Как правильно катушка тесла или теслы
Когда смотришь на автомобили Tesla, кажется, что они всегда будут такими же новыми и технологичными. Конечно, мало кто хочет думать, что его мечта буквально через несколько лет станет старой и перестанет ездить. Нас приучили, что батарея Tesla меняется очень легко, если иметь в виду, как ”часто” надо делать эту процедуру. Вот только на самом деле не все так просто, и даже такая технологичная компания иногда допускает конструктивные просчеты и выпускает на рынок непродуманные продукты. Возможно, у нее просто не было другого выхода и конструктивно получалось сделать только так? Вот об этом мы и поговорим. А заодно обсудим то, как Tesla выпускала прототипы под видом серийных автомобилей, как у нее устроены некоторые элементы конструкции и почему владельцам некоторых моделей этого автомобиля будет проще выкинуть при покупке нового, чем продать. Это не разоблачение и не развенчание образа компании, а только лишнее напоминание, что все не может быть идеальным.
И в Tesla не все идеально.
Tesla продает прототипы
Все началось с того, что Пит Грубер и его команда из Gruber Motor Company решили проанализировать, как стареют автомобили Tesla. Специалисты изучили не один автомобиль начиная с Roadster первого поколения и заканчивая Model S. В итоге они пришли к очень интересным выводам, некоторые из них оказались очень логичными. Более того, некоторые автоэксперты уже высказывали свое мнение по этому поводу.
Первым и самым интересным выводом является то, что Tesla запускала прототипы в продажу, как если бы они были серийными автомобилями. Если это кажется вам абсурдным, то как вы отнесетесь к заявлению, что Model 3 тоже до сих пор находится на стадии прототипа?
Они назвали ее прототипом. Представляете?
Представители Gruber Motor Company рассказали, что они имеют в виду на примере первого поколения Roadster, которое вышло в 2008 году.
Недостатки Tesla Roadster
В машине были слишком много вентиляторов, которое засунули почти всюду, куда они только влезли. И если вы подумали, что речь о технологиях для создания граунд-эффекта, вроде тех, что применялись в знаменитой машине Brabham BT46B, выступавшей в гонках Формулы 1 в 1977 году, то вы ошиблись. Речь об охлаждении систем и механизмов, которые на тот момент были еще очень сырыми.
Такой вентилятор позволял Brabham BT46B выкачивать из под себя воздух и буквально присасываться к асфальту. Позже это решение запретили из-за его слишком высокой эффективности и опасности.
В итоге вентиляторы ставили даже за задними колесами. Догадываетесь, к чему это приводило? Грязь, пыль, листья и прочий мусор постоянно летели внутрь. Все это требовало минимум ежегодной, а то и более частой чистки модуля силовой электроники.
Сложно ли ремонтировать Tesla
Еще одним свидетельством того, что конструкция должна быть более продуманной, прежде чем клиенты смогут получить свои автомобили, было очень странное размещение некоторых компонентов. И даже не тех, которые просто не могли сломаться, а тех, которые являлись расходными материалами. К ним относятся предохранители на печатных платах и внутри преобразователя постоянного тока. А еще было сложно получить доступ к контактам на обоих сторонах аккумуляторной батареи.
Если сложный доступ к коннекторам еще можно как-то принять, то с предохранителями это невозможно. Они могут просто сгореть. Если вы водите машину и немного разбираетесь в ее устройстве, то знаете, что блоки предохранителей находятся под рулем, сразу под капотом и под сиденьями. В любом из этих мест доступ к ним занимает максимум несколько минут. В рассмотренных моделях на это нужно было потратить день и перебрать весь автомобиль.
Грубер утверждает, что эти компоненты должны были быть размещены на верхней части аккумуляторной батареи, в месте, доступном даже изнутри автомобиля. Чтобы заменить эти легко повреждаемые детали, необходимо снять аккумуляторную батарею Roadster. Эта операция требует разборки задней подвески, а это как раз тот самый день работы.
