ГЕНЕРАТОР ТЕСЛА НА ЛАМПЕ

ГЕНЕРАТОР ТЕСЛА НА ЛАМПЕ

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ГЕНЕРАТОРА ТЕСЛА НА ЛАМПЕ

Конденсатор С1 взят вроде как из магнитофона. Но его все время пробивало и я его заменил на здоровый советский, из приемника. Трансформатор для накала мотал сам, вернее вторичку миллиметровым проводом. Генератор задающей частоты собрал на таймере NE555. С четырьмя режимами генерации и точной настройкой.

Генератор задающей частоты собрал на ОУ NE555

В дальнейшем еще добавил на отдельной плате ВЧ фильтр С5 — 1мкФ.

добавил на отдельной плате ВЧ фильтр - его схема

Собирать решил в корпусе от блока питания ATX. Хоть меня многие и отговаривали от металлического корпуса, но я их не послушал. Корпус бьется ВЧ током, если не заземлить высоковольтную обмотку. Мне удалось от этого избавиться благодаря ВЧ фильтру. Отвод от С3 и С4 идет на корпус и весь ВЧ ток с корпуса уходит через эти конденсаторы.

ЗАДАЮЩИЙ ГЕНЕРАТОР В ТЕСЛУ

В общем приступил к сборке. Проковырял отверстия под все переключатели, регуляторы и панельку лампы, начал заталкивать в корпус.

ДЕЛАЕМ КОРПУС В ГЕНЕРАТОР ТЕСЛА НА ЛАМПЕ

И тут понял, что умножитель не помещается. Недолго думая функцию умножителя и прерывателя заменил на режим ионофона. Это немного упростило схему, но схему уже я эту не рисовал, так как сразу собрал на ходу:) Ионофон работает почти как прерыватель в катоде, только «прерывает» под музыку. Транзистор поставил Н-П-Н. Марку точно не скажу — выдрал его из монитора от компьютера, он стоял где-то в строчной развертке.

Сборка VTTC на радиолампе 6П45С

Вот принципиальная схема ионофона. Здесь можно изменять частоту генерации и скважность импульсов.

схема ионофона

Несколько фотографий процесса сборки Теслы на 6п45с. Во время сборки проводил «тест драйвы» и если не работала — искал косяки. Кстати, здесь переменный конденсатор еще из магнитофона, который постоянно пробивало.

Несколько фотографий процесса сборки Теслы на 6п45с

На этой фотографии тот самый транзистор на радиаторе, слева. Можете попробовать прочитать название, если получится.

ГЕНЕРАТОР ТЕСЛА НА ЛАМПЕ - ДЕЛАЕМ СВОИМИ РУКАМИ

Пару слов про вторичку (высоковольтную обмотку). Мотал ее давно, думал пригодится — и пригодилась таки! Мотал на трубе из под пищевой фольги. Диаметр около 3см высота 28см и примерно 1500 витков провода 0,16мм. Первичку мотал 30 витков с отводом от каждого 5-го. Весит полностью вся Тесла порядка 2кг.

ПРОВЕРКА ГЕНЕРАТОРА ТЕСЛА НА ЛАМПЕ

ГЕНЕРАТОР ТЕСЛА НА ЛАМПЕ - ИОНИЗАЦИЯ ЛАМПЫ

Несколько фото в действии))

ГЕНЕРАТОР ТЕСЛА НА ЛАМПЕ - ИСКРА ВВ

Со вспышкой и без.

режим ионофона 1

режим ионофона 2

Ну и пара видеороликов демонстрирующих работу генератора.

На ролике, где катушка работает в режиме ионофона, на компьютере постоянно мерцают значки если заметили — это на клавиатуре лежали ножницы и нажали на кнопки. Автор конструкции: Денис.

Форум по обсуждению материала ГЕНЕРАТОР ТЕСЛА НА ЛАМПЕ

Обзор готового модуля усилитель звуковой частоты на TDA7377 с модулем Bluetooth для беспроводной передачи аудиосигнала.

Чип-антенны на печатных платах — особенности конструкции, установка и согласование с волноводом.

Изучим различные типы стабилизаторов напряжения — от простых схем на стабилитроне, до транзисторных и микросхемных.

Ламповая катушка Тесла

Катушка Тесла на лампе
Ламповая катушка (VTTC) является самым простым устройством по сборке, из всех видов трансформаторов Тесла. В качестве коммутирующего элемента первичного контура выступает генераторная радиолампа. В данной статье рассматривается катушка Тесла собранная на радиолампе ГК-71, мощность лампы составляет 125Вт, в свое время мне достались две лампы из разобранного медицинского электрокоагулятора, после чего я решил собрать катушку.

