Макет трансформатора Тесла на тетроде 6П45С.

Это устройство представляет собой автогенератор, выполненный по схеме блокинг-генератора на тетроде 6П45С от цветных ламповых телевизоров. Особенностью этого тетрода является довольно большая мощность анода, способность выдерживать в импульсе напряжение до 7 кВ. Теперь к схеме(Рис.1). Сетевое напряжение подаётся на удвоитель напряжения, выполненный на диодах VD1-VD2 и конденсаторах С1-С2. От полученного напряжения 600 В питаются анодные цепи генератора. Накал лампы питается от отдельного трансформатора на 6,3 вольта, при силе тока не менее 2,5 ампер. Конденсатор С3 задаёт частоту генератора, он должен быть рассчитан на напряжение не менее 1500 вольт. Элементы С4R2L2 образуют цепь обратной связи, необходимой для работы генератора. Выходная мощность устройства 200-300 ватт.

Рис.1(первоначальный вариант схемы)

Из недостатков отмечу, что схема работает крайне нестабильно: генерация резко срывается и анод у лампы отпаивается - сначала он отпаивался снаружи, но наконец отпайка произошла внутри. Чтоб этого избежать, всегда устанавливайте плавкий предохранитель в цепи анода. И еще: все таки балласт этой схеме не помешает, т.к. предохранитель не всегда спасает от неожиданных перепадов напряжения.

Учитывая недостатки схема приведённой на рисунке 1, мне пришлось произвести доработки, то есть я провёл ряд экспериментов и пришёл к выводу: данная схема будет работать лишь с абсолютно новой генераторной лампой 6П45С; катушки L1 и L2 не соответствуют по количеству витков для достижения резонанса со вторичной обмоткой L3; резисторы R1 и R2 необходимы высокомощные и желательно переменные, чтобы подобрать щадящий режим работы для имеющейся лампы 6П45С.

Проводя изменения в схеме, я столкнулся с двумя важнейшими задачами.

При включении схемы генераторная лампа 6П45С после нескольких секунд работы входила в так называемый «разнос», то есть она нагревалась слишком сильно, и вероятность выхода из строя лампы резко повышается. Учитывая имеющуюся генераторную лампу 6П45С, которая проработала большое количество времени, мне необходимо было подобрать оптимальное сопротивление R1, для того чтобы уменьшить ток и создать щадящий режим работы лампы что бы продлить работоспособность схемы. Для этого я использовал переменный высокомощный резистор. В ходе эксперимента мне удалось подобрать оптимальное сопротивление в 15К, мощность данного резистора составляла 35Вт. Благодаря подобранному значенью резистора, генераторная лампа 6П45С перестала входить в «разнос», который сопровождался быстрым нагревом лампы, и работоспособность схемы была значительно увеличена по времени.

Вторая задача заключалась в том, что не необходимо было подобрать количество витков на обмотках L1 и L2, и найти необходимую ёмкость конденсаторов С3 и С4 для получения резонанса со вторичной обмоткой L3 и рабаты генератора. Была проведена довольно трудоёмкая работа по подбору данных значений, и мне удалость подобрать приближённые значения емкостей конденсаторов и число витков обмоток. В результате были получены первые высокочастотные электромагнитные колебания, которые были определены с помощью высокочастотного индикатора. После этого я решил провести более точную калибровку контуров, то есть как можно более ближе подобрать значения L1, L2, С3 и С4 для того, чтобы получить наибольший резонанс между схемой и вторичной обмоткой.

В ходе этих действий было получено максимальное возможное КПД данной установки и произведен ряд наблюдения. Учитывая то, что элементы С4R2L2 (Рис.2) образуют цепь обратной связи, необходимой для работы генератора, был произведён ряд манипуляций по изменению количества витков обмотки L2 с постоянной ёмкостью конденсатора С4. Первым делом и исходил из первоначального количества витков равное 13-ти, которое обеспечивало стабильную работу установки с определённым радиусом действия. Далее это количество витков я начал изменять. Уменьшив их до 10-ти я получил более высокий КПД установки, который сопровождался увеличением радиуса действия, но появилась нестабильность в генерации высокочастотных колебаний, и в проводимых экспериментах с люминесцентной лампой на определение мощности и радиуса действия установки, генерация пропадала. Дальнейший эксперимент сопровождался увеличением количества витков до 15-ти. В результате была получена большая мощность по сравнению со стандартным количеством витков, генерация высокочастотных колебаний также стала более стабильной, но радиус действия установки снизился на треть.

Учитывая эти наблюдения, я поставил задачу повышения мощности и радиуса излучения установки используя первоначальное количество витков обмотки L2 равное 13-ти. Для достижения этой цели я использовал самодельный тороид, который устанавливался на выход обмотки L2 (Рис.2). В результате мне удалось получить желаемый эффект, а именно мощность излучения и радиус действия установки возросли вокруг тороида. Всё это объясняется тем, что тороид в данном случае является неким конденсатором энергии, который не требует увеличения мощности самой установки, но который способствует увеличению мощности и радиуса действия высокочастотных излучений установки.

Рис.2(конечный вариант схемы)

Конденсатор С1 взят вроде как из магнитофона. Но его все время пробивало и я его заменил на здоровый советский, из приемника. Трансформатор для накала мотал сам, вернее вторичку миллиметровым проводом. Генератор задающей частоты собрал на таймере NE555. С четырьмя режимами генерации и точной настройкой.

Собирать решил в корпусе от блока питания ATX. Хоть меня многие и отговаривали от металлического корпуса, но я их не послушал. Корпус бьется ВЧ током, если не заземлить высоковольтную обмотку. Мне удалось от этого избавиться благодаря ВЧ фильтру. Отвод от С3 и С4 идет на корпус и весь ВЧ ток с корпуса уходит через эти конденсаторы.

В общем приступил к сборке... Проковырял отверстия под все переключатели, регуляторы и панельку лампы, начал заталкивать в корпус.

И тут понял, что умножитель не помещается. Недолго думая функцию умножителя и прерывателя заменил на режим ионофона. Это немного упростило схему, но схему уже я эту не рисовал, так как сразу собрал на ходу:) Ионофон работает почти как прерыватель в катоде, только «прерывает» под музыку. Транзистор поставил Н-П-Н. Марку точно не скажу - выдрал его из монитора от компьютера, он стоял где-то в строчной развертке.

Вот принципиальная схема ионофона. Здесь можно изменять частоту генерации и скважность импульсов.

Несколько фотографий процесса сборки Теслы на 6п45с. Во время сборки проводил «тест драйвы» и если не работала - искал косяки. Кстати, здесь переменный конденсатор еще из магнитофона, который постоянно пробивало...

На этой фотографии тот самый транзистор на радиаторе, слева. Можете попробовать прочитать название, если получится.

Пару слов про вторичку (высоковольтную обмотку). Мотал ее давно, думал пригодится - и пригодилась таки! Мотал на трубе из под пищевой фольги. Диаметр около 3см высота 28см и примерно 1500 витков провода 0,16мм. Первичку мотал 30 витков с отводом от каждого 5-го. Весит полностью вся Тесла порядка 2кг.

Готовый девайс:

Несколько фото в действии))

Со вспышкой и без.

Ну и пара видеороликов демонстрирующих работу генератора.

На ролике, где катушка работает в режиме ионофона, на компьютере постоянно мерцают значки если заметили - это на клавиатуре лежали ножницы и нажали на кнопки. Автор конструкции: Денис.

Обсудить статью ГЕНЕРАТОР ТЕСЛА НА ЛАМПЕ

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

Ниже представлена схема катушки Тесла:

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

MOT представляет большую опасность, обращаться с ним нужно осторожно, сила тока вторичной обмотки (высоковольтная обмотка) достигает 1А, поражение электрическим током от MOT-а может привести к трагическим последствиям.


На конденсаторе C1 и диоде VD1 собран однополупериодный удвоитель напряжения, таким образом, на выходе получаем напряжение около 6 кВ без нагрузки. Номинальное рабочее напряжение анода лампы ГК-71 составляет 1,5кВ, в катушке лампа работает в перегруженном режиме. В моем варианте C1 состоит из 4-х конденсаторов марки МБГП-1, 4мкф х 1600В. Диод VD1 состоит из 12-ти последовательно соединенных диодов 1N5408, с 4-мя выравнивающими резисторами по 5,1Мом, обратное напряжение диодной сборки составляет 12кВ, номинальный ток 3А.

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

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

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

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

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

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

И захотелось снова собрать что-то подобное... Так-как у меня накопилось достаточно ламп и всего к ним необходимого, решено было делать на самой мощной имеющейся лампочке - 6П45С. Рассеиваемая анодом мощность намного превышает паспортную, не говоря о анодном напряжении, правда есть одно слабое место - это сетки...

Техника безопасности:
Хочу сразу предупредить, что для данной конструкции требуется некоторый опыт использования ламп, присутствует опасное постоянное напряжение 700 Вольт (!!!) и овер9000 В ВЧ. Поэтому лезть с руками и паяльником не сняв анодного и не разрядив электролиты очень не рекомендую, будет минимум больно!!! С ходу касаться заземлённых и не только металлических предметов при работающем устройстве также не рекомендую, можно получить ожоги, т.к. на поверхности вашего тела и предметах наводится ток!
Я полностью снимаю с себя ответственность за последствия использования устройства , ожоги, испорченную бытовую технику и оторванные конечности =)
И ещё, трансформатор Тесла очень вредная штука в плане радиопомех, аккуратнее!

Напугались? Успокаиваемся и читаем дальше!
Схема несложная.

Обычный генератор с индуктивной обратной связью. Частотозадающий контур (первичный) L2C2-3 и L1 с ёммкостью разрядника (вторичный) образуют высокочастотный резонансный трансформатор - собственно сам трансформатор Тесла.

Детали:
Катушка L3 вторичного контура намотана на пластиковой трубе диаметром 62мм выскотой 300мм приводом 0,5мм и содержит 550 витков. Катушки L1 обратной связи и L3 первичного контура намотаны на пластиковом ведре ~110 мм диаметром витой парой виток к витку, содержат 5 и 17 витков соответственно, концы проводников пары спаяны вместе. Расстояние между катушкой связи и контурной 25-35мм. Все катушки мотать в одну сторону.

Конденсатор C2-3 это две секции КПЕ от радиолы, включённые последовательно для увеличения рабочего напряжения, концами его являются статоры, а средней точкой - ротор. Одна секция выдерживает до 1,3 кВ, две соответственно 2,6 кВ и то будет маловато. Корпус КПЕ в таком случае надо изолировать от общей шины и установить пластиковую ручку.
С1 керамический трубчатый большой от 100 до 1000 пФ. С4, С7 и С8 желательно типа СГМ. С5, С6 и С9 40-160мкФ на напряжение не ниже 450В, желательно новые миниатюрные.
Диоды умножителя D1 и D2 любые с обратным напряжением от 600В.
Контрольная лампа автомобильная на 12В, служит для визуального контроля тока. Трансформатор сетевой ТС-270, используется обмотки 4`-4 и 12`-12.

Так-как делалось всё за два вечера, один ушёл на ручную намотку L1, спаяно всё по быстрому и запущено...

Разряды подкрасил обычной поваренной солью, так они смотрятся более лампово)

Также можно оторвать от общего провода первую сетку, установив резистор утечки 15-30кОм, а через конденсатор ёмкостью 10-250мкФ подать переменное напряжение около 20В соединив последовательно несколько обмоток трансформатора, что облегчит учесть лампе, ток анода снизится, а разряды вытянуться, а шипение стримера заменится гудением переменки.
Также можно подать и звуковой сигнал, результат будет, но всё же лучше для таких целей анодная модуляция. Подключаем в разрыв питания высокоомную обмотку звукового (ну на худой конец сетевого 220/12) трансформатора, не забыв зашунтировать по ВЧ конденсатором 1000-3300 пФ, а на низкоомную подаём сигнал от усилителя не менее 5-10Вт. Получается довольно не обычно!
Дальше экспериментировать не стал, интерес уже не тот, да и шумит оно не слабо, разобрал БП и вернул трансформатор в передатчик...