На чем на самом деле зарабатывает Tesla
Какая машина лежит в основе Tesla
Отчасти такие проблемы с доступом можно объяснить тем, что в основе Tesla Roadster первого поколения лежат Lotus Elise и его ”родной брат” Lotus Exige. Это обычные машины с ДВС и перестроить их под работу на батарейках было не так просто. Но с другой стороны, это может объяснить, но не оправдать то, что машины вышли с такими конструктивными недочетами.
В защиту Tesla Грубер вспоминает, что ранние модели Ferrari также были прототипами. Это не помешало им быть одними из самых ценных классических автомобилей в мире. Грубер также подчеркивает, что аккумуляторная батарея была создана безопасной и надежной, а это согласитесь, большой плюс.
Батарея у Tesla хорошая, но на некоторых моделях ее обслуживание очень сложное.
Прошивка и управление батареями — вот что позволило Мартину Эберхарду и Марку Тарпеннингу разработать многоэлементную конструкцию, заложившую основу для современных электромобилей. Система батарей имеет жидкостное охлаждение, датчики влажности для предотвращения утечек и надежный датчик дыма.
Грубер подчеркивает, что несмотря на спешку с поставками Roadster, автомобиль продавался по цене ниже себестоимости производства, что поставило под угрозу существование Tesla в то время. Похоже, это одна из основных причин, по которой Илон Маск вытеснил Эберхарда из компании.
Где находятся заводы Tesla и есть ли они в России
Как долго служит Tesla
Пит Грубер так же рассуждает на тему использования автомобилей Tesla в прибрежных городах. Особенности местного ”соленого” воздуха сильно влияют на долговечность батарей. Изначально аккумуляторы Roadster должны служить 10 лет, но прибрежый воздух может сократить это время. С другой стороны, ему попадались машины, которые были куплены 13 лет назад и работали без существенных проблем.
Такие условия тоже не способствуют увеличению ресурса аккумуляторов.
Несмотря на это, инженер опасается, что в конечном итоге произойдут ”массовые сбои в цепочке”. Сначала это случится с Roadster, а затем с Model S. Это будет означать, что ремонт, выполняемый Gruber Motor Company, больше не будет возможен.
В настоящее время компания Грубера занимается тем, что изолирует дефектные элементы в цепи батареи, чтобы остальные могли снова работать. Стоимость такой работы измеряется несколькими тысячами долларов, а не десятками тысяч, как стоимость новой батареи. Таким образом можно максимизировать время службы сложного элемента без необходимости его полной замены.
Сколько стоит ремонт батареи Tesla
Грубер приводит примеры того, как это позволяет экономить деньги. Например, он рассказал, что Toyota Prius, которые реально стоят 6 000 долларов, с неисправной батареей продаются за 500 долларов. Все из-за того, что после покупки надо будет заменить элемент питания за 5 500 долларов. Вот такая простая арифметика.
В Toyota Prius батарея не такая, как в Tesla, поэтому и замена ее стоит дешевле.
В случае с Tesla Грубер привел пример одного из его клиентов, который купил подержанную Model S за 10 000 долларов. Батарея требовала ремонта, который его специалисты сделали за 5 000 долларов. В итоге за 15 000 долларов он получил отличную машину с пусть и не новой, но хорошей батареей.
Сколько стоит замена батареи Tesla
Новая батарея для Model S стоит от 20 000 до 25 000 долларов. В итоге, если не идти на такие хитрости, владельцу такого автомобиля при достижении определенного срока использования будет проще выкинуть его. Продавать машину кому-то за несколько тысяч долларов, чтобы тот менял дорогую батарею? Вряд ли это будет хорошим решением хоть для кого-то из участников сделки.
Конечно, сказанное Грубером больше похоже на нахваливание самого себя и рекламу своих услуг, но ведь он прав. Своим рассказом он ”сковырнул со дна” если не главную, то как минимум просто большую проблему электромобилей. Надо что-то делать с батареями и искать не только пути увеличения пробега, но и возможность их дешевого ремонта или замены. Батарея является самой главной частью автомобиля, но это большой химический элемент, который может выйти из строя. Неприятно в этом случае отгонять машину на свалку.
