Bobine Tesla. Appareil et types. Fonctionnement et application. Transformateur Tesla fait maison avec schéma détaillé, description et détails

Le célèbre inventeur Nikola Tesla possède de nombreux mérites en matière de science et de technologie, mais une seule invention porte son nom. Il s'agit d'un transformateur résonant, également connu sous le nom de bobine Tesla.

Un transformateur Tesla se compose d'un enroulement primaire et secondaire, d'un circuit qui alimente l'enroulement primaire à la fréquence de résonance du secondaire et, éventuellement, d'une capacité supplémentaire à la sortie haute tension de l'enroulement secondaire. La pointe, montée sur un conteneur supplémentaire, augmente l'intensité du champ électrique, facilitant ainsi la ventilation de l'air. La capacité supplémentaire réduit la fréquence de fonctionnement, réduisant ainsi la charge sur les transistors et, selon certaines données, augmente la durée des décharges. Un morceau de tuyau d'égout en PVC. L'enroulement secondaire est constitué d'environ 810 tours de fil émaillé d'un diamètre de 0,45 mm. L'enroulement primaire est constitué de huit tours de fil d'une section de 6 mm2. Le circuit de puissance est basé sur le principe de l'auto-oscillation et est construit sur des transistors de puissance.

L'essence de l'invention de Tesla est simple. Si un transformateur est alimenté avec un courant à une fréquence égale à la fréquence de résonance de son enroulement secondaire, la tension de sortie augmente des dizaines, voire des centaines de fois. En fait, elle est limitée par la force électrique de l'air ambiant (ou autre milieu) et du transformateur lui-même, ainsi que par les pertes dues au rayonnement des ondes radio. Le reel est le plus connu dans le domaine du show business : il est capable de lancer des éclairs !

Forme et contenu

Le transformateur a l'air très inhabituel - il semble qu'il ait été spécialement conçu pour le show business. Au lieu du noyau de fer massif habituel avec des enroulements épais, il existe un long tube creux en diélectrique sur lequel le fil est enroulé en une seule couche. Cet aspect étrange est dû à la nécessité d’assurer une résistance électrique maximale de la structure.

Hormis l'insolite apparence, le transformateur Tesla a une autre caractéristique : il possède nécessairement un certain système qui crée un courant dans l'enroulement primaire précisément à la fréquence de résonance du secondaire. Tesla lui-même a utilisé ce qu'on appelle le circuit à étincelles (SGTC, Spark Gap Tesla Coil). Son principe est de charger le condensateur à partir d'une source d'alimentation puis de le connecter à l'enroulement primaire. Ensemble, ils créent un circuit oscillatoire.

La capacité du condensateur et l'inductance de l'enroulement sont sélectionnées de manière à ce que la fréquence d'oscillation dans ce circuit coïncide avec celle requise. La commutation s'effectue à l'aide d'un éclateur : dès que la tension aux bornes du condensateur atteint certaine valeur, une étincelle apparaît dans l'espace, fermant le circuit. On voit souvent l'affirmation selon laquelle "l'étincelle contient Une gamme complète de fréquences, donc il y en a toujours une qui résonne, c’est ainsi que fonctionne le transformateur. Mais ce n'est pas le cas - sans sélection correcte capacité et inductance en effet haute tension vous ne l'aurez pas à la sortie.

Ayant décidé de fabriquer notre propre transformateur Tesla, nous avons opté pour un circuit plus progressif : un circuit à transistors. Les générateurs de transistors vous permettent potentiellement d'obtenir n'importe quelle forme et fréquence de signal dans l'enroulement primaire.

Le circuit que nous avons choisi est constitué d'un microcircuit pilote de transistor de puissance, d'un petit transformateur pour isoler ce pilote de la tension d'alimentation 220 V, et d'un demi-pont de deux transistors de puissance et de deux condensateurs à film. Le transformateur est enroulé sur un anneau de ferrite avec une fréquence de fonctionnement d'au moins 500 kHz ; trois enroulements de 10 à 15 tours de fil y sont réalisés. Il est très important de connecter les transistors aux enroulements du transformateur pour qu'ils fonctionnent en antiphase : quand l'un est ouvert, l'autre est fermé.

La fréquence requise est due à retour avec un enroulement secondaire (le circuit est basé sur des auto-oscillations). Le feedback peut être effectué de deux manières : en utilisant soit un transformateur de courant de 50 à 80 tours de fil sur le même anneau de ferrite que Transformateur d'isolement, à travers lequel passe le fil de terre de la partie inférieure de l'enroulement secondaire, ou... juste un morceau de fil qui fait office d'antenne qui capte les ondes radio émises par l'enroulement secondaire.

Faisons les fous

Comme cadre de l'enroulement primaire, nous avons pris tuyau d'égout en PVC d'un diamètre de 9 cm et d'une longueur de 50 cm. Pour l'enroulement, nous utilisons du fil de cuivre émaillé d'un diamètre de 0,45 mm. Nous plaçons le cadre et la bobine de fil de bobinage sur deux axes parallèles. L'axe du cadre était un morceau de tuyau en PVC de plus petit diamètre, et le rôle d'axe de la bobine avec le fil était joué par une flèche d'arc qui traînait dans la rédaction.

Il existe trois options d'enroulement principales : hélice plate, enroulement hélicoïdal court et effilé. Le premier offre une résistance électrique maximale, mais au détriment de la force de couplage inductif. La seconde, au contraire, crée la meilleure connexion, mais plus elle est élevée, plus le risque de panne entre celle-ci et l'enroulement secondaire est grand. L'enroulement conique est une option intermédiaire qui offre le meilleur équilibre entre couplage inductif et rigidité diélectrique. Nous ne nous attendions pas à atteindre des tensions records, nous avons donc choisi un bobinage à vis : il permet d’atteindre un rendement maximal et est facile à fabriquer.

Comme conducteur, nous avons pris un câble d'alimentation pour équipement audio d'une section de 6 mm², dont huit tours ont été enroulés sur un morceau de tuyau en PVC d'un diamètre plus grand que celui du cadre d'enroulement secondaire, et fixés avec du ruban isolant ordinaire. . Cette option ne peut pas être considérée comme idéale, car la situation actuelle haute fréquence ne circule que le long de la surface des conducteurs (effet de peau), il est donc plus correct de réaliser l'enroulement primaire à partir de tuyau de cuivre. Mais notre méthode est facile à fabriquer et pas trop capacités élevées fonctionne plutôt bien.

Contrôle

Pour le feedback, nous avions initialement prévu d'utiliser un transformateur de courant. Mais il s’est avéré inefficace à faible puissance de bobine. Et dans le cas d'une antenne, il est plus difficile de fournir l'impulsion initiale qui déclenchera les oscillations (dans le cas d'un transformateur, on peut faire passer un autre fil dans son anneau, qui peut être court-circuité une fraction de seconde batterie ordinaire). En fin de compte, nous l'avons eu système mixte: une sortie du transformateur était connectée à l'entrée du microcircuit, et le fil de la seconde n'était connecté à rien et servait d'antenne.

Des courts-circuits, les pannes de transistors et autres problèmes étaient initialement considérés comme très possibles, c'est pourquoi un panneau de commande supplémentaire avec un ampèremètre a été réalisé courant alternatif 10 A, un fusible automatique de 10 A et une paire de « néons » : l'un indique s'il y a une tension à l'entrée de la télécommande, et l'autre indique si le courant circule vers la bobine. Une telle télécommande vous permet d'allumer et d'éteindre facilement la bobine, de surveiller les principaux paramètres et permet également de réduire considérablement la fréquence des déplacements vers le panneau de commande pour allumer les machines « éteintes ».

La dernière partie optionnelle du transformateur est capacité supplémentaire sous la forme d'une bille conductrice ou d'un tore à la sortie haute tension de l'enroulement secondaire. Dans de nombreux articles, vous pouvez lire que cela peut prolonger considérablement la décharge (d'ailleurs, il s'agit d'un vaste champ d'expérimentation). Nous avons créé une telle capacité de 7 pF en assemblant deux coupelles hémisphériques en acier (d'IKEA).

Assemblée

Une fois tous les composants fabriqués, l’assemblage final du transformateur est un jeu d’enfant. La seule subtilité est la mise à la terre de l'extrémité inférieure de l'enroulement secondaire. Hélas, toutes les maisons ne disposent pas de prises avec contacts de terre séparés. Et là où il y en a, ces contacts ne sont pas toujours réellement connectés (on peut le vérifier avec un multimètre : il doit y avoir environ 220 V entre le contact et le fil de phase, et quasiment zéro entre celui-ci et le fil neutre).

Si vous disposez de telles prises (nous les avons trouvées dans notre rédaction), vous devez alors les mettre à la terre avec leur aide, en utilisant la fiche appropriée pour connecter la bobine. Il est souvent recommandé de mettre la batterie à la terre chauffage central, mais cela n'est strictement pas recommandé, car dans certains cas, cela peut conduire au fait que les batteries de la maison choqueront des voisins sans méfiance.

Mais voilà, ça arrive moment crucial allumer... Et immédiatement la première victime de la foudre apparaît - le transistor du circuit de puissance. Après le remplacement, il s'avère que le circuit est, en principe, tout à fait fonctionnel, bien qu'à petites capacités(200-500 W). Lorsqu'ils atteignent la puissance nominale (environ 1 à 2 kW), les transistors explosent avec un flash spectaculaire. Et même si ces explosions ne présentent pas de danger, le mode « une seconde de fonctionnement - 15 minutes de remplacement du transistor » n'est pas satisfaisant. Néanmoins, avec l'aide de ce transformateur, vous pouvez tout à fait vous sentir dans le rôle de Zeus le Tonnerre.

Des objectifs nobles

Bien qu'aujourd'hui le transformateur Tesla, du moins dans sa forme originale, soit le plus souvent utilisé dans divers spectacles, Nikola Tesla lui-même l'a créé à des fins beaucoup plus importantes. Un transformateur est une puissante source d'ondes radio dont la fréquence varie de plusieurs centaines de kilohertz à plusieurs mégahertz. Sur la base des puissants transformateurs de Tesla, il était prévu de créer un système de radiodiffusion, un télégraphe sans fil et une téléphonie sans fil.

Mais le projet le plus ambitieux de Tesla impliquant l'utilisation de son transformateur est la création d'un système mondial d'alimentation électrique sans fil. Il pensait qu'un transformateur ou un système de transformateurs suffisamment puissant serait capable de modifier la charge de la Terre à l'échelle mondiale et couches supérieures atmosphère.

Dans une telle situation, un transformateur installé n'importe où sur la planète, ayant la même fréquence de résonance que celui d'émission, sera une source de courant et les lignes électriques ne seront plus nécessaires.

C'est le désir de créer un système de transmission d'énergie sans fil qui a ruiné le célèbre projet Wardenclyff. Les investisseurs n'étaient intéressés que par l'apparition d'un système de communication rentable. Et le transmetteur d'énergie, qui pouvait être reçu de manière incontrôlée par n'importe qui dans le monde, menaçait au contraire de pertes les compagnies d'électricité et les fabricants de câbles. Et l’un des principaux investisseurs était actionnaire de la centrale hydroélectrique de Niagara et des usines de production de cuivre…

Dans cet article, vous apprendrez à fabriquer votre propre bobine Tesla à l'aide de transistors de taille moyenne.

Étape 1 : Danger !

Contrairement à d’autres expériences à haute tension, les bobines Tesla peuvent être très dangereuses. Si vous êtes choqué par des banderoles, vous ne ressentirez pas de douleur, mais votre circulation sanguine et système nerveux pourrait être grièvement blessé. Ne les touchez sous aucun prétexte !

De plus, je ne suis pas responsable de tout dommage causé à votre santé.

Cela ne signifie pas que vous ne devriez pas travailler avec de la haute tension, même si s'il s'agit de votre premier projet haute tension, il est préférable de commencer avec de bons circuits de transformateur. four micro-onde et ne risquez pas votre santé !

Étape 2 : Matériel nécessaire

Afficher 4 images supplémentaires

Le coût total du montage à la maison était d'environ 1 500 roubles, puisque j'avais déjà du bois, des bouteilles, du PVC et de la colle.

Bobine secondaire :

• Tuyau PVC 38 mm (le plus long sera le mieux)
• Environ 90 mètres 0,5 mm fil de cuivre
• Vis PVC de 4 cm (voir photo)
• Bride métallique de 5 cm avec filetage
• Émail en boîte
• Rond, lisse objet métallique pour la décharge

Base:

• Divers morceaux de bois
• Boulons longs, écrous et rondelles

Bobine primaire :

• Tube de cuivre d'environ 3 m d'épaisseur

Condensateurs :

• 6 bouteilles en verre
• Sel de table
• Huile (j'ai utilisé de l'huile de canola. L'huile minérale est préférable car elle ne moisit pas, mais je n'en avais pas).
• Beaucoup de feuille d'aluminium
• Source d'alimentation haute tension, telle qu'un transformateur au néon, à huile ou autre, qui produit au moins 9 kV à environ 30 mA.

Étape 3 : Bobine secondaire

Fixez le tuyau pour l'enrouler autour d'une extrémité du fil. Commencez lentement et soigneusement à enrouler la bobine, en vous assurant de ne pas superposer les fils et de ne pas laisser d'espace. Cette étape est la partie la plus difficile et la plus fastidieuse, mais avec beaucoup de temps, vous obtiendrez un superbe moulinet. Tous les 20 tours environ, enroulez un anneau de ruban adhésif autour de la bobine pour éviter qu'elle ne s'effiloche. Une fois terminé, fixez les deux côtés de la bobine avec du ruban adhésif épais et appliquez 2 à 3 couches d'émail.

Conseils:

• J'ai construit une configuration pour enrouler ma bobine, composée d'un moteur micro-ondes (3 tr/min) et d'un roulement à billes.
• Utilisez un petit morceau de bois avec une encoche (comme celui de la photo) pour redresser le fil et serrer la bobine.

Étape 4 : Préparation de la base et enroulement de la bobine primaire

Alignez le support métallique avec le centre de la base et percez des trous pour les boulons. Vissez les boulons à l’envers. Cela vous permettra de placer la base de l'enroulement primaire dessus. Faites ensuite glisser la base sur les boulons. Prenez un tube de cuivre et tournez-le en forme de cône (pas comme indiqué sur les images). Installez ensuite la spirale obtenue sur la base.

De plus, 2 supports ont été ajoutés, sur lesquels j'ai posé le bobinage.

J'ai oublié d'ajouter comment faire un éclateur ! C'est juste deux boulons dedans boite en bois, et ils peuvent être personnalisés, etc. (Voir dernière photo)

Étape 5 : Condensateurs

J'ai décidé d'emprunter la voie la moins chère et de fabriquer les condensateurs moi-même. Le moyen le plus simple est de créer des condensateurs en utilisant eau salée, de l'huile et du papier d'aluminium. Enveloppez la bouteille dans du papier d'aluminium et remplissez-la d'eau. Essayez de préparer la même quantité d’eau dans chaque bouteille, car cela aidera à maintenir une puissance constante.

La quantité maximale de sel que vous pouvez mettre dans l'eau est de 0,359 g/ml, mais cela finit par représenter beaucoup de sel, vous pouvez donc réduire considérablement la quantité (j'ai utilisé 5 grammes par bouteille). Assurez-vous simplement d'utiliser la même quantité de sel et d'eau dans chaque bouteille. Versez maintenant petit à petit quelques ml d’huile dans la bouteille. Percez un trou dans le haut du couvercle et insérez-y un long fil. Vous avez maintenant un condensateur pleinement fonctionnel, fabriquez-en 5 autres identiques.

De plus : pour placer les bouteilles dans le bon ordre, trouvez une boîte en métal.

Si vous utilisez un transformateur néon, 6 bouteilles ne suffiront pas. Faites 8-12.