Ниже представлена схема катушки Тесла:
Схема катушки Тесла
T1 – высоковольтный трансформатор, который используется в микроволновых печах, коротко называется MOT (Microwave Oven Transformer). Эти трансформаторы широко применяются для постройки искровых (SGTC), а также ламповых (VTTC) катушек Тесла. Трансформатор СВЧ Средняя мощность такого трансформатора составляет 700 Вт, напряжение вторичной обмотки равно 2200В, электропрочность обмоток оставляет желать лучшего. В целях экономии материалов вторичную обмотку мотают без использования межслойной изоляции, кроме того сильно завышают индукцию в магнитопроводе, вследствие чего под нагрузкой трансформатор быстро нагревается, часто происходят пробои вторичной обмотки.

MOT представляет большую опасность, обращаться с ним нужно осторожно, сила тока вторичной обмотки (высоковольтная обмотка) достигает 1А, поражение электрическим током от MOT-а может привести к трагическим последствиям.
Лампа ГК-71
На конденсаторе C1 и диоде VD1 собран однополупериодный удвоитель напряжения, таким образом, на выходе получаем напряжение около 6 кВ без нагрузки. Номинальное рабочее напряжение анода лампы ГК-71 составляет 1,5кВ, в катушке лампа работает в перегруженном режиме. В моем варианте C1 состоит из 4-х конденсаторов марки МБГП-1, 4мкф х 1600В. Диод VD1 состоит из 12-ти последовательно соединенных диодов 1N5408, с 4-мя выравнивающими резисторами по 5,1Мом, обратное напряжение диодной сборки составляет 12кВ, номинальный ток 3А.

Схема катушки представляет собой ламповый автогенератор, первичный контур состоит из конденсатора C2 и первичной обмотки L1, L2 – обмотка обратной связи, L3 – вторичная обмотка. Конструкция обмоток катушкиТеперь о конструкции обмоток, первичная обмотка вместе с обмоткой обратной связи (ОС) намотаны на цилиндрической оправе диаметром 11см, причем обмотка ОС расположена над первичной обмоткой и выполнена подвижной для последующей настройки режима работы катушки. Первичная обмотка состоит из 40 витков медного провода ПВ1 диаметром 1,6мм, обмотка ОС состоит из 22 витков медного эмалированного провода диаметром 1мм. На витки первичной обмотки напаяны отводы (в местах пайки предварительно удалена изоляция) для более точной настройки резонанса. Вторичная обмотка намотана на оправе диаметром 5см, диаметр провода составляет 0,18мм, высота намотки составляет 30см, итого около 1660 витков, обмотка покрыта слоем эпоксидного клея. Сверху на оправу обмотки установлены два алюминиевых диска от жесткого диска и терминал с острием, который соединен с выводом обмотки, диски играют роль конденсатора вторичного контура. В общем, это типовая конструкция для данной лампы, можно конечно изменить параметры обмоток в небольших пределах.

Лампа ГК-71Контурный конденсатор C2 керамический марки К15У-1, емкостью 470пФ, номинальное напряжение 15кВ, конденсаторы такого типа лучше всего подходят для работы в катушке Тесла, но также подойдут пленочные, марки К78-2.
В цепи обратной связи установлен конденсатор C4 марки К78-2, L4 – железный дроссель, который используют для запуска ламп дневного света на 40Вт. Резистор R1 собран из 3-х параллельно соединенных резисторов ПЭВ-25, общая мощность составляет 75Вт, они ощутимо нагреваются во время работы катушки. Конденсатор C3 марки К15-5.

Для питания накала лампы используется трансформатор с выходным напряжением

Перед включением катушки необходимо заземлить нижний вывод вторичной обмотки, я подключил его к железной трубе водоснабжения в квартире. При включении катушки сначала необходимо подать напряжения на накал лампы, затем подать высокое напряжение, для этих целей я установил два выключателя. Подача высокого напряжения без предварительного разогретого накала может привести к поломке генераторной лампы.

Если все элементы исправны, то катушка должна сразу заработать, при этом длина разряда может оказаться небольшой, что указывает на несовпадение частот первичного и вторичного контура, проще говоря, катушка не в резонансе. Для достижения максимальной длины разряда необходимо найти резонансную частоту, настройка производится изменением индуктивности первичной обмотки, путем последовательного подключения к отводам обмотки, у меня резонанс наблюдался примерно на 30-м витке, в пределах 2-х витков особой разницы в длине разряда незаметно. Также можно подбирать емкость конденсатора C2, еще один вариант это изменение емкости конденсатора вторичного контура путем установки различных металлических (желательно не магнитных) предметов на верхний конец вторичной обмотки. Ориентироваться следует по формуле частоты колебаний электрического контура: частота обратно пропорциональна индуктивности и емкости элементов контура. Положение обмотки ОС по отношению к первичной обмотке тоже влияет на длину разряда, в моем случае при увеличении расстояния разряд увеличивался, можно еще поиграться с номиналами элементов цепи обратной связи (R1, C3), но я не заметил особого влияния.

Во время работы катушка издает мягкий гудящий звук, длительное включение не рекомендуется из-за сильного нагрева лампы, Максимальная длина разряда в моей катушке составила примерно 20-23см, но это не предел, описанная конструкция при правильной настройке позволяет получить разряды длиной до 40см.
Катушка Тесла вид спередиВнешний вид катушки ТеслаФото разрядовФото разрядов

Катушка Тесла на лампе ГУ-50

Приветствую, радиолюбители-самоделкины и все любители высоковольтных разрядов!

Катушка Тесла на лампе ГУ-50

Как известно, самые первые катушки Тесла были ламповыми — как минимум, просто потому, что в те далёкие времена транзисторов и вообще каких-либо полупроводниковых элементов не существовало. Сейчас уже давно доступны мощные полевые транзисторы, а также разработано множество схем катушек Теслы на них — например, популярные мостовые и полумостовые на различных ШИМ-микросхемах. Для суть схем катушек Теслы сводится к созданию и поддержанию электрических колебаний высокой частоты (сотни килогерц) и высокого напряжения — эти колебания подаются на первичную обмотку, которая содержит небольшое количество витков толстого провода. Вторичная же обмотка содержит наоборот большое количество витков, на несколько порядков большее, чем первичная, кроме того, важным параметром вторичной обмотки является частота резонанса. Катушку Теслы не спроста называют резонансным трансформаторов, ведь в нём должны совпадать собственная резонансная частота вторичной обмотки и частота электрических колебаний, которые подаётся на первичную обмотку. В случае совпадения этих частот на вершине вторичной обмотки сразу же возникнут красочные разряды, а если частоты отличаются — резонанс отсутствует и катушка не будет работать вовсе, либо вместо разрядов покажется лишь крошечная искорка. Полумостовые и мостовые схемы на полевых транзисторах позволяют создавать нужные колебания для питания первичной обмотки, но их применение связано с рядом проблем: например, в случае неправильной сборки, неправильных расчётов или даже неправильной разводки печатной планы полевые транзисторы быстро выходят из строя, иногда со взрывами, что влечёт за собой в том числе и финансовые трудности, ведь мощные транзисторы стоят немало. Альтернативой являются ламповые катушки Тесла — зачастую они имеют куда более простую схему, на одной мощной лампе, например, ГУ-50 или 6П45С, как раз о такой конструкции пойдёт речь в этой статье. Ламповые конструкции обозначаются аббревиатурой VTTC, она расшифровывается как Vacuum Tube Telca Coil.

Читайте также  Что такое статическое электричество и как с ним бороться?

Как было сказано выше, схема такой конструкции довольно простая, но, тем не менее, для постройки требует определённых навыков в электронике и работы с высоким напряжением. Питается схема от напряжения 500-1000В, чем выше будет напряжение питания, тем сильнее будут разряды, но и сильнее будет разогреваться анод лампы. Несмотря на то, что советские лампы, в частности ГУ-50, в отличие от «нежных» транзисторов, могут работать с огромными перегрузками, не стоит злоупотреблять мощностью и ждать, пока анод лампы раскалиться до красна — это сокращает срок службы лампы. На схеме показаны два трансформатора, вторичные обмотки которых включены последовательно — сделано именно так, потому что найти готовый трансформатор с напряжением на выходе 500-1000В достаточно проблематично, а вот соединять последовательно можно сколько угодно трансформаторов, при этом общее напряжение будет равно сумме с каждого трансформатора, но при этом следует помнить, что ток ограничивается мощностью самого «маломощного» трансформатора в последовательной цепи, в идеале трансформаторы должны быть одинаковыми. Другой вариант питания, использовать так называемый МОТ — высоковольтный трансформатор из микроволновки, они, как правило, имеют на выходе напряжение около 2000В. Это слишком много для данной схемы, а потому МОТ нужно подключать через ЛАТР, установив на его первичной обмотке примерно 80-100В, тем самым понизив напряжение на выходе. На конденсаторе С5 и диоде VD1 собран однополупериодный выпрямитель, который не только выпрямляет переменное напряжение, но и умножает его на два, для получения максимальной отдачи от схемы. Здесь нужно использовать любой неполярный конденсатор на напряжение как минимум 2000В и диод на такое же напряжение, с током как минимум 1-2А. Данную часть схемы можно заменить и обычным выпрямителем, без конденсатора, если питающее напряжение с трансформаторов уже достаточно высокое и примерно равно 1000В. Для данной схемы желательно использовать все конденсаторы на напряжение 2000В, что хорошо скажется на надёжности конструкции. Резисторы — мощностью 1-2Вт. Конденсатор С4 служит для фильтрации пульсаций питания, если есть возможность, на ёмкости этого конденсатора не стоит экономить, это хорошо скажется на длине разрядов.

Весь монтаж выполняется в большом простором корпусе, желательно не использовать металлические корпуса, так как они во время работы катушки будут биться током, к тому же увеличивается риск замыканий внутри корпуса. Все элементы схемы нужно тщательно закреплять на своих местах, ведь подобные мощные высоковольтные устройства требуют качественного подхода к сборке — любая ошибка может обернуться крайне неприятным коротким замыканием. Все соединения, как от трансформатора до схемы, так и от схемы к катушкам должны быть по по возможности короткими, ведь длинные провода — это хорошие антенны, которые запросто могут улавливать наводки, создаваемые при работе катушки, тем самым создавая паразитные обратные связи. На схеме можно увидеть две катушки — L1 и L2, из которых верхняя по схеме (L2), является первичной, а нижняя — обмотка связи, которая необходима для работы ламповой схемы. Обе обмотки можно наматывать медным эмалированным проводом диаметром 0,6 — 1,5 мм, виток к витку, обмотка связи может содержать 6-10 витков, первичная обмотка около 25-30 витков. Количество витков в обмотке связи можно подобрать после сборки катушки, для достижения наибольшей длины разрядов. Если при работе постоянно возникают пробои со вторичной обмотки на первичную, либо обмотку связи — то тогда их можно намотать толстым коаксиальным кабелем, предварительно сняв с него экранирующую оплётку, таким образом, толстая медная жила будет защищена большим слоем диэлектрика. Вторичная же катушка должна содержать количество витков от 700 до 1500, наматывается она тонким медным проводом, также виток к витку. Чем больше будет количество витков, тем сильнее получатся разряды, но перебарщивать не стоит — иначе лишние витки уже не будут давать никакой прибавки, а проволока израсходуется зря. Диаметр вторичной катушки может быть 5-8 см, соответственно диаметр первичной катушки и катушки связи на 3-4 см больше, чтобы между ними оставался зазор. Этот зазор, а также расположение первичной катушки и катушки относительно вторичной настраиваются экспериментально, для достижения наибольшей длины разрядов.

Автор получил длину разрядов с данной схемой около 32 см — довольно внушительный показатель для одной лампы ГУ-50. При работе на полную мощность аноды лампы будет раскаляться буквально на глазах, поэтому первое включение стоит проводить с небольшим питающим напряжением, около 100-150В — этого уже будет достаточно для того, чтобы увидеть на кончике терминала небольшой разряд, люминесцентные лампы «энергосберегайки» будут светится около катушки. Постепенно, контролируя нагрев лампы, можно увеличивать питающее напряжение, наблюдая за увеличением разрядов.

Также стоит упомянуть про такую важную деталь схемы, как конденсатор С2 — на схеме не с проста не подписан его номинал, ведь этот конденсатор подбирается индивидуально, для достижения резонанса. Увидеть резонанс довольно просто — на кончике терминала появится небольшой разряд даже при низком питающем напряжении. При дальнейшем увеличении или уменьшении ёмкости будет изменяться частота, соответственно, резонанс пропадёт. Конденсатор должен быть рассчитан на большое напряжение.

Несколько слов про вторичную обмотку. Она имеет собственную частоту резонанса, которая, как правило, слишком высокая — по этой причине на вершину катушки ставят так называемый тор — массивный металлический объект. В простейшем случае это может быть просто большая консервная банка, либо пластиковый шар, обклеенный металлическим скотчем, при этом этот объект должен соединяться с концом вторичной обмотки. На верхушке «тора» располагается металлическая игла из тугоплавкого металла, которая будет способствовать образованию коронного разряда.

Ламповая катушка Тесла на генераторном пентоде ГУ81М

Трансформатор Тесла, также катушка Тесла (англ. Tesla coil) — устройство, изобретённое Николой Тесла и носящее его имя. Является резонансным трансформатором, позволяющим получить сверхвысокое напряжение сверхвысокой частоты. Прибор был заявлен патентом США № 568176 от 22 сентября 1896 года, как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».

Никола Тесла

Описание простейшей конструкции

Простейший трансформатор Тесла состоит из двух катушек — первичной и вторичной, а также разрядника (прерывателя, часто встречается английский вариант (RSG) Rotory Spark Gap), конденсатора, и терминала в качестве которого используется тороид (также тороид служит для увеличения емкости вторичной катушки) (на схеме показан как «выход»).

Простейшая конструкция

Виды разрядников

(RSG) Rotory Spark Gap и Статика
(RSG) Rotory Spark Gap Статика

Первичная катушка обычно содержит несколько витков провода большого диаметра или медной трубки, а вторичная около 1000 витков провода меньшего диаметра. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической (вертикальной). В отличие от обычных трансформаторов, здесь нет ферромагнитного сердечника. Таким образом взаимоиндукция между двумя катушками гораздо меньше, чем у трансформаторов с ферромагнитным сердечником. Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в который включён нелинейный элемент — разрядник.

Разрядник, в простейшем случае обыкновенный газовый, представляет собой два массивных электрода с регулируемым зазором. Электроды должны быть устойчивы к протеканию больших токов через электрическую дугу между ними и иметь хорошее охлаждение.

Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора главным образом выполняют ёмкость тороида и собственная межвитковая ёмкость самой катушки. Вторичную обмотку часто покрывают слоем эпоксидной смолы или лака для предотвращения электрического пробоя.

Терминал может быть выполнен в виде диска, заточенного штыря или сферы и предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов большой длины.

Таким образом, трансформатор Тесла представляет собой два связанных колебательных контура, что и является главным его отличием от обычных трансформаторов. Для полноценной работы трансформатора эти два колебательных контура должны быть настроены на одну резонансную частоту. Обычно в процессе настройки подстраивают первичный контур под частоту вторичного путём изменения ёмкости конденсатора и числа витков первичной обмотки до получения максимального напряжения на выходе трансформатора.

Читайте также  Кто должен оплачивать замену счетчика электроэнергии?

Модификации трансформаторов Тесла

Во всех типах трансформаторов Тесла основной элемент трансформатора — первичный и вторичный контуры – остается неизменным. Однако одна из его частей — генератор высокочастотных колебаний может иметь различную конструкцию.

На данный момент существуют:
SGTC (Spark Gap Tesla Coil) — классическая катушка Тесла — генератор колебаний выполнен на искровом промежутке (разряднике). Для мощных трансформаторов Тесла наряду с обычными разрядниками (статическими) используются более сложные конструкции разрядника.

Например, RSG (от англ. Rotary Spark Gap, можно перевести как роторный/вращающийся искровой промежуток) или статический искровой промежуток с дополнительными дугогасительными устройствами. В конструкции роторного искрового промежутка используется двигатель (обычно это электродвигатель), вращающий диск с электродами, которые приближаются (или просто замыкают) к ответным электродам для замыкания первичного контура. Скорость вращения вала и расположение контактов выбираются исходя из необходимой частоты следования пачек колебаний. Различают синхронные и асинхронные роторные искровые промежутки в зависимости от управления двигателем. Также использование вращающегося искрового промежутка сильно снижает вероятность возникновения паразитной дуги между электродами. Иногда обычный статический разрядник заменяют многоступенчатым статическим разрядником. Для охлаждения разрядников их иногда помещают в жидкие или газообразные диэлектрики (например, в масло). Типовой прием для гашения дуги в статическом разряднике — это продувка электродов мощной струей воздуха. Иногда для защиты конденсатора колебательного контура применяют статический разрядник, чтобы избежать его перенапряжения, также часто применяют ВЧ фильтры они ставятся сразу после питающего трансформатора и позволяют избежать проникновения вч выбросов за пределы колебательного контура

DRSSTC (Dual Resonant Solid State Tesla Coil) — почти то же что и SGTC, только здесь отсутствует разрядник, а для накачки первичного контура используется генератор на полупроводниковых ключах — IGBT транзисторах или тиристорах. Более продвинутый вариант КТ.

VTTC (Vacuum Tube Tesla Coil) (рус. ЛКТ) — ламповая катушка Тесла. В ней в качестве генератора ВЧ колебаний используются электронные лампы. Обычно это мощные генераторные лампы, такие как ГУ-81, однако встречаются и маломощные конструкции. Одна из особенностей — отсутствие необходимости в высоком напряжении. Для получения сравнительно небольших разрядов достаточно 300-600 Вольт. Также VTTC практически не издает шума, появляющегося при работе катушки Тесла на искровом промежутке. На ней я и остановился.

SSTC (Solid State Tesla Coil) — генератор выполнен на полупроводниках. Самая сложная из всех конструкций. Она включает в себя задающий генератор (с регулируемой частотой, формой, длительностью импульсов) и силовые ключи (мощные полевые MOSFET транзисторы). Однако данный вид катушек Тесла является самым интересным по нескольким причинам: изменяя тип сигнала на ключах, можно кардинально изменять внешний вид разряда. Также ВЧ сигнал генератора можно промоделировать звуковым сигналом, например музыкой — звук будет исходить из самого разряда. Впрочем, аудио модуляция возможна (с небольшими доработками) и в VTTC. К прочим достоинствам можно отнести те же низкое питающее напряжение и отсутствие шума при работе.

В аббревиатурах названий катушек Тесла, питаемых постоянным током, часто присутствуют буквы DC, например DCSGTC.

В отдельную категорию также относят магниферные катушки Тесла.

Схема

Схема

Устройство представляет собой мощный высокочастотный автогенератор, выполненный на мощном прямонакальном пентоде ГУ-81М, колебательный контур которого индуктивно связан с вторичным контуром, настроенным в резонанс. Конденсатор С2 задаёт частоту генерации. При данном значении, частота составляет около 400 кГц. Этот конденсатор должен быть высокочастотным керамическим (КВИ-2, КВИ-3,ТГК-У-3, К15У-1(2,3), другие типы не подойдут! Рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 10 кВ, но лучше всего ставить К15У на большие КВАРы (Кило Вольт Ампер Реактивной мощности).

В качестве анодного трансформатора используется МОТ

Современный МОТ
Современный МОТ

Советские МОТ
Советские МОТ

МОТ Microwave Oven Tranformer
Современный

Современные МОТ

Работает в режиме «насыщения» магнитопровода, но при том имеет меньшие габариты, но сильно греется, и работать без принудительного охлаждения может только очень короткое время.

Выходное напряжение MOTа составляет 2кВ (а пиковое 2.8кВ). Такие трансформаторы выпускаются на мощность от 500 до 2000Вт. Кроме первичной и высоковольтной вторичной обмотки, в моте присутствует накальная обмотка. Эта обмотка обычно выдает напряжение 3В и ток 10 ампер. Моты имеют шунты, металлические прямоугольные вставки между вторичной и первичной обмотками которые замыкают часть магнитного потока на себя, тем самым ограничивают ток через обмотки, не давая ему быстро перегреться, если его удалить, то мощность значительно возрастёт, но возрастёт и нагрев.

Советский

Советские МОТ

От этих недостатков свободен так называемый совмот (Советский МОТ). Как следует из названия, это трансформатор из микроволновок Советского (или Российского) производства. Совмоты рассчитаны на работу без принудительного охлаждения.

СОВМОТ также имеет шунты, и мощность, от полу (маленький квадратный, до 4 (с радиаторами) киловатт, выходное напряжение 2100-4 киловольта (тысячи вольт), и ток в районе полутора ампер, МОТ опасен, для примера привожу дуговой разряд с 2Х киловаттного МОТа

Контуры

Контуры

Первичная обмотка L1 наматывается первой и находится внизу. Она содержит 35 витков медного провода диаметром 1-1,5 мм и наматывается виток к витку. Обмотка L2 обратной связи наматывается выше на расстоянии от первички не менее 2 см, во избежание пробоя, и содержит 22 витка 0,5 мм провода, намотка также виток к витку. Вторичка L3 намотана на трубе диаметром 7.5см и высотой 45 см проводом 0.4мм. Наверху вторички необходимо установить разрядный терминал в виде металлического штыря.

Генераторный пентод ГУ-81М

ГУ-81М

Предназначен для работы в режимах автогенерации и усиления мощности радиотехнических устройств.

Общие сведения:
Катод — вольфрамовый торированый, карбидированный прямого накала.
Оформление — стеклянное с цоколем.
Высота не более 260 мм.
Диаметр не более 202 мм.
Масса не более 1 кг.

Максимальные предельно допустимые эксплуатационные данные:
Напряжение накала 11,6-13,4В
Напряжение анода на длине волны, В
— на частоте не более 6 МГц 3В
— на частоте не более 24 МГц 2,5В
— на частоте не более 50 МГц 1,5В
Напряжение второй сетки, В: 600

Ток, А
-анода (среднее значение) 0,6А
— первой сетки (среднее значение) 0,02А
— второй сетки (среднее значение) 0,2А

Рассеиваемая мощность, Вт:
— анодом 450
— анодом кратковременно 600
— второй сеткой 120
— первой сеткой 10

Температура оболочки, °С 350

Сборка конденсаторов контурного, ОС, шифтёра, составного диода

Сборка конденсаторов

Составной диод состоит из соединённых последовательно-параллельно диодных столбов КЦ201А на 2КВ 1А , в результате мы имеем составной диодный столб на 6КВ 2А, конденсаторы шифтёра (однополупериодного удвоителя состоит из 2х конденсаторов 3КВ 1МФ соединённых параллельно в результате мы имеем конденсатор на 3кв, 2МФ, контурный конденсатор состоит из конденсаторов К15У-1 на 12 КВ 750ПФ, ВЧ конденсатор ОС (гридлика) из К15У-1 на 4кв 5НФ. В колебательный контур лучше подходят К15У…. из за их большой КВАР(Кило Вольт Ампер Реактивной мощности)

Результаты с первой схемы

Результаты с первой схемы

Результаты с первой схемы

Добавил параллельный гридлик

Добавил параллельный гридлик

Измененная схема

Измененная схема

Во время изготовления и пробных пусков я понял, что старая схема – никуда не годится и она претерпела несколько существенных изменений.

1-ое триодное включение (все 3 сетки лампы соединены параллельно)
2-ое параллельный гридлик
3-тье добавлены ВЧ фильтры после шифтёра, состоящий из конденсаторов — С5, С6 и дросселей – L5 и L6, который защищает МОТ, и диод шифтёра от ВЧ выбросов

Новая конструкция

Новая конструкция

После более близкого приближения резонанса, сгорело половина схемы, (диодная сборка, первичный контур, резистор гридлика) после чего, катушка была собрана по новой схеме.

Шифтёр — 3 конденсатора по 3КВ 1МФ соединённые параллельно (3кв 3МФ) диод состоит из 6-ти диодов Д1006 каждый на 12КВ 250МА каждый, (1.5А 12КВ).

Дросселя и конденсаторы (сероватые диски) защищают питание от высокочастотных выбросов.

Результаты с новой схемы

Результаты с новой схемы

Работа катушки по новой схеме меня обрадовала, при грубой настройке резонанса, разряды стали до 30см (если считать 1см=10кВ, то довольно таки неплохо), но цель 70-80см.

