Як зробити котушку Тесла своїми руками в домашніх умовах: проектування, створення та збирання

1. Що таке котушка Тесла і навіщо вона потрібна?
2. З чого складається котушка Тесла
3. Тороїдальні фігури: що це?
4. вторинна обмотка
5. Первинна обмотка і захисне кільце
6. Поняття ефіру і ідеї Тесли
7. Конфігурації котушки Тесла
8. У чому унікальність котушки Тесла?
9. Як зробити котушку Тесла в домашніх умовах своїми руками
10. проектування
11. Збір необхідних деталей
12. Створення котушки Тесла
13. рекомендації

Наша сеть партнеров Banwar

Нікола Тесла, як і багато інших фізики, багато років свого життя присвятив вивченню енергії струмів і способам її передачі, створення унікальних розробок. Однією з них була котушка Тесла - це резонансний трансформатор , Призначений для отримання струмів високої частоти.

Тесла, безумовно, був генієм. Саме він приніс в світ використання змінного струму і запатентував безліч винаходів. Одне з них - знаменита котушка, або трансформатор Тесла. Якщо у вас є певні знання і навички, ви цілком можете самостійно створити котушку Тесла будинку. Давайте з'ясовувати, яка суть цього пристрою і як створити його в домашніх умовах, якщо вам раптом цього дуже сильно захотілося.

Що таке котушка Тесла і навіщо вона потрібна?

Як вже зазначалося раніше, котушка Тесла представляє собою резонансний трансформатор. Призначення трансформатора - зміна значення напруги електричного струму. Ці прилади бувають відповідно знижують і підвищують.

Більш детально детально про трансформаторах , Їх загальному пристрої і призначення читайте в нашому окремому матеріалі.

З точки зору електроніки котушка Тесла представляє собою дві обмотки без загального сердечника і з різним числом витків. Трансформатор Тесла - підвищувальний трансформатор. Напруга на виході такого трансформатора зростає в сотні разів і може досягати значень близько мільйона вольт.

Винахід Тесли не просто працює, а працює дуже видовищно. Включивши трансформатор, можна спостерігати ефектні розряди (блискавки), довжина яких сягає кількох метрів.

З чого складається котушка Тесла

Перш ніж збирати котушку Тесла, розглянемо її складові і форму.

Будова котушки Тесла

Тороїдальні фігури: що це?

Котушка Тесла виконується в формі Тора (тороидальной фігури, тороида).

Тороїдальні фігури в першу чергу поняття з геометрії. Тор - поверхня, отримана шляхом обертання утворює кола навколо осі, що лежить в площині цієї окружності.

Краще один раз поглянути, чим намагатися собі уявити. На малюнку нижче - тороїдальні поверхні.

Ось так виглядає класична тороїдальна фігура

Тороид є важливою складовою котушки Тесла і виготовляється, як правило, з алюмінієвої гофри. У складі цього пристрою він виконує наступні функції:

• зменшує резонансну частоту;
• акумулює енергію перед освітою стримера;
• створює електростатичне поле, відразливе стример від вторинної обмотки трансформатора.

До речі, про те, що таке стример , Можна прочитати в нашій окремій статті, присвяченій блискавок.

Не можна не звернути внимение на забавну гру слів. У скандинавській міфології Тор - бог грому і блискавок. Складова котушки Тесла, завдяки якій утворюється розряд (блискавка) - Тор, або тороид.

вторинна обмотка

Вторинна обмотка - основна складова котушки Тесла, яку також називають просто "вторинка". Обмотка, як правило, містить близько 800-1200 витків, а мотають її на трубах ПВХ, які можна купити в звичайному будівельному магазині.

Виходячи з необхідної кількості витків вибирається діаметр проводу обмотки. Стандартне відношення довжини вторинної обмотки котушки до її діаметру - 4: 1 або 5: 1. Для того, щоб витки не розповзалися, їх покривають лаком.

Первинна обмотка і захисне кільце

Первинна обмотка (або первинка) котушки Тесла повинна мати низький опір, так як по ній буде проходити великий струм. Зазвичай її виготовляють з проводів перетином більш, ніж 6 міліметрів. Також в якості первинної обмотки часто використовують мідну трубу для кондиціонерів.

Форма первинної обмотки - циліндрична, плоска або конічна.

Захисне кільце - незамкнений плоский виток заземленого мідного дроту. Кільце встановлюється для того, щоб стример з тороида, потрапивши в первинну обмотку, не вивів з ладу електроніку.

Поняття ефіру і ідеї Тесли

Тепер ми знаємо, з чого складається котушка Тесла. Але яка історія цього винаходу? Щоб відповісти на це питання, варто розібратися з тим, що ж таке ефір.

Ефір - це фізичне середовище, гіпотетичну речовину або поле, яке заповнює простір Всесвіту. Ефір відповідає за поширення електромагнітного і гравітаційного взаємодії.

На даний момент теорія ефіру не використовується в сучасній фізиці, так як після появи теорії відносності необхідність в понятті "ефір" просто відпала.

Проте, з'являються нові погляди на концепцію ефіру, і повністю списувати її з рахунків не варто. Багато вчених до цих пір ведуть суперечки про те, чи існує ефір, чи ні, а в фізиці навіть з'явився новий розділ, який вивчає це питання (ефіродінамікі).

Нікола Тесла своїми дослідами доводив існування ефіру. У вченого була ідея використовувати ефір як джерело енергії. Так, Тесла хотів відмовитися від провідної передачі енергії і передавати електрику по всьому світу без проводів за допомогою ефіру. Для цього передбачалося на полюсах Землі встановити дві гігантські котушки.

На жаль, вбрання Теслой напрямок не розроблялося на більш глибокому рівні. До того ж його вважали дивним вченим, який так і не захотів вийти на шлях пошуку економічних вигод своїх досліджень. Крім цього наступала інша ера - час вакуумних винаходів.

Багато архівів Тесли були загублені при загадкових обставинах. Навіть якщо Тесла і дізнався, як отримати практично невичерпне джерело енергії, то зараз ця інформація недоступна. Рідкісний геній Тесли випередив свій час, а світ опинився просто не готовий до його ідей.

Конфігурації котушки Тесла

Багато що можна зробити з котушки Тесла. Досить мати лише певний інженерний досвід або знання в електроніці

Трансформатор Тесла має багато видозмін, в залежності від цього використовується в різних сферах життя:

1. Котушка з роторним механізмом з іскрами, що обертаються в різних положеннях. Тут роль двигуна виконує електричний агрегат з обертовим диском, який проводить електроди.
2. Лампова котушка зі звичайними лампами для генерації струму високої напруги. Вони здатні проводити напруга до 600 Вольт.
3. Напівпровідниковий генератор з генератором, що задає високої частоти (більш сучасна конструкція).
4. Високочастотний трансформатор, що виводять ток за допомогою музичних хвиль. Розряд змінюється в залежності від музичного ритму.

Досить змінити ключ розряду, щоб змінити його вигляд і досягти тим самим різних форм розряду.

Основна відмінність їх всіх - досить тиха робота, так як сама іскра видає мало шуму.

Котушки Тесла використовують для отримання струму на відстані або для бездротової передачі енергії

У чому унікальність котушки Тесла?

Основна відмінність цього винаходу полягає в тому, що у його винахідника виходило при частоті в кілька сот кілогерц отримати напругу, що перевищує 15 млн вольт. Це пристрій виглядає неймовірно дивно, лякаюче, але і в тій же мірі красиво: відсутність залізного сердечника, товстий зовнішній шар первинної обмотки і товстий внутрішній шар вторинної обмотки. Але є і недоліки. Наприклад, виготовити великий виток, забезпечуючи відмінний тепловий контакт з сердечником трансформатора, досить непросто.

