Генератор теслы: Катушка тесла — это… Что такое Катушка тесла?

Содержание

Катушка тесла — это… Что такое Катушка тесла?

Разряды с провода на терминале

Трансформа́тор Те́сла — единственное из изобретений Николы Тесла, носящих его имя сегодня. Это классический резонансный трансформатор, производящий высокое напряжение при высокой частоте. Оно использовалось Теслой в нескольких размерах и вариациях для его экспериментов. «Трансформатор Тесла» также известен под названием «катушка Теслы» (англ. Tesla coil). В России часто используют следующие сокращения: ТС (от Tesla coil), КТ (катушка Тесла), просто тесла и даже ласкательно — катька. Прибор был заявлен патентом № 568176 от 22 сентября 1896 года, как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».

Описание конструкции

Схема простейшего трансформатора Теслы

В элементарной форме трансформатор Теслы состоит из двух катушек, первичной и вторичной, и обвязки, состоящей из разрядника (прерывателя, часто встречается английский вариант Spark Gap), конденсатора, тороида (используется не всегда) и терминала (на схеме показан как «выход»).

Первичная катушка построена из 5—30 (для VTTC — катушки Теслы на лампе — число витков может достигать 60) витков провода большого диаметра или медной трубки, а вторичная из многих витков провода меньшего диаметра. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической (вертикальной). В отличие от многих других трансформаторов, здесь нет никакого ферромагнитного сердечника. Таким образом, взаимоиндукция между двумя катушками гораздо меньше, чем у обычных трансформаторов с ферромагнитным сердечником. У данного трансформатора также практически отсутствует магнитный гистерезис, явления задержки изменения магнитной индукции относительно изменения тока и другие недостатки, вносимые присутствием в поле трансформатора ферромагнетика.

Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в который включён нелинейный элемент — разрядник (искровой промежуток). Разрядник, в простейшем случае, обыкновенный газовый; выполненный обычно из массивных электродов (иногда с радиаторами), что сделано для большей износостойкости при протекании больших токов через электрическую дугу между ними.

Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора выполняет ёмкостная связь между тороидом, оконечным устройством, витками самой катушки и другими электропроводящими элементами контура с Землей. Оконечное устройство (терминал) может быть выполнено в виде диска, заточенного штыря или сферы. Терминал предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов большой длины. Геометрия и взаимное положение частей трансформатора Теслы сильно влияет на его работоспособность, что аналогично проблематике проектирования любых высоковольтных и высокочастотных устройств.

Функционирование

Трансформатор Теслы рассматриваемой простейшей конструкции, показанной на схеме, работает в импульсном режиме. Первая фаза — это заряд конденсатора до напряжения пробоя разрядника. Вторая фаза — генерация высокочастотных колебаний.

Заряд

Заряд конденсатора производится внешним источником высокого напряжения, защищённым дросселями и построенным обычно на базе повышающего низкочастотного трансформатора. Так как часть электрической энергии, накопленной в конденсаторе, уйдёт на генерацию высокочастотных колебаний, то ёмкость и максимальное напряжение на конденсаторе пытаются максимизировать. Напряжение заряда ограничено напряжением пробоя разрядника, которое (в случае воздушного разрядника) можно регулировать, изменяя расстояние между электродами или их форму. Типовое максимальное напряжение заряда конденсатора — 2-20 киловольт. Знак напряжения для заряда обычно не важен, так как в высокочастотных колебательных контурах электролитические конденсаторы не применяются. Более того, во многих конструкциях знак заряда меняется с частотой бытовой сети электроснабжения (50 или 60 Гц).

Генерация

После достижения между электродами разрядника напряжения пробоя в нём возникает лавинообразный электрический пробой газа. Конденсатор разряжается через разрядник на катушку. После разряда конденсатора напряжение пробоя разрядника резко уменьшается из-за оставшихся в газе носителей заряда. Практически, цепь колебательного контура первичной катушки остаётся замкнутой через разрядник, до тех пор, пока ток создаёт достаточное количество носителей заряда для поддержания напряжения пробоя существенно меньшего, чем амплитуда напряжения колебаний в LC контуре. Колебания постепенно затухают, в основном из-за потерь в разряднике и ухода электромагнитной энергии на вторичную катушку. Во вторичной цепи возникают резонансные колебания, что приводит к появлению на терминале высоковольтного высокочастотного напряжения!

Модификации

Для мощных трансформаторов Теслы 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 классическую конструкцию дополняют вторым, защитным разрядником. Его задача — защита питающей (низковольтной части) от высоковольтных выбросов.

В качестве генератора ВЧ напряжения, в современных трансформаторах Теслы используют ламповые (VTTC — Vacuum Tube Tesla Coil) и транзисторные (SSTC — Solid State Tesla Coil, DRSSTC — Dual Resonance SSTC) генераторы. Это даёт возможность уменьшить габариты установки, повысить управляемость, снизить уровень шума и избавиться от искрового промежутка. Также существует разновидность трансформаторов Теслы, питаемая постоянным током. В аббревиатурах названий таких катушек присутствуют буквы DC, например DCDRSSTC. В отдельную категорию также относят магниферные катушки Теслы.

Многие разработчики в качестве прерывателя (разрядника) используют управляемые электронные компоненты, такие как транзисторы, модули на MOSFET транзисторах, электронные лампы, тиристоры.

Использование трансформатора Теслы

Разряд трансформатора Теслы

Разряд с конца провода

Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких миллионов вольт. Это напряжение в резонансной частоте способно создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь многометровую длину. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому трансформатор Теслы используется как декоративное изделие.

Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (радиоуправление), беспроводной передачи данных (радио) и беспроводной передачи энергии. В начале XX века трансформатор Теслы также нашёл популярное использование в медицине. Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые протекая по тонкому слою поверхности кожи не причиняют вреда внутренним органам (см. Скин-эффект), оказывая при этом тонизирующее и оздоравливающее влияние.[1] Последние исследования механизма воздействия мощных ВЧ токов на живой организм показали негативность их влияния.

[2]

В наши дни трансформатор Теслы не имеет широкого практического применения. Он изготовляется многими любителями высоковольтной техники и сопровождающих её работу эффектов. Также он иногда используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах.

  1. Однако необходимо знать, какие напряжения и диапазоны частот безвредны для организма
  2. Появление злокачественных опухолей (рака)

Трансформатор Теслы используется военными для быстрого уничтожения всей электроники в здании,танке,корабле.Создается на доли секунды мощный электромагнитный импульс в радиусе нескольких десятков метров.В результате перегорают все микросхемы и транзисторы,полупроводниковая электроника.Данное устройство работает совершенно бесшумно.В прессе появилось сообщение, что частота тока при этом достигает 1 Терагерц.

Эффекты, наблюдаемые при работе трансформатора Теслы

Во время работы катушка Теслы создаёт красивые эффекты, связанные с образованием различных видов газовых разрядов. Многие люди собирают трансформаторы Теслы ради того, чтобы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления. В целом катушка Теслы производит 4 вида разрядов:

  1. Стримеры (от англ. Streamer) — тускло светящиеся тонкие разветвлённые каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Протекает от терминала (или от наиболее острых, искривлённых ВВ-частей) катушки прямо в воздух, не уходя в землю, так как заряд равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример — это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая ВВ-полем трансформатора.
  2. Спарк (от англ. Spark) — это искровой разряд. Идёт с терминала (или с наиболее острых, искривлённых ВВ частей) непосредственно в землю или в заземлённый предмет. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвлённых полосок — искровых каналов. Также имеет место быть особый вид искрового разряда — скользящий искровой разряд.
  3. Коронный разряд — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструкции с сильной кривизной поверхности.
  4. Дуговой разряд — образуется во многих случаях. Например, при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет, между ним и терминалом может загореться дуга (иногда нужно непосредственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, отводя предмет на большее расстояние). Особенно это свойственно ламповым катушкам Теслы. Если катушка недостаточно мощна и надёжна, то спровоцированный дуговой разряд может повредить её компоненты.

Часто можно наблюдать (особенно вблизи мощных катушек), как разряды идут не только от самой катушки (её терминала и т. д.), но и в её сторону от заземлённых предметов. Также на таких предметах может возникать и коронный разряд. Редко можно наблюдать также тлеющий разряд. Интересно заметить, что разные химические вещества, нанесённые на разрядный терминал, способны менять цвет разряда. Например, натрий меняет обычный окрас спарка на оранжевый, а бром — на зелёный.

Работа резонансного трансформатора сопровождается характерным электрическим треском. Появление этого явления связано с превращением стримеров в искровые каналы (см. статью искровой разряд), который сопровождается резким возрастанием силы тока и количества энергии, выделяющегося в них. Каждый канал быстро расширяется, в нём скачкообразно повышается давление, в результате чего на его границах возникает ударная волна. Совокупность ударных волн от расширяющихся искровых каналов порождает звук, воспринимаемый как «треск» искры.

Неизвестные эффекты трансформатора Теслы

Многие люди считают, что катушки Теслы — это особенные артефакты с исключительными свойствами. Существует мнение, что трансформатор Теслы может быть генератором свободной энергии и является вечным двигателем, исходя из того, что сам Тесла считал, что его генератор берёт энергию из эфира (особой невидимой материи в которой распространяются электромагнитные волны) через искровой промежуток. Иногда можно услышать, что с помощью «Катушки Теслы» можно создать антигравитацию и эффективно передавать электроэнергию на большие расстояния без проводов. Данные свойства пока никак не проверены и не подтверждены наукой. Однако, сам Тесла говорил о том, что такие способности скоро будут доступны человечеству с помощью его изобретений. Но впоследствии посчитал, что люди не готовы к этому.

Также очень распространён тезис о том, что разряды, испускаемые трансформаторами Теслы, полностью безопасны, и их можно трогать руками. Это не совсем так. В медицине также используют «катушки Теслы» для оздоровления кожи. Это лечение имеет положительные плоды и благотворно действует на кожу, но конструкция медицинских трансформаторов сильно разнится с конструкцией обычных. Лечебные генераторы отличает очень высокая частота выходного тока, при которой толщина скин-слоя (см. Скин-эффект) безопасно мала, и крайне малая мощность. А толщина скин-слоя для среднестатистической катушки Теслы составляет от 1 мм до 5 мм и её мощности хватит для того, чтобы разогреть этот слой кожи, нарушить естественные химические процессы. При долгом воздействии подобных токов могут развиться серьёзные хронические заболевания, злокачественные опухоли и другие негативные последствия. Кроме того, надо отметить, что нахождение в ВЧ ВВ поле катушки (даже без непосредственного контакта с током) может негативно влиять на здоровье. Важно отметить, что нервная система человека не воспринимает высокочастотный ток и боль не чувствуется, но тем не менее это может положить начало губительным для человека процессам. Также существует опасность отравления газами, образующимися во время работы трансформатора в закрытом помещении без притока свежего воздуха. Плюс ко всему, можно обжечься, так как температуры разряда обычно достаточно для небольшого ожога (а иногда и для большого), и если человек всё же захочет «поймать» разряд, то это следует делать через какой-нибудь проводник (например, металлический прут). В этом случае непосредственного контакта горячего разряда с кожей не будет, и ток сначала потечет через проводник и только потом через тело.

Трансформатор Теслы в культуре

В фильме Джима Джармуша «Кофе и сигареты» один из эпизодов строится на демонстрации трансформатора Теслы. По сюжету, Джек Уайт, гитарист и вокалист группы «The White Stripes» рассказывает Мег Уайт, барабанщице группы о том, что земля является проводником акустического резонанса (теория электромагнитного резонанса — идея, которая занимала ум Теслы многие годы), а затем «Джек демонстрирует Мэг машину Теслы».

В игре Command & Conquer: Red Alert советская сторона может строить оборонительное сооружение в виде башни со спиралевидным проводом, которая поражает противника мощными электрическими разрядами. Еще в игре присутствуют танки и пехотинцы, использующие эту технологию. Tesla coil (в одном из переводов — башня Тесла) является в игре исключительно точным, мощным и дальнобойным оружием, однако потребляет относительно высокое количество энергии. Для увеличения мощности и дальности поражения можно «заряжать» башни. Для этого отдайте приказ Воину Тесла (это пехотинец) подойти и постоять рядом с башней. Когда воин дойдет до места, он начнет зарядку башни. При этом анимация будет как при атаке, но молнии из его рук будут желтого цвета.

Также в игре

В игре Return to Castle Wolfenstein есть оружие, именуемое «Тесла», поражающее противника электрическим разрядом на большом расстоянии.

В игре Tomb Raider: Legend на одном из уровней есть статичные «Установки Тесла» их можно использовать для притягивания и поднятия тяжелых объектов (почти также, как в Half-Life 2). А также с помощью одной из них можно умертвить огромного монстра-босса.

В первой редакции игры

Ссылки

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

Трансформатор Теслы как атрибут школьной лаборатории, наглядно демонстрирующий свойства электрического тока

Актуальность

Далеко не на каждом уроке физики учителю выпадает возможность не только объяснить теоретический материал в рамках учебной программы, но и провести эксперимент, иллюстрирующий изученный физический процесс. Зачастую это связано с отсутствием оборудования, необходимого для постановки опыта. Чтобы устранить эту проблему, было принято решение о создании лабораторной установки – небольшого трансформатора Теслы, который поможет сделать изучение школьниками темы «Электричество» более наглядным. Катушка Теслы не только отлично подходит для демонстрации главных свойств электрического тока, но и является универсальным аналогом оборудования, используемого при изучении различных электрических процессов и явлений, например электромагнитной индукции. Благодаря широкому спектру технических возможностей трансформатор Теслы представляет интерес как для семиклассников, так и для одиннадцатиклассников, что положительно сказывается на развитии интереса к предмету в общей перспективе.

Цель

Сконструировать устройство, основанное на принципе работы трансформатора Теслы, способное демонстрировать свойства электрического тока.

Проблема

Как создать прототип устройства, основанного на принципе работы трансформатора Теслы, способного наглядно демонстрировать свойства электрического тока?

Задачи

1. Проанализировать особенности трансформатора Теслы и историю его создания.

2. Разработать конструкцию, принципиальную схему, дизайн и 3D-модель трансформатора Теслы.

3. Согласно разработанному плану изготовить прототип трансформатора Теслы и провести его отладку.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Электроинструмент
  • Строительный инструмент
  • Самодельный намоточный станок
  • Тиски
  • Корпус от компьютерного БП
  • ПНД труба
  • Обмоточный медный провод
  • Радиоэлектронные и строительные детали
  • Аэрозольные краски
  • Компьютер с установленным ПО Autodesk Fusion 360

Описание

В результате изучения литературы, документов и их подробного анализа были получены общие сведения о трансформаторе Теслы и о принципе его работы, после чего автором была разработана концептуальная модель устройства в соответствии с целью проекта.

 

Катушку Теслы изначально планировалось сделать из подручных или легкодоступных материалов, поэтому изготовить прототип лабораторной установки по имеющимся схемам и чертежам не составило никакого труда. После проведения окончательной настройки трансформатора Теслы он был полностью готов к работе.

Результаты работы / выводы

Разработанная модель трансформатора Теслы может быть использована в школе на уроках физики для наглядной демонстрации основных свойств электрического тока и видов его воздействия. Наличие в школьной лаборатории созданного автором устройства, безусловно, повысит наглядность опытов с электричеством на уроках физики, а также будет способствовать развитию интереса школьников к науке и, как следствие, повышению мотивации к учебе.

Перспективы использования результатов работы

Технологии изобретения Николы Теслы могут быть задействованы в устройствах подавления радиосигналов, что находит широкое применение в военной сфере, а также в системах беспроводной подзарядки БПЛА, что может быть востребовано в сфере услуг при осуществлении доставки по воздуху.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ООО «Аэроксо»

Tesla Technologies — Профессиональное оборудование для тесла-шоу

Сегодня такие устройства, как трансформаторы Тесла или катушки Тесла купить которые предлагает наша компания, хорошо известны по научно­популярным передачам и литературе. Эти устройства генерируют огромное напряжение, создающее множество интересных эффектов. Например, в этом быстропеременном поле происходит свечение газонаполненных изделий. Можно поднести к катушке люминесцентную или неоновую лампу, и она будет светиться без подключения к источнику электричества.

Ещё один интересный эффект, который дают катушки Тесла купить которые мы предлагаем по приемлемой цене, заключается в формировании электрических разрядови стримеров. Эти электрические разряды полностью безопасны для человека. При этом есть возможность менять параметры таких эффектов и получать стримеры в виде тончайших нитей или толстах жгутов. Такие свойства делают эти приборы чрезвычайно востребованными для организации развлекательных и научных шоу.

Именно такие девайсы и предлагает своим клиентам компания Tesla Technologies. Мы специализируемся на производстве самых разнообразных устройств для Тесла шоу. Вся наша продукция создаётся опытными инженерами и проходит тщательный и многоступенчатый контроль. Это позволяет нам гарантировать высокое качество всех представленных изделий. Поэтому, приняв решение катушки Тесла купить у нас, вы можете быть уверены в том, что они прослужат долгие годы и принесут только положительные эмоции.

Катушки Тесла купить по доступным ценам

Несмотря на определённую внешнюю схожесть, катушки Тесла купить которые можно по доступным ценам, различаются как по конструкции, так и по размерам, мощности и сфере применения. Все существующие на сегодняшний день агрегаты можно разделить на четыре основных группы:

  • искровые;
  • ламповые;
  • транзисторные;

Первые две разновидности достаточно массивны и сложны в использовании. Компания Tesla Technologies отдаёт предпочтение более надёжным, компактным и удобным в применении катушкам третьего типа. Мы создаём такой продукт уже несколько лет. Наш многолетний опыт работы позволяет гарантировать качество всей разработанной нашими специалистами продукции. Поэтому, если вы хотите для организации шоу — программ или научных опытов катушки Тесла купить, лучший вариант — обратиться в нашу компанию.

Трансформатор Теслы — 2D Symbols

Трансформа́тор Те́слы, или кату́шка Те́слы (англ. Tesla coil) — устройство, изобретённое Николой Теслой и носящее его имя. Является резонансным трансформатором, производящим высокое напряжение высокой частоты. Прибор был запатентован 22 сентября 1896 года как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала»[1].

Суть

Трансформатор Тесла основан на использовании резонансных стоячих электромагнитных волн в катушках. Его первичная обмотка содержит небольшое число витков и является частью искрового колебательного контура, включающего в себя также конденсатор и искровой промежуток. Вторичной обмоткой служит прямая катушка провода. При совпадении частоты колебаний колебательного контура первичной обмотки с частотой одного из собственных колебаний (стоячих волн) вторичной обмотки вследствие явления резонанса во вторичной обмотке возникнет стоячая электромагнитная волна и между концами катушки появится высокое переменное напряжение[2].

Работу резонансного трансформатора можно объяснить на примере обыкновенных качелей. Если их раскачивать в режиме принудительных колебаний, то максимально достигаемая амплитуда будет пропорциональна прилагаемому усилию. Если раскачивать в режиме свободных колебаний, то при тех же усилиях максимальная амплитуда вырастает многократно. Так и с трансформатором Теслы — в роли качелей выступает вторичный колебательный контур, а в роли прилагаемого усилия — генератор. Их согласованность («подталкивание» строго в нужные моменты времени) обеспечивает первичный контур или задающий генератор (в зависимости от устройства).

Описание простейшей конструкции

Простейший трансформатор Теслы включает в себя входной трансформатор, катушку индуктивности, состоящую из двух обмоток — первичной и вторичной, разрядник (прерыватель, часто встречается английский вариант Spark Gap), конденсатор, тороид (используется не всегда) и терминал (на схеме показан как «выход»).

Первичная обмотка обычно содержит всего несколько витков медной трубки или провода большого диаметра, а вторичная около 1000 витков провода меньшей площади сечения. 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 Теслы представляет собой два связанных колебательных контура, что и определяет его замечательные свойства 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.

Функционирование

Трансформатор Теслы рассматриваемой простейшей конструкции, показанной на схеме, работает в импульсном режиме. Первая фаза — это заряд конденсатора до напряжения пробоя разрядника. Вторая фаза — генерация высокочастотных колебаний в первичном контуре. Разрядник, включенный параллельно, замыкая источник питания (трансформатор), исключает его из контура, иначе источник питания вносит определенные потери в первичный контур и этим снижает его добротность. На практике это влияние может в разы уменьшить длину разряда, поэтому в грамотно построенной схеме трансформатора Теслы разрядник всегда ставится параллельно источнику питания.

Заряд

Заряд конденсатора производится внешним источником высокого напряжения на базе повышающего низкочастотного трансформатора. Ёмкость конденсатора выбирается таким образом, чтобы вместе с индуктором она составляла резонансный контур с частотой резонанса, равной высоковольтному контуру. Однако ёмкость будет отличаться от расчетной, так как часть энергии тратится на «накачку» второго контура. Напряжение заряда ограничено напряжением пробоя разрядника, которое, (в случае воздушного разрядника), можно регулировать, изменяя расстояние между электродами или их форму. Обычно напряжение заряда конденсатора лежит в диапазоне 2-20 киловольт. Знак напряжения при заряде конденсатора имеет значение в том смысле, что он не должен сильно «закорачивать» конденсатор, на котором напряжение постоянно меняет знак — Колебательный контур тут

Генерация

После достижения между электродами разрядника напряжения пробоя, в нём возникает лавинообразный электрический пробой газа. Конденсатор разряжается через разрядник на катушку. После разряда конденсатора, напряжение пробоя разрядника резко уменьшается из-за оставшихся в газе носителей заряда (ионов). Поэтому цепь колебательного контура, состоящего из первичной катушки и конденсатора, остаётся замкнутой через разрядник, и в ней возникают высокочастотные колебания. Колебания постепенно затухают, в основном, из-за потерь в разряднике и ухода электромагнитной энергии на вторичную катушку, но продолжаются до тех пор, пока ток создаёт достаточное количество носителей заряда для поддержания напряжения пробоя разрядника существенно меньшего, чем амплитуда напряжения колебаний в LC контуре. Во вторичной цепи возникают резонансные колебания, что приводит к появлению на терминале высокого напряжения.

Модификации трансформаторов Теслы

Во всех типах трансформаторов Теслы 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 Теслы — генератор колебаний выполнен на искровом промежутке (разряднике).

Для мощных трансформаторов Теслы 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 этом случае, частоту работы промежутка целесообразно выбирать синхронно частоте подзарядки конденсатора, и схема в этом случае ближе к картинке, а не тому, как она здесь описана. 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 классическую конструкцию дополняют вторым, защитным разрядником. Его задача — защита питающей (низковольтной части) от высоковольтных выбросов.

VTTC (Vacuum Tube Tesla Coil) (рус. ЛКТ) — ламповая катушка Теслы. 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 Теслы на искровом промежутке.

SSTC (Solid State Tesla Coil) — генератор выполнен на полупроводниках. Он включает в себя задающий генератор (с регулируемой частотой, формой, длительностью импульсов) и силовые ключи (мощные полевые MOSFET транзисторы). Данный вид катушек Теслы является самым интересным по нескольким причинам: изменяя тип сигнала на ключах, можно кардинально изменять внешний вид разряда. Также ВЧ сигнал генератора можно промодулировать звуковым сигналом, например музыкой — звук будет исходить из самого разряда. Впрочем, аудиомодуляция возможна (с небольшими доработками) и в VTTC. К прочим достоинствам, можно отнести низкое питающее напряжение и отсутствие шумного искрового разрядника, как в SGTC.

DRSSTC (Dual Resonant Solid State Tesla Coil) — за счёт двойного резонанса, разряды у такого вида катушек значительно больше чем у обычной SSTC. Для накачки первичного контура используется генератор на полупроводниковых ключах — IGBT или MOSFET транзисторах.

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

QCW DRSSTC (Quasi Continious Wave) — особый тип транзисторных катушек Теслы, характеризующийся, так называемой, плавной накачкой: постепенным и плавным, (а не резким ударным, как в обычных катушках), нарастанием ряда параметров, (а именно: напряжения первичного контура и тока первичного контура, и, возможно, напряжения вторичного контура). В классической импульсной катушке Теслы рост тока в первичной обмотке обычно происходит в течение времени, сравнимым с длительностью периода (от 2—3 до 7—10 и более периодов) резонансной частоты, то есть, за время порядка десятков — сотен микросекунд. В QCW время нарастания составляет десятки миллисекунд, то есть, больше примерно на два порядка. Простым примером около-QCW являются ламповые катушки Теслы с шифтером. Из-за 50-герцового синуса на его выходе возникает эффект полуплавной накачки, которая обеспечивает довольно внушительный прирост длины разряда относительно типичного жёсткого прерывания (по катоду, или сетке). В результате данного приёма достигается характерный вид молний в виде длинных и практически прямых, мечевидных разрядов, длина которых многократно превышает длину намотки вторичной обмотки. Дело в том, что полное напряжение на терминале QCW DRSSTC никогда не достигает пробойного для вторички: оно всегда остаётся довольно небольшим, десятки киловольт или типа того. Возникший на небольшом напряжении стример продолжает подпитываться энергией в течение всего времени накачки, и поэтому растёт вверх, по силовым линиям поля, вместо того, чтобы пробиваться сбоку тороида на страйкринг. Именно для этого и делается плавная накачка в катушках Теслы. За счёт такого приёма достигается следующий эффект: вначале появляется небольшой разряд, который затем растёт не с высокой скоростью, пробивая плазменный канал в случайном направлении, а с низкой (так, что этот процесс развития можно даже заснять обычными видеокамерами), что обусловливает его неразветвление и огромную относительно длины вторичной обмотки длину. По сути, мы постоянно подогреваем небольшой возникший разряд, который удлиняется по мере перекачки энергии во вторичную обмотку. Но напряжение на выходе такой катушки Теслы невелико и не превышает десятков киловольт.

В отдельную категорию также относят магниферные катушки Теслы.

Использование трансформатора Теслы

Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких миллионов вольт. Это напряжение в частоте минимальной электрической прочности воздуха способно создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь многометровую длину. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому трансформатор Теслы используется как декоративное изделие.

Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (радиоуправление), беспроводной передачи данных (радио) и беспроводной передачи энергии. В начале XX века трансформатор Теслы также нашёл популярное использование в медицине.[3][4] Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые, протекая по тонкому слою поверхности кожи, не причиняли вреда внутренним органам (см.: скин-эффект, Дарсонвализация), оказывая при этом «тонизирующее» и «оздоравливающее» влияние.