ГЕНЕРАТОР ТЕСЛА НА ЛАМПЕ

Конечный вариант

Намучался, надо заметить, просто дико. Общая сборка и настройка заняла по меньшей мере пять вечеров под завязку. В итоге вместо красивой аккуратной маленькой катушечки получился довольно развесистый страшненький монстрик. Зато и работает вполне прилично, без перегревающихся резисторов, анода и так далее. Впрочем, по порядку.

Первоначальный вариант

За основу была взята излюбленная схема питания ГУ-50 через сетевой учетверитель напряжения на электролитах 100мкф 450в и каких-то жирных импортных диодах. С него начались все проблемы. Диоды были промаркированы не так, как бывшие у меня ранее аналогичные, и из-за этого я несколько часов подряд мучался с ним, не зная кому верить: глазам, тестеру, старым конструкциям или киловольтметру. В результате упокоился с миром один из электролитов, не выдержав переполюсовки, но в итоге учетверитель был собран.

Читайте также  Перенос счетчика электроэнергии на другую стену в доме

Добавлен умножитель

Главные шаманства производились со второй сеткой и контуром обратной связи. Как известно, ГУ-50 — пентод, и требует постоянного ровного напряжения в примерно 200 вольт на второй сетке. В типичных ламповых катушках это достигается пробрасыванием на последнюю резистора с анода. Учитывая что ток второй сетке обычно нужен очень небольшой, резистор греется несильно. Но то ли я что-то делал не так, то ли всё там не так просто, но резисторы эти дико раскалялись, даже будучи взяты заведомо большей, чем можно было бы ожидать исходя из тока сетки, мощности. Попробовав вместо резистора делитель напряжения и убедившись в его аналогичной раскалённости и бесполезности, я пришёл в итоге к отдельному трансформатору для её питания. ТА-5 подошёл отлично, выдавая около 250 вольт постоянки и наконец-то решив проблемы.

Первый прерыватель

Второй прерыватель

Обратная связь тоже была отдельной историей. В итоге пришёл к 6 виткам в обмотке ОС, 10 нф и 2.2 кОм в гридлике и в 1 кОм резисторе перед сеткой. Различные варианты конфигурации почти не давали различий в результатах.

Конечный вариант

Прикинуть параметры регулирования у интерраптера трудновато, но по ощущениям это где-то от 0.3-0.4 Гц до 200-300 Гц, и скважность от почти что нуля до 50 (и далее 100, т.е. открытый транзистор).
Лампа греется только при скважности более 20-30%, в остальном диапазоне (который наиболее интересный в плане аудиовизуальных эффектов стримера) — без покраснений и прочих проблем.

Немного разрядов в разных режимах прерывания и с разной химией на терминале.

Со стронцием

С барием

Минимальная скважность

no images were found

Без веществ

С солью, скважность 100%

Иллюстрирующее работу катушки и прерывателя видео:

YouTube Трейлер

И схема. Я очень не люблю схемы, поэтому прошу прощения, но лучше чем есть, она нарисована не будет.

Схема

А по этой схеме собран прерыватель. Рассказывать про 555 и схемы на ней здесь не время и не место, поэтому подробно обьяснять что там да как, пожалуй, не буду. Схема из какого-то справочника, точно не скажу.

Резонансный трансформатор Тесла — больше не секрет

Новомодный феномен резонансного трансформатора Николы Тесла возник не давно, а Интернет забит фотографиями и интригующими видеосъемками молний и коронарных разрядов.

Вспомним, что трансформатор первоначально был предназначен не для показательного выступления в цирке, а для передачи радиосигналов на далекие расстояния. В связи с этим предлагаю ознакомиться с его принципом работы и найти ему практическое применение.

Трансформатор Тесла состоит из двух основных частей, см. рис.1а;

1. Генерирующей части, состоящей из высоковольтного источника питания, накопительного конденсатора С1, разрядника и катушки связи L1. Частота генерации зависит от напряжения питания, емкости конденсатора С1, характеризующее время разряда, а так же промежутком между электродами разрядника;

2. Резонансной катушки индуктивности L2, заземления и сферы, см. рис. 1а.

Если вглядеться в схему этого трансформатора внимательнее, то мы увидим известную схему последовательного колебательного контура, состоящего из катушки индуктивности L2 с открытой емкостью С, образованной между сферой и землей. Это открытый колебательный контур, который был открыт Дж. К. Максвеллом.

