Ламповая катушка Тесла



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

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

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

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

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

Для питания накала лампы используется трансформатор с выходным напряжением ~22В и током 3А.

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

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

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

Фото разрядов

Фото разрядовФото разрядовФото разрядов

Ниже представлен видеоролик демонстрирующий работу ламповой катушки Тесла:

Последние записи:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *