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:

Токсичность интернета преувеличена 07.01.2026

Социальные сети нередко воспринимаются как арена постоянной агрессии, оскорблений и распространения фейковой информации. Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что реальность значительно отличается от популярного представления: интернет гораздо менее токсичен, чем многие пользователи считают. Ученые опросили более тысячи американцев, попросив их оценить долю пользователей соцсетей, которые ведут себя агрессивно или распространяют ненависть. Оказалось, что впечатления людей сильно преувеличивают масштабы проблемы. Например, респонденты считали, что почти половина пользователей Reddit хотя бы раз оставляла оскорбительные комментарии, тогда как фактические данные платформы показывают, что таких людей не более 3%. Аналогичная ситуация наблюдается с дезинформацией. Опрос показал, что большинство участников считали почти половину аудитории Facebook распространителями фейковых новостей, однако статистика говорит об обратном: фактическая доля таких пользователей состав ...>>

Процессоры Ryzen AI 400 07.01.2026

Современные вычисления все больше ориентируются на интеграцию искусственного интеллекта и высокую производительность в компактных устройствах, таких как ноутбуки и мини-ПК. Новая линейка процессоров AMD Ryzen AI 400 демонстрирует, как разработчики объединяют мощные центральные ядра, графику и нейросетевые ускорители в одном чипе, чтобы удовлетворять растущие потребности пользователей в играх, контенте и ИИ-приложениях. AMD представила процессоры серии Gorgon Point, которые включают до 12 ядер Zen 5 и до 24 потоков вычислений. Чипы поддерживают интегрированную графику RDNA 3.5, обеспечивают максимальную тактовую частоту до 5,2 ГГц и имеют энергопотребление от 15 Вт до 54 Вт. Особое внимание уделено NPU, способному обрабатывать до 60 триллионов операций в секунду (TOPS), что делает эти процессоры эффективными для задач с искусственным интеллектом. Конструкция Ryzen AI 400 сочетает ядра Zen 5 и Zen 5c, обеспечивая высокую гибкость и производительность. Несмотря на то, что архитектур ...>>

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Случайная новость из Архива Хлопок поглощает воду из воздуха 25.01.2013 Разработан новый способ обработки хлопчатобумажных тканей. Специальное полимерное покрытие подарило материалу способность воду из окружающей среды - причем немало, до 340% собственного веса. Исследователи из Технологического университета Эйндховена совместно с учеными из Гонконгского политехнического университета разработали особую технологию обработки хлопчатобумажных тканей. Данная технология позволяет хлопку впитывать исключительно большое количество воды - до 340% своего собственного веса. Новая хлопчатобумажная ткань может быть полезна в самых различных областях: от производства гигиенических средств и одежды до получения воды в пустынях и горах. Секрет нового типа ткани - в полимерном покрытии PNIPAAm - поли(N-изопропилакриламид). Ткань с таким покрытием обладает рядом интересных и полезных свойств, например при температуре ниже 34 градусов Цельсия такой хлопок имеет губчатую структуру на микроскопическом уровне и эффективно поглощает воду. Эксперименты показывают, что хлопок со спецпокрытием поглощает воду в количестве 340% от собственного веса, в то время как хлопок без покрытия - только 18%. При этом, когда температура повышается, материал становится гидрофобным и отдает воду. Данное свойство нового материала позволяет с его помощью собирать воду из тумана в пустынных и горных районах. Сети из полимерного хлопка могут обеспечивать водой небольшие поселения или растения. Также из новой ткани можно изготавливать комфортную одежду и снаряжение: спортивную обувь, одежду, палатки, плащи и т.п. Одно из главных преимуществ новой технологии - небольшая стоимость производство волокон со спецпокрытием. Основной материал, хлопчатобумажная ткань, стоит недорого, а полимерное покрытие увеличивает ее цену всего на 12%.

Другие интересные новости:

▪ Сахар вреден для памяти детей

▪ Самая маленькая лупа видит связи между атомами

▪ Голографический дисплей для мобильных устройств

▪ Новый метод квантового запутывания фотонов

▪ Зубы для питания мясом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Медицина. Подборка статей

▪ статья Загородная мебель. Советы домашнему мастеру

▪ статья Как в России было учреждено придворное звание статс-дамы? Подробный ответ

▪ статья Щавель обыкновенный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Штемпельная краска. Простые рецепты и советы

▪ статья Антенна GSM своими руками. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026