Неверно считать, что трансформатор Теслы не имеет широкого практического применения. Он используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах. Тем не менее, основное его применение в наши дни — познавательно-эстетическое. В основном это связано со значительными трудностями при необходимости управляемого отбора высоковольтной мощности или тем более передача её на расстояние от трансформатора, так как при этом устройство неизбежно выходит из резонанса, а также значительно снижается добротность вторичного контура.

Эффекты, наблюдаемые при работе трансформатора Теслы

Во время работы катушка Теслы создаёт красивые эффекты, связанные с образованием различных видов газовых разрядов. Многие люди собирают трансформаторы Теслы ради того, чтобы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления. В целом катушка Теслы производит 4 вида разрядов:

  1. Стримеры (от англ. Streamer) — тускло светящиеся тонкие разветвлённые каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Протекает от терминала (или от наиболее острых, искривлённых ВВ-частей) катушки прямо в воздух, не уходя в землю, так как заряд равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример — это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая ВВ-полем трансформатора.
  2. Спарк (от англ. Spark) — это искровой разряд. Идёт с терминала (или с наиболее острых, искривлённых ВВ частей) непосредственно в землю или в заземлённый предмет. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвлённых полосок — искровых каналов. Также имеет место особый вид искрового разряда — скользящий искровой разряд.
  3. Коронный разряд — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструкции с сильной кривизной поверхности.
  4. Дуговой разряд — образуется во многих случаях. Например, при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет, между ним и терминалом может загореться дуга (иногда нужно непосредственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, отводя предмет на большее расстояние). Особенно это свойственно ламповым катушкам Теслы. Если катушка недостаточно мощна и надёжна, то спровоцированный дуговой разряд может повредить её компоненты.

Часто можно наблюдать (особенно вблизи мощных катушек), как разряды идут не только от самой катушки (её терминала и т. д.), но и в её сторону от заземлённых предметов. Также на таких предметах может возникать и коронный разряд. Редко можно наблюдать также тлеющий разряд. Интересно заметить, что некоторые ионные химические вещества, нанесённые на разрядный терминал, способны менять цвет разряда. Например, ионы натрия меняют обычный окрас спарка на оранжевый, а бора — на зелёный.

Работа резонансного трансформатора сопровождается характерным электрическим треском. Появление этого явления связано с превращением стримеров в искровые каналы (см. статью искровой разряд), который сопровождается резким возрастанием силы тока и количества энергии, выделяющейся в них. Каждый канал быстро расширяется, в нём скачкообразно повышается давление, в результате чего на его границах возникает ударная волна. Совокупность ударных волн от расширяющихся искровых каналов порождает звук, воспринимаемый как «треск» искры.

Влияние на организм человека

Являясь источником высокого напряжения, трансформатор Теслы может быть смертельно опасен. Особенно это касается сверхмощных ТТ с управлением на лампах или MOSFET. В любом случае, даже для маломощных трансформаторов Тесла характерен выброс высоковольтной высокочастотной энергии, способной вызвать локальные повреждения кожного покрова в виде плохо заживающих ожогов. Для трансформаторов Тесла средней мощности (50-150 Ватт), такие ожоги могут привести к повреждению нервных окончаний и значительное повреждение подкожных слоев включая повреждение мышц и связок (получено на собственном опыте). Трансформаторы Тесла с искровым возбуждением менее опасны с точки зрения ожогов, однако, высоковольтные разряды следующие с паузами, наносят больший вред нервной системе и способны вызвать остановку сердца (у людей с проблемами сердца). В любом случае, вред, который могут нанести высокочастотные мощные генераторы, к которым относятся Трансформаторы Тесла, сугубо индивидуален и, зависит от особенностей организма и психического состояния конкретного человека.

Замечен факт, что женщины наиболее остро реагируют на излучения мощных радиочастотных устройств, соответственно и реакция на ТТ у женщин острее чем у мужчин. Также и вред наносимый организму женщины может быть большим чем для мужчин. По этой причине, желательно ограничить доступ женщин и детей к работающему ТТ.

Однако существует и другое мнение[источник не указан 1044 дня], касающееся некоторых видов трансформаторов Теслы. Так как высокочастотное высокое напряжение имеет скин-эффект, то несмотря на потенциал в миллионы вольт, разряд в тело человека не может вызвать остановку сердца или другие серьёзные повреждения организма, несовместимые с жизнью.

В противоположность этому другие высоковольтные генераторы, например, высоковольтный умножитель телевизора и иные бытовые высоковольтные генераторы постоянного тока, имеющие несравненно меньшее выходное напряжение (порядка 25 кВ), могут являться смертельно опасными. Всё это потому, что в вышеуказанных преобразователях используется частота в 50 герц (в умножителе классического телевизора частота около 15кГц, в мониторах еще выше), следовательно, скин-эффект отсутствует, или исчезающе слаб, и ток потечёт через внутренние органы человека (опасным для жизни считается ток в десятки мА).

Несколько другая картина со статическим электричеством, которое может очень чувствительно ударить током при разряде (при прикосновении к металлу), но при этом не смертельно, так как статический заряд сравнительно небольшой, и протекающий ток не успеет нанести вред человеку (заряд равен произведению тока и времени).[источник не указан 1044 дня]Еще одна опасность, которая подстерегает при использовании трансформатора Теслы, — это избыток озона в крови, который может повлечь за собой головные боли, так как при работе устройства производятся большие порции этого газа.

Трансформатор Теслы в культуре

В фильмах

В фильме Джима Джармуша «Кофе и сигареты» один из эпизодов строится на демонстрации трансформатора Теслы. По сюжету, Джек Уайт, гитарист и вокалист группы «The White Stripes» рассказывает Мег Уайт, барабанщице группы, о том, что земля является проводником акустического резонанса (теория электромагнитного резонанса — идея, которая занимала ум Теслы многие годы), а затем «Джек демонстрирует Мэг машину Тесла».

В фильме «Престиж» Кристофера Нолана, для победы одного иллюзиониста над другим в мастерстве «телепортации», Роберт Энджер (Хью Джекман), обращается к Николе Тесле за помощью. Никола же в свою очередь сделал ему машину, с трансформатором Теслы, у которой оказалась одна недоработка — она не телепортировала, а клонировала. Телепортация же была побочным эффектом.

В фильме «Ученик чародея» в одном из эпизодов демонстрируется музыкальное свойство катушек. Этот эффект достигается уменьшением и увеличением частоты.

В японском фильме «Легенда о маске» также присутствует трансформатор Теслы.

В фильме Три икса (xXx) в цитадели преступной организации, ночном клубе используют огромные трансформаторы Теслы, дающие внушительные разряды по всёму помещению, с декоративной целью.

В телесериале «Склад 13» главные герои используют трансформатор в виде оружия.

В фильме «Звуки шума» один из барабанщиков пробует играть на только что сделанной барабанной установке которая выдает электрические дуги в такт ударам по ней.

В фильме «Metallica: Сквозь невозможное» при исполнении песни «Ride the Lightning (песня)» были использованы трансформаторы Теслы для подачи разряда к подвешенному над сценой креслу, модель которого изображена на обложке альбома «Ride the Lightning».

В компьютерных играх

В игре Kingdom Rush можно проапгрейдить обычную пушку до трансформатора Теслы.

В серии игр Command & Conquer: Red Alert советская сторона может строить оборонительное сооружение в виде башни со спиралевидным проводом (катушка Теслы), которая поражает противника мощными электрическими разрядами. Ещё в игре присутствуют танки (танк Теслы) и пехотинцы (солдат Теслы), использующие эту технологию. В игре Command & Conquer Red Alert 3 — Uprising есть скаты, это боевые амфибии оснащенные орудиями Тесла. Также в игре Tremulous люди (Humans) могут строить трансформаторы Теслы для защиты своих баз.

В играх серии Wolfenstein есть оружие, именуемое «Орудие Тесла», поражающее противника электрическим разрядом на большом расстоянии.

В игре Tomb Raider: Legend на одном из уровней есть статичные «установки Тесла» их можно использовать для притягивания и поднятия тяжелых объектов (почти также, как в «Half-Life 2»). А также с помощью одной из них можно умертвить огромного монстра-босса.

В модификации Half-Life 2 Dystopia также существует оружие «Tesla Gun», способное создавать разряды и в режиме альтернативной стрельбы — шаровые молнии. Состоит из цевья и металлического шара вместо дула, внешне похожего на сферическую астролябию.

В игре Fallout присутствует броня Теслы, также она есть и в игре Arcanum, также в загружаемом дополнении «Broken Steel» для игры «Fallout 3» присутствует пушка Теслы и сама катушка Теслы. В игре Fallout New Vegas это оружие можно приобрести в некоторых магазинах, например у Ван Граффов или у оружейников, в дополнении old world blues, мозг главного героя заменили на катушку Теслы передающею сигналы мозга героя.

В игре Arcanum (жанр RPG) существуют соответствующие запчасти (Tesla coil и т. п.) и виды вооружения (Tesla rod, Tesla gun и т. п.), различные электрические щиты и т. п. Они имеют свойство наносить особый тип повреждений — electric damage.

В первой редакции игры Blood также присутствовало оружие под названием Tesla, поражавшее противника либо молниевидным разрядом, либо неким подобием шаровой молнии.

В игре Вивисектор присутствует оружие, называемое «Тесла», бьющее электрическим разрядом по противнику.

В игре Xenus: Точка кипения при прохождении последних заданий, в одной из комнат стоит огромная катушка Теслы.

В игре SCP-Containment Breach в коридорах могут сгенерироваться Тесла-ворота, которые при приближении к ним сразу убивают игрока.

В игре Minecraft с дополнением (модом) IndustrialCraft можно скрафтить катушку Теслы, которая вызывает смерть всем существам, находящимся в радиусе 4 блоков от катушки, а с дополнением (модом) GregTech можно скрафтить посох Теслы, который сжигает заряд брони другого игрока.

В игре Dishonored есть ТТ на различных уровнях, также есть миссия связанная с этим трансформатором

В игре Загадочный дом есть катушка Теслы. Предмет, помогающий избавиться от феномена «Блуждающий огонёк».

В игре Нэнси Дрю: Смертельное оружие сюжет завязывается вокруг трансформатора Теслы, от которого погибает учёный.

В игре Craft the World существует возможность построить «Башню Тесла», помогающую защитить дом от полчищ нежити.

В игре Clash of Clans есть защитное сооружение «Потайная Тесла», которая бьет нападающие войска электрическими разрядами, также в игре Clash Royal от разработчиков Clash of Clans существует персонаж Спарки (Sparky) который стреляет шаром электричества.

В музыкальном искусстве

Российская группа Tesla Music Band записала первый в мире музыкальный альбом с оригинальным звучанием музыкального трансформатора Теслы[5]. Также группа Tesla Music Band использует музыкальные трансформаторы Теслы в создании шоу[6].

Американская группа ARC ATTACK использует трансформаторы Теслы в качестве источника звуков. То есть разряд, создаваемый трансформатором, может звучать, «петь».

Российская команда Tesla-FX утверждает, что впервые[7][нет в источнике] сыграла гимн России[8] на созданном ими музыкальном трансформаторе Теслы.

(ещё гимн России на трансформаторе Теслы: https://www.youtube.com/watch?v=QFFgeQ3ptLQ)

Для записи песни «Thunderbolt» с альбома Biophilia певица Бьорк также использовала катушку Теслы для создания звуков, имитирующих разряды молний[9].

В шоу-бизнесе

Трансформатор Теслы может применяться для создания спецэффектов в различных шоу. Шоу Full-Moon-Party с использованием двух трансформаторов Теслы прошло в ночь с 13 на 14 августа 2011 года в Москве в клубе Arena-Moscow[10][11]. Первое в России шоу[12] с трансформаторами Теслы состоялось 21 мая 2011 г. на презентации нового Ferrari FF в подмосковной Барвихе.

См. также

Что на самом деле изобрел Тесла и в чем он был мистификатором

 

Илья Блашков

преподаватель физического факультета СПбГУ, руководитель образовательного центра по направлению «Физика»

1891 год. Начало

Ровно 130 лет назад еще никому не известный сербско-американский ученый Никола Тесла разработал устройство, генерирующее и передающее электричество без проводов. Так называемая катушка Тесла — электрический резонансный трансформатор. Радиочастотный генератор для получения высокого напряжения, при низких токах приводящий в действие трансформатор. Катушка работает по принципу электромагнитной индукции: проводник помещается в переменное магнитное поле и генерирует напряжение на проводнике. Тесла устраивал демонстрации, которые теперь можно увидеть на школьных уроках физики, показывающие, как можно использовать катушку для беспроводного зажигания газоразрядных ламп, расположенных на расстоянии до нескольких метров от источника электромагнитного поля.

По моему мнению, именно изобретение высокочастотного трансформатора и привело Теслу к многолетним мечтам о беспроводном электричестве. Ведь катушка Теслы действительно на это способна. Вот только есть ли в этом практический смысл?

Тесла намного опередил свое время. Так говорят многие. Но в целом складывается впечатление, что опережение это произошло в мечтах Теслы, а не в реальных достижениях. Его амбиции выходили за пределы катушки собственного изобретения. Он представлял мир, в котором все человечество могло бы иметь дешевое или даже бесплатное электричество.

Властелин молний, черный маг, повелитель электричества

Мифическая слава Теслы происходит из двух источников. Во-первых, шло грандиозное бизнес-сражение компаний Эдисона (различные устройства на постоянном токе) и Вестингауза (переменный ток). Можно сказать, что на рубеже XIX–XX веков зарождался современный капиталистический рынок, причем именно в США. В ход шли все методы борьбы за экономическое выживание — вплоть до физических фокусов и представлений перед публикой и громких газетных заголовков.

Тесла, судя по всему, был человеком очень мечтательным, с необъятной интуицией и богатой фантазией. Настолько богатой, что, читая отрывки из его многочисленных пресс-конференций и интервью, которые он давал для привлечения новых потоков финансов, можно вообразить Теслу эдаким полумифическим персонажем и техномагом. Однако отличительная черта почти всех его выступлений на публике — недосказанность.

Фото: Mary Evans Picture Library/Mary Evans Picture Library/East News

Например, в 1899–1900 годах проводилась исследовательская экспедиция в Колорадо-Спрингс — этот регион славился постоянными и частыми грозами. Тесла со своей командой инженеров исследовал молнии и строил первые экспериментальные установки громадных размеров для получения мощных электрических разрядов, имитирующих молнии (искровой разряд в атмосфере). Именно тогда начала складываться репутация Теслы среди далекого от науки населения США как о «властелине молний», «черном маге электричества» и т. п. Разработав конструкцию большого высокочастотного излучателя, Тесла действительно смог получать напряжения от 12 до 20 млн вольт (по данным разных источников) и токи в тысячи ампер. Это действительно было конструкторским, инженерным достижением. Попутно Тесла подтвердил перспективное применение нескольких замечательных свойств сильных электростатических полей: осаждение тумана, очистка поверхностей от ржавчины, грязи, краски. То есть миллионвольтовые схемы, разработанные Теслой, действительно открывали новые пути исследования микроволновых (высокочастотных) токов.

Однако по приезде из Колорадо в Нью-Йорк была задумана обширная статья для журнала Century, посвященная результатам колорадских экспериментов. Как часто всплывает при изучении биографии Теслы и его трудов, со статьей возникли проблемы. Она больше напоминала философский трактат или научно-фантастический роман, нежели научное сообщение о новых результатах. А надо сказать, многие фантасты начала XX века в своих романах предсказывали будущие технологии.

Второй причиной славы и популярности Теслы является фундаментальное общественное явление. В период между мировыми войнами США уже стали самой сильной мировой державой. Но все относились к американцам как ко вчерашней колонии. Это порождало сильнейший комплекс неполноценности. Особенно худо было с наукой. В Европе наука развивалась многие столетия, даже тысячелетия. По части инженерной работы американцы делали просто чудеса в плодотворных условиях стремительно развивающегося рынка, а вот для научных успехов требовалось зарождение собственной научной школы, традиций и опыта. На все это требовалось значительное время, поэтому политические деятели и стратеги стремились заполучить ученых других стран. Для этого нужен был авторитет, который и пытались заполучить как можно скорее — для этого чрезмерно пиарились достижения (часто необъективные) собственных ученых и инженеров. Не случайно многие историки физики отмечают многочисленные попытки выдвижения Теслы и Эдисона в нобелевские лауреаты, а также серьезное давление на факт признания Плутона планетой, ведь открытие было сделано американским астрономом Персивалем Лоуэллом.

Первый или нет? Какая разница!

Давайте попробуем как можно более объективно оценить труды Николы Теслы и понять, какую важную роль он сыграл во второй мировой промышленной революции начала XX века.

Условно можно разбить трудовую жизнь Теслы на два периода: до пожара в его лаборатории в Нью-Йорке в марте 1895 года и после.

До этого события изобретения Теслы уверенно можно назвать крайне эффективными, полезными и остроумными. Многие достоверно подтверждены патентами и статьями. Здесь очень важно попытаться представить, в каком состоянии пребывало научно-инженерное общество того времени. В XIX веке открытия Эрстеда, Ампера, Ома, Фарадея, Максвелла и других ученых привело многих к четкому осознанию, что за электромагнетизмом будущее. Огромное количество блестящих умов по всему миру было занято исследованием применения электрических и магнитных явлений. Если в одной стране один человек доходил до какого-нибудь технического открытия, то в другой точке земного шара в это же время нечто похожее вполне мог сконструировать другой. Поэтому споры о том, кто был первым, не утихают и по сей день. Хотя почему бы просто не определить, что первыми были несколько людей? Разве это умаляет их заслуги?

Фото: East News

Так многократно случалось впоследствии и с наследием Николы Теслы. Например, достоверно известно, что в 1891 году он продемонстрировал на практике применение радиосвязи с помощью передающего устройства с резонанс-трансформатором. Это подтверждает и знаменитая радиоуправляемая модель лодки Теслы. Сложно представить, но еще в конце XIX века человечество увидело дистанционное управление модели катера. Конечно, возникают споры, кто был первым — Тесла или русский физик Александр Попов, создавший радио примерно в то же время.

Также достоверно известно о факте создания Теслой в 1890-х годах «лучевых трубок», питаемых от резонансных трансформаторов его собственной конструкции и испускающих, как теперь они называются, рентгеновские лучи. До сих пор обсуждается вопрос приоритета столь выдающегося открытия, за которое Вильгельм Рентген в 1901 году получил Нобелевскую премию. Однако сам Тесла не претендовал на открытие.

Кроме того, Тесла, будучи сторонником теории существования электроэфирной среды, исследовал возможность создания каналов в эфирной среде, по которым можно было бы передавать огромные электрические импульсы. По всем признакам эта идея опередила свое время почти на полвека. Теперь подобное явление называется плазменным шнуром. Однако никаких свидетельств о каком-либо четком и обоснованном результате Теслы нет, лишь об идее и пробных экспериментах.

То же самое касается и известных домыслов о познании шаровых молний Теслой. На уровне разговоров и интервью упоминаний много. По словам самого Теслы, его не интересовало это понятное ему явление, так как оно являлось побочным атрибутом при создании мощных искровых разрядов, которыми Тесла надеялся передавать электричество без проводов. Тем не менее явление ни тогда, ни сейчас однозначно не объяснено.

12 октября 1887 года — важная дата в карьере Теслы. В этот день он опубликовал строгое научное описание сути явления вращающегося магнитного поля. Это важнейшее открытие способствовало тому, что впоследствии именно в честь Николы Теслы назвали единицу измерения магнитной индукции в международной системе единиц СИ.

Работая на Вестингауза, Тесла запатентовал множество различных применений самых разных многофазных систем переменного тока. До изобретения так называемого асинхронного двигателя переменный ток не находил широкого применения, поскольку не мог использоваться в ранее существовавших электродвигателях, работающих на постоянном токе.

Как русский инженер дал подсказку Тесле

В 1895 году компанией Вестингауза была пущена первая в мире гидроэлектростанция — Ниагарская ГЭС. Не вижу никакой проблемы в том, чтобы признать и ошибки Теслы. На сегодняшний день по всему миру используется трехфазная система тока, которую изобрел в 1890 году русский инженер, один из основоположников электротехники Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Тесла же считал наиболее экономичной двухфазную систему.

На выставке 1891 года во Франкфурте-на-Майне Тесла познакомился с изобретением Доливо-Добровольского и, осознав бесспорные преимущества трехфазной системы, отправился обратно в США — переделывать систему Ниагарской ГЭС. Доливо-Добровольский несправедливо забыт на фоне громкой полумифической славы Теслы, поэтому считаю важным его упомянуть. Но этот факт нельзя относить к унизительным по отношению к Тесле, это абсолютно нормальный путь развития изобретений человечества. Таким образом, к заслугам Теслы уверенно можно приписать достаточно быстрое усвоение европейской концепции трехфазной передачи тока и трехфазных электромоторов и построение указанных систем в США.

С 1889 года Никола Тесла приступил к исследованиям токов высокой частоты и высоких напряжений. Как мы говорили в начале, он изобрел первые образцы электромеханических генераторов высоких частот и высокочастотный трансформатор, создав тем самым предпосылки для развития новой отрасли электротехники — техники ВЧ.

Фото: NIKOLA TESLA MUSEUM/Science Photo Library/East News

В ходе исследований токов высокой частоты Тесла, разумеется, уделял внимание и вопросам техники безопасности. Впоследствии многим исследователям и инженерам крайне пригодился богатый накопленный опыт Теслы в этой очень важной теме. Исследуя вопросы безопасности, Николе Тесле приходилось экспериментировать и с собственным телом, чтобы лучше понять, как переменные токи различной частоты и амплитуды воздействуют на человеческий организм. Им были впервые сформулированы правила при работе с ВЧ-токами, которые применяются и сегодня. Например, Тесла на личном примере убедился, что электрический ток частотой выше 700 Гц безболезненно протекает по поверхности тела и не вредит тканям. Кроме того, инженер разработал первые электротехнические аппараты для медицинских исследований, которые стали популярны во всем мире. Электротерапия используется до сих пор: например, для очищения пор, удаления сыпи и пр. Бактерии, как оказалось, быстро погибают под воздействием электричества, и Тесла первым обнаружил, что таким образом можно легко и просто очищать загрязненные поверхности.

130 лет назад, 10 марта 1891 года, инженер запатентовал надежный способ получения токов «Метод управления дуговыми лампами». Это изобретение очень пригодилось в радиосвязи для устранения помех от шумно работающей дуговой лампы.

О башне Теслы

С 1896 года Тесла, видимо, решил, что главной целью его жизни должна стать идея о беспроводной передаче электричества в любую точку планеты.

Заручившись финансовой поддержкой американского промышленника Джона Моргана, ученый построил огромную башню Ворденклифф, впоследствии ставшую символом мифической стороны жизни Николы Теслы. Это была экспериментальная беспроводная передающая станция, построенная для телекоммуникации по всему миру. Тесла к тому моменту уже доказал, что высокочастотные сигналы могут передаваться без проводов, с помощью катушечных трансформаторов Тесла.

Он получил финансирование на строительство башни, скрыв ее как телекоммуникационную. Дальнейшие эксперименты в этой построенной лаборатории убедили его в том, что можно передавать электроэнергию, если задействовать верхние слои атмосферы. В будущем Тесла планировал сеть башен, охватывающую весь земной шар и получающую удаленный беспроводной доступ к энергии от центральной станции.

Как заявлял Тесла в интервью тех лет, он открыл основные принципы и якобы остается только развивать их коммерчески. К сожалению или к счастью, необузданные фантазии Теслы так и не увидели свет. Во-первых, практически все биографы подтверждают факт испуга Джона Моргана, когда тот узнал о реальных планах Теслы на башню и прекратил финансирование проекта в 1905 году. Промышленник (вне зависимости от конечного успеха проекта) боялся, что если электричество бесплатно будет везде, то рухнет вся система обеспечения энергией населения и производства, от углеводородов до ГЭС и ТЭЦ впоследствии.

Новых инвесторов Тесла найти не сумел — по аналогичным Моргану причинам. И башня осталась заброшенной. Кстати, эта информация очень важна при рассмотрении явления Тунгусского метеорита. К моменту его «падения» башня уже больше двух лет пребывала в бездействии. Этот факт серьезно противоречит теориям о том, что тунгусское диво — дело рук Николы Теслы.

Незавершенная башня была снесена в 1917 году, в разгар Первой мировой войны, так как могла служить, по мнению многих историков того времени, для радиопередачи информации немецкими связистами.

Возможна ли вообще беспроводная передача энергии?

Не умаляя заслуг Николы Теслы в целом, можно предположить, что он не мог полностью понимать природу явлений в своих экспериментах. Как и у любого из первопроходцев на рубеже веков, у него не было в распоряжении достаточной научной базы.

Например, Тесла предлагал создать так называемую стоячую волну огромной длины в грунте, используя Землю как огромный проводник. Мол, это для нас земной шар чрезвычайно велик, а для электромагнитной волны это просто проводник. И с этим не поспорить, но проблема такого гигантского проводника в его неоднородности: слишком много различий в зависимости от состава почвы, влажности и т. д. Зато неизменна одна характеристика — высокое сопротивление. Кроме того, много энергии уйдет на поворот диполей в поляризуемых веществах, перемагничивание доменов, различного рода «паразитных» излучений и т. д. Неоднородность массива Земли неизбежно исказит фронт волны до неузнаваемости, так что КПД такой «беспроводной» передачи энергии очень низок, потери были бы огромны. То же самое и с передачей высокочастотного сигнала по воздуху — потери огромны (вспомните, как быстро затухает сигнал Wi-Fi при удалении от передатчика). Чего уж говорить о передаче на сотни и тысячи километров? Передача электричества по медному проводу неспроста распространена во всем мире — это очень эффективный способ.

Возможно, потратив огромные средства, реально осуществить планы Теслы с помощью огромного количества передающих башен. Но на эти же деньги можно построить атомные или солнечные электростанции, теория и конструкция которых понятны и ясны.

Как показывает практика, ненаправленная беспроводная передача худо-бедно работает на расстоянии в несколько километров.

Фото: East News

Тесла, безусловно, толковый инженер, и он попал в струю лавины открытий в области электромагнетизма. Вполне вероятно, убежденно уверовав в идею беспроводного электричества, он сделал ее своей основной целью, для которой, естественно, были нужны большие деньги. В этом ему сильно помогла мистификация, которая и довела общество того и сегодняшнего времени до нездорового преувеличения роли Теслы в технологическом прогрессе.

Тот же Доливо-Добровольский сделал для мировой промышленности гораздо более важную прикладную вещь — трехфазный асинхронный электродвигатель, но много ли кто о нем знает и помнит?

Но значение Теслы все равно велико: он сыграл важнейшую роль в жизни многих изобретателей и ученых как источник вдохновения. Обладая нерядовой фантазией, он действительно косвенно указал на важные открытия последующих десятилетий.

Тесла-мифотворец

Человек, живший почти век назад, едва ли мог на самом деле владеть технологиями, способными удивить современных людей. Все же научно-технический прогресс с тех пор шагнул невероятно далеко. Как только дело доходит до предметных вопросов («При каких условиях?», «Какое КПД?»), магия исчезает. То, что на первый взгляд грозило уничтожить экономику, в крайнем случае превращается в нечто забавное, но бесполезное.

Очень многие свои замыслы Тесла сводил к так называемым каналам распространения энергии, которые по факту являются обычными пробоями воздуха при очень высоких напряжениях из-за лавинной ионизации и возросшей, как следствие, проводимости. Его мечты использовать высокочастотные токи самыми разными способами произошли от того, что он обнаружил, что такими воздух пробивается легче.

Очень многое из того, что приписывают сегодня Тесле, основывается на совпадениях названий, по большинству незнакомых неподготовленному слушателю, но не на использовании собственно его разработок.

Самые популярные мифы, связанные с Теслой, такие как Филадельфийский эксперимент (в котором корабль ВМС США в 1943 году исчез с радаров и появился в другом месте), создание электромобиля в 1931 году, разработка так называемых «лучей смерти» (то есть лазеров и мазеров) и, конечно, Тунгусский феномен, основаны на догадках и домыслах. Так что важно определиться: кто вы и чего хотите от наследия Теслы?

Если вы хотите пищи для фантазии, то мифологическая сторона жизни Теслы — крайне интересное чтение. Но если вы хотите разобраться в его истинном, безусловно богатом наследии, то придется получить техническое образование и читать его публикации, которые остались, причем в солидном количестве. Они написаны на профессиональном техническом инженерном языке. Тогда вы точно почувствуете, что верить можно только фактам и доказательствам, среди которых, безусловно, нет места «по словам очевидцев».

Тунгусский метеорит: что это было?

Современные ученые наконец разобрались в изобретении Николы Теслы столетней давности

«Свет приходит к нам с севера — из России»

Ламповая катушка Теслы

Хомяки приветствуют вас, друзья.

Сегодняшний пост будет посвящен высокому напряжению. Ламповый трансформатор Тесла является самой тихой конструкцией из всех существующих вариантов. Тут, в качестве генератора высокочастотных колебаний используется мощный пентод ГК-71, благодаря которому можно получать красивые, достаточно длинные разряды в воздухе. В ходе данной работы рассмотрим основные элементы конструкции, узнаем секреты по настройки схемы и визуализируем сигнал с высоковольтной обмотки на экран советского осциллографа. Дальнейшая работа будет заключаться в компактном размещении всех элементов в одном корпусе. В общем всё как вы любите. Простота, надежность и небольшая стоимость делает данную катушку доступной каждому, кто захочет её собрать.

Прелесть ламповой катушки Тесла заключается в том, что одну часть деталей для неё можно достать из обычной микроволновки, а вторую из ближайшего магазина электрики. С пентодом может возникнуть проблема, вещь старая и давно не выпускается, но тот кто ищет — тот всегда найдет. В дальнейшем вы поймете, что его можно заменить на любую другую лампу похожей конструкции.

ГК-71 выбран из-за эстетической красоты и небольшой стоимости. Кто не обратил внимания, анод в этой вакуумированной пробирке полностью состоит из графита, хорошая реализация для рассеивания больших мощностей, по паспортным данным эта цифра составляет 250 Вт. Номинальное анодное напряжение составляет 1.5 киловольта. Максимальная частота 20 мГц.

Данный экземпляр был выпущен в 1981 году. Достался новым прямо с коробки. Непрерывное время работы по документам, составляет 1000 часов. Это примерно 42 дня. В год, на постоянно работающем устройстве, необходимо сменить 8 таких товарищей. По некоторым подсчётам, выпущенных в свое время Ламп ГК-71 хватит еще минимум лет на 200.

Накал — это та часть которая вдыхает жизнь в любую радиолампу. Напряжение для пентода ГК-71 составляет 20 вольт, но ток при этом должен быть не меньше 3.5 ампер.В общем накал жрет 70 Вт. На рынке за символическую сумму был приобретен отечественный трансформатор ТН54-220-50. При правильном подключении обмоток с него можно получить 85 Вт без каких-либо финансовых затрат.

Следующий элемент — это высоковольтный трансформатор от микроволновки, буржуи называют его МОТ. Напряжение на его выходе составляет 2 киловольта, ток порядка 1 ампера. Довольно мощная и опасная вещь, может отправить вас на встречу к создателю, потому не стоит увлекаться.

Дальше идёт краткий перечень элементов, необходимых для сборки конструкции:
2 масляных конденсатора от той же микроволновки, напряжение 2.1 кВ, емкость 0.95 мФ. Диодная сборка HYR-1x, её максимально допустимое напряжение 12 кВ, ток 500 мА, по паспорту способен выдержать импульсный ток до 30 ампер. Настоящий зверь в своем роде. Резисторы типа ПЭВ-на 10-20 Вт, можно использовать любые другие аналоги буржуйского производства.

Резонансный высокочастотный конденсатор типа КВИ-3, напряжение может варьироваться от 5 до 20 кВ, для настройки было закуплено несколько таких товарищей с разным номиналом ёмкости на борту. Для намотки индуктора был приобретен многожильный медный провод типа ПВС, сечение 1.5 квадрата. Длина порядка 16 метров. Катушка связи имеет другой цвет и длину 10 метров. Все провода взяты по длине с запасом.

Рубильники коммутирующие силовые части, взяли с допустимым током до 15 ампер, не спрашивайте зачем так много, запас карман не жмёт.

Теперь вторичная высоковольтная обмотка, она же «резонатор». Намотка этой детали требует много времени и терпения. Тут использован медный лакированный провод толщиной 0.2 мм, мотается виток к витку на картонной основе от пищевой пленки. Диаметр трубы 55 мм. Высота намотки получилась 35 см. Витки при этом не должны пересекаться и накладываться друг на друга.

После намоточных процедур результат следует покрыть слоем диэлектрика во избежание пробоя обмотки. Эпоксид наносится в два слоя для надёжности. В результате выйдет глянцевая, переливающаяся на свету труба, которая отнимет часть вашей драгоценной жизни. Второй дубликат катушки был намотан на пластиковой канализационной трубе диаметром 50 мм. ПВХ более надежный диэлектрик, в этом скоро убедимся. Каркас для индуктора был взят из того же картона только большего диаметра, примерно 80 мм.

Для проведения дальнейших работ, необходимо как можно компактней разместить трансформаторы, конденсаторы и прочую ерунду на какой-то крепкой основе. Листы ДСП давно валяются без дела, потому следует разметить их, и пустить в ход электролобзик, работа и звуки которого благородно влияют на жизнь ваших соседей, особенно это актуально по выходным дням.

Конструкция будет двухэтажная. Снизу разместятся трансформаторы с конденсаторами, а сверху разместим Пентод и саму катушку Тесла. Долго думал как скрепить первый этаж со вторым, решил использовать деревянные чепки. Надёжность тут конечно покраснела и пошла выпивать вслед за совестью. Желе какое-то. Надеваем розовые очки и выпиливаем отверстие под радио лампу. Затем с обратной стороны делаем отверстия под провода.

Теперь про индуктор. Сейчас мы точно не знаем сколько нужно витков, мотаем 40, при настройке его всё равно придётся отматывать в меньшую сторону для поиска резонанса. Обмотка обратной связи мотается в одну сторону с индуктором. Количество витков в два раза меньше, то есть 20. Такое соотношение встречается во многих ламповых катушках Тесла.

Момент который не очень понял. В некоторых схемах обмотка связи располагается в нижней части трансформатора Тесла, где развиваются наибольшие токи, а в некоторых сверху над индуктором. Какой вариант расположения лучше мне не известно, но в данной схеме она размещается сверху.

Панельку для установки пентода нам найти не удалось, довольно редкая вещь, потому альтернатива крепления — клеммная колодка для провода с диаметром отверстий 4 мм. Зажимы в ней отлично фиксируют ножки пентода. В качестве декоративной подставки использована фанера, которая была магнитом на двери холодильника.

Теперь время подсоединить провода к накальному трансформатору, и посмотреть всё ли работает. Подаем питание и наблюдаем за показаниями амперметра. 3 ампера, как и паспорт предписывал. По мере прогрева, потребление тока незначительно падает. Камера увы не смогла передать всей красоты раскаленных ниточек внутри этого стеклянного баклажана. Здоровенное лампище… Вот же ж умели делать!

Вся схема устройства довольно простая и выглядит примерно так: переменное высокое напряжение с мота выпрямляется через диод и заряжает конденсаторы от микроволновки, соединены они последовательно для увеличения рабочего напряжения. В этом случае суммарная ёмкость выходит пол микрофарада. Колебательный контур индуктора подключён к аноду лампы через дроссель, состоящий из 10 витков. Все управляющие сетки лампы ГК71 соединены вместе, с этого момента пентод превращается в триод. Схема автогенератора начинает работать при очень малых напряжениях на входе мота. Конденсатор в 2.2 нФ на выходе накального трансформатора служит для фильтрации наводок и высокочастотных выбросов, хотя первое = второе, второе = первое, как-то так. Обращаем внимание на подключение обмоток в первичном контуре. Точка — это нижний вывод обмотки.

В принципе сборка получилась довольно компактной. Её работу запросто можно демонстрировать на уроках физики, вспоминая жизнь того чувака, благодаря которому у нас в розетках переменное напряжение.

Трансформатор Тесла требует хорошего заземления. Батарея не самое лучшее решение для этих дел, но за неимением ничего более подходящего и это сойдет. Контакт должен быть надежным, три метра провода должно хватить, чтобы дотянутся куда угодно в пределах одной комнаты.

В новых домах такой фокус может не пройти из-за металлопластиковых труб в системе отопления. Потому проверяем наличие напряжения между фазой и землей, должно быть 220 вольт. Некоторые пускают заземление через зануление, тоже годный вариант. Между нулем и землей существует потенциал в 3.7 вольта, Креосан недавно рассказывал как можно воровать электричество подобным способом, заряжать телефон и зажигать лампочки, вот только забыл упомянуть тот факт, что современные цифровые счетчики считают потребление энергии как по фазе, так и по нулю. Максимум что вы выиграете, так это визит инспектора к себе в гости.

Итак, включаем питание накальной цепи. Лампа выходит на режим достаточно быстро, секунд 5 хватает для этого дела. Второй рубильник подает питание на мот. Ни в коем случае нельзя подавать высокое напряжение на анод лампы, без включенного накала. Входное напряжения на моте, регулируется с помощью ЛАТР-а, он дает напряжение от нуля до 220 вольт. Незаменимая вещь в работе с подобными схемами. Повышаем напряжение и видим, что генератор заработал. С появлением высокочастотного электрического поля светодиодный светильник закрепленный под полкой начинает немного светится и мигать.

На кончике отвертки, что служит терминалом для выхода молний появился небольшой стример. По мере повышения напряжения размер его растет, но разряды какие-то тонкие и не внушительные. Изменим положение обмотки связи, сместим её чуть вниз. Смотрим что поменялось в работе. Постепенно повышаем напряжение… видим что разряды стали более уверенными, толще, длинней и ярче. Звук довольно внушительный, похож на глухой рёв спортивного автомобиля.

Поиск резонанса осуществлялся либо отматыванием витков, либо подбором резонансного конденсатора. Начал отматывать витки. Увеличение мощности разрядов говорит от том, что мы на правильном пути. Разряды мощней, толще, длинней, самое интересное произошло тогда, когда начал увеличивать емкость резонансного конденсатора. Разряд увеличился, и на глазах начал уменьшатся. Запахло горелой бумагой.

При детальном осмотре выявилось, что картон начал прогорать. А если появился маленький прогар, то он постепенно превращается в большой, так как углерод получившийся в результате сгорания чего-либо становится отличным проводником. В общем это гангрена, которую необходимо немедленно ампутировать. Избавляемся от проблемного участка с помощью ножовки по металлу. Пару минут, проблема решена, а рука подкачана.

Так как резонансный контур изменил свои характеристики путем уменьшения длины вторичной катушки, снова доматываем и отматываем витки первички. Мощность увеличивается. Настроение превосходное, пару секунд радости и конструкция начинает подводить. Вторичку пробивает на первичку. Слишком близко размещены обмотки друг к другу. Предположения были что такое может произойти, но не так быстро. Первый день настройки, и многочасовая работа отправляется на помойку. При желании, эту трубу можно разрезать надвое, и сделать к примеру качер Бровина на транзисторе.

По началу хотел изолировать вторичку с помощью пластиковой бутылки, но как показывает практика — этот колхоз ни к чему хорошему не приводит. Одеваем кроссовки и выдвигаемся в ближайший сантехнический магазин за сливной 10-сантиметровой трубой. Такой диаметр уменьшит коэффициент связи обмоток, что есть хорошо в данной конструкции. Диэлектрические способности у такого цилиндра куда лучше чем у обычного картона.

Поверх трубы намотаем слой бумаги, на нее укладываем витки индуктора и обмотки связи. Бумага позволяет спокойно передвигать обмотки по всей длине трубы. Устанавливать катушки удобно на заглушки, они родом из того же магазина сантехники и позволяют соблюдать центровку всего резонансного контура. Немного усилий и конструкция снова готова к работе. Повторяем процедуру включения. В начале подаем питание на накал, ждём пару секунд, а затем включаем анодное напряжение. Оно сейчас в нуле и регулируется лабораторным автотрансформатором. Включаем его и постепенно поднимаем напряжение.

Разряды с увеличением коэффициента связи стали больше и красивей. На этом моменте наверное стоило завершить пост, схема заработала, разряд мы увидели. Но по традициям на этом, всё только начинается.

Для окончательной и более правильной работы, автогенератор необходимо настроить на осциллографе. Настраивать систему будем по максимальной амплитуде сигнала. Щуп осциллографа подключать напрямую к схеме не будем, для настройки разместим его на уровне тора и будем смотреть эфирный сигнал. Вся наводка, форма, частота и амплитуда сигнала отобразится на экране осциллографа. В данной схеме, этой информации для настройки будет более чем достаточно. Включаем накал. Подаем анодное напряжение. Регулируем напряжение автотрансформатором… но почему-то ничего не происходит… разбираемся что не так!? Ага, забыли подключить заземление, бывает, прикручиваем его на свое место и повторяем процедуру включения. Крутим ручку и сигнал оживает. Это наш индикатор в мире настройки. Входное напряжение на моте всего 50 вольт, отлично, нам сейчас разряды в воздухе не нужны.

Альтернативой обнаружения высокочастотных полей может служить обыкновенная неоновая лампочка. Амплитуду сигнала ею определить не выйдет, но зато можно судить о работоспособности устройства в целом, правильной или нет — это уже другое дело.

Итак, в процессе настройки удалось выделить два интересных режима работы. Первый это плавно затухающий импульс с небольшой амплитудой в отличии от второго режима. Сейчас мы перекидываем провода на разные витки индуктора и наблюдаем как меняется сигнал. Внимание вопрос знатокам. Какой режим автогенератора дает наибольшие разряды: вариант «а»- с плавно затухающим сигналом, но малой амплитудой, или вариант «б»- с большой амплитудой, но коротким импульсом?

Настройка резонанса с помощью конденсаторов. У этих образцов разная емкость, как выбрать нужную? Всё просто, поочередно соединяем конденсаторы параллельно индуктору и смотрим на сигнал. Нужно быть при этом осторожным, тут развиваются большие токи, которые могут нанести фаталити вашей руке. Дохлые электронщики никому не нужны. Если емкость будет слишком большая, она попросту погасит всю амплитуду сигнала.

В начале выпуска я обещал рассказать зачем нужны такие массивные контакты на конденсаторах. Во время работы, особенно на резонансе, в индукторе развиваются огромные токи, порядка нескольких сотен ампер, если такой ток пойдет через тонкие ножки обычного конденсатора, они попросту перегорят как перемычка в предохранителе. В данной схеме хорошо прижился конденсатор КВИ3 на 1500 пФ 10 кВ. Год выпуска 1978, раритет в своем роде, старше меня лет на 10.

Схема автогенератора работает в принудительном режиме прерывания с частотой сети 50 Гц, если растянуть во времени затухающие колебания, можно высчитать частоту работы автогенератора. Синхронизируем эту старую рухлядь и приступаем к расчетам.

Сейчас, переключатель времени деления на осциллографе стоит в положении 0.5 мкс. Это означает, что одна клетка на шкале экрана равна 0.5 мкс. Один период синусоиды занимает 5 клеток, следовательно 5 умножаем на 0.5 равно 2.5 мкс. Частота находится по формуле: 1 деленная на период. Считаем. 1/2.5 мкс равняется 0.4 мГц, что равняется 400 кГц. Отсюда вывод, резонансная частота настроенной катушки Тесла, ровняется 400 кГц.

Расчеты могли быть более точными при наличии современного оборудования, но для данной схемы оно попросту не нужно. После настройки регулируем положения индуктора и обмотки связи так, чтобы амплитуда сигнала на осциллографе была максимальной. На этом этапе настройку ламповой катушки тесла, можно считай исчерпывающей. Потребление силовой части схемы без цепи накала, составляет 720 Вт.

В работе ламп есть что- то удивительное, когда берешь их в руки, возвращаешься в те далекие теплые времена. Транзисторы и прочая современная электроника со временем приедается, становится скучной. На лампу можно смотреть вечно, ну или 1000 часов пока не пропадет электронная эмиссия и катод не обеднеет. Теперь время посмотреть как это всё работает.

В процессе работы схемы, лампа не перегревается и может работать продолжительное время, скажем 10 минут без перерыва. Но находятся умельцы, которые ставят на выходе мота много-количественные сборки из микроволновочных конденсаторов, мощь схемы увеличивается, лампа начинает работать на пределе своих возможностей. Естественно графитовый анод лампы нагревается до красна, катод расходует свой ресурс. Такой режим работать будет, но не долго.

Для увеличения срока службы лампы на больших мощностях используют прерыватели. Это грубо говоря переключатель, который на короткое время запускает генератор на Тесле. Секунда работы, секунда отдыха, как-то так. Режимы естественно можно менять.

Свечение различных лампочек в высокочастотных электрических полях это вообще отдельная тема, некоторые образцы настолько красивы, что претендуют на отдельный пост.

Слыхали про то, что различными солями можно подкрашивать цвет огня, сейчас проверим это на практике. Для этого берем обыкновенную поваренную соль и разбавляем ее небольшим количеством воды. Получившуюся кашу наносим на электрод. Ионы натрия должны подкрасить молнию в оранжевый цвет, это сейчас и посмотрим.

Данная конструкция проста в повторении, и элементарна в настройке. В ней нет дорогих деталей, хотя цена — дело относительное, стоимость всех элементов составляет примерно 65 баксов не включая ЛАТР для регулировки входного напряжения в анодной цепи.

В одном из следующих постов мы рассмотрим полупроводниковую систему, там узнаем как рассчитывается резонанс, как управлять железом и прочую малоизвестную нормальному человеку ерунду.

Для справки. Съемка сегодняшнего выпуска вместе с пост обработкой, написанием текста и прочими процессами заняла 2 месяца. Это можно назвать быстрым выпуском. В комментариях вы часто пишите чтобы мы снимали материал в сфере физики и электроники, сейчас так и происходит, но тут есть обратная сторона медали, время. Теперь выпуски будут выходить реже чем обычно, надеюсь вы всё понимаете.

Как гласит народная мудрость: работа и труд — всё перетрут.



Полное видео проекта на YouTube

DC12V Tesla Coil Kit — набор для сборки трансформатора Теслы

Всем привет.

Сегодняшний обзор будет посвящен очередному набору для самостоятельной сборки, приобретенному мною на eBay. На этот раз речь пойдет о DC12V Tesla Coil Kit — наборе для сборки трансформатора Теслы.

Давно себе хотел нечто подобное и вот, так сказать, свершилось 🙂 Правда, пока что речь пойдет о миниатюрном наборе, но в дальнейшем планирую обзавестись более мощной конструкцией.

После непродолжительной переписки с продавцом была достигнута договоренность о том, что посылка будет отправлена с полноценным треком. Информацию о ее движении из Китая в Беларусь можно посмотреть здесь.

Пришел набор в небольшом полиэтиленовом пакете серого цвета. Все комплектующие были помещены в еще один пакетик на застежке.

Если честно, то деталей в данном наборе не так уж и много, а те, что есть достаточно крупные. Так что этот конструктор можно отнести к тем, с которыми в состоянии справиться абсолютно любой. Главное, чтобы был паяльник, припой и немного свободного времени. Итак, в комплекте поставки имеются: плата, парочка диодов, катушка индуктивности, транзисторы, радиатор и так далее.

Одним из основным элементов, лежащих в основе будущей конструкции, является биполярный низкочастотный n-p-n транзистор BD243C (если кому-нибудь из вас интересно, то документацию на него можно посмотреть тут). В комплекте так же имеется радиатор для его охлаждения. К сожалению, термопасты нет, так что придется или использовать свою (если есть), или обойтись без нее.

Что интересно, сперва, взглянув на бумажку в которую была закручена катушка, подумал, что это схема. Но, когда я ее развернул, то понял, что ошибся. Как оказалось, это часть задания по математике 🙂 То ли сам продавец учится решать несложные примеры, то ли его дети 🙂 В общем, забавно.

Ну да ладно, как говорится, учиться никогда не поздно. Приступаем к сборке нашей катушки. Как обычно начинаем от меньшего к большему. Сперва припаиваем резистор, конденсатор и парочку диодов.

После этого на очереди транзистор BD243C с радиатором, а так же разъем для подключения питания.

Последний этап — монтаж катушки индуктивности.

От нее припаивается только один провод — нижний. Саму катушку я зафиксировал при помощи термопистолета и соответствующего клея, в противном случае она бы попросту не держалась на своем месте. Перед тем, как припаивать тоненький медный провод к плате, необходимо зачистить на нем изоляцию (проще всего для этого воспользоваться ножом).

На этом со сборкой покончено. На все про все у меня ушло минут 5-10, может чуть больше. Теперь можно переходить к практическим испытаниям, но перед этим, думаю, не будет лишним капелька теории.

Трансформатор Теслы, или катушка Теслы — устройство, изобретённое Николой Теслой и носящее его имя. Является резонансным трансформатором, производящим высокое напряжение высокой частоты.

Простейший трансформатор Теслы включает в себя входной трансформатор, катушку индуктивности, состоящую из двух обмоток — первичной и вторичной, разрядник (прерыватель), конденсатор, тороид (используется не всегда) и терминал («выход»). Первичная обмотка обычно содержит всего несколько витков медной трубки или провода большого диаметра, а вторичная около 1000 витков провода меньшей площади сечения. 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 Теслы представляет собой два связанных колебательных контура, что и определяет его замечательные свойства 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.
В моем случае катушка была подключена к блоку питания 12В 5А (60Вт). Можно брать более мощный, у меня, к сожалению, нет 🙁 Итак, все подключаем, берем проверочную лампочку, подносим её к катушке индуктивности и смотрим за тем, как она начинает светиться. Сразу извиняюсь за фокусировку — трудно сфокусироваться на нужном объекте с учетом его мелких размеров. На этой же фото виден высоковольтный разряд на свободном конце обмотки катушки (синий огонек на конце медного провода).

При более близком рассмотрении:

Меняем диод на газоразрядную энергосберегающую лампочку:

Ну и не стоит забывать, что вся эта штука не безопасна. Бумага загорается от разряда просто прекрасно и, что немаловажно, достаточно быстро:

Для лучшего восприятия процесса, вот небольшое видео с этими же тестами:


Подводя итог всему, что тут было написано, могу сказать, что данный набор стоит внимания. Во-первых, он прост для сборки, а, во-вторых, способен вызвать интерес к физике. Дочка очень долго не отставала от меня с расспросами о том, почему ни к чему не подключенные лампочки светятся 🙂 Так что, можно брать — недорого, интересно, познавательно. Но не стоит забывать о безопасности и оставлять ребенка наедине с подобными устройствами.

На этом, пожалуй, все. Спасибо за внимание и потраченное время.

Тесла теряет технического директора из-за генераторного гиганта, стремящегося конкурировать с Powerwall

Tesla уступила Брайана Доу, технического директора, компании Generac, лидеру в области газогенераторов, который теперь пытается конкурировать с компанией Tesla Po, стремящейся конкурировать с Powerwall.

Доу начал свою карьеру в Tesla в 2016 году в качестве старшего менеджера, и его быстро повысили до технического директора, отвечающего за «Электронику, прошивку, интеграцию и тестирование», и он занимал эту должность последние три с половиной года.

В LinkedIn руководитель отдела инженерных разработок подтвердил, что он покинул Tesla, чтобы присоединиться к Generac в качестве вице-президента по разработкам для «чистой энергии». Это важный заказ для Generac, чей основной бизнес находится под угрозой со стороны Tesla. Американская компания из списка Fortune 1000 наиболее известна производством резервных генераторов для дома и бизнеса.

Несмотря на то, что домашний резервный генератор не находится в верхней части списка предприятий, которые разрушает Tesla, на самом деле его начинает разрушать индустрия домашних аккумуляторных батарей, в которой доминирует Tesla Powerwall.Вместо шумных, вонючих и загрязняющих окружающую среду газовых генераторов многие домовладельцы выбирают домашние аккумуляторные блоки для резервного питания. Кроме того, батареи более полезны, чем газовые генераторы, в сочетании с солнечной энергией на крыше.

Powerwall на сегодняшний день является самым популярным аккумулятором для дома, и он быстро растет.

Tesla развертывает Powerwall со скоростью более 100 000 единиц в год, и это при ограниченном количестве аккумуляторных элементов. В прошлом году компания раскрыла примерно шестимесячный портфель заказов на домашнюю аккумуляторную батарею и была вынуждена ограничить доступность для людей, которые также заказывали солнечную энергию на крыше.

В 2020 году Generac запустила собственное предложение на рынке аккумуляторных батарей для дома, PWRcell, чтобы конкурировать с Powerwall.

На самом деле он довольно конкурентоспособен с Tesla с точки зрения цены и энергоемкости: система мощностью 20 кВтч стоит около 20 000 долларов.

Теперь, когда бывший технический директор Tesla возглавляет разработку нового блока экологически чистой энергии, Generac надеется активизировать свои усилия в этом секторе.

FTC: Мы используем автоматические партнерские ссылки, приносящие доход. Подробнее.


Подпишитесь на Electrek на YouTube, чтобы получать эксклюзивные видео и подписывайтесь на подкасты.

Высокотехнологичная блинная катушка Теслы приносит молнию

Вот уже несколько лет мы следим за тем, как [Джей Боулз] спускает на Землю высокое напряжение на своем канале Plasma Channel на YouTube. От искровых промежутков, сделанных из кусков медной трубы, до автомобильных катушек зажигания, приводимых в действие прочным таймером 555, у него есть настоящее умение делать свои сборки доступными и доступными.Но время от времени вы должны выйти из своей зоны комфорта, и хотя преданный мастер все еще может воспроизвести твердотельную «блинную» катушку Теслы, которую он документирует в своем последнем видео, мы бы сказали, что эта лучше. ушел к профессионалам.

История началась около девяти месяцев назад, когда к [Джею] обратился коллега-ютубер [LabCoatz] с предложением сотрудничать в разработке печатной платы для твердотельной катушки Тесла (SSTC). Вместо традиционного искрового разрядника в SSTC используются биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT), запускаемые генератором, что не только более эффективно, но и позволяет точно управлять первичной катушкой.Идея состояла в том, чтобы разработать катушку с питанием от переменного тока, которая была бы компактной, простой в ремонте и могла бы управляться всего парой ручек на передней панели. Устройство также будет использовать систему обратной связи антенны, которая улавливает резонансную частоту вторичной катушки и автоматически настраивает привод IGBT для соответствия.

Будучи значительно более сложным, чем многие из предыдущих сборок, представленных на Plasma Channel , потребовалось некоторое время, чтобы разобраться со всеми изгибами. На самом деле, большая часть видео — это [Джей], рассказывающий зрителю о различных режимах отказа, с которыми он столкнулся при разработке SSTC.Даже для человека с его опытом работы с высоким напряжением было несколько головоломок, которые нужно было решить.

Например, в первой версии конструкции для крепления первичной и вторичной катушек использовались металлические болты, пока он не понял, что это ведет к емкостной связи, и не заменил их акриловыми блоками. Если его предыдущие видео удивили вас, показав, как легко экспериментировать с высоким напряжением, то это напоминание о том, что это не всегда так просто.

Но, в конце концов, [Джей] все уладил, и результаты просто впечатляющие.Даже на более низких уровнях мощности он выбрасывает впечатляющие искры, но при максимальной мощности он предлагает одни из самых впечатляющих визуальных эффектов, которые мы когда-либо видели по сравнению с Plasma Channel . Работы было много, но, конечно, не зря.

Очарованы результатами, но не совсем готовы прыгнуть вглубь? Этот доступный и простой в сборке высоковольтный генератор, представленный на Plasma Channel еще в 2020 году, — отличный способ начать работу. Если вам все еще нужно больше вдохновения, ознакомьтесь с фантастической презентацией, которую [Джей] сделал во время Remoticon 2021 года.

Ананд Махиндра опубликовал в Твиттере видео о том, как Тесла заряжается от генератора Honda, и назвал «Jugaad» веселым

Мы, индийцы, побеждаем, когда дело доходит до jugaad . Нет абсолютно ничего, с чем бы мы не экспериментировали, особенно с точки зрения технологии. Предприниматель Ананд Махиндра часто продолжает делиться такими видео о джугаадах в своем Твиттере. На этот раз он выложил еще одно видео, правда, не из Индии.

На видео, снятом за границей, видно, как мужчина использует бензин для автомобиля Tesla.Когда другой путешественник спросил его, зачем ему нужно использовать бензин для автомобиля, который полностью электрический, мужчина открывает задний капот, чтобы показать то, что заставило всех расколоться. Мужчина везет бензиновый генератор Honda в своем автомобиле Tesla для производства электроэнергии.

«А мы-то думали, что джугаад — чисто индийский талант! Веселый. Tesla с двигателем Honda…», — подписал видео Махиндра.

Ролик посмотрели более пяти миллионов раз, набрав 37 тысяч лайков.

На самом деле, отвечая на один из твитов, Махиндра отметил Павана Гоенку, доктора медицины, Махиндру и Махеша Бабу, генерального директора Mahindra Electric, чтобы упомянуть, что такие генераторы могут избавить от беспокойства, когда речь идет об электромобилях.

«Эй, @GoenkaPk @Maheshsbabu У нас может быть ответ на вопрос «Беспокойство по поводу дальности», пока не станут доступными аккумуляторы большей емкости! За исключением того, что мы должны убедиться, что это небольшой генератор @PowerolMahindra…», — говорится в его твите.

Вот что говорят люди, смотрящие веселое видео про автомобиль Tesla с двигателем Honda.

Когда есть воля, есть способ 😅— БхуШан Палекар (@iBhusha) 9 августа 2020 г.

Вот как появляются инновации — Аджит Вале (@wale_ajit) 9 августа 2020 г.

ДЖУГААД ..Универсальный талант..— АБХИШЕК ТИВАРИ (@barbad_sagri) 9 августа 2020 г.

Но крутая идея для реализации в электромобилях в качестве резерва, безопасность внедорожного транспорта можно реализовать лучше, чтобы предотвратить любые аварии из-за сырого топлива.— rbajaj (@rbajaj_) 9 августа 2020 г.

«Джугаад» в прямом смысле.

Могу ли я зарядить Tesla с помощью портативного генератора?

МЫ ГОРДИМСЯ НЕЗАВИСИМОСТЬЮ И НИКАКИМ ОБРАЗОМ СВЯЗАННЫМИ С ПРОИЗВОДИТЕЛЯМИ. ЧТОБЫ ОСТАВАТЬСЯ НЕПРЕВЗОЙДЕННЫМИ, МЫ НЕ ПРИНИМАЕМ БЕСПЛАТНЫЕ ПРОДУКТЫ .МЫ ЗАРАБАТЫВАЕМ ОТ КОМИССИИ С РЕКЛАМОЙ, ПЛАТИМОЙ AMAZON ПРИ СООТВЕТСТВУЮЩИХ ПОКУПКАМ.

Последнее обновление 25 января 2021 г.

Многие пытались зарядить свою Tesla (или другой электромобиль) с помощью портативного генератора. Большинство из них потерпели неудачу. Это дурацкая затея, или это можно сделать?

Честно говоря, я никогда не рассматривал этот вариант, пока не наткнулся на эту тему в Интернете. На различных форумах и YouTube есть несколько руководств и предложений по зарядке электромобилей генератором.Тем не менее, чаще всего сообщается о неудаче.

Так как я считаю себя в некотором роде экспертом по портативным генераторам и кажется, что в принципе ничто не мешает вам зарядить свою Теслу генератором, я решил попробовать.

Я рассмотрю все необходимые детали, включая требования Теслы, выбор подходящего устройства для задачи, несколько советов о том, как организовать ваш сумасшедший эксперимент и каких результатов ожидать.

Ради Бога, почему?

Зарядка электромобиля от портативного генератора кажется и в большинстве случаев довольно глупой идеей.В конце концов, сводит на нет весь смысл наличия электромобиля в первую очередь — заменить двигатель внутреннего сгорания экологически безопасным источником энергии.

Кто-то заряжает свой автомобиль на обочине с помощью Honda EU3000iS
Источник: reddit (opens in a new tab)

Фактически, использование генератора для зарядки вашего автомобиля вероятно даже менее эффективно, чем использование бензина -моторное транспортное средство. Вместо того, чтобы использовать бензин в эффективном автомобильном двигателе, который преобразует свою мощность непосредственно в кинетическую энергию, вы сначала используете генератор для преобразования газа в кинетическую энергию, а затем в электричество, которое затем поступает в ваш электромобиль и снова используется для создания кинетической энергии. .

Поскольку каждый узел передачи приведет к некоторой потере эффективности, вы получите довольно неэффективную последовательность. Однако этот метод зарядки может быть полезен при некоторых обстоятельствах . Рассмотрим следующее.

Как только электромобиль разрядится, готово . Даже если вы найдете хорошего друга, который захочет вас спасти, он точно не сможет принести вам запасную батарею, и он точно не перевезет эту Теслу, если не будет заниматься буксировкой.Однако в любой автомобиль можно установить генератор! Поэтому было бы удобно, если бы вы могли просто зарядить свой автомобиль одним из них и доехать до ближайшей электростанции.

Другие сценарии, в которых вам может понадобиться зарядить электромобиль с помощью генератора, включают:

  • Необходимость зарядить электромобиль во время отключения электричества.
  • Застрял в кемпинге, который находится вне сети.
  • Проведение глупого эксперимента.

Однако это никоим образом не является практичным, разумным, эффективным или разумным способом зарядки вашего автомобиля.Даже сами Tesla Motors отговаривают вас от этого в собственном руководстве пользователя.

Однако, в случае чрезвычайной ситуации, вот как это сделать.

Стандартные условия зарядки

Так как электромобили Tesla на момент написания статьи самые популярные и обсуждаемые электромобили, то ограничимся ими. Другие электромобили могут иметь свою специфику.

Зарядное оборудование

Мобильный разъем Tesla Gen 2 поставляется только с адаптером NEMA 5-15

Tesla использует свои уникальных электрических розеток .Их можно адаптировать к розеткам NEMA с помощью так называемого мобильного разъема. До 2018 года мобильный адаптер, который поставлялся с каждой покупкой, имел соединение 5-15 и 14-50 (Gen 1). Более новые модели могут быть подключены только к розетке 5-15 (Gen 2) из ​​коробки.

Однако оба поколения предлагают широкий выбор переходников, которые пригодятся и, скорее всего, потребуются.

Кроме того, источник питания, используемый для зарядки , должен :

Итак, как генераторы соответствуют этим требованиям?

Использование генератора для зарядки электромобиля

Синусоидальная волна

Требуя чистой синусоидальной волны, Tesla ограничила нас инверторными генераторами.Прежде чем перейти к одному, проверьте, действительно ли генератор обеспечивает немодифицированную, чистую синусоидальную волну (в отличие, например, от прямоугольных волн).

Заземление

Генератор также должен быть заземлен – обычно достаточно соединения нейтрали с корпусом многих генераторов, но могут возникнуть проблемы с заземлением.

Многие инверторные генераторы имеют плавающую нейтраль — такие устройства, по-видимому, отвергаются внутренним программным обеспечением Tesla как незаземленные. Чтобы решить эту проблему, мы предлагаем либо преобразовать в нейтральный провод, либо попробовать, на свой страх и риск , так называемую вилку соединения (или вилку Эдисона), такую ​​как та, что от Southwire, которую вы можете найти на Амазон (откроется в новой вкладке).

Если проблема с заземлением по-прежнему остается, единственный оставшийся вариант — заземлить генератор старомодным способом.

Розетки и питание

Обратите внимание, что переносные инверторные генераторы оснащены розетками NEMA 5-20, 14-30 и 14-50 в комбинации. Если у вас нет генератора с розеткой NEMA 14-50 и мобильного адаптера Gen 1, ALL потребует от вас купить отдельный мобильный адаптер Tesla NEMA ! Вы можете приобрести эти адаптеры в интернет-магазине Tesla (откроется в новой вкладке).

Есть 3 фактора, ограничивающих конечную мощность зарядки. Во-первых, розеточный тип, который предназначен для пропуска тока только до определенного значения ампер. Во-вторых, что Тесла реально черпает из розетки (которой всегда меньше). Наконец, ограничения по мощности самого генератора.

Типы розеток

A-iPower SUA8000iSF — один из немногих инверторных генераторов с розеткой NEMA 14-50R. которые рассчитаны максимум на 120 В и 20 А, 2400 Вт .Вы, вероятно, можете пройти несколько миль, чтобы добраться до ближайшей электростанции, но их далеко не достаточно во время серьезного отключения электроэнергии, когда вам приходится полагаться на мощность вашего генератора в течение нескольких дней. Розетки

NEMA 14-30 встречаются реже, но их можно найти и во многих генераторах. Они рассчитаны на максимальное напряжение 240 В и 30 А, 7200 Вт . Они смогут зарядить ваш автомобиль за далеко не оптимальное, но все же вполне разумное время.Розетки

NEMA 14-50 гораздо реже встречаются среди инверторных генераторов и их можно найти только в некоторых более дорогих моделях. Они рассчитаны на максимальное напряжение 240 В и 50 А, 12 000 Вт . Тем не менее, они существуют и могут быть жизнеспособным вариантом для подзарядки вашего автомобиля в случае отключения электроэнергии или, в более общем случае, когда вам необходимо зарядить значительную часть аккумулятора за разумное время.

Пределы Tesla

Как уже упоминалось, ваш TESLA НЕ БУДЕТ потреблять максимально доступную мощность при зарядке.

Для краткости в приведенной ниже таблице показаны максимальные значения тока и мощности, потребляемые каждым адаптером .

1920W 5760W
Таблица 1: Max Amps и Watts, нарисованные каждым адаптером, согласно поколению
адаптер Max Amps Max Watts
GEN 1 GEN 2 GEN 1 GEN 2
5-20 16А 16A 1920W
14-30 24А 24A 5760W
14-50 40A 32A 9600W 7680W

В результате время зарядки будет различаться в зависимости от поколения мобильного адаптера, розетки и, поскольку не все Tesla одинаковы, также модели Tesla.

Для краткости, в приведенных ниже таблицах показан максимальный пробег в час зарядки для каждого поколения адаптеров и мобильных разъемов в разбивке по автомобилям .

Таблица 2: Максимальный пробег за час зарядки на выходе для Gen 1 мобильные адаптеры
адаптер
(GEN 1)
Максимальный пробег за час зарядки
модель S
5-20
4 4 3
14-30
17 9 14
14-50 29 25
9
Таблица 3: Максимальный пробег Час заряда на выходе для Rece 2 мобильных адаптеров
адаптер
(GEN 2)
Максимальный пробег за час зарядки
модели S модель 3 модель x модель y
5-20 4 4 4 4 4
14-30 17 22 14 14 21
1 4-50 23 30 20 29
Доступные генераторы

Наконец, ОКОНЧАТЕЛЬНЫЙ предел мощности определяется самим генератором.На момент написания статьи самый мощный инверторный генератор рассчитан на 7000 Вт (29 А). Оба числа ниже максимального значения 7680 Вт (32 А) для мобильных адаптеров Gen 2 NEMA 14-50. То же самое относится к многочисленным генераторам мощностью 3000-5000 Вт и их розеткам NEMA L14-30R или генераторам мощностью 1000 Вт и их розеткам NEMA 5-20R.

По этой причине ВЫ РЕДКО ДОСТИГНЕТЕ МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ/АМПЕРА/ПРОБЕГА (значения в таблицах 1, 2 и 3) при зарядке вашего электромобиля Tesla с помощью портативного генератора, особенно с розетками 14-50R, поскольку они в настоящее время недостижимо с инверторными генераторами.

Что ожидать

Самое главное, как я уже упоминал ранее – проблемы с заземлением . Я еще не видел ни одного случая зарядки электромобиля генератором, не осложненного проблемами с заземлением. Их решение описано выше. Следующее видео также может быть полезным.

Это займет некоторое время . Сначала необходимо прогреть генератор. При зарядке Tesla ампер необходимо установить на минимально возможное значение с помощью монитора приборной панели и только постепенно доводить до максимальных ампер.Во время этого процесса ваш генератор может выйти из строя, если вы слишком быстро увеличите силу тока.

После этого, учитывая, что вы используете инверторный генератор и, следовательно, скорее всего, розетку NEMA 5-20R, вы ограничены скоростью перезарядки 4 мили в час, что по совпадению довольно близко к средней скорости ходьбы скорость человека . Поэтому вам следует подумать, стоит ли это вообще вашего времени. Если это так, рассчитывайте провести следующие несколько часов за чтением любимой книги и повторной заправкой топливного бака.

Наконец – отказ. Интернет полный из них. В то время как многие успешно зарядили свои Tesla с помощью генератора, кажется, есть такое же количество тех, кто пытался и потерпел неудачу, так и не сумев устранить неисправность. Если вы собираетесь полагаться на резервный генератор для своего электромобиля, мы рекомендуем вам попробовать его несколько раз, чтобы заранее проверить, действительно ли он будет работать.

Заключение

Итак, мы выяснили, что на самом деле можно подзарядить свой Tesla и, возможно, любой другой электромобиль с помощью генератора.Однако для работы подойдут только несколько инверторных генераторов с чистой синусоидой, вы, скорее всего, столкнетесь с проблемами заземления, и если все вышеперечисленное будет решено, вам все равно придется ждать несколько часов, чтобы получить сколько-нибудь значительный пробег.

Tesla заменит резервные дизель-генераторы на 200 аккумуляторных систем на острове Нантакет в США

National Grid, сетевой оператор Нантакета, объявил об установке на острове 200 уникальных аккумуляторных систем Tesla Powerpack, чтобы уменьшить зависимость от резервных дизельных генераторов и увеличить мощность.

Нантакет, небольшой остров примерно в 30 милях от Массачусетса, подключен к энергосистеме материковой части США двумя подводными кабелями, что часто чревато отключением электроэнергии.

На данный момент резервные дизель-генераторы мощностью 6 МВт обеспечивают электроснабжение 10 000 постоянных жителей и растущего числа приезжих.

National Grid пояснила, что из-за возросшего спроса на электроэнергию остров рассмотрел вопрос о добавлении третьего подводного кабеля, тем более что дизель-генераторы приближаются к сроку вывода из эксплуатации.

Вместо этого National Grid решила установить аккумуляторную систему накопления энергии (BESS) мощностью 6 МВт, которая будет обеспечивать мощность 48 МВтч, и только один новый дизельный генератор.

Новая аккумуляторная система не только снизит зависимость от дорогостоящих резервных дизельных генераторов, но также поможет снизить пиковый спрос и стабилизировать сеть.

Руди Винтер, президент и главный операционный директор предприятий National Grid, регулируемых FERC, сказал: «Система накопления энергии на батареях обеспечивает очень эффективное и действенное решение двух основных энергетических проблем, стоящих перед островом.Наши клиенты, сообщества и политики рассчитывают на то, что мы предложим инновационные решения, подобные этому, чтобы помочь продвинуть наше будущее чистой энергии».

Лорен Синатра, координатор по энергетике города Нантакет, приветствовала инновационное решение для хранения энергии и сказала: «Мы уверены, что предлагаемый проект в сочетании с целевыми программами энергосбережения и другими запланированными модернизациями электрической инфраструктуры сыграет преобразующую роль в удовлетворении потребностей Нантакета. краткосрочные и долгосрочные энергетические потребности».

National Grid ожидает, что с новыми батареями потребность в третьем кабеле будет отложена на 15-20 лет по сравнению с текущим 12-летним прогнозом.

Заказ на 200 блоков питания — один из крупнейших проектов Tesla по хранению энергии на сегодняшний день.

История катушек Теслы

История катушек Теслы ИСТОРИЯ ТЕСЛА КАТУШКИ

Около 100 лет назад Никола Тесла изобрел свой «Тесла Катушка».Уже около 70 лет любители и инженеры конструируют свои собственные катушки. В этот момент вы можете спросить себя, почему? какой неужели этим людям так весело строить большой генератор молнии? Что ж, возможно, лучший ответ на оба вопроса заключается в том, что они хотят иметь весело с электричеством. Они хотят видеть, насколько велики выбросы из их катушка может быть. Это похоже на любое другое хобби… с явно опасным элементом. Но давайте начнем с небольшой истории некоторых применений катушки Теслы. видел, начиная с предполагаемых приложений Николы Теслы.

Тесла изобрел свою катушку для передачи электричества через воздух. Он провел много исследований в этой области. Действительно, он провел большую часть своей карьеры он пытался добиться беспроводного питания. Его установка было просто. Он намеревался использовать несколько катушек, разбросанных по всему миру, для передачи электрической энергии через землю. Где бы ни была нужна сила, нужна только приемная катушка, чтобы преобразовать мощность в полезную форму. Тесла имел некоторые успехи в этой области, но его инвесторы сочли это нецелесообразным и отказался поддерживать дальнейшие исследования.

Однако исследование беспроводного питания не было полной потерей. Тесла также использовали катушки для экспериментов с радиопередачей. Ведь сегодня на В самом сердце каждого радиоприемника найдется схема, точно такая же, как использованная. в катушке Теслы. Основные принципы передачи информации по радиоволны не изменились со времен Теслы. Интересно отметить что, хотя Маркони широко известен как изобретатель радио, в 1943 г. Верховный суд США отменил Патент Маркони на радио, потому что работа Теслы предшествовала работе Маркони.

С течением времени заявления Теслы о катушке становились все более сенсационными. Он утверждал, что может использовать его для создания «Луч смерти» и других диких изобретения. Действительно, некоторые люди считают, что Тесла был ответственен за создание Tunguska Creator использует свою катушку из Колорадо-Спрингс.

Многие современные проекты по Катушке Теслы начинаются как школьные научные проекты. У строителей нет никаких реальных целей в создании катушек, кроме как что делает его более эффективным и лучшим, чем катушка следующего парня.Эти высокие Катушки школьного проекта часто не выставляются за пределами застройщика гараж . Некоторые люди, с другой стороны, строят большие катушки для демонстрации. целей и общественных выставок. Как упоминалось на «домашней» странице многих у научных отделов есть катушка Тесла, потому что она делает впечатляющую демонстрацию многочисленных электрических законов.

Как вы уже догадались, большинство выставочных катушек не используется исключительно в академических целях. Когда вы видите хорошие электрические эффекты в фильмах, как в фильмах о Терминаторе, например, спецэффекты Департамент использует катушку Тесла.Кроме того, многие катушки используются в общественные места. Вот некоторые из них, которые сразу приходят на ум: Сжигание Фестиваль мужчин, концерты Man or Astroman и дома с привидениями.

Хотя большинство катушек используются только для развлечения, некоторые исследователи в области шаровой молнии часто используют мощные катушки Тесла для генерировать странный феномен шаровой молнии. Особенно одно приложение участвовал в испытаниях фюзеляжей самолетов на электрическую устойчивость. Исследователь используйте катушку для имитации удара молнии по летящему самолету.

Помимо применения в промышленности и в гаражах, катушки Тесла можно найти в домах людей и на полках в универмагах. Плазменный шар, с которым многие знакомы, на самом деле является Теслой. Катушка. Недавно на коммерческий рынок вышла другая форма катушки Теслы. Люминглас называется. Он чем-то похож на плазменный шар, но он плоский и бывает нескольких цветов. Как с плазменными шарами можно дотронуться до Luminglas и увидеть, как он направляет электричество на палец Советы.Обе эти коммерческие версии катушек Теслы полностью безопасны. в отличие от их аналогов, родившихся в гараже.

ДОМ Гигантская батарея Delta

EcoFlow достаточно мощна, чтобы заряжать Tesla

.

EcoFlow, производитель огромных аккумуляторов, которые можно даже штабелировать в неустанной погоне за портативной мощностью, вернулся с еще более мощным аккумулятором. Delta названа компанией «самым мощным аккумуляторным генератором в мире» и имеет максимальную мощность 1300 Втч и постоянную мощность переменного тока 1800 Вт.Он также поддерживает скачки мощности 3300 Вт, чтобы компенсировать скачки мощности при включении подключенных устройств. Для сравнения, это означает, что Delta может выдавать около 16 ампер, или примерно столько же, сколько стандартный бытовой выключатель.

Да, у него есть ручки, но они нужны только для того, чтобы вытащить этот 30-фунтовый аккумулятор из шкафа, чтобы включить холодильник в случае отключения электричества или установить рядом с палаткой во время кемпинга, где он будет заряжать ваш телефон. около 6 месяцев, прежде чем испустить дух. Черт, по словам компании, он даже заправит Теслу, увеличив расстояние на пять миль между вами и мародерствующими зомби апокалипсиса.

Вид сетки

Delta покрыт портами, как и следовало ожидать от продуктов EcoFlow. Версия для США поставляется с двумя обычными портами USB на 12 Вт, двумя портами USB с быстрой зарядкой на 28 Вт, двумя портами USB-C PD на 60 Вт, одной автомобильной розеткой на 12 В и шестью настенными розетками переменного тока (четыре в модели на 220–240 В). Это дает Delta достаточное количество портов для одновременного питания до 13 устройств.

Аккумуляторный генератор Delta легкий, бесшумный и без выбросов по сравнению с портативными газовыми генераторами, которые могут стоить в два раза дороже, но быстрее заправляются, когда сеть остается отключенной.По данным EcoFlow, Delta можно зарядить от нуля до 80 процентов примерно за час от стандартной настенной розетки или около двух часов, чтобы полностью зарядить аккумулятор. Его также можно зарядить от универсального входа солнечной подзарядки всего за четыре часа при использовании панелей мощностью 400 Вт при ярком солнечном свете.

EcoFlow использует Kickstarter, чтобы оценить интерес к Delta и принять предварительные заказы, которые начинаются с 799 долларов за мощную модель мощностью 1800 Вт. Также доступна более дешевая модель за 699 ​​долларов с мощностью 1000 Вт и выходной мощностью 1600 Вт для тех, у кого менее требовательные потребности.Несмотря на то, что применяются обычные предупреждения о краудфандинге, спонсоры могут успокоиться, зная, что EcoFlow имеет хороший опыт доставки продуктов клиентам.

EcoFlow сообщает, что спонсоры должны получить свои аккумуляторы Delta в декабре.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.