Tesla-Transformator - Sorten, Experimente. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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VTTC verdankt seine Entstehung der Erfindung und Verbreitung leistungsstarker Generator-Vakuumröhren, die elektromagnetische Schwingungen mit einer Leistung von Hunderten und Tausenden Watt erzeugen können. Im Gegensatz zu Funkengeneratoren, die wiederholte Ausbrüche gedämpfter Hochfrequenzschwingungen erzeugen, sind Röhrengeneratoren in der Lage, ein kontinuierliches Signal zu erzeugen, das bei Bedarf in der Amplitude moduliert werden kann.

Hierbei handelt es sich um klassische Röhren-Selbstoszillatoren, deren Last die Primärwicklung eines Tesla-Transformators ist. Solche Geräte sind bei ausländischen und inländischen Bastlern beliebt, wenn auch in geringerem Maße als SGTC. Die Hauptschwierigkeiten bei ihrer Herstellung sind die große Größe leistungsstarker Generatorlampen, die Notwendigkeit ihrer Luft- oder sogar Wasserkühlung und Hochspannungsanodenstromversorgung.

Betrachten wir die in Abb. 9 Diagramm eines Tesla-Röhrentransformators mit modernen Komponenten. Hierbei handelt es sich um einen klassischen Generator mit induktiver (Transformator-)Rückkopplung. Die VL1-Lampe (GK-71-Pentode, weit verbreitet in Amateurfunksendern) ist über eine Triode angeschlossen – alle ihre Gitter sind miteinander verbunden. Die Pentodenschaltung, die die Durchsatzkapazität der Lampe verringert und die Wahrscheinlichkeit ihrer Selbsterregung verringert, hat in diesem Fall keine Vorteile, da Selbsterregung erforderlich ist.

Fig. 9

Die Anodenlast der Lampe ist ein Schwingkreis, der durch die Wicklung I des Transformators gebildet wird. T3 und Kondensator C2. Neben dieser Wicklung befindet sich auf demselben Rahmen eine Rückkopplungswicklung II. Die darüber induzierte Spannung wird den Lampengittern zugeführt und sorgt so für die für die Erzeugung notwendige positive Rückkopplung. Die Wechselkomponente des Gitterstroms wird über den Kondensator C4 an die Kathode angeschlossen, und die konstante Komponente, die durch den Widerstand R1 fließt, erzeugt an diesem einen Spannungsabfall, der über das Minus an die Lampengitter angelegt wird.

Dies ist die automatische Vorspannung. Mit zunehmendem Absolutwert deckt es die Lampe teilweise ab, wenn die Amplitude des Hochfrequenzsignals zunimmt, und wenn es abnimmt, nimmt es auch ab, was zu einer Erhöhung der Amplitude führt. Dadurch wird die Amplitude der Schwingungen konstant gehalten. Durch die Auswahl des Widerstands R1 können Sie die Leistung des Generators in bestimmten Grenzen regulieren. Die Sperrkondensatoren C1 und C3 minimieren das Eindringen hochfrequenter Spannung in das Stromversorgungsnetz.

Die der Anode der VL1-Lampe zugeführte Spannungsquelle besteht aus dem Transformator T1 aus der Küche. Mikrowellenherd und Einweggleichrichter mit in Reihe geschalteten Dioden VD1-VD4. Der Maximalwert der mit einer Frequenz von 50 Hz pulsierenden Spannung am Ausgang des Gleichrichters beträgt etwa 3 kV. Das Signal eines mit dieser Spannung betriebenen Generators hat die Form von HF-Schwingungsstößen, die einer Pulsationsfrequenz folgen. Dies erleichtert den Betriebsmodus der Lampe etwas (die Spannung von 3 kV ist für sie im Dauerbetrieb mehr als zulässig) und wirkt sich günstig auf die Anzahl und Form der beobachteten Entladungen aus.

Die Glühspannung wird der Lampe VL1 vom Transformator T2 zugeführt. Es ist wichtig zu beachten, dass Sie das Gerät in zwei Schritten einschalten müssen. Schalten Sie zunächst SA2 ein, um die Heizung einzuschalten. und erst nach einigen zehn Sekunden, wenn sich die Kathode der Lampe erwärmt, wird die Anodenspannung angelegt und der SA1-Schalter geschlossen. Durch den Anschluss des Transformators T1 an das Netzwerk über einen einstellbaren Spartransformator (LATR) können Sie die Anodenspannung beim Einschalten stufenlos erhöhen und während der Experimente regulieren.

Der Aufbau des Transformators T3 ist in Abb. dargestellt. 10. Die Wicklungen I und II werden auf ein Stück Kunststoffrohr mit einem Durchmesser von 160 mm gewickelt. Wicklung I besteht aus 30 Windungen isolierten Drahtes mit einem Querschnitt von 4 mm. Wicklung II enthält 20 Windungen Lackdraht mit einem Durchmesser von 0,22 mm. Die Ausgangswicklung (III) ist dieselbe. wie in den vorherigen Fällen auf eine Kefirflasche gewickelt.

Fig. 10

Wenn die GK-71-Lampe nicht verfügbar ist, können Sie die leistungsschwächere GU-50 sowie die in Zeilenfernsehern verwendeten 6P36S- und 6P45S-Lampen verwenden. Zur Leistungssteigerung können solche Lampen parallel geschaltet werden. Vergessen Sie nicht, auch den Transformator T2 mit einer Spannung an der Sekundärwicklung zu wählen, die der Nennglühspannung der verwendeten Lampe entspricht.

Der Schwingkreis im Anodenkreis der VL1-Lampe muss an die Resonanzfrequenz der Wicklung III des Transformators T3 angepasst werden. Messen Sie dazu die Induktivität der Wicklung I und berechnen Sie die Kapazität nach einer bekannten Formel. Kondensator C2 muss Hochspannung sein, zum Beispiel KVI-3. Gute Ergebnisse werden durch die Verwendung eines Vakuum-Drehkondensators erzielt.

Wenn es nicht möglich ist, die Induktivität zu messen, können mehrere Anzapfungen aus der Wicklung I vorgenommen werden und die optimale Anzahl der Windungen darin basierend auf der längsten Länge der resultierenden Entladungen ausgewählt werden. Es ist sinnvoll, die Möglichkeit vorzusehen, Wicklung II relativ zu Wicklung I zu verschieben, um den optimalen Rückkopplungskoeffizienten auszuwählen.

Wie im vorherigen Fall ist zu beachten, dass das Gerät Elemente enthält, die unter lebensgefährlicher Spannung stehen. Es ist nicht zulässig, es bei eingeschaltetem Gerät zu berühren. Sämtliche Einstellungen und Veränderungen am Gerät dürfen nur nach Trennung vom Netz und zwangsweiser Entladung aller Hochspannungskondensatoren vorgenommen werden.

Generell lässt sich feststellen, dass VTTC im Vergleich zu SGTC etwas „weicher“ arbeitet und aufgrund des Fehlens einer Funkenstrecke, die nach und nach durchbrennt und eine Einstellung erfordert, komfortabler aufgebaut ist. Es ist interessant festzustellen, dass die Entladungen diesen nicht ähneln. was mit Hilfe von SGTC gewonnen wurde. Die Spiralform der Streamer ist sehr unerwartet (Abb. 11); der Grund dafür ist dem Autor unbekannt.

Fig. 11

Um die Form der Entladungen bei pulsierender und konstanter Anodenspannung zu vergleichen, wurde der Halbwellen-Anodenspannungsgleichrichter durch einen Vollwellengleichrichter (Diodenbrücke) ersetzt und ein Glättungskondensator mit großer Kapazität hinzugefügt. Das Ergebnis ist in Abb. dargestellt. 12.

Fig. 12

Die Unterschiede sind deutlich sichtbar. Durch die durch Blitze erzeugte Hochfrequenzspannung hält jeder Streamer nur eine halbe Periode der Netzspannung. Die neue Kategorie wiederholt nicht den Weg der alten, sondern eilt an einen anderen Ort. Wir sehen mehrere lange einzelne Streamer. Bei kontinuierlicher Erzeugung brennt die resultierende „Fackel“ ständig. Sie ist einer normalen Flamme sehr ähnlich und weicht sogar ab, wenn man darauf bläst. Allerdings ist die Fackel in ruhiger Luft nicht wie eine gewöhnliche Flamme streng nach oben gerichtet, sondern in einem bestimmten Winkel zur Vertikalen. Dies kann an der Struktur des Magnetfelds um den Transformator herum liegen.

Der Unterschied der Modi ist deutlich hörbar: Im pulsierenden Modus ist ein lautes Brummen mit einer Frequenz von 50 Hz zu hören, im kontinuierlichen Modus ist nur ein leichtes Zischen zu hören. Theoretisch kann man einen Tesla-Transformator als Tonquelle nutzen, wenn man den Generator mit einem Audiosignal moduliert. Tatsächlich erhalten Sie einen AM-Sender, der mit der Resonanzfrequenz des Tesla-Transformators arbeitet.

Ein interessantes Experiment wurde mit einem „Ionenmotor“ durchgeführt – einem Drehteller aus elektrisch leitendem Material, der an der Spitze der Ausgangselektrode eines Tesla-Transformators angebracht ist. Ströme ionisierter Partikel, die von den scharf gekrümmten Enden der Drehtellerblätter in eine Richtung fliegen, erzeugen einen Strahlschub und setzen ihn in Bewegung.

Um gute Ergebnisse zu erzielen, sollte der Spinner leicht und gut ausbalanciert sein. Um das in Abb. gezeigte Foto aufzunehmen, 13 musste die Anodenspannung an der VL1-Lampe auf 1000 V reduziert werden. Andernfalls würde die Drehung zu schnell erfolgen und der Drehteller würde häufig herunterfallen.

Fig. 13

Es ist zu beachten, dass der Tesla-Transformator trotz seiner 100-jährigen Geschichte noch nicht vollständig untersucht wurde. Beispielsweise konnte der Autor keine Erklärung für die Spiralform von Streamern finden, keine Methode zur genauen Berechnung des Eingangswiderstands eines Tesla-Transformators und seiner genauen Anpassung an den Generator, keine Methode zur Berechnung der Länge von Entladungen und den Einfluss von ihre eigene Kapazität auf der Resonanzfrequenz des Transformators. Offenbar sind diese Probleme wenig untersucht und werden in den verfügbaren Quellen praktisch nicht behandelt.

Generell ist der Tesla-Transformator ein sehr umfangreiches und noch nicht vollständig erforschtes Experimentierfeld. Unter Amateuren gibt es sogar die Meinung, dass der Wirkungsgrad des Tesla-Transformators 100 % übersteigt. weil es „kostenlose Energie“ aus dem Weltraum bezieht. Das. Natürlich. weit davon entfernt. Bei Experimenten mit Tesla-Transformatoren wurden keine Verstöße gegen den Energieerhaltungssatz beobachtet.

Wie oben erwähnt, ist der Tesla-Transformator eine ziemlich starke Quelle elektromagnetischer Strahlung.

Daher war es interessant, die möglichen Auswirkungen auf andere elektronische Geräte zu bewerten. Für die Experimente wurde ein Tesla-Transformator mit einem auf einer Vakuumröhre basierenden Generator verwendet, der an den Neutralleiter des Stromnetzes geerdet war. Folgendes wurde festgestellt:

• Ein Computer, der einen Meter vom Transformator entfernt steht, verliert die Verbindung zum Wi-Fi-Netzwerk. Dies ist offenbar auf eine Überlastung der Eingangskreise des WLAN-Moduls zurückzuführen. Bei einer größeren Entfernung des Computers wird die Verbindung zum Netzwerk nicht unterbrochen;
• Eine elektronische Wetterstation, die sich einen Meter vom Transformator entfernt befindet, sendet Tonsignale aus, die denen ähneln, die beim Drücken ihrer Tasten auftreten.
• Ein Mobiltelefon, das einen Meter vom Transformator entfernt ist, funktioniert normal und ermöglicht das Tätigen und Empfangen von Anrufen.
• Ein an ein Kabelnetz angeschlossener Fernseher und ein UKW-Radio, die sich in einer Entfernung von 3 m vom Transformator befinden, funktionieren störungsfrei.

Daher konnte der Autor keine besonders gefährlichen Auswirkungen auf elektronische Haushaltsgeräte feststellen. Bei der Durchführung von Experimenten ist jedoch dennoch angemessene Vorsicht geboten. Beispielsweise ist es sinnvoll, bei Experimenten teure Geräte physisch vom Netzwerk zu trennen. Es wird außerdem empfohlen, alle Antennen und langen Kabel, die elektronische Komponenten verbinden, abzutrennen. Verwenden Sie nach Möglichkeit eine separate Erdung für den Tesla-Transformator.

Obwohl es im Internet Beschreibungen von Tesla-Transformatoren mit Entladungslängen von mehr als einem halben Meter gibt, würde der Autor nicht empfehlen, sie zu Hause herzustellen und zu betreiben.

Autor: Elyuseev D.

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