Étape 6 : Connecter tous les éléments

Connectez le tout selon le schéma ci-joint. La masse de l'enroulement secondaire ne peut pas être mise à la terre avec la masse de l'enroulement primaire, sinon votre appartement brûlerait.

Caractéristiques de mes moulinets :

• 599 tours sur secondaire
• 6,5 tours sur le primaire

Étape 7 : Lancez-vous !

Emportez la mini bobine Tesla à l'extérieur pour la première fois, car il n'est pas vraiment sûr de faire fonctionner quelque chose d'aussi puissant à l'intérieur de la maison. Tournez l'interrupteur et profitez du spectacle de lumière ! Mon transformateur néon est de 9 kV et 30 mA, ce qui fait que la bobine produit des étincelles de 15 cm. Voir ci-dessous:

Il y a quelques choses que j'ai réalisé que je devais changer dans la conception de la bobine Tesla. Tout d'abord, vous devez refaire l'enroulement primaire. Il doit être enveloppé plus étroitement et avec gros montant se tourne. De plus, je veux construire un meilleur parafoudre. J'ai déjà une nouvelle bobine en plans et elle fera environ deux mètres de haut !

Afin de créer vous-même un générateur Tesla, vous devez disposer des pièces suivantes :

• condensateur;
• parafoudre;
• la bobine primaire, qui doit avoir une faible inductance ;
• la bobine secondaire doit avoir une inductance élevée ;
• le condensateur est secondaire et doit avoir une petite capacité ;
• fil de différents diamètres;
• plusieurs tubes en plastique ou en carton ;
• stylo à bille ordinaire;
• déjouer;
• anneau en metal;
• broche pour mettre l'appareil à la terre ;
• une épingle en métal pour attraper la charge ;

Instructions de montage étape par étape

Pour que l'invention fonctionne correctement et ne constitue pas une menace, vous devez suivre attentivement toutes les instructions et être très prudent.

Suivez attentivement le guide et vous n'aurez aucun problème :

1. Sélectionnez un transformateur approprié. Il détermine la taille de la bobine que vous pouvez réaliser. Vous en avez besoin d’un qui puisse produire au moins 5 à 15 watts et un courant de 30 à 100 milliampères.
2. Premier condensateur. Il peut être créé à l’aide de condensateurs plus petits connectés comme une chaîne. Ils accumuleront uniformément de l’énergie dans votre circuit primaire. Mais pour cela, ils doivent être les mêmes. Le condensateur peut être retiré d'un téléviseur qui ne fonctionne pas, acheté dans un magasin ou fabriqué vous-même à l'aide d'un film ordinaire et d'une feuille d'aluminium. Pour que votre condensateur soit le plus puissant possible, il doit être chargé en permanence. La charge doit être appliquée toutes les secondes 120 fois.
3. Arresseur. Pour un seul parafoudre, vous pouvez prendre un fil dont l'épaisseur est supérieure à 6 millimètres. Ceci est nécessaire pour que les électrodes puissent résister à la chaleur qui sera dégagée. Les électrodes peuvent être refroidies à l'aide d'un flux d'air froid, à l'aide d'un sèche-cheveux, d'un aspirateur ou d'un climatiseur.
4. Enroulement de la première bobine. Vous avez besoin formulaire spécial, autour duquel vous devez enrouler du fil de cuivre. Vous pouvez le récupérer sur un vieil appareil électrique inutile ou en acheter un nouveau dans un magasin. La forme sur laquelle le fil sera enroulé doit être soit un cylindre, soit un cône. L'inductance de la bobine dépend directement de la longueur du fil. Et le primaire, comme déjà écrit ci-dessus, devrait être à faible induction. Il devrait y avoir peu de tours et le fil peut ne pas être solide ; parfois, des pièces sont utilisées pour les attacher ensemble.
5. Vous pouvez maintenant assembler les appareils créés en un tout, les reliant les uns aux autres, comme les maillons d’une chaîne. Si tout est fait correctement, ils doivent alors créer un circuit oscillatoire primaire que les électrodes transmettront.
6. Bobine secondaire. Il est créé de la même manière que le premier, le fil est enroulé autour du formulaire, il devrait y avoir plus de tours. Après tout, la deuxième bobine est nécessaire beaucoup plus grande et plus haute que la première. Il ne doit pas créer de circuit secondaire dont la présence pourrait entraîner une combustion de la bobine primaire. N'oubliez pas que ces bobines doivent être de la même fréquence pour fonctionner correctement et ne pas griller lorsque l'appareil est allumé.
7. Un autre condensateur. Sa forme peut être ronde ou sphérique. Cela se fait de la même manière que pour la bobine primaire.
8. Composé. Pour créer un circuit secondaire, vous devez connecter la bobine et le condensateur restants en un seul. Mais il est nécessaire de mettre le circuit à la terre afin de ne pas endommager les appareils connectés au réseau. Vous devez mettre à la terre aussi loin que possible du câblage situé dans toute la maison. La mise à la terre est très simple : il vous suffit d'enfoncer une épingle dans le sol.
9. Manette de Gaz. Il est nécessaire de réaliser un starter pour ne pas endommager l'ensemble du réseau électrique avec le parafoudre. C’est facile à créer : enroulez fermement le fil autour d’un stylo à bille.
10. Mets le tout ensemble:
    • bobines primaires et secondaires ;
    • transformateur;
    • étouffe;
11. Les deux bobines doivent être placéesà proximité et connectez-y un transformateur à l'aide de selfs. Si la deuxième bobine s'avère plus grande que la première, la première peut être placée à l'intérieur.

L'appareil commencera à fonctionner après avoir connecté le transformateur.

Appareil

circuit du transformateur Tesla le plus simple

Cet appareil se compose de plusieurs parties :

• 2 bobines différentes : primaire et secondaire ;
• parafoudre;
• condensateur;
• tore;
• Terminal;

Aussi, la composition primaire comprend un fil dont le diamètre est supérieur à 6 millimètres et tube en cuivre. Le plus souvent, il est créé horizontalement, mais il peut aussi être vertical et en forme de cône. Pour l'autre bobine, on utilise beaucoup plus de fil dont le diamètre est plus petit que celui de la première.

Pour créer un transformateur Tesla, ils n'utilisent pas de noyau ferromagnétique, et réduisent ainsi l'induction entre les bobines primaire et secondaire. Si vous utilisez un noyau ferromagnétique, l'induction mutuelle sera beaucoup plus forte. Et cela ne convient pas à la création et au fonctionnement normal de l'appareil Tesla.

Le circuit oscillatoire est formé grâce à la première bobine et au condensateur qui y est connecté. Il comprend également un élément non linéaire, à savoir un éclateur à gaz classique.

Le secondaire forme le même circuit, mais au lieu du condensat, la capacité du tore et l'espace entre spires lui-même dans la bobine sont utilisés. De plus, afin d'éviter les pannes électriques, une telle bobine est recouverte d'une protection spéciale - une résine époxy.

Le terminal est généralement utilisé sous la forme d'un disque, mais il peut également être réalisé sous la forme d'une sphère. Il est nécessaire d'obtenir de longues décharges d'étincelles.

Cet appareil utilise 2 circuits oscillants, ce qui distingue cette invention de tous les autres transformateurs, qui n'en sont constitués que d'un seul. Pour que ce transformateur fonctionne correctement, ces circuits doivent avoir la même fréquence.

Principe d'opération

Les bobines que vous avez créées ont un circuit oscillant. Si une tension est appliquée à la première bobine, elle créera son propre champ magnétique. Avec son aide, l'énergie est transférée d'une bobine à une autre.

La bobine secondaire crée, avec la capacité, le même circuit capable d'accumuler l'énergie transférée par la primaire. Tout fonctionne selon un schéma simple : plus la première bobine est capable de transmettre d'énergie et la seconde est capable d'accumuler, plus la tension sera élevée. Et le résultat n’en sera que plus spectaculaire.

Comme mentionné ci-dessus, pour que l'appareil commence à fonctionner, il doit être connecté au transformateur d'alimentation. Afin de diriger les décharges produites par le générateur Tesla, vous devez placer un objet métallique à proximité. Mais faites-le pour qu'ils ne se touchent pas. Si vous placez une ampoule à côté, elle brillera. Mais seulement s'il y a suffisamment de tension.

Pour réaliser vous-même une invention Tesla, vous devez effectuer des calculs mathématiques, vous devez donc avoir de l'expérience. Ou trouvez un ingénieur qui peut vous aider à dériver correctement les formules.

1. Si vous n'avez aucune expérience, alors il vaut mieux ne pas commencer le travail vous-même. Un ingénieur peut vous aider.
2. Soyez très prudent, car les décharges produites par le générateur Tesla peuvent brûler.
3. Une telle invention peut endommager tous les appareils connectés ; il serait préférable de les retirer avant de les allumer.
4. Tous les objets métalliques, qui se trouvent à proximité de l'appareil allumé, peuvent brûler.

Nikola Tesla, comme beaucoup d'autres physiciens, a étudié l'énergie des courants et les méthodes de sa transmission, créant ainsi des développements uniques. L’une d’elles était une bobine Tesla, conçue pour produire des courants à haute fréquence.

Tesla était définitivement un génie. C'est lui qui a introduit l'utilisation du courant alternatif dans le monde et a breveté de nombreuses inventions. L’un d’eux est la célèbre bobine Tesla, ou transformateur. Si vous possédez certaines connaissances et compétences, vous pouvez facilement créer une bobine Tesla à la maison. Découvrons quelle est l'essence de cet appareil et comment le créer à la maison si vous en avez soudainement vraiment envie.

Qu'est-ce qu'une bobine Tesla et pourquoi est-elle nécessaire ?

Comme indiqué précédemment, une bobine Tesla est un transformateur résonant. Le but du transformateur est de changer la valeur de la tension courant électrique. Ces dispositifs sont respectivement descendants et croissants.

Beaucoup tentent de répéter les nombreuses expériences uniques du grand génie. Cependant, pour ce faire, ils devront résoudre le problème le plus important : comment fabriquer une bobine Tesla à la maison. Mais comment faire ça ? Essayons de le décrire en détail afin que vous puissiez le faire du premier coup.

Comment fabriquer une bobine Tesla à la maison de vos propres mains

Sur Internet, vous pouvez trouver de nombreuses informations sur la façon de fabriquer de vos propres mains une bobine musicale ou une mini bobine Tesla. Mais nous vous dirons et vous montrerons clairement avec des illustrations comment faire bobine simple Tesla à 220 Volts à la maison.

Puisque cette invention a été créée par Nikola Tesla pour des expériences avec des charges haute tension, elle contient les éléments suivants : une source d'alimentation, un condensateur, 2 bobines (la charge circulera entre elles), 2 électrodes (la charge glissera entre elles) .

La bobine Tesla est utilisée dans une variété d’appareils : de la télévision aux accélérateurs de particules en passant par les jouets pour enfants.

Pour commencer, vous aurez besoin des pièces suivantes :

• alimentation électrique à partir d'enseignes au néon (transformateur d'alimentation) ;
• plusieurs condensateurs céramiques ;
• boulons métalliques;
• sèche-cheveux (si vous n’avez pas de sèche-cheveux, vous pouvez utiliser un ventilateur) ;
• fil de cuivre verni;
• boule ou anneau en métal;
• formes toroïdales pour bobines (peuvent être remplacées par des formes cylindriques) ;
• Barre de sécurité;
• étouffe;
• broche de masse.

La création doit avoir lieu selon les étapes suivantes.

Conception

Tout d’abord, vous devez décider quelle doit être la taille de la bobine et où elle sera située.

Si les finances le permettent, vous pouvez créer un énorme générateur chez vous. Mais tu devrais te rappeler une chose détail important : La bobine crée de nombreuses décharges d'étincelles qui chauffent fortement l'air, provoquant sa dilatation. Le résultat est le tonnerre. En conséquence, le champ électromagnétique créé est capable de désactiver tous les appareils électriques. Par conséquent, il est préférable de le créer non pas dans un appartement, mais quelque part dans un coin plus isolé et reculé (garage, atelier, etc.).

Si vous souhaitez déterminer à l'avance la durée de l'arc que produira votre bobine ou la puissance de l'alimentation requise, effectuez les mesures suivantes : divisez la distance entre les électrodes en centimètres par 4,25, mettez au carré le nombre obtenu. Le chiffre final sera votre puissance en Watts. Et vice versa - pour connaître la distance entre les électrodes, Racine carrée la puissance doit être multipliée par 4,25. Une bobine Tesla capable de créer un arc d'un mètre et demi de long nécessitera 1 246 watts. Et un appareil doté d'une alimentation électrique d'un kilowatt peut produire une étincelle de 1,37 mètre de long.

Nous étudions ensuite la terminologie. Pour créer un appareil aussi inhabituel, vous devrez comprendre des termes scientifiques et des unités de mesure hautement spécialisés. Et pour ne pas vous tromper et tout faire correctement, vous devrez apprendre à comprendre leur sens et leur signification. Voici quelques informations qui vous aideront :

1. Qu'est-ce que la capacité électrique ? C'est la capacité d'accumuler et de conserver charge électrique une certaine tension. Tout ce qui accumule une charge électrique est appelé condensateur. Farad est une unité de mesure des charges électriques (F). Elle peut être exprimée comme 1 ampère seconde (Coulomb) multiplié par un volt. La capacité est généralement mesurée en millionièmes et billionièmes de farads (micro- et picofarads).
2. Qu’est-ce que l’auto-induction ? C'est le nom du phénomène d'apparition de champs électromagnétiques dans un conducteur lorsque le courant qui le traverse change. Les fils haute tension transportant un courant de faible ampérage ont une auto-inductance élevée. Son unité de mesure est Henry (H), qui correspond à un circuit dans lequel une variation de courant à raison d'un ampère par seconde crée une force électromotrice de 1 Volt. Généralement, l'inductance est mesurée en milli- et microhenry (parties pour mille et parties par million).
3. Quelle est la fréquence de résonance ? C'est le nom de la fréquence à laquelle les pertes dans la transmission d'énergie seront minimes. Dans une bobine Tesla, ce sera la fréquence des pertes minimales lors du transfert d'énergie entre les enroulements primaire et secondaire. Son unité de mesure est le hertz (Hz), soit un cycle par seconde. Généralement, la fréquence de résonance est mesurée en milliers de Hertz ou kilohertz (kHz).

Rassembler les pièces nécessaires

Nous avons déjà indiqué ci-dessus les composants dont vous aurez besoin pour créer une bobine Tesla à la maison. Et si vous êtes radioamateur, vous en posséderez certainement certains (voire tous).

Voici quelques caractéristiques des pièces nécessaires :

• la source d'énergie doit alimenter, par l'intermédiaire d'une inductance, un circuit accumulateur ou primaire oscillant constitué d'une bobine primaire, d'un condensateur primaire et d'un éclateur ;
• la bobine primaire doit être située à proximité de la bobine secondaire, qui est un élément du circuit oscillant secondaire, mais les circuits ne doivent pas être connectés par des fils. Dès que le condensateur secondaire accumule une charge suffisante, il commence immédiatement à libérer des charges électriques dans l'air.

Fabriquer une bobine Tesla

1. Choisir un transformateur. C'est le transformateur d'alimentation qui décidera de la taille de votre bobine. La plupart de ces bobines sont alimentées par des transformateurs capables de délivrer un courant de 30 à 100 milliampères sous une tension de cinq à quinze mille volts. Vous pouvez trouver le transformateur requis sur le marché radio le plus proche, sur Internet ou le retirer d'une enseigne au néon.
2. Fabriquer un condensateur primaire. Il peut être assemblé à partir de plusieurs condensateurs plus petits, en les connectant dans un circuit. Ils pourront alors accumuler des parts égales de charge dans le circuit primaire. Certes, il faut que tous les petits condensateurs aient la même capacité. Chacun de ces petits condensateurs sera appelé composite.