До речі, якщо раптом вам потрібно написати будь-яку роботу з фізики, у нас діють смачні знижки

Багато хто намагається повторити численні унікальні експерименти великого генія. Однак для цього їм доведеться вирішити найважливіше завдання - як зробити котушку Тесли в домашніх умовах. Але як це зробити? Спробуємо докладно описати так, щоб у вас це вийшло з першого разу.

Як зробити котушку Тесла в домашніх умовах своїми руками

Якщо у вас вдома є радіодеталі, ви цілком можете повторити створення цього винаходу

В інтернеті можна знайти масу інформації про те, як зробити музичну або міні котушку Тесла своїми руками. Але ми розповімо і наочно покажемо на прикладі ілюстрацій, як зробити просту котушку Тесла на 220 Вольт в домашніх умовах.

Так як цей винахід було створено Ніколою Тесла для експериментів з високовольтними зарядами, в ньому присутні такі елементи: джерело живлення, конденсатор, 2 котушки (саме між ними буде циркулювати заряд), 2 електрода (між ними заряд буде проскакувати).

Котушка Тесла застосовується в безлічі пристроїв: від телебачення і прискорювача частинок до іграшок для дітей

Для початку робіт вам знадобляться наступні деталі:

• блок живлення від неонових вивісок (живить трансформатор);
• кілька керамічних конденсаторів;
• металеві болти;
• фен (якщо немає фена, можна використовувати вентилятор);
• мідний дріт, покритий лаком;
• металева куля або кільце;
• тороїдальні форми для котушок (можна замінити циліндричними);
• оберігає штанга;
• дроселі;
• штир для заземлення.

Створення повинно відбуватися за такими етапами.

проектування

Будь-яка робота повинна починатися з продумування деталей і ходу роботи

Для початку варто визначитися з тим, яких розмірів повинна бути котушка і де вона буде розташовуватися.

Якщо фінанси дозволяють, ви можете створити в домашніх умовах просто величезний генератор. Але вам варто пам'ятати про одну важливу деталь: котушка створює безліч іскрових розрядів, які сильно розігрівають повітря, змушуючи його розширюватися. В результаті утворюється грім. У підсумку створене електромагнітне поле в стані вивести з ладу всі електроприлади. Тому краще створювати її не в квартирі, а десь в більш затишному і віддаленому куточку (гараж, майстерня та ін.).

Якщо хочете заздалегідь визначити, наскільки довга дуга вийде у вашій котушки або силу потужності необхідного блоку живлення, зробіть наступні виміри: відстань між електродами в сантиметрах розділіть на 4,25, отримане число зведіть в квадрат. Підсумкове число і буде ваша потужність у Ватах. І навпаки - щоб з'ясувати відстань між електродами, квадратний корінь потужності необхідно помножити на 4,25. Для котушки Тесла, яка буде в змозі створити дугу довжиною в півтора метра, потрібно 1 246 Вт. А прилад з блоком живлення на один кіловат зможе зробити іскру довжиною в 1,37 метра.

Далі вивчаємо термінологію. Для створення такого незвичайного приладу потрібно буде розбиратися в вузькоспеціалізованих наукових термінах і одиницях виміру. І щоб не схибити і все зробити правильно, доведеться навчитися розуміти їх зміст і значення. Ось деяка інформація, яка допоможе:

1. Що таке електрична ємність? Це здатність накопичувати і утримувати електричний заряд певної напруги. Те, що накопичує електричний заряд, називається конденсатором. Фарад - це одиниця вимірювання електричних зарядів (Ф). Він може бути виражений через 1 ампер секунду (Кулон), помножену на вольт. Зазвичай ємність вимірюють в мільйонних і трильйонних частках Фарада (мікро- і пікофарад).
2. Що таке самоіндукція? Так називають явище виникнення ЕРС в провіднику при зміні проходить через нього струму. У високовольтних проводів, по яких тече нізкоамперний струм, висока самоіндукція. Її одиниця виміру - Генрі (Гн), який відповідає ланцюга, де при зміні струму зі швидкістю один ампер в секунду створюється ЕРС 1 Вольт. Зазвичай індуктивність вимірюється в милі- і мікрогенрі (тисячної і мільйонної частини).
3. Що таке резонансна частота? Так називають частоту, на якій втрати на передачу енергії будуть мінімальними. У котушці Тесла це буде частота мінімальних втрат при передачі енергії між первинною і вторинною обмотками. Її одиниця виміру - герц (Гц), тобто один цикл в секунду. Зазвичай резонансна частота вимірюється в тисячах Герцах або кілогерцах (кГц).

Збір необхідних деталей

Починаємо збирати деталі

Вище ми вже писали, які складові вам знадобляться для створення котушки Тесла в домашніх умовах. І якщо ви радіоаматор, у вас неодмінно знайдеться що-небудь з цього (а то і все).

А ось деякі особливості необхідних деталей:

• джерело живлення повинен живити через дросель накопичувальний або первинний коливальний контур, що складається з первинної котушки, первинного конденсатора і розрядника;
• первинна котушка повинна бути розташована близько вторинної котушки, що є елементом вторинного коливального контуру, але при цьому контури не повинні з'єднуватися проводами. Варто вторинному конденсатору накопичити достатній заряд, як він тут же почне вивільняти в повітря електричні заряди.

Створення котушки Тесла

1. Вибираємо трансформатор. Саме живить трансформатор буде вирішувати, якого розміру буде ваша котушка. Велика частина таких котушок працює від трансформаторів, здатних видавати струм від 30 до 100 міліампер при напрузі від п'яти до п'ятнадцяти тисяч вольт. Знайти потрібний трансформатор можна на найближчому радіоринку, в інтернеті або ж зняти з неонової вивіски.
2. Робимо первинний конденсатор. Його можна зібрати з декількох більш дрібних конденсаторів, з'єднавши їх в ланцюги. Тоді вони зможуть накопичувати рівні частки заряду в первинному контурі. Правда, потрібно, щоб усі дрібні конденсатори мали однакову ємність. Кожен з таких дрібних конденсаторів буде називатися складовим.

Придбати конденсатор невеликої ємності можна на радіоринку, в інтернеті або ж зняти зі старого телевізора керамічні конденсатори. Втім, якщо у вас золоті руки, можете і самостійно зробити їх з алюмінієвої фольги за допомогою поліетиленової плівки.

Для досягнення максимальної потужності необхідно, щоб первинний конденсатор повністю заряджався кожні пів циклу подачі енергії. Для джерела живлення в 60 Гц потрібно, щоб заряд відбувався 120 разів в секунду.

1. Проектуємо розрядник. Щоб зробити одиночний розрядник, використовуйте мінімум шестімілліметровой (в товщину) провід. Тоді електроди зможуть витримувати тепло, яке виділяється під час заряду. Крім того можна зробити багатоелектродного або роторний розрядник, а також здійснювати охолодження електродів шляхом повітряного обдування. Для цих цілей прекрасно підійде старий домашній пилосос.
2. Робимо обмотку первинної котушки. Саму котушку робимо з дроту, але знадобиться форма, навколо якої доведеться робити намотування дроту. Для цих цілей використовується мідна лакована дріт, купити яку можна в магазині радіоелектроніки або просто зняти з будь-якого старого непотрібного електроприладу. Форма, навколо якої будемо намотувати дріт, повинна бути конічної або циліндричної форми (пластикова або картонна трубка, старий абажур і т.д.). Завдяки довжині дроту можна регулювати індуктивність первинної котушки. Остання повинна мати низьку індуктивність, тому в ній повинно бути невелика кількість витків. Дріт для первинної котушки не обов'язково повинна бути суцільною - можна скріпити кілька, щоб по ходу збірки регулювати індуктивність.
3. Збираємо в один ланцюг первинний конденсатор, розрядник і первинну котушку. Дана ланцюг буде утворювати первинний коливальний контур.
4. Робимо вторинну котушку індуктивності. Тут нам також знадобиться циліндрична форма, куди потрібно намотувати дріт. У цій котушки повинна бути та ж резонансна частота, що і у первинній, інакше не уникнути втрат. Вторинна котушка повинна бути вище первинної, тому що у неї буде більше індуктивність і вона буде перешкоджати розряду вторинного контуру (саме він може привести до згорання первинної котушки). При нестачі матеріалів для створення великої вторинної котушки можна зробити розрядний електрод. Це захистить первинний контур, але змусить цей електрод приймати на себе більшість розрядів, в результаті чого розряди не будуть бачити.
5. Створюємо вторинний конденсатор, або термінал. Він повинен мати округлений форму. Зазвичай це тор (бублікообразное кільце) або сфера.
6. З'єднуємо вторинний конденсатор і вторинну котушку. Це і буде вторинний коливальний контур, який повинен бути заземлений подалі від домашньої проводки, яка живить джерело котушки Тесла. Для чого це потрібно? Так вдасться уникнути блукання високовольтних струмів по проводці дому та подальшого шкоди будь-яким підключеним електроприладів. Для окремого заземлення досить буде просто увігнати в землю металевий штир.
7. Робимо імпульсні дроселі. Зробити таку невелику котушку, здатну запобігти поломку джерела живлення разрядником, можна, якщо намотати навколо тонкої трубки мідний дріт.
8. Збираємо всі деталі в єдине ціле. Первинний і вторинний коливальні контури розміщуємо поруч, через дроселі приєднуємо до первинного контуру живить трансформатор. От і все! Щоб скористатися котушкою Тесла за призначенням, досить включити трансформатор!

Якщо у первинній котушки занадто великий діаметр, можна розмістити вторинну котушку всередині первинної.

А ось вся послідовність збору котушки Тесла в картинках:

вибір трансформатора Створення первинного конденсатора проектування розрядніка Створення обмотки первинної котушки Збір первинного конденсатора, розрядника і первинної котушки в один ланцюг Створення вторинної котушки індуктивності Створення вторинного конденсатора З'єднання вторинного конденсатора і вторинної котушки Створення імпульсних дроселів Збір всіх компонентів разом

рекомендації

Рада 1: якщо ви хочете керувати напрямком розрядів, які виходять з вторинного конденсатора, помістіть поруч будь-який металевий предмет таким чином, щоб між обома не було контакту. В цьому випадку контакт буде приймати форму дуги, що тягнеться від конденсатора до предмету. Цікаво, що якщо поруч помістити люмінесцентну лампу або лампочку розжарювання, то завдяки котушці Тесла вони почнуть світитися.

Рада 2: якщо хочете спроектувати і створити якісну котушку, необхідно провести складні математичні розрахунки. Втім, якщо ви самі не можете їх виконати, шукайте помічників або формули з інтернету.

Рада 3: не варто приступати до створення котушки Тесла, якщо у вас немає відповідного інженерного досвіду або знань в електроніці.

Рада 4: неонові вивіски останнього покоління містять напівпровідникові джерела живлення з вбудованим пристроєм захисного відключення. Це робить їх непридатними для створення котушки Тесла!

Світ фізики і електроніки таїть в собі безліч таємниць і красу, яку при належному досвіді і знаннях може відтворити кожен своїми руками. Так і ви, слідуючи всім перерахованим радам, завжди зможете власноруч створити легендарну котушку Тесла будинку, вражаючи гостей і спокушаючи протилежну стать. А якщо геніальний розум і жага винаходів заважають вам вчитися, просто скористайтеся послугами сервісів для студентів !

Деякі зображення взяті з джерела: https://ru.wikihow.com/сделать-катушку-Тесла