Трансформатор Тесла - разновидности, эксперименты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

VTTC обязаны своим появлением изобретению и распространению мощных генераторных электронных ламп, способных создавать электромагнитные колебания мощностью в сотни и тысячи ватт. В отличие от искровых генераторов, создающих повторяющиеся пачки затухающих высокочастотных колебаний, ламповые способны генерировать непрерывный сигнал, который при необходимости можно промодулировать по амплитуде.

Это классические ламповые автогенераторы, нагрузка которых - первичная обмотка трансформатора Тесла. Такие устройства популярны среди зарубежных и отечественных любителей, хотя и в меньшей степени, чем SGTC. Основные сложности при их создании - большие размеры мощных генераторных ламп, необходимость их воздушного или даже водяного охлаждения и высоковольтного анодного питания.

Рассмотрим изображенную на рис. 9 схему лампового трансформатора Тесла на современных компонентах. Это классический генератор с индуктивной (трансформаторной) обратной связью. Лампа VL1 (пентод ГК-71, широко применяемый в любительских радиопередатчиках) включена триодом - все ее сетки соединены вместе. Пентодное включение, при котором уменьшается проходная емкость лампы и снижается вероятность ее самовозбуждения, в данном случае не имеет никаких преимуществ, поскольку именно самовозбуждение и требуется.

Рис. 9

Анодная нагрузка лампы - колебательный контур, образованный обмоткой I трансформатора. Т3 и конденсатором С2. Рядом с этой обмоткой на том же каркасе находится обмотка обратной связи II. Наводимое на ней напряжение поступает на сетки лампы, обеспечивая необходимую для генерации положительную обратную связь. Переменная составляющая сеточного тока замыкается на катод через конденсатор С4, а постоянная, протекая через резистор R1, создает на нем падение напряжения, приложенное минусом к сеткам лампы.

Это - напряжение автоматического смещения. Увеличиваясь по абсолютному значению, оно частично закрывает лампу при увеличении амплитуды высокочастотного сигнала, а при ее уменьшении тоже уменьшается, что приводит к росту амплитуды. Таким образом амплитуда колебаний поддерживается постоянной. Подборкой резистора R1 можно в некоторых пределах регулировать мощность генератора. Блокировочные конденсаторы С1 и С3 минимизируют проникновение высокочастотного напряжения в питающую электросеть.

Источник напряжения, подаваемого на анод лампы VL1, состоит из трансформатора Т1 от кухонной. СВЧ печи и однополупериодного выпрямителя на соединенных последовательно диодах VD1-VD4. Максимальное значение пульсирующего с частотой 50 Гц напряжения на выходе выпрямителя - около 3 кВ. Сигнал питаемого таким напряжением генератора имеет форму вспышек ВЧ колебаний, следующих с частотой пульсации. Это несколько облегчает режим работы лампы (напряжение 3 кВ больше допустимого для нее в непрерывном режиме) и благоприятно влияет на число и форму наблюдаемых разрядов.

Напряжение накала поступает на лампу VL1 от трансформатора Т2. Важно отметить, что включать устройство необходимо в два этапа. Прежде всего выключателем SA2 включают накал. и лишь через несколько десятков секунд когда катод лампы прогреется, подают анодное напряжение, замыкая выключатель SA1. Подключив трансформатор Т1 к сети через регулируемый автотрансформатор (ЛАТР) можно плавно увеличивать анодное напряжение при включении и регулировать его в процессе экспериментов.

Конструкция трансформатора Т3 показана на рис. 10. Обмотки I и II намотаны на отрезке пластиковой сантехнической трубы диаметром 160 мм. Обмотка I состоит из 30 витков изолированного провода сечением 4 мм. Обмотка II содержит 20 витков эмалированного провода диаметром 0,22 мм. Выходная обмотка (III) та же. что и в предыдущих случаях, намотанная на бутылке от кефира.

Рис. 10

При отсутствии лампы ГК-71 можно использовать менее мощную ГУ-50 а также применявшиеся в строчной развертке телевизоров лампы 6П36С, 6П45С. Для увеличения мощности такие лампы можно включать параллельно. Не забудьте также подобрать трансформатор Т2 с напряжением на вторичной обмотке, соответствующим номинальному напряжению накала применяемой лампы.

Колебательный контур в анодной цепи лампы VL1 необходимо настроить на резонансную частоту обмотки III трансформатора Т3. Для этого следует измерить индуктивность обмотки I и по известной формуле рассчитать емкость. Конденсатор С2 должен быть высоковольтным, например, КВИ-3. Хорошие результаты дает использование вакуумного переменного конденсатора.

Если измерить индуктивность нет возможности, от обмотки I можно сделать несколько отводов и подобрать оптимальное число витков в ней по наибольшей длине получаемых разрядов. имеет смысл предусмотреть возможность перемещения обмотки II относительно обмотки I для подбора оптимального коэффициента обратной связи.

Так же, как и в предыдущем случае следует помнить, что устройство содержит элементы, находящиеся под опасным для жизни напряжением. Любое прикосновение к нему при включенном питании недопустимо. Всю регулировку и доработку устройства можно производить только после его отключения от сети и принудительной разрядки всех высоковольтных конденсаторов.

В целом, можно отметить, что по сравнению с SGTC VTTC работает несколько "мягче", а его конструкция удобнее за счет отсутствия разрядника который постепенно обгорает и требует регулировки. интересно отметить, что разряды не похожи на те. что получались с помощью SGTC. Весьма неожиданна спиральная форма стримеров (рис. 11), причина этого автору неизвестна.

Рис. 11

Чтобы сравнить форму разрядов при пульсирующем и постоянном анодном напряжении, однополупериодный выпрямитель анодного напряжения был заменен двухполупериодным (диодным мостом) и добавлен сглаживающий конденсатор большой емкости. Результат показан на рис. 12.

Рис. 12

Различия хорошо видны. При высокочастотном напряжении, генерируемом вспышками, каждый стример существует лишь полпериода сетевого напряжения. Новый разряд не повторяет путь старого, а устремляется в другое место. Мы видим несколько длинных одиночных стримеров. При непрерывной генерации образовавшийся "факел" горит постоянно. Он весьма похож на обычное пламя и даже отклоняется, если на него подуть. Однако в неподвижном воздухе факел направлен не строго вверх, как обычное пламя, а под некоторым углом к вертикали. Возможно, это связано со структурой магнитного поля вокруг трансформатора.

Разница в режимах хорошо заметна и на слух: в пульсирующем слышен громкий гул с частотой 50 Гц, а в непрерывном - лишь легкое шипение. Теоретически можно использовать трансформатор Тесла в качестве источника звука, если промодулировать генератор звуковым сигналом. Фактически получится AM передатчик, работающий на резонансной частоте трансформатора Тесла.

Был проведен интересный эксперимент с "ионным двигателем" - вертушкой из электропроводящего материала, помещенной на острие выходного электрода трансформатора Тесла. Потоки ионизированных частиц, слетая с острых загнутых концов лопастей вертушки в одну сторону, создают реактивную тягу, приводящую ее в движение.

Для получения хороших результатов вертушка должна быть легкой и хорошо сбалансированной. Чтобы сделать фотоснимок, показанный на рис. 13, анодное напряжение на лампе VL1 пришлось снизить до 1000 В. иначе вращение получалось слишком быстрым и вертушка часто падала.

Рис. 13

Следует отметить, что несмотря на 100-летнюю историю, трансформатор Тесла еще не изучен до конца. Например, автору не удалось найти объяснения спиральной форме стримеров, методики точного расчета входного сопротивления трансформатора Тесла и его точного согласования с генератором, методики расчета длины разрядов и влияния их собственной емкости на резонансную частоту трансформатора. Судя по всему, эти проблемы мало исследовались и практически не освещены в доступных источниках.

В общем, трансформатор Тесла - весьма обширное и не до конца изученное поле для экспериментов. Среди дилетантов даже бытует мнение, что КПД трансформатора Тесла превышает 100%. поскольку он черпает "свободную энергию" из пространства. Это. конечно же. далеко не так. Никаких нарушений закона сохранения энергии при опытах с трансформаторами Тесла не замечено.

Как упоминалось выше, трансформатор Тесла - довольно мощный источник электромагнитного излучения.

Поэтому было интересно оценить его возможное влияние на другие электронные устройства. Для экспериментов использовался трансформатор Тесла с генератором на электронной лампе, заземленный на нулевой провод электрической сети. Было отмечено следующее:

• компьютер, расположенный в метре от трансформатора, теряет соединение с сетью Wi-Fi. Видимо, это результат перегрузки входных цепей модуля Wi-Fi. При размещении компьютера на большем расстоянии соединение с сетью не прерывается;.
• электронная метеостанция находясь в метре от трансформатора, подает звуковые сигналы, подобные сопровождающим нажатия на ее кнопки;.
• сотовый телефон в метре от трансформатора работает нормально, позволяя совершать и принимать звонки;
• телевизор, подключенный к кабельной сети, и радиоприемник диапазона FM, находясь на расстоянии 3 м от трансформатора, работают без каких-либо помех.

Таким образом, особенно опасного влияния на бытовые электронные приборы автором замечено не было. Однако при проведении опытов все-таки рекомендуется соблюдать разумную осторожность. Например, дорогостоящую аппаратуру имеет смысл на время экспериментов физически отключать от сети. Рекомендуется также отключить все антенны и длинные кабели, соединяющие электронные блоки. По возможности следует использовать для трансформатора Тесла отдельное заземление.

Хотя в Интернете встречаются описания трансформаторов Тесла с длиной разрядов более полуметра, автор не рекомендовал бы делать и запускать их в домашних условиях.

Автор: Елюсеев Д.

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Биокерамика поглощает металлы 06.02.2005 Немецкие ученые из Исследовательского центра атомной физики в Россендорфе близ Дрездена разработали "живой" фильтр, активно поглощающий из воды тяжелые металлы. Фильтр основан на биокерамике, высокопористом материале, используемом уже не первый год для протезирования костей. В 1995 году физики обнаружили в отвалах урансодержащей породы штамм бактерий, которые быстро и в необычно больших количествах концентрируют в своих клетках уран из воды, просачивающейся через отвалы. Сейчас бактерии удалось "приручить", их поселили в многочисленных порах, пронизывающих биокерамику. Пропуская через этот пористый материал воду, загрязненную соединениями урана, на выходе получают чистую питьевую воду - поглощается от 86 до 99% урана. Уран для бактерий не ядовит, так как в их клетках имеется белок, намертво связывающий этот тяжелый металл. Они способны удалять из воды также свинец, кадмий, медь и никель.

Другие интересные новости:

▪ Весы с интеллектом

▪ Самолет на литиево-полимерных аккумуляторах

▪ В коже человека обнаружен гемоглобин

▪ Квантовый апокалипсис

▪ Противоугонная система на велосипеде

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоэлектроника и электротехника. Подборка статей

▪ статья Как блины печет кто-либо. Крылатое выражение

▪ статья Когда начали курить табак? Подробный ответ

▪ статья Мята колосистая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Отбелка шеллака. Простые рецепты и советы

▪ статья Три фонтана. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026