Vous pouvez acheter un petit condensateur sur le marché de la radio, sur Internet ou retirer les condensateurs céramiques d'un vieux téléviseur. Cependant, si vous avez les mains en or, vous pouvez les fabriquer vous-même à partir de papier d'aluminium à l'aide d'un film plastique.

Pour la réalisation Puissance maximum Il est nécessaire que le condensateur primaire soit complètement chargé à chaque demi-cycle d'alimentation. Pour une source d’alimentation de 60 Hz, la charge doit avoir lieu 120 fois par seconde.

1. Conception d'un parafoudre. Pour fabriquer un seul parafoudre, utilisez un fil d'au moins six millimètres (d'épaisseur). Les électrodes seront alors capables de résister à la chaleur générée lors de la charge. De plus, il est possible de réaliser un éclateur multi-électrodes ou rotatif, et également de refroidir les électrodes par soufflage d'air. Un vieil aspirateur domestique est parfait à ces fins.
2. Nous effectuons le bobinage de la bobine primaire. Nous fabriquons la bobine elle-même à partir de fil, mais vous aurez besoin d'une forme autour de laquelle vous devrez enrouler le fil. À ces fins, on utilise du fil de cuivre verni, qui peut être acheté dans un magasin d'électronique ou simplement retiré de tout vieil appareil électrique inutile. La forme autour de laquelle on enroulera le fil doit être conique ou cylindrique (tube en plastique ou en carton, vieil abat-jour, etc.). En raison de la longueur du fil, l'inductance de la bobine primaire peut être ajustée. Ce dernier doit avoir une faible inductance, il doit donc avoir un petit nombre de tours. Le fil de la bobine primaire n'a pas besoin d'être solide : plusieurs peuvent être fixés ensemble pour ajuster l'inductance lors de l'assemblage.
3. Nous assemblons le condensateur primaire, l'éclateur et la bobine primaire en un seul circuit. Ce circuit formera le circuit oscillant primaire.
4. Fabriquer un inducteur secondaire. Ici, nous avons également besoin forme cylindrique où enrouler le fil. Cette bobine doit avoir la même fréquence de résonance que le primaire, sinon les pertes ne pourront être évitées. La bobine secondaire doit être plus haute que la bobine primaire, car elle aura plus d'inductance et empêchera le circuit secondaire de se décharger (ce qui peut entraîner la combustion de la bobine primaire). S'il y a un manque de matériaux pour créer une grande bobine secondaire, une électrode de décharge peut être fabriquée. Cela protégera le circuit primaire, mais fera en sorte que cette électrode subisse la majorité des chocs, ce qui n'entraînera aucun choc visible.
5. Créez un condensateur secondaire ou un terminal. Il doit avoir une forme arrondie. Il s’agit généralement d’un tore (anneau en forme de beignet) ou d’une sphère.
6. Connexion du condensateur secondaire et de la bobine secondaire. Ce sera le circuit oscillant secondaire, qui doit être mis à la terre loin du câblage de la maison qui alimente la source de la bobine Tesla. Pourquoi est-ce? Cela empêchera les courants à haute tension de circuler dans le câblage de la maison et d'endommager ultérieurement les appareils électriques connectés. Pour une mise à la terre séparée, il suffira simplement d'enfoncer une broche métallique dans le sol.
7. Faire des étranglements d'impulsion. Vous pouvez fabriquer une si petite bobine qui peut empêcher l'éclateur de briser la source d'alimentation en enroulant un fil de cuivre autour d'un tube mince.
8. Nous rassemblons tous les détails en un seul tout. Nous plaçons côte à côte les circuits oscillants primaire et secondaire et connectons le transformateur d'alimentation au circuit primaire via des selfs. C'est tout! Pour utiliser la bobine Tesla aux fins prévues, il suffit d'allumer le transformateur !

Si la bobine primaire est trop grand diamètre, vous pouvez placer la bobine secondaire à l'intérieur de la primaire.

Et voici toute la séquence d'assemblage d'une bobine Tesla en images :

Astuce 1 : si vous souhaitez contrôler la direction des décharges qui sortent du condensateur secondaire, placez tout objet métallique à proximité de manière à ce qu'il n'y ait aucun contact entre les deux. Dans ce cas, le contact prendra la forme d'un arc s'étendant du condensateur à l'objet. Il est intéressant que si vous le placez à côté Lampe fluorescente ou une ampoule à incandescence, alors grâce à la bobine Tesla, elles commenceront à briller.

Astuce 2 : Si vous souhaitez concevoir et construire une bobine de qualité, vous devez effectuer des calculs mathématiques complexes. Cependant, si vous ne pouvez pas les faire vous-même, recherchez des aides ou des formules sur Internet.

Astuce 3 : Vous ne devriez pas commencer à construire une bobine Tesla sans avoir une expérience en ingénierie ou des connaissances pertinentes en électronique.

Astuce 4 : La dernière génération d'enseignes au néon contient des alimentations à semi-conducteurs avec un dispositif intégré arrêt de protection. Cela les rend impropres à la création d’une bobine Tesla.!

Le monde de la physique et de l'électronique regorge de nombreux secrets et d'une beauté que chacun peut recréer de ses propres mains avec l'expérience et les connaissances appropriées. Ainsi, en suivant tous les conseils énumérés ci-dessus, vous pourrez toujours créer chez vous la légendaire bobine Tesla, épater vos invités et séduire le sexe opposé. Et si un esprit brillant et une soif d'inventions vous empêchent d'étudier, faites appel aux services des services pour étudiants !

Quelques images extraites de la source :

En 1891, Nikola Tesla a développé un transformateur (bobine) avec lequel il a expérimenté des décharges électriques à haute tension. Le dispositif développé par Tesla se composait d'une alimentation, d'un condensateur, de bobines primaire et secondaire disposées de manière à ce que les pics de tension alternent entre elles, et de deux électrodes séparées par une distance. L'appareil a reçu le nom de son inventeur.
Les principes découverts par Tesla avec cet appareil sont désormais utilisés dans divers domaines, allant des accélérateurs de particules aux téléviseurs et aux jouets.

Le transformateur Tesla peut être fabriqué de vos propres mains. Cet article est consacré à résoudre ce problème.

Vous devez d’abord décider de la taille du transformateur. Vous pouvez construire un gros appareil si votre budget le permet. Il convient de rappeler que cet appareil génère des décharges à haute tension (créant des micro-éclairs), qui chauffent et dilatent l'air ambiant (créant des micro-tonnerres). Les champs électriques créés peuvent en désactiver d'autres appareils électriques. Par conséquent, cela ne vaut pas la peine de construire et de faire fonctionner un transformateur Tesla à la maison ; Il est plus sûr de le faire dans un endroit éloigné, comme un garage ou une remise.

La taille du transformateur dépendra de la distance entre les électrodes (de la taille de l'étincelle résultante), qui à son tour dépendra de la consommation électrique.

Composants et assemblage du circuit du transformateur Tesla

1. Nous aurons besoin d'un transformateur ou d'un générateur avec une tension de 5 à 15 kV et un courant de 30 à 100 milliampères. L'expérience échouera si ces paramètres ne sont pas respectés.
2. La source de courant doit être connectée au condensateur. Le paramètre de capacité du condensateur est important, c'est-à-dire capacité à retenir une charge électrique. L'unité de capacité est le farad - F. Elle est définie comme 1 ampère-seconde (ou coulomb) pour 1 volt. Généralement, la capacité est mesurée en petites unités - μF (un millionième de farad) ou pF (un billionième de farad). Pour une tension de 5 kV, le condensateur doit avoir une valeur nominale de 2 200 pF.

C'est encore mieux de connecter plusieurs condensateurs en série. Dans ce cas, chaque condensateur conservera une partie de la charge, la charge totale retenue sera multipliée par plusieurs.

3. Le ou les condensateurs sont connectés à une bougie d'allumage - un espace d'air entre les contacts duquel se produit une panne électrique. Pour que les contacts résistent à la chaleur générée par l'étincelle lors de la décharge, leur diamètre requis doit être de 6 mm. le minimum. Une bougie d'allumage est nécessaire pour exciter des oscillations résonantes dans le circuit.
4. Bobine primaire. Fabriqué à partir d'un fil de cuivre épais ou d'un tube d'un diamètre de 2,5 à 6 mm, torsadé en spirale dans un plan à raison de 4 à 6 tours
5. La bobine primaire est connectée au parafoudre. Le condensateur et la bobine primaire doivent former un circuit primaire en résonance avec la bobine secondaire.
6. La bobine primaire doit être bien isolée du secondaire.
7. Bobine secondaire. Fabriqué à partir de fil de cuivre émaillé fin (jusqu'à 0,6 mm). Le fil est enroulé sur un tube en polymère avec une âme vide. La hauteur du tube doit être 5 à 6 fois son diamètre. 1000 tours doivent être soigneusement enroulés sur le tube. La bobine secondaire peut être placée à l’intérieur de la bobine primaire.
8. La bobine secondaire à une extrémité doit être mise à la terre séparément des autres appareils. Il est préférable de mettre à la terre directement « au sol ». Le deuxième fil de la bobine secondaire est relié au tore (émetteur de foudre).
9. Le tore peut être réalisé à partir d'une ondulation de ventilation ordinaire. Il est placé au dessus de la bobine secondaire.
10. La bobine secondaire et le tore forment le circuit secondaire.
11. Nous allumons le générateur d'alimentation (transformateur). Le transformateur Tesla fonctionne.

Excellente vidéo expliquant le fonctionnement du transformateur Tesla

Des mesures de précaution

Attention : la tension accumulée dans le transformateur Tesla est très élevée et, en cas de panne, entraîne la mort assurée. L'intensité du courant est également très élevée, dépassant de loin la valeur sûre à vie.

Il n’y a aucune utilisation pratique du transformateur Tesla. Il s'agit d'un dispositif expérimental qui confirme nos connaissances en physique de l'électricité.

D'un point de vue esthétique, les effets générés par le transformateur Tesla sont étonnants et magnifiques. Ils dépendent en grande partie de la manière dont il est correctement assemblé, si le courant est suffisant et si les circuits résonnent correctement. Les effets peuvent inclure une lueur ou des décharges formées sur la deuxième bobine, ou ils peuvent inclure de véritables éclairs perçant l'air depuis le tore. La lueur résultante est décalée vers la gamme ultraviolette du spectre.

Un champ haute fréquence se forme autour du transformateur Tesla. Ainsi, par exemple, lorsqu’une ampoule à économie d’énergie est placée dans ce champ, elle commence à briller. Le même domaine mène à la formation grande quantité ozone.