Teslův transformátor
Autor nenese zodpovědnost za případné škody nebo úrazy způsobené experimenty s tímto přístrojem

Jak to funguje?

    Teslův transformátor je vysokofrekvenční vzduchový transformátor generující velmi vysoké napětí. Klasický teslův transformátor vynalezl na konci 19. století chorvatský fyzik Nikola Tesla. Základní částí je vysokonapěťový transformátor, dodávající budící napětí. Primární cívka s malým počtem závitů spolu s kondenzátorem C tvoří paralelní rezonanční obvod, který je naladěn na stejný kmitočet jako sekundární cívka. Jiskřiště plní funkci spínače. Sekundární cívka s vysokým počtem závitů je umístěna v ose primární cívky. Její rezonanční kmitočet závisí na její indukčnosti, parazitní mezizávitové kapacitě a na případné přídavné kapacitě  v podobě kovového toroidu nebo koule Cs.
    Vysokonapěťový transformátor nabíjí přes vinutí primární cívky kondenzátor C. Po dosažení určitého napětí přeskočí v jiskřišti jiskra, která připojí nabitý kondenzátor paralelně k primární  cívce. Rezonanční obvod začne kmitat a vykoná určitý počet tlumených kmitů. Po dobu trvání těchto kmitů se v sekundární cívce indukuje vf střídavé napětí. Po vybití kondenzátoru výboj v jiskřišti zanikne a kondenzátor se odpojí od primární cívky a celý proces se opakuje. Naindukované vysokofrekvenční napětí má poněkud odlišné vlastnosti než nf střídavé napětí. Uplatňuje se zde tzv. skin efekt, což znamená, že střídavý proud se síří pouze povrchem vodiče. Při dotyku tedy např. nemůže (neměl by :-) zasáhnout vnitřní orgány, ale při větším výkonu způsobuje popáleniny.

Trocha teorie a různé varianty teslova transformátoru:
Jednotlivé součásti pro klasický teslův transformátor
OLTC - klasický teslův transformátor bez jiskřiště
VTTC - teslův transformátor buzený elektronkovým budičem
SSTC - teslův transformátor buzený polovodičovým budičem
ISSTC - SSTC s přerušovaným buzením
DRSSTC - SSTC s laděným primárním obvodem

Moje experimenty

    Po nepříliš úspěšných experimentech s klasickým teslákem jsem se rozhodl postavit SSTC. První SSTC jsem se rozhodl postavit koncem roku 2002. Tuto verzi jsem sdrátoval ve vzduchu. Byl to poloviční můstek s tranzistory IRF840. V kapacitním děliči jsem použil metalizované kondenzátory 470nF/1000V DC. K napájení posloužilo C trafo z nějaké ruské telky s výstupním napětím 90V. K usměrnění jsem používal jednocestný usměrňovač bez filtračního kondenzátoru. Primární cívka měla 9 závitů na průměru 125mm. Sekundární cívka: průměr trubky 7,62 cm, průměr drátu 0,13 mm, počet závitů něco přes 2400, rezonanční frekvence bez přídavné kapacity 246 kHz. Délka výbojů byla zhruba 8 cm. Když jsem přidal napětí na asi 180V tak se výboje prodloužily na asi 12 cm. To se však FETům moc nelíbilo a dosti se zahřívaly.

