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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Гипоаллергийный тополь 24.12.2022 Исследователи отредактировали гены деревьев, чтобы весной они производили только "безволосые" семена, которые не вызывают аллергию. Селекционное разведение растений очень широко и направлено на то, чтобы дать им новые полезные черты или усилить определенные качества. К примеру, ученые меняют размер, внешний вид, питательную ценность, урожайность, устойчивость к вредителям, жары, холода, засоления или засухи. Как правило, подобная работа проводится посредством отбора и скрещивания отдельных растений, обладающих необходимыми свойствами. Однако работа трудоемкая и обычно требует определенного времени ожидания, пока растения созреют. Если репродуктивный цикл овощных растений составляет всего несколько месяцев, то для деревьев этот период может включать несколько лет - это очень длительный цикл, который существенно замедляет работу ученых. Но, похоже, в новом исследовании ученые из Университета Джорджии решили сразу две главные задачи - во-первых, сократили репродуктивный цикл тополей, во-вторых, сделали их семена "голыми", а следовательно гипоаллергенными. В ходе исследования ученые обратились в систему редактирования генов CRISPR, чтобы попытаться ускорить процесс. Для своего эксперимента ученые выбрали тополь, имеющий длительный ювенильный период - от 7 до 10 лет. Ранее в подобных исследованиях ученые обычно сосредотачивались на генорегуляторах, непосредственно влияющих на развитие растения. Но, к сожалению, успех в исследованиях тополя казался неоднородным. В новом исследовании ученые полностью изменили подход и исключили негативное влияние. Используя систему редактирования генов CRISPR, ученые исключили ген CENTRORADIALIS (CEN), подавляющий инициацию цветения у молодых растений. По словам соавтора исследования Си Джей Цая, им с коллегами удалось сократить время цветения тополя с не менее 7 лет до 3-4 месяцев, а годовой период развития органов и вовсе до нескольких дней. Ученые считают, что этот прорыв в дальнейшем позволит ученым ускорить процесс выведения новых полезных черт у растений. Кстати, исследователи уже воспользовались этим "ускорителем" процесса - в ходе исследования они смогли отредактировать еще один ген тополя, чтобы уменьшить количество хлопковидных прикреплений семян, вызывающих аллергию у тысяч человек. По словам Цая, исследование оказалось успешным, и теперь ученые обеспечили молекулярную основу для выращивания "лысых" семян, которые в дальнейшем смогут уменьшить количество переносимых аллергенов.

Другие интересные новости:

▪ Найден эффективный способ поднять настроение

▪ Новые резистивно-программируемые переключатели TMP300

▪ Юбилейный калькулятор от Casio

▪ Стандарт Wi-Fi со скоростью до 4,6 Гбит/с

▪ Прототип видеокамеры с поддержкой 8K

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы первой медицинской помощи (ОПМП). Подборка статей

▪ статья Фонарь Диогена. Крылатое выражение

▪ статья Кто, по мнению Альберта Эйнштейна, делает великие открытия? Подробный ответ

▪ статья Продавец, реализующий продукты питания с потреблением на месте. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Световой индикатор телефонных звонков. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ментальная сила. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026