Обратимся к классической теории принципа действия открытого колебательного контура:

Как известно колебательный контур состоит из катушки индуктивности и конденсатора. Исследуем простейший колебательный контур, катушка которого состоит из одного витка, а конденсатор представляет собой две рядом расположенные металлические пластины. Подадим в разрыв индуктивности контура 1 переменное напряжение от генератора, см. рис.2а. В витке потечет переменный ток и создаст вокруг проводника магнитное поле. Это сможет подтвердить магнитный индикатор в виде витка, нагруженного лампочкой. Для того, что бы получить открытый колебательный контур, раздвинем пластины конденсатора. Мы наблюдаем, что лампа индикатора магнитного поля продолжает гореть. Чтобы лучше понять, что происходит в данном опыте, смотри рис. 2а. По витку контура 1 течёт ток проводимости, который вокруг себя создает магнитное поле Н, а между пластинами конденсатора – равный ему, так называемый, ток смещения. Несмотря на то, что между пластинами конденсатора нет тока проводимости, опыт показывает, что ток смещения создаёт такое же магнитное поле, как и ток проводимости. Первым, кто об этом догадался, был великий английский физик Дж. К. Максвелл.

В 60-х годах 19-го столетия, формулируя систему уравнений для описания электромагнитных явлений, Дж. К. Максвелл столкнулся с тем, что уравнение для магнитного поля постоянного тока и уравнение сохранения электрических зарядов переменных полей (уравнение непрерывности) несовместимы. Чтобы устранить противоречие, Максвелл, не имея на то никаких экспериментальных данных, постулировал, что магнитное поле порождается не только движением зарядов, но и изменением электрического поля, подобно тому, как электрическое поле порождается не только зарядами, но и изменением магнитного поля. Величину где — электрическая индукция, которую он добавил к плотности тока проводимости, Максвелл назвал током смещения. У электромагнитной индукции появился магнитоэлектрический аналог, а уравнения поля обрели замечательную симметрию. Так, умозрительно был открыт один из фундаментальнейших законов природы, следствием которого является существование электромагнитных волн. В последствии Г.Герц опираясь на эту теорию доказал, что электромагнитное поле излучаемое электрическим вибратором равно полю излучаемое емкостным излучателем.

Раз так, убедимся еще раз, что происходит, когда закрытый колебательный контур превращается в открытый и как можно обнаружить электрическое поле Е ? Для этого рядом с колебательным контуром поместим индикатор электрического поля, это вибратор, в разрыв которого включена лампа накаливания, она пока не горит. Постепенно раскрываем контур, и мы наблюдаем, что лампа индикатора электрического поля загорается, рис. 2б. Электрическое поле теперь не сосредоточено между пластинами конденсатора, его силовые линии идут от одной пластины к другой через открытое пространство. Таким образом, мы имеем экспериментальное подтверждение утверждения Дж. К. Максвелла, что емкостной излучатель порождает электромагнитную волну. Никола Тесла обратил на этот факт внимание, что при помощи совсем не больших излучателей можно создать достаточно эффективный прибор для излучения электромагнитной волны. Так родился резонансный трансформатор Н. Тесла. Проверим и этот факт, для чего вновь рассмотрим назначение деталей трансформатора.

И так, сфера и заземление выполняют роль пластин открытого конденсатора. Геометрические размеры сферы и технические данные катушки индуктивности определяют частоту последовательного резонанса, которая должна совпадать с частотой генерации разрядника.

Иными словами, режим последовательного резонанса позволяет трансформатору Тесла достигать таких величин напряжений, что на поверхности сферы появляется коронарный разряд и даже молнии. Весь фокус состоит в том, что коэффициент трансформации резонансного трансформатора выше соотношения витков катушек L1/L2 и значительно выше, чем в трансформаторах с ферро сердечниками. Здесь индуктивность L2, сфера и заземление, представляют из себя открытый резонансный колебательный контур. Именно по этому трансформатор Тесла называется резонансным.

Рассмотрим работу трансформатора Тесла, как последовательный колебательный контур:

— Этот контур необходимо рассматривать как обычный LC – элемент, рис. 1а.б, а так же рис. 2а, где включены последовательно индуктивность L, открытый конденсатор С и сопротивление среды Rср. Угол сдвига фаз в последовательном колебательном контуре между напряжением и током равен нулю (φ=0), если ХL = — Хс, т.е. изменения тока и напряжения в нем происходят синфазно. Это явление называется резонансом напряжений (последовательным резонансом). Следует отметить, что при понижении частоты от резонанса, ток в контуре уменьшается, а резонанс тока несет емкостной характер. При дальнейшей расстройке контура и понижении тока на 0,707, его фаза смещается на 45 градусов. При расстройке контура вверх по частоте, он приобретает индуктивный характер. Это явление часто используют в фазоинверторах.

Если мы рассмотрим схему изображенную на рис. 3, то мы сможем предоставить простые расчеты, из которых видно, что напряжение на пластинах излучателя вычисляется исходя из добротности контура Q, которая реально может находиться в пределах 20 – 50 и много выше.

Где полоса пропускания определяется добротностью контура:

Тогда напряжение на пластинах излучателя будет выглядеть согласно следующей формуле:

В таблице 1 расчетные данные приведены для частоты 7.0 МГц не случайно, это дает возможность любому желающему коротковолновику провести радиолюбительский эксперимент в эфире. Здесь входное напряжение U1 условно взято за 100 Вольт, а добротность за 26.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: