Рабочая модель катушки Теслы

Актуальность

Для обучения в школах чаще всего не хватает каких-либо практических макетов или моделей. Трансформатор Теслы можно применить для демонстрации интересных физических и химических явлений.

Цель

Собрать рабочую модель трансформатора Теслы.

Задачи

1.     Изучить электросхему устройства.

2.     Выполнить набросок будущего устройства.

3.     Изготовить корпус и расположить в нем комплектующие.

4.     Проверить трансформатор на работоспособность и безопасность.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Компьютер
• Полевой MOSFET-  транзистор (IRFP460A)
• Дроссель от ЛДС-  ламп
• Конденсатор первичного контура
• Переменный резистор с сопротивлением 10 КОм
• Резистор с сопротивлением 12 КОм
• Диод UF5408
• Двунаправленный диод (Супрессор) 1,5KE15CA
• Тумблер выключения питания
• Кулер от компьютера на 12 вольт
• 3D-  принтер

Описание

В ходе работу автору понадобились следующие компоненты:

М1 – полевой MOSFET- транзистор (IRFP460A);

L1 – первичная обмотка трансформатора. Изготовлена из толстого провода. Намотана в количестве шести витков;

L2 – вторичная обмотка трансформатора. Наматывалась тонкой медной проволокой с сечением 0,12 мм² вокруг каркаса из полипропиленовой водопроводной трубы. Диаметр каркаса – 50 мм. Количество витков во вторичной обмотке – 860;    

L3 – дроссель от ЛДС- ламп. Выступал в схеме в качестве ограничителя большого тока, идущего через транзистор. Впоследствии заменен на большой 100-ваттный резистор с сопротивлением 47 Ом;    

C1 – конденсатор первичного контура. В катушке автор использовал пленочный неполярный конденсатор с емкостью 1 мФд;

R1 – переменный резистор с сопротивлением 10 Ком;

R2 – резистор с сопротивлением 12 Ком;

D1 – диод UF5408. Был заменен ультрабыстрый диод MUR1560

D2 – двунаправленный диод (Супрессор) 1,5KE15CA;

S1 – тумблер выключения питания.

Помимо всего вышеперечисленного, в корпус катушки был добавлен кулер от компьютера на 12 вольт для наилучшего охлаждения транзистора и мощного резистора во время работы. В качестве каркаса для наматывания вторичной высоковольтной обмотки была выбрана сантехническая полипропиленовая труба с диаметром 50 мм и высотой намотки 10 см.

Каркас для вторичной обмотки был изготовлен на 3D -принтере. Этот каркас устроен таким образом, что наматываемые 6 витков первичной обмотки идут вверх не строго вертикально, а расходясь в разные стороны, создавая коническую форму обмотки. Такой вид обмотки позволяет минимизировать вероятность пробоя дуги между двумя катушками.

После проверки функционирования трансформатора все компоненты были окончательно распределены; в корпусе и тщательно закрыты со всех сторон при помощи эпоксидной смолы.

В процессе тестирования подносили к работающему терминалу ампулы с различными газами под низким давлением, и они начинали светиться в видимом для человека диапазоне спектра света.

Результаты работы/выводы

Создана работоспособная и безопасная катушка Теслы.

Перспективы использования результатов работы

На таких интересных устройствах, как созданный мной трансформатор Теслы, будет крайне легко ознакомиться с физическими и химическими процессами, протекающими как в самом трансформаторе, так и в химических веществах, с которыми будет проводиться эксперимент. Устройство поможет на практике понять и осмыслить тот или иной процесс.