SSTC - poloviční můstek

    V březnu 2003 jsem si konečně sehnal dva tranzistory IRFP460 (500V, 20A, 0,22R, kapacita řídící elektrody je u výrobce Internacional Rectifier (má v logu diodu) 5,6 nF a u firmy ST Microelectronics 4nF). Jsou sice dosti předimenzované, ale umožňují bezproblémové napájení přímo ze sítě. Všechnu elektroniku jsem nacpal do plechové bedny od zesilovače.
    Budič jsem postavil z toho, co bylo zrovna po ruce. VCO z obvodu 4046 generuje obdélníkový signál se střídou 50%. Odpory R2 a R3 nastavují minimální a maximální kmitočet VCO na asi 100 - 300 kHz. Zenerka stabilizuje ladící napětí. Schmittův klopný obvod 4584 slouží jako tvarovač a invertor (případně lze použít i obyčejný invertor 4069). Obdélníkový signál se dále dělí na dvě větve s opačnou fází a pokračuje ke komplementárním dvojicím spínacích tranzistorů. Kondenzátory paralelně připojené k bázovým odporům zvyšují strmost hran. Tyto komplementární dvojice už dodávají do gejtů dostatečný proud. MOSFETy střídavě budí dvě opačně pólované cívky. T3 a T6 jsou izolovaně upevněny na malém chladiči. Budící transformátor má toroidní feritové jádro. Tvar výstupního napětí bez kapacitní zátěže je sice obdélníkový, ale se zátěží se změní na obtížně popsatelný průběh s několikrát vyšší amplitudou. Maximální napětí na gejtech je však jen 20V, takže se musí mezi gejt a emitor zapojit obousměrný 15V transil (používám raději dva paralelně). Transily oříznou vše nad kladných i záporných 15V. Výstupní vinutí budícího toroidu jsou do gejtů připojeny přes 10R odpory. Jejich vyřazením se o něco zlepší průběh, ale taky ztrátový výkon na transilech,  jejichž teplota bude už víc než 120°C, což jim vůbec neprospívá. Při zapojování sekundárních vinutí je třeba dát pozor na správnou orientaci vinutí (na gejtech musí být signály s opačnou fází). Obě primární vinutí mají 7 závitů. Sekundáry mají 9 závitů. Změnou počtu závitů nebo napájecího napětí jde nastavit optimální tvar výstupního napětí a také odběr. Na gejtech musí být signály s opačnou fází. Napětí musí být stabilizované. Odběr se mění s nastavenou frekvencí a měl by být při 100 kHz asi 0,5A a při 300 kHz asi méně než 1A. Závěrem chci říct, že tento budič není zrovna ideální, ale dá se použít.


    Výkonové MOSFETy jsou chlazeny menším chladičem s dvěma 4cm větráčky (jsou tam spíš na ozdobu). Každý z tranzistorů je na dvou silikonových izolačních podložkách. Transily jsou dál od tranzistorů, protože mají z výše uvedeného důvodu dost vysokou teplotu. Všechny ostatní diody jsou těsně u tranzistorů. Kapacitní dělič je ze dvou metalizovaných kondenzátorů 470nF 1000V. Zkratováním D7 se zapíná napájení oběma půlvlnami. Filtrační kondenzátor nepoužívám, protože by se koncáky dost zahřívaly. Ještě před usměrňovač jsem zařadil fázový regulátor s tuzemským obvodem MAA436 a triakem BT138. Pojistka v silové části je více méně zbytečná (byly by to zbytečné 3 Kč, jelikož odejde až po proražení koncáků). Rozhodně by nebylo od věci použít vhodný síťový filtr.


    Primární cívka má 14 závitů drátu s průměrem mědi 2mm na PVC trubce o průměru 125mm. Sekundární cívka je z minulé verze. Před zapnutím vždy nastavím fázovou regulaci na minimum. Po zapnutí přidám asi na pětinu a vyladím rezonanční kmitočet. Teprve pak zvýším výkon na maximum. Koncákům se totiž částečné vyladění moc nelíbí. Bez přídavné kapacity jsou výboje asi 14cm dlouhé. Příkon ze sítě je něco přes 500 VA. S přídavnou kapacitou se výboje zvětší na asi 25cm a příkon se zvětší na zhruba 1200 VA. Sekundární cívka se s přídavnou kapacitou docela zahřívá (po 15-ti sekundách chodu při napájení oběma půlvlnami to musím vypnout). Proto raději zapínám napájení jen jednou půlvlnou. Rozhodně by to chtělo větší cívku s tlustším drátem, ale to by zas chtělo větší primár nejlépe na silnostěnné trubce. V poslední době (opravdu nevím proč až teď) se objevuje slabé sršení z asi poloviny sekundáru obloukem na vrchní závit primáru. Mám pocit, že při větším sršení nebo dokonce výboji by to asi nemusely koncáky přežít, takže raději mezi primár a sekundár vkládám kus PVC trubky o průměru 110mm.


      Na jedné zahraniční stránce jsem nedávno zahlédl zajímavý princip automatického dolaďování kmitočtu budiče. Okamžité napájecí napětí koncového stupně se v důsledku nevyhlazeného napájení stále mění v rytmu síťového kmitočtu. Jelikož délka výboje je v podstatě přímo úměrná napájecímu napětí, tak se i délka výboje mění v rytmu síťového kmitočtu. Výboj je však do jisté míry vodivý, a tak se s jeho měnící se délkou dynamicky rozlaďuje rezonanční kmitočet sekundáru. Při krátkých výbojích jsem tuto skutečnost řešil tím, že jsem na budiči nastavil o něco nižší než rezonanční kmitočet, což není zrovna ideální.

      Mimo fázový závěs lze dolaďování realizovat i následujícím způsobem. Budu-li k ladícímu napětí vhodně přidávat přiměřeně zmenšené napětí z napájení koncového stupně, bude se i budič dynamicky rozlaďovat v rytmu sítě a rezonance zůstane zachována. Tím vhodně mám na mysli otočení fáze o 180°, protože při vyšším napětí (delším výboji) potřebuji nižší kmitočet. Zjednodušeně řečeno, kmitočet budiče je frekvenčně modulován síťovým kmitočtem. Na schématu výše je konkrétní zapojení. Signál pro dolaďování z důvodů galvanického oddělení raději odebírám z pomocného vinutí transformátoru. Střídavé napětí je usměrněno můstkem a přes dělič R4 a P1 a oddělovací kondenzátor C1 je superponováno na ladící napětí. Diodový můstek je zapojen "plusem" na zem, čímž je zajištěno zmiňované otočení fáze o 180°. Potenciometrem P1 se musí nastavit vhodná úroveň modulačního napětí. Výboje jsou nyní o něco málo tišší a jsou rovnější. Délka se o něco málo zvětšila.

Poruchy

29.4.2003 - První pár tranzistorů to schytal průrazem izolační podložky. Z toho vyplývá, že by bylo vhodnější umístit každý tranzistor na vlastní chladič. To se mi ale nechtělo, takže jsem koupil nové podložky a dal je po dvou na sebe. Zároveň s tranzistory to schytal triak. Schottkyho diody to kupodivu přežily, ale pro jistotu jsem ke každé zapojil ještě jednu paralelně.
26.5.2003 - Další pár tranzistorů to schytal patrně díky kovové pilině zapadlé mezi spoje silové části a opět nevydržel triak.
22.6.2003 - Zatím poslední pár tranzistorů to schytal díky nízkému počtu závitů na primární cívce (bylo jich tuším 7) a tak jsem navinul novou se 14 závity. Od té doby to funguje bez problémů (zatím).
3.3.2004 - Tak jsem zase po dlouhé době docela častého používání odpálil FET. Paralelně k FETům jsem měl připojeny transily na 400V. Původně měly zahříváním indikovat napěťové špičky, ale byly úplně studené, tak jsem je tam nechal. Do teď bylo vše v pořádku a fungovalo by to ještě dlouho, ale provedl jsem úpravu budícího transformátoru, takže už hrany budícího signálu netrvají 400ns (měřeno od -10V do +10V), ale jen asi 120ns. Tím se zvětšily překmity při spínání tranzistorů. Při těchto špičkách se má otevřít příslušná rychlá dioda MUR860 a špičku svede blokovací kondenzátor v napájení. Nejbližší kondenzátor je ale až kapacitní dělič C1, C2, který byl bohužel připojen až za celkem 20cm lanka průřezu asi 2mm2. Tento "dlouhý" přívod má už relativně značnou indukčnost i odpor, a tak se na napájení vytváří špičky dost přesahující 400V. Po zapnutí sice vše vypadalo klidně, ale po asi 10s se jeden z 400V transilů špičkami přehřál a prorazil, čímž mimo jiné přemostil paralelní MOSFET T1, no a pak sepl protější tranzistor T2 do zkratu, jistič cvakl a bylo to v p.... Docela mě však překvapilo, že T1 to díky přemostění transilem přežil. Mimo T2, je mrtvá i jedna z schottkyho diod a jako vždy i triak. Zkrátka ty kondenzátory děliče musí být připájeny co nejblíže diodám D1 a D2. Jelikož už mě nebaví pálit další FETy, rozhodl jsem se předělat celý koncový stupeň. Pro koncák jsem navrhl plošňák a bude ho možné zapojit rovnou jako plný můstek (akorát si říkám, že když se něco nepovede, tak odejdou 4 FETy najednou, no ale co se dá dělat ...).

SSTC - poloviční můstek, menší provedení

  Účel byl postavit malé, levné a dobře přenosné zařízení. Všechno jsem vměstnal do krabice od počítačového zdroje, ve které jsem nechal konektory a větrák. Dále jsem chtěl použít levnější tranzistory. Rozhodl jsem se pro IRF840 (stojí jen 25 Kč). Schéma je v podstatě identické s předchozím teslákem, ale jelikož mají IRF840 podstatně menší kapacitu gejtů, vypustil jsem rezistory 10 ohmů v gejtech. Kondenzátory C1 a C2 jsem vykuchal z nějakého vraku a mají 150 nF na 630 V. Některé součástky jsem vykuchal i z toho zdroje. Všechno včetně napájecího trafa pro budič je na jedné desce. Protože jsