primärwicklung besteht aus 10 Windungen, die Sekundärwicklung aus 1000. Durch die Einbeziehung eines Kondensators in den Stromkreis können Sie den Verlust der Funkenladung minimieren. Die Ausgangspotentialdifferenz übersteigt Millionen Volt, wodurch spektakuläre und spektakuläre elektrische Entladungen erzielt werden können.

Bevor Sie mit der Herstellung einer Spule mit Ihren eigenen Händen beginnen, müssen Sie das Diagramm ihrer Struktur studieren

Werkzeuge und Materialien

Für den Zusammenbau und den anschließenden Betrieb der Tesla-Spule müssen Sie folgende Materialien und Geräte vorbereiten:

Transformator mit Ausgangsspannung von 4 kV 35 mA;
Bolzen und Metallkugel für den Ableiter;
Kondensator mit berechneten Kapazitätsparametern von mindestens 0,33 µF 275 V;
PVC-Rohr mit einem Durchmesser von 75 mm;
emailliert Kupferkabel Querschnitt 0,3–0,6 mm – Kunststoffisolierung verhindert Durchschlag;
hohle Metallkugel;
dickes Kabel oder Kupferrohr mit einem Querschnitt von 6 mm.

Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Herstellung einer Spule

Als Stromquelle können auch leistungsstarke Akkus genutzt werden

Der Spulenherstellungsalgorithmus besteht aus den folgenden Schritten:

Auswahl der Stromquelle. Die beste Option für Anfänger - Transformatoren für Leuchtreklamen. In jedem Fall sollte die Ausgangsspannung an ihnen nicht niedriger als 4 kV sein.
Eine Funkenstrecke herstellen. Die Gesamtleistung des Geräts hängt von der Qualität dieses Elements ab. Im einfachsten Fall kann es sich um gewöhnliche, im Abstand von wenigen Millimetern zueinander eingeschraubte Bolzen handeln, zwischen denen eine Metallkugel eingebaut ist. Der Abstand ist so gewählt, dass der Funke fliegt, wenn nur die Funkenstrecke mit dem Transformator verbunden ist.
Berechnung der Kondensatorkapazität. Die Resonanzkapazität des Transformators wird mit 1,5 multipliziert und man erhält den gewünschten Wert. Es ist sinnvoller, einen Kondensator mit den angegebenen Parametern fertig zu kaufen, da es mangels ausreichender Erfahrung schwierig ist, dieses Element selbst so zusammenzubauen, dass es funktioniert. Es kann jedoch schwierig sein, dies zu bestimmen nominale Kapazität. In Ermangelung eines großen Elements sind die Spulenkondensatoren in der Regel eine Baugruppe drei Reihen Jeweils 24 Kondensatoren. In diesem Fall muss an jedem Kondensator ein 10 MΩ Löschwiderstand installiert werden.
Erstellen einer Sekundärspule. Die Höhe der Spule entspricht dem Fünffachen ihres Durchmessers. Für diese Länge wird ein passendes ausgewählt verfügbares Material, zum Beispiel PVC-Rohr. Es wird mit Kupferdraht von 900–1000 Windungen umwickelt und anschließend lackiert, um die Ästhetik zu bewahren Aussehen. Am oberen Teil ist eine hohle Metallkugel befestigt, der untere Teil ist geerdet. Es empfiehlt sich, über eine separate Erdung nachzudenken, da bei Verwendung einer gemeinsamen Erdung die Wahrscheinlichkeit des Ausfalls anderer Elektrogeräte hoch ist. Wenn keine fertige Metallkugel verfügbar ist, kann sie durch andere ähnliche, unabhängig hergestellte Optionen ersetzt werden:
- Wickeln Sie die Plastikkugel in Folie ein, die sorgfältig geglättet werden sollte.
- Wickeln Sie Aluminiumband um ein zu einem Kreis gerolltes Wellrohr.
Erstellung der Primärspule. Die Dicke des Rohrs verhindert Widerstandsverluste; mit zunehmender Dicke nimmt seine Verformungsfähigkeit ab. Daher lässt sich ein sehr dickes Kabel oder Rohr schlecht biegen und an den Biegungen reißen. Der Abstand zwischen den Windungen wird bei 3–5 mm gehalten, die Anzahl der Windungen hängt von den Gesamtabmessungen der Spule ab und wird experimentell ausgewählt, ebenso wie vom Ort, an dem das Gerät an die Stromquelle angeschlossen wird.
Testlauf. Nach Abschluss der Grundeinstellungen wird die Spule gestartet.

Merkmale der Herstellung anderer Gerätetypen

Es wird hauptsächlich für gesundheitliche Zwecke verwendet

Zur Herstellung einer Flachspule wird zunächst ein Untergrund vorbereitet, auf den zwei Kupferdrähte mit einem Querschnitt von 1,5 mm parallel zur Ebene des Untergrunds in Reihe gelegt werden. Die Oberseite der Anlage ist lackiert, was ihre Lebensdauer verlängert. Äußerlich handelt es sich bei diesem Gerät um einen Behälter aus zwei ineinander verschachtelten Spiralplatten, der an eine Stromquelle angeschlossen ist.

Die Herstellungstechnologie der Minispule ist identisch mit dem oben für einen Standardtransformator besprochenen Algorithmus, in diesem Fall wird jedoch weniger benötigt. Lieferungen, und es kann mit einer Standard-9-V-Krona-Batterie betrieben werden.

Video: So erstellen Sie eine Mini-Tesla-Spule

Durch den Anschluss der Spule an einen Transformator, der Strom durch hochfrequente Musikwellen ausgibt, erhalten Sie ein Gerät, dessen Entladungen sich je nach Rhythmus der gespielten Musik ändern. Wird bei der Organisation von Shows und Unterhaltungsattraktionen verwendet.

Die Tesla-Spule ist ein Hochfrequenz- und Hochspannungsresonanztransformator. Energieverluste bei hohen Potentialunterschieden ermöglichen die Erzeugung wunderschöner elektrischer Phänomene in Form von Blitzen, selbstzündenden Lampen, die auf den musikalischen Rhythmus von Entladungen reagieren usw. Dieses Gerät kann aus elektrischen Standardteilen zusammengebaut werden. Allerdings sollten Vorsichtsmaßnahmen sowohl bei der Erstellung als auch bei der Verwendung des Geräts nicht vergessen werden.

Im Laden können wir eine Miniatur-Tesla-Spule in Form eines Spielzeugs oder einer dekorativen Lampe sehen und kaufen. Das Funktionsprinzip ist das gleiche wie bei Tesla selbst. Außer dem Umfang und der Spannung gibt es keinen Unterschied.

Versuchen wir, zu Hause eine Tesla-Spule herzustellen.

- Dies ist ein Resonanztransformator. Dabei handelt es sich grundsätzlich um LC-Schaltungen, die auf eine Resonanzfrequenz abgestimmt sind.

Zum Laden des Kondensators wird ein Hochspannungstransformator verwendet.

Sobald der Kondensator einen ausreichenden Ladezustand erreicht, wird er in die Funkenstrecke entladen und dort entsteht ein Funke. Ereignis Kurzschluss Primärwicklung des Transformators und darin beginnen Schwingungen.

Da die Kapazität des Kondensators fest ist, wird die Schaltung durch Ändern des Widerstands der Primärwicklung und des Verbindungspunkts angepasst. Bei richtige Einstellung Am oberen Ende der Sekundärwicklung liegt eine sehr hohe Spannung an, was zu beeindruckenden Entladungen in der Luft führt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Transformatoren hat das Windungsverhältnis zwischen Primär- und Sekundärwicklung praktisch keinen Einfluss auf die Spannung.

Bauphasen

Das Entwerfen und Bauen einer Tesla-Spule ist recht einfach. Für einen Anfänger scheint das eine schwierige Aufgabe zu sein (ich fand sie auch schwierig), aber Sie können eine funktionierende Spule erhalten, indem Sie den Anweisungen in diesem Artikel folgen und ein wenig rechnen. Wenn Sie eine sehr leistungsstarke Spule wünschen, bleibt Ihnen natürlich nichts anderes übrig, als die Theorie zu studieren und viele Berechnungen durchzuführen.

Hier sind die grundlegenden Schritte für den Einstieg:

Auswahl einer Stromquelle. Die in Leuchtreklamen verwendeten Transformatoren eignen sich wahrscheinlich am besten für Anfänger, da sie relativ günstig sind. Ich empfehle Transformatoren mit einer Ausgangsspannung von mindestens 4 kV.
Eine Funkenstrecke herstellen. Es könnte so einfach sein wie zwei Schrauben im Abstand von ein paar Millimetern, ich empfehle jedoch, etwas mehr Kraft anzuwenden. Die Qualität des Ableiters hat großen Einfluss auf die Leistung der Spule.
Berechnung der Kondensatorkapazität. Berechnen Sie mithilfe der folgenden Formel die Resonanzkapazität für den Transformator. Der Kondensatorwert sollte etwa das 1,5-fache dieses Wertes betragen. Wahrscheinlich das Beste und Meiste effektive Lösung Es wird eine Ansammlung von Kondensatoren geben. Wenn Sie kein Geld ausgeben möchten, können Sie versuchen, selbst einen Kondensator herzustellen. Dies funktioniert jedoch möglicherweise nicht und die Kapazität ist schwer zu bestimmen.
Herstellung der Sekundärwicklung. Verwenden Sie 900–1000 Windungen aus 0,3–0,6 mm dickem emailliertem Kupferdraht. Die Höhe der Spule beträgt normalerweise das Fünffache ihres Durchmessers. PVC-Abflussrohre sind möglicherweise nicht das beste, aber erschwingliche Material für eine Trommel. Oben an der Sekundärwicklung ist eine hohle Metallkugel angebracht, deren Unterseite geerdet ist. Hierzu empfiehlt sich die Verwendung einer separaten Erdung, denn Bei Verwendung einer üblichen Hauserdung besteht die Gefahr, dass andere Elektrogeräte beschädigt werden.
Herstellung der Primärwicklung. Die Primärwicklung kann aus dickem Kabel oder besser noch aus dickem Kabel bestehen Kupferrohr. Je dicker das Rohr, desto geringer sind die Widerstandsverluste. Für die meisten Rollen ist ein 6-mm-Schlauch ausreichend. Denken Sie daran, dass dicke Rohre viel schwieriger zu biegen sind und Kupfer reißt, wenn es zu oft gebogen wird. Je nach Größe der Sekundärwicklung sollten 5 bis 15 Windungen bei 3 bis 5 mm Steigung ausreichend sein.
Alle Komponenten anschließen, Spule aufstellen, fertig!

Bevor Sie mit der Herstellung einer Tesla-Spule beginnen, wird dringend empfohlen, sich mit den Sicherheitsregeln und dem Umgang mit Hochspannungen vertraut zu machen!

Beachten Sie auch, dass Transformatorschutzschaltungen nicht erwähnt wurden. Sie wurden nicht verwendet und es gibt bisher keine Probleme. Das Schlüsselwort hier ist noch.

Die Spule wurde hauptsächlich aus den verfügbaren Teilen hergestellt.
Diese waren:
4kV 35mA Transformator von Neonschild.
0,3 mm Kupferdraht.
0,33 μF 275 V-Kondensatoren.
Ich musste 75mm kaufen Abflussrohr PVC und 5 Meter 6 mm Kupferrohr.

Sekundärwicklung

Die Sekundärwicklung ist oben und unten mit einer Kunststoffisolierung abgedeckt, um einen Durchschlag zu verhindern

Die Sekundärwicklung war das erste gefertigte Bauteil. Ich habe etwa 900 Drahtwindungen herumgewickelt Abflussrohr Höhe ca. 37cm. Die Länge des verwendeten Drahtes betrug etwa 209 Meter.

Induktivität und Kapazität der Sekundärwicklung und Metallkugel(oder Ringkern) kann mithilfe von Formeln berechnet werden, die auf anderen Websites zu finden sind. Anhand dieser Daten können Sie die Resonanzfrequenz der Sekundärwicklung berechnen:
L = [(2πf) 2 C] -1

Bei Verwendung einer Kugel mit einem Durchmesser von 14 cm, Resonanzfrequenz Die Frequenz der Spule beträgt ca. 452 kHz.

Metallkugel oder Ringkern

Der erste Versuch bestand darin, eine Metallkugel herzustellen, indem man eine Plastikkugel in Folie einwickelte. Da ich die Folie auf der Kugel nicht gut genug glätten konnte, beschloss ich, einen Ringkern herzustellen. Ich habe einen kleinen Ringkern hergestellt, indem ich Aluminiumband um ein zu einem Kreis gerolltes Wellrohr gewickelt habe. Ich konnte keinen sehr glatten Ringkern bekommen, aber er funktioniert aufgrund seiner Form und aufgrund von besser als eine Kugel größere Größe. Um den Ringkern zu stützen, wurde eine Sperrholzscheibe darunter gelegt.

Primärwicklung

Die Primärwicklung besteht aus Kupferrohren mit einem Durchmesser von 6 mm, die spiralförmig um die Sekundärwicklung gewickelt sind. Der Innendurchmesser der Wicklung beträgt 17cm, der Außendurchmesser 29cm. Die Primärwicklung enthält 6 Windungen mit einem Abstand von 3 mm zwischen ihnen. Wegen Fern zwischen Primär- und Sekundärwicklung können sie lose miteinander gekoppelt sein.
Die Primärwicklung bildet zusammen mit dem Kondensator einen LC-Oszillator. Die benötigte Induktivität lässt sich nach folgender Formel berechnen:
L = [(2πf) 2 C] -1
C ist die Kapazität der Kondensatoren, F ist die Resonanzfrequenz der Sekundärwicklung.

Diese Formel und darauf basierende Rechner geben jedoch nur einen ungefähren Wert an. Die richtige Spulengröße muss durch Experimente ermittelt werden, daher ist es besser, sie zu groß als zu klein zu wählen. Meine Spule besteht aus 6 Windungen und ist an der 4. Windung angeschlossen.

Kondensatoren

Baugruppe aus 24 Kondensatoren mit jeweils einem 10-MΩ-Löschwiderstand

Da ich viele kleine Kondensatoren hatte, beschloss ich, sie in einem großen zusammenzufassen. Der Wert von Kondensatoren lässt sich nach folgender Formel berechnen:
C = I ⁄ (2πfU)

Der Kondensatorwert für meinen Transformator beträgt 27,8 nF. Der tatsächliche Wert sollte etwas darüber oder darunter liegen, da der schnelle Spannungsanstieg aufgrund der Resonanz den Transformator und/oder die Kondensatoren beschädigen kann. Einen gewissen Schutz dagegen bieten Löschwiderstände.

Meine Kondensatorbaugruppe besteht aus drei Baugruppen mit jeweils 24 Kondensatoren. Die Spannung in jeder Baugruppe beträgt 6600 V, die Gesamtkapazität aller Baugruppen beträgt 41,3 nF.

Jeder Kondensator verfügt über einen eigenen 10-MΩ-Löschwiderstand. Dies ist wichtig, da einzelne Kondensatoren nach dem Ausschalten der Stromversorgung noch sehr lange ihre Ladung behalten können. Wie Sie auf dem Bild unten sehen können, Nennspannung Der Kondensator ist selbst für einen 4-kV-Transformator zu niedrig. Um gut und sicher zu funktionieren, muss sie mindestens 8 oder 12 kV betragen.

Feststeller

Mein Ableiter besteht nur aus zwei Schrauben mit einer Metallkugel in der Mitte.
Der Abstand ist so eingestellt, dass der Ableiter nur dann zündet, wenn er als einziger an den Transformator angeschlossen ist. Eine Vergrößerung des Abstands zwischen ihnen kann theoretisch die Funkenlänge verlängern, es besteht jedoch die Gefahr der Zerstörung des Transformators. Für größere Spule Es ist notwendig, einen luftgekühlten Ableiter zu bauen.

Eigenschaften

Schwingkreis
Transformator NST 4kV 35mA
Kondensator 3 × 24 275 VAC 0,33 μF
Arretierung: zwei Schrauben und eine Metallkugel

Primärwicklung
Innendurchmesser 17 cm
Wickelrohrdurchmesser 6 mm
Windungsabstand 3 mm
Primärwickelrohrlänge 5 m
Wird 6

Sekundärwicklung
Durchmesser 7,5 cm
Höhe 37 cm
Draht 0,3 mm
Kabellänge ca. 209m
Umdrehungen: ca. 900

Eine der am weitesten verbreiteten Erfindungen von Nikola Tesla ist der Tesla-Transformator. Der Betrieb dieses Geräts basiert auf der Wirkung resonanter elektromagnetischer stehender Wellen in Spulen. Dieses Prinzip bildete die Grundlage vieler moderner Dinge: Leuchtstofflampen, Fernsehbildröhren, Ladegeräte aus der Ferne. Aufgrund des Resonanzphänomens springt in dem Moment, in dem die Schwingungsfrequenz des Primärwicklungskreises mit der Schwingungsfrequenz der stehenden Wellen der Sekundärwicklung übereinstimmt, ein Lichtbogen zwischen den Enden der Spule.

Trotz der scheinbaren Komplexität dieses Generators können Sie ihn selbst herstellen. Nachfolgend finden Sie die Technologie zur Herstellung einer Tesla-Spule mit Ihren eigenen Händen.

Komponenten und Funktionsprinzip

Der Tesla-Transformator besteht aus einer Primär- und Sekundärspule sowie einer Trimmung, bestehend aus einer Funkenstrecke oder einem Unterbrecher, einem Kondensator und einem Anschluss, der als Ausgang dient.

Die Primärwicklung besteht aus große Zahl wendet sich Kupferkabel großer Abschnitt oder Kupferrohr. Es kann horizontal (flach), vertikal (zylindrisch) oder konisch sein. Die Sekundärwicklung besteht aus einer Vielzahl von Windungen mit kleinerem Querschnitt und ist der wichtigste Bestandteil der Struktur. Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser sollte 4:1 betragen, und an der Basis sollte sich ein geerdeter Schutzring aus Kupferdraht befinden, der die Elektronik der Anlage schützen soll.

Da der Tesla-Transformator im Impulsmodus arbeitet, zeichnet sich sein Design dadurch aus, dass er keinen ferromagnetischen Kern enthält. Dadurch kann die gegenseitige Induktion zwischen den Wicklungen reduziert werden. Der Kondensator erzeugt im Zusammenwirken mit der Primärspule einen Schwingkreis mit einer darin enthaltenen Funkenstrecke, in diesem Fall einer Gasfunkenstrecke. Die Funkenstrecke besteht aus massiven Elektroden und ist zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit zusätzlich mit Strahlern ausgestattet.

Das Funktionsprinzip einer Tesla-Spule ist wie folgt. Der Kondensator wird über die Induktivität vom Transformator aufgeladen. Die Ladegeschwindigkeit hängt direkt vom Induktivitätswert ab. Sobald die Aufladung ein kritisches Niveau erreicht, kommt es zum Zusammenbruch der Funkenstrecke. Danach werden im Primärkreis hochfrequente Schwingungen erzeugt. Gleichzeitig wird der Ableiter aktiviert, wodurch der Transformator vom allgemeinen Stromkreis getrennt und geschlossen wird.

Geschieht dies nicht, kann es zu Verlusten im Primärkreis kommen, die sich negativ auf dessen Funktion auswirken. IN Standardschema Parallel zur Stromquelle ist ein Gasableiter installiert.

Somit kann eine Tesla-Spule eine Spannung von mehreren Millionen Volt abgeben. Aufgrund dieser Spannung in der Luft treten elektrische Entladungen in Form von Koronarentladungen und Streamern auf.

Es ist äußerst wichtig, sich daran zu erinnern, dass diese Produkte hohe potenzielle Ströme erzeugen und tödlich sind. Selbst Geräte mit geringer Leistung können schwere Verbrennungen und Schäden an Nervenenden, Muskelgewebe und Bändern verursachen. Kann einen Herzstillstand verursachen.

Design und Montage

Der Tesla-Transformator wurde 1896 patentiert und ist einfach aufgebaut. Es enthält:

Eine Primärspule mit einer Kupferkernwicklung mit einem Querschnitt von 6 mm², ausreichend für 5-7 Windungen.
Eine Sekundärspule aus dielektrischem Material und Draht mit einem Durchmesser von bis zu 0,5 mm und einer Länge, die für 800–1000 Windungen ausreicht.
Halbkugeln des Ableiters.
Kondensatoren.
Ein Schutzring aus Kupferkern, wie auf Primärwicklung Transformator.

Die Besonderheit des Geräts besteht darin, dass seine Leistung nicht von der Leistung der Stromquelle abhängt. Wichtiger physikalische Eigenschaften Luft. Das Gerät kann mit verschiedenen Methoden Schwingkreise erzeugen:

Verwendung eines Funkenstreckenableiters;
Verwendung eines Transistor-Oszillationsgenerators;
auf Lampen.

Um einen Tesla-Transformator mit Ihren eigenen Händen herzustellen, benötigen Sie:

Für die Primärwicklung - 3 m dünnes Kupferrohr mit einem Durchmesser von 6 mm oder Kupferkern den gleichen Durchmesser und die gleiche Länge.
Zur Montage der Sekundärwicklung benötigen Sie ein PVC-Rohr mit einem Durchmesser von 5 cm und einer Länge von ca. 50 cm sowie einen PVC-Gewindeanschluss dafür. Sie benötigen außerdem einen mit Lack oder Emaille beschichteten Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm und einer Länge von 90 m.
Metallflansch mit Innendurchmesser 5 cm.
Verschiedene Muttern, Unterlegscheiben und Schrauben.
Feststeller.
Glatte Halbkugel für das Terminal.
Sie können den Kondensator selbst herstellen. Benötigt werden 6 Glasflaschen, Speisesalz, Raps- oder Vaselineöl und Alufolie.
Es ist ein Netzteil erforderlich, das 9 kV bei 30 mA liefern kann.

Die Tesla-Transformatorschaltung ist einfach zu implementieren. Vom Transformator kommen zwei Drähte mit angeschlossener Funkenstrecke. An einen der Drähte sind in Reihe geschaltete Kondensatoren angeschlossen. Am Ende befindet sich die Primärwicklung. Die Sekundärspule mit Anschluss und geerdetem Schutzring ist separat angeordnet.

Beschreibung, wie man eine Tesla-Spule zu Hause zusammenbaut:

Eine Sekundärwicklung wird hergestellt, indem zunächst die Drahtkante am Rohrende befestigt wird. Es sollte gleichmäßig gewickelt werden, ohne dass der Draht reißt. Zwischen den Windungen dürfen keine Lücken sein.
Wenn Sie fertig sind, wickeln Sie die Wicklung oben ein und Unterteile Abdeckband. Anschließend die Wicklung mit Lack oder Epoxidharz bestreichen.
Bereiten Sie 2 Paneele für die untere und obere Basis vor. Jeder wird es tun dielektrisches Material, Sperrholz- oder Kunststoffplatte. In der Mitte installieren untere Basis Metallflansch und befestigen Sie ihn mit Schrauben, sodass zwischen der unteren und oberen Basis Platz bleibt.
Bereiten Sie die Primärwicklung vor, indem Sie sie spiralförmig drehen und an der oberen Basis befestigen. Nachdem Sie zwei Löcher gebohrt haben, führen Sie die Enden des Rohrs hinein. Es sollte so befestigt werden, dass eine Berührung der Wicklungen verhindert wird und gleichzeitig ein Abstand von 1 cm zwischen ihnen eingehalten wird.
Um eine Funkenstrecke herzustellen, müssen Sie zwei einander gegenüberliegende Schrauben in einem Holzrahmen anbringen. Es wird berechnet, dass sie beim Bewegen die Rolle eines Regulators spielen.
Kondensatoren werden wie folgt hergestellt. Glasflaschen In Folie einwickeln und hineingießen Salzwasser. Seine Zusammensetzung sollte für alle Flaschen gleich sein – 360 g pro 1 Liter Wasser. Sie durchbohren die Abdeckungen und führen Drähte hinein. Die Kondensatoren sind fertig.
Alle Knoten werden nach dem oben beschriebenen Schema verbunden. Achten Sie darauf, die Sekundärwicklung zu erden.
Die Gesamtzahl in der Primärwicklung sollte 6,5 Windungen betragen, in der Sekundärwicklung 600 Windungen.

Der beschriebene Handlungsablauf gibt eine Vorstellung davon, wie man einen Tesla-Transformator selbst herstellt.

Einschalten, prüfen und einstellen

Es empfiehlt sich, den ersten Start im Freien durchzuführen, es lohnt sich aber auch, alles wegzuräumen Haushaltsgeräte um ihren Schaden zu verhindern. Beachten Sie die Sicherheitsvorkehrungen! Führen Sie zunächst die folgenden Schritte aus:

Sie gehen die gesamte Leitungskette durch und prüfen, dass sich blanke Kontakte nirgends berühren und alle Knoten sicher befestigt sind. Im Ableiter bleibt zwischen den Bolzen ein kleiner Spalt.
Legen Sie Spannung an und beobachten Sie das Aussehen des Streamers. Im Falle seiner Abwesenheit, Sekundärwicklung Bringen Sie eine Leuchtstofflampe oder eine Glühlampe mit. Es empfiehlt sich, sie auf einem Dielektrikum zu befestigen, ein Stück genügt PVC-Rohre. Das Erscheinen eines Leuchtens bestätigt, dass der Tesla-Transformator funktioniert.
Wenn kein Glühen vorhanden ist, tauschen Sie die Leitungen der Primärspule aus.

Wenn es beim ersten Mal nicht klappt, verzweifeln Sie nicht. Versuchen Sie, die Windungszahl der Sekundärwicklung und den Abstand zwischen den Wicklungen zu ändern. Ziehen Sie die Schrauben im Ableiter fest.

Leistungsstarke Tesla-Spule

Ein charakteristisches Merkmal einer solchen Spule ist ihre Größe, die Stärke des resultierenden Stroms und die Art der Erzeugung resonanter Schwingungen.

Es sieht aus wie das. Nach dem Einschalten wird der Kondensator aufgeladen. Bei Erreichen des maximalen Ladezustandes kommt es zu einem Durchschlag in der Funkenstrecke. Im nächsten Schritt wird ein LC-Schaltkreis gebildet – ein Schaltkreis, der durch die sequentielle Verbindung eines Kondensators und eines Primärschaltkreises gebildet wird. Dadurch entstehen Resonanzschwingungen und hohe Leistungsspannungen in der Sekundärwicklung.

Darüber hinaus kann etwas Ähnliches zu Hause zusammengebaut werden. Dazu sollten Sie:

Erhöhen Sie den Durchmesser der Spule und den Querschnitt des Drahtes um das 1,5- bis 2,5-fache.
Machen Sie einen Anschluss in Form eines Ringkerns. Dafür Aluminium reicht aus Wellung mit einem Durchmesser von 100 mm.
Ersetzen Sie die Gleichstromquelle durch eine Wechselstromquelle mit 3–5 kV.
Sorgen Sie für eine zuverlässige Erdung.
Stellen Sie sicher, dass Ihre Verkabelung dieser Belastung standhält.

Solche Transformatoren können eine Leistung von bis zu 5 kW erzeugen und Koronar- und Bogenentladungen erzeugen. In diesem Fall wird die maximale Wirkung erreicht, wenn die Frequenz beider Kreise übereinstimmt.