А в Tesla хочется кинуть отдельный камень за то, как она отнеслась к возможности обслуживания ее автомобилей. Понятно, что вся промышленность идет по пути сокращения срока службы, чтобы быстрее покупали новое. Но необходимость разбирать половину машины для того, чтобы поменять ”копеечный” предохранитель, это не укладывается даже в эту концепцию.
Просто кто-то сделал крутой автомобиль, но это не является прививкой от поломок. Его красиво преподнесли, а пользователи приняли, как летающую тарелку из будущего или просто мечту. Естественно, мечта не ломается и не стареет, но даже самая крутая Tesla — это в первую очередь механизм, который не вечен.
Никола Тесла выдающийся ученый XIX-XX веков, которого называют Леонардом да Винчи в электротехнике. Ему принадлежит более 700 изобретений, среди которых микроволновая печь, устройство дистанционного управления, переменный ток и многое другое. Но самое неоднозначное и фантастическое — генератор свободной энергии, предназначенный для получения энергии из эфира. Споры о нем ведутся среди ученых и по сей день. Долгое время понятие “эфир” воспринималось общественностью как что-то сродни алхимии и к науке отношения вообще не имеющее. Ведь существует опыт Майкельсона-Морли и теория относительности. Однако в последнее время все больше ученых вновь говорят об эфире, как о научно обоснованном факте, среди них есть и лауреаты нобелевской премии. Неужели бесконечный источник бесплатной энергии, над которым работал Никола Тесла, действительно существует?
Никола Тесла — ученый-изобретатель сербского происхождения. Был ярым приверженцем теории эфира.
Что такое эфир и откуда взялось понятие
Изучением эфира занимались многие выдающиеся ученые вплоть до начала XX века. Среди них был Дмитрий Менделеев, Хендрик Лоренц, Клерк Максвелл и многие другие. Первым же о теории эфира заговорил Рене Декар. Однако больше всего с эфиром связывают Николу Тесла, который не просто верил в существование эфира, но и проводил практические опыты.
Ученые давали разное определение эфиру, но большинство из них этим понятием называли некую материю, которая заполняет собой пространство между атомами и другими частицами. Соответственно, эфир заполняет собой всю вселенную.
Особый интерес к эфиру возник в XIX веке в рамках изучения волновой оптики. Открывая для себя свойства света, ученые пришли к выводу, что он имеет волновую природу. А волна не может распространяться в полном вакууме. Ей нужна определенная среда, в которой микрочастицы могут “плыть” точно так же, как и звуковые или любые другие волны. В итоге они приходили к выводу, что эфир — это неосязаемое, всепроникающее нечто, сверхтонкая материя.
Дмитрий Менделеев добавил эфир в периодическую таблицу химических элементов. В XX веке Ньютоний был удален
К примеру, Менделеев описывал его как сверхлегкий газ (самый легкий во вселенной). Его частицы обладают предельно высокой для газов скоростью поступательного движения. Еще одна особенность вещества, по мнению химика — сверхвысокая степень проницаемости. Не сомневаясь в его существовании, Менделеев добавил частичку эфира в свою таблицу и назвал ее “Ньютоний”.
В результате теория эфира стала не просто центральной темой научных изысканий, но и смогла объяснить многие явления. К слову, некоторые из них, после отказа от теории эфира, до сих пор не имеют научных объяснений.
Никола Тесла и свободная энергия эфира
Конец всем исследованиям вещества положила теория относительности Альберта Энштейна, так как многие ученые уверовали в ее незыблемость. Однако, были и те, кто указывал на ряд несостыковок этой теории, поэтому отвергать существование эфира не спешили. К ним относится и Никола Тесла, который активно проводил опыты по беспроводной передаче электроэнергии. также у него было огромное количество опережавших время работ и изобретений в других областях. И самое примечательное, что большинство из них основаны на теории эфира. Подробнее о самых удивительных изобретениях ученого мы уже рассказывали ранее.
Схема генератора свободной энергии Николы Тесла для получения свободной энергии.
Ученый не сомневался, что эфир является бесконечным источником энергии. Поэтому одним из самых нашумевших проектов Теслы, как уже было сказано выше, стал генератор свободной энергии для получения бесплатной энергии буквально их воздуха. Ученый оставил после себя даже схему работы устройства, но по своей традиции, без подробной схемы и чертежей.
Многие современники утверждали, что опыты Теслы в этой области были весьма успешны. Марк Твен, ставших их очевидцем, даже назвал ученого “Повелителем молний”. Даже сейчас многие ученые приписывают результатам опытов Теслы “последствия Тунгусского метеорита”.
Напомним читателям, что ни воронки от столкновения этого небесного тела с землей, ни самого метеорита или его осколков так и не было найдено. Зато известно, что незадолго до события Тесла искал подробные карты Сибири. А в одной из недавно найденный рукописей он даже лично признается, что катастрофа была вызвана его опытами. Правда, подлинность рукописи не доказана.
К сожалению, воплотить в жизнь генератор свободной энергии Тесле так и не удалось. Когда ученый находился на пороге свершения революции в области электротехники, завершить работу ему не дал пожар в лаборатории в 1895 году. Он уничтожил все оборудование и документацию. Однако, это не единственная причина, по которой мир так и не увидел бесплатной энергии, но об этом чуть ниже.
Кроме эфира, существует множество других альтернативных источников энергии, которые не опровергает официальная наука. Информацию о них вы можете найти на нашем Telegram-канале.
Теория энергетического заговора
В начале XX века после появления теории относительности Эйнштейна на эфир в научном сообществе было наложено табу. Любые упоминания о нем в учебниках химии и физики были незамедлительно удалены. Сами же ученые, которые не спешили отвергать наличие этого вещества, подвергались жесткой цензуре и, фактически, лишались возможности добиться успехов и признания в научном сообществе.
Существует теория, согласно которой за этим стояли крупные корпорации и бизнесмены-нефтяники. Причем сам Эйнштейн, согласно этой теории, лоббировал их интересы в научном мире. Доводом послужила тесная связь ученого с домом Ротшильдов и его финансирование банкирами.
В то же время известно, что противником Тесла был другой, не менее известный банкир — Морган. Примечателен тот факт, что последний финансировал Николу Тесла до тех пор, пока не выяснил, что изобретатель работает, фактически, над крахом его бизнес-империи. После этого он приложил все усилия, чтобы Теслу больше вообще никто не финансировал. Разумеется, бесплатная энергия могла поставить крест не только на бизнесе отдельных корпораций, но и экономике целых стран.
Первый в мире электромобиль, разработанный Генри Фордом
Также сторонники теории заговора проводят аналогии с электромобилями Генри Форда. Совместно с Томасом Эдиссоном им было построена и успешно испытана как минимум одна машина, хотя некоторые источники указывают не несколько автомобилей с электродвигателями. Сам Генри рассказывал о перспективности этих проектов в СМИ и обещал в скором будущем начать массовое производство таких машин. Однако, с определенного момента СМИ перестали вообще упоминать об Edison-Ford. Мастерские были уничтожены пожаром, а и сам Генри Форд к идее электромобилей больше никогда не возвращался.
Отказ от них в пользу ДВС связывают с договором между Фордом и нефтяными картелями, которые прекрасно понимали перспективность автомобилестроения и выгоду, которую они получат от машин, потребляющих нефтепродукты.
Но, уже сейчас можно с уверенностью говорить, что выбор в пользу ДВС был абсолютно неверным решением. К примеру, электромобиль Тесла бесшумно разгоняется до 100 км/ч за 2,3 секунды, при этом стоит всего 130.000$. Такие же динамические показатели имеет Bugatti Chiron, вот только разгоняется с грохотом, а его стоимость достигает 2,5 млн. долларов. Потребляет такой суперкар десятки литров высокооктанового топлива на 100 км.
Какие еще теории ученых, граничащие с фантастикой, получили научное подтверждение? Больше материалов на эту темы вы найдете на нашем Дзен-канале.
Современное подтверждение теории эфира
В последнее время ученые все чаще вспоминают теорию эфира. К примеру, лауреат нобелевской премии Роберт Б. Лафлин сказал, что в самой теории относительности присутствует необходимость в пространстве как среде. В то же время в исходной предпосылке необходимости в такой среде нет, что является парадоксом. Также он подчеркивает, что фактически теория Эйнштейна ничего не говорит о существовании или отсутствии материи, которая заполняет собой вселенную. Но ученые об эфире не говорят, так как на это есть табу.
Лауреат Нобелевской премии Роберт Б. Лафлин, сторонник теории эфира.
Согласно официальной науке, темная материя не участвует в электромагнитном воздействии. Поэтому она недоступна прямому наблюдению.
Напоследок отметим, что сразу после кончины ученого все его работы были изъяты ФБР, где находятся и по сей день. А верите ли вы в теорию заговора? Предлагаем высказать свое мнение и принять участие в дискуссии с другими нашими читателями в Telegram-чате.
Наверняка вы хотя бы раз краем уха слышали, что существует такая вещь, как ”катушка Теслы”. Кто-то просто не понимает, что это такое, другие думают, что это как-то связано с автомобилями Илона Маска, а третьи предполагают, что это что-то из книги о кройке и шитье. И лишь немногие по-настоящему знают, что это такое, и то, что это изобретение позапрошлого века может перевернуть весь мир энергетики, но до сих пор этого не сделало. Поговаривают, что именно это изобретение гениального Николы Теслы стало причиной ”падения Тунгусского метеорита”. Впрочем, я бы не спешил говорить о том, что катастрофа того времени была рукотворной. Сейчас катушка Теслы известна вам по красочным шоу, которые устраивают в кружках любителей физики. Помните? Там, где молнии бьют между клетками с людьми. Все это поверхностно, но что на самом деле представляет из себя катушка Теслы? Это гениальное изобретение или сплошная ”пыль в глаза”?
Катушка Теслы интереснее, чем может показаться на первый взгляд.
Что такое катушка Теслы
Сразу скажу, что в описании этого относительно простого прибора есть несколько довольно сложных для неподготовленного человека слов. Они относятся к электрике, и большинство даже если слышало их, то не сразу поймет, что они означают. Поэтому я дам два описания. Одно из них будет обычным, с небольшим уклоном в техническую сторону, в а второе, что называется, на пальцах.
10 доказательств того, что Никола Тесла был богом науки.
Итак, если говорить по науке, то катушка Теслы (или трансформатор Теслы) — это устройство, изобретенное Николой Теслой. Поэтому логично, что ему дали его имя. Более того, на него даже есть патент на имя великого физика. Он выдан 22 сентября 1896 года. В патенте изобретение называется ”Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала”. На самом деле из этой заявки все должно быть понятно. Это прибор, который является резонансным трансформатором, производящим высокое напряжение высокой частоты.
Гениальный изобретатель не просто придумал катушку своего имени, но и запатентовал ее.
В основе работы приборы лежат резонансные стоячие электромагнитные волны. Сейчас поймете, как это!
У прибора есть две проводниковые катушки — первичная и вторичная. В первичной обмотке как правило небольшое количество витков. Вместе с ней идут конденсатор и искровой промежуток. Эта часть прибора обязательно должна быть заземлена.
Вторичная обмотка — это прямая катушка провода. Когда частоты колебания колебательного контура первичной обмотки совпадают с собственными колебаниями стоячих волн вторичной обмотки возникает резонанс и стоячая электромагнитная волна. В итоге между концами катушки появляется высокое переменное напряжение.
Упрощенно катушка Теслы выглядит так.
На самом деле все довольно просто, если понимать принцип действия законов физики, на которых основана работа прибора, но вот, как и обещал, более простое объяснение.
Катушка Теслы простыми словами
Представьте себе маятник с тяжелым грузом. Если вводить его в движение, толкая в какой-то определенный момент в одной точке, то амплитуда будет расти по мере увеличения усилия. Но если найти точку, в которой движение будет входить в резонанс, то амплитуда будет расти многократно. В случае с маятником она ограничена параметрами подвеса, но если мы говорим о напряжении, то расти оно может чуть ли не бесконечно. В обычных условиях наблюдается рост напряжения в десятки и даже сотни раз, достигая миллионов вольт даже в далеко не самых мощных приборах.
На Марсе есть электричество, но откуда оно берется?
Пример простого объяснения знаком нам всем с детства. Помните, когда мы раскачивали кого-то на качелях? Так вот, мы же толкали качели в той точке, в которой они максимально быстро разгонялись вниз. Это и есть грубое, но в целом верное объяснение резонанса, который используется в катушке Теслы.
Резонанс может делать великие вещи. В том числе и с электричеством.
В качестве основных элементов сам Никола Тесла использовал конденсатор, который подключался к источнику питания. Именно он и питал первичную обмотку, от которой возникал резонанс во вторичной. Важно было только правильно подобрать частоту тока ”на входе” и материал для вторичной обмотки. Если они не будут соответствовать друг другу, то роста напряжения не будет вовсе или он будет крайне незначительным.
Для чего нужна катушка Теслы
К визуальным эффектам мы еще вернемся, так как они являются только иллюстрацией работы прибора, а изначально он создавался для того, чтобы передавать электрическую энергию на расстояние без проводов. Именно этим и занимался один из самых загадочных ученых в истории.
Из-за чего бьет молния и как она появляется
Это не является секретной информацией и встречается в различных документах того времени. Суть в том, что если установить в нескольких километрах друг от друга достаточно мощные катушки Теслы, они смогут передавать энергию и решать многие проблемы, а увеличение напряжения и частоты почти из ничего может позволить решить многие энергетические проблемы.
Потенциально катушка Теслы может передавать энергию на большие расстояния.
Учитывая некоторые свойства прибора, он может даже опровергать ряд доказательств того, что создание вечного двигателя невозможно. Я уже рассказывал, как и кто пытался его создать, но в некотором роде именно катушка Теслы при определенных условиях могла бы стать одним из его компонентов.
Почему никто не развивает катушку Теслы
Сказать, что кто-то всерьез занимается вопросом развития технологии, нельзя. Может быть она не так привлекательна в промышленном применении, а может быть она нужна только военным. Точного ответа на этот вопрос нет, но именно военные много работают в этом направлении.
Все просто! Если как следует ”раскочегарить” катушку Теслы, она может спалить всю электронику на очень большом расстоянии. Даже простейшие макеты, которые делаются в домашних условиях, могут вывести из строя домашние бытовые приборы, что уже говорит о действительно мощных установках.
Причин, по которым катушки Тесла развиваются недостаточно эффективно много — от недостаточно востребованности до секретности и опасности.
Реальное применение катушки Теслы находят только в шоу, которые основаны на электрических спецэффектах. Считается, что их использование безопасно для человека, но при этом оно позволяет создавать красочные фиолетовые молнии, которые можно видеть буквально перед собой. Это очень эффектно и заставляет многих детей увлечься наукой.
Где применяются катушки Теслы
Сами катушки или их действие применяется в некоторых сферах жизни. Кроме комнат, описанных выше, созданные молнии высокого напряжения могут применяться в красочных лампах, которые можно трогать рукой, и разряд будет стремиться к ней.
Интересные и малоизвестные факты о молниях
Созданные молнии могут показать, где есть повреждение вакуумной системы — они всегда стремятся к месту нарушения герметичности. Эффект находит место даже в косметологии. Дело в том, что параметры тока в катушке Теслы относительно безопасны для человека и лишь ходят по поверхности кожи, слега ”пробирая” ее изнутри. Приборы, основанные на таком эффекте, позволяют стимулировать и тонизировать кожу, решая некоторые проблемы с венами, морщинами и другими неприятными изменениями. Но пользоваться такими приборами должен профессионал, так как полностью безопасными назвать их нельзя.
Катушки Теслы применяются даже в косметологии.
Тесла и Тунгусский метеорит
Про Тунгусский метеорит сказано более чем много, и я сейчас не буду подробно пересказывать историю этого происшествия. Скажу только, что не все верят в метеорит, природное явление, крушение инопланетного корабля, столкновение с Землей миниатюрной черной дыры (есть и такая версия) или испытание какого-то оружия. Многие уверены, что катастрофа была связана именно с попыткой Николы Теслы передать энергию на большое расстояние.
Лично я к этой версии отношусь довольно скептически, но если ученый смог создать прибор, который мог сотворить такое, то только представьте, какой потенциал имели созданные им технологии, которые мы сейчас используем для развлечения.
Катушка Теслы несет в себе не только красоту, но и опасность.
Прямых доказательств или явных опровержений виновности Николы Теслы во взрыве в Сибири нет. Поэтому оставим версию конспирологами или простым людям для развития фантазии.
Как сделать катушку Теслы
На самом деле было несколько некорректно расписывать, как сделать такой прибор дома самостоятельно, так как он может быть очень опасен как для людей, так и для домашней техники. Достаточно просто знать, что это возможно и на YouTube полно роликов о том, как приобщиться к этому явлению.
Добавлю только, что для создания миниатюрной катушки достаточно обзавестись несколькими вещами, которые можно найти в гараже более-менее запасливого ”самоделкина”.
Сделанная в домашних условиях катушка Теслы может даже зажигать лампочки рядом с ней.
По сути вам понадобится только источник питания, небольшой конденсатор, маленькая катушка проводника для первичной обмотки, пара сотен метров тонкой медной эмалированной проволоки для вторичной обмотки, диэлектрическая труба для ее намотки и все.
Если вы решили сделать что-то подобное, то в каждом ролике более точно расскажут, что нужно для эксперимента. Но помните, что без специальной подготовки это может быть смертельно опасно.
Содержание
Описание конструкции
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
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.
- ↑ Однако необходимо знать, какие напряжения и диапазоны частот безвредны для организма
- ↑ Появление злокачественных опухолей (рака)
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:
-
(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.
- 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. — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструкции с сильной кривизной поверхности. — 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.
Неизвестные эффекты трансформатора Теслы
Трансформатор Теслы в культуре
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.
Содержание
Описание конструкции
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 влияют 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 IGBT транзисторы, модули на MOSFET транзисторах, электронные лампы, тиристоры.
Использование трансформатора Теслы
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.
Последние исследования механизма воздействия мощных ВЧ токов на живой организм показали негативность их влияния. Так же он использовался как орудие пыток. Мощные разряды высокой частоты почти всегда приводили к смерти.
Похожая на этот трансформатор схема используется в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания, но там она низкочастотная.
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.
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:
-
(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.
- 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. — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструкции с сильной кривизной поверхности. — 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.
Неизвестные эффекты трансформатора Теслы
Трансформатор Теслы в культуре
В серии игр 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.
Также в игре Tremulous люди (Humans) могут строить трансформаторы Теслы для защиты своих баз.
В игре Fallout присутствует броня Теслы, также она есть и в игре Arcanum
В первой редакции игры Blood также присутствовало оружие под названием Tesla, поражавшее противника либо молниевидным разрядом, либо неким подобием шаровой молнии.
Сравнительные особенности
Напряжение на выходе данного трансформатора является переменным, а ток чрезвычайно мал. Это приводит к тому, что, несмотря на потенциал в миллионы вольт, прикосновение и разряд в тело человека может быть безопасным. В противоположность этому, другие высоковольтные генераторы, например, преобразователь для люстры Чижевского, высоковольтный умножитель телевизора, и иные бытовые ВВ генераторы постоянного тока, имеющие несравненно меньшее выходное напряжение — "всего" порядка 25 кВ — являются смертельно опасными. Их выходные выпрямительные ёмкости могут дать при прикосновении импульс тока величины, несовместимой с жизнью. В люстре Чижевского должны быть предусмотрены токоограничительные резисторы. Но в телевизоре их установить невозможно.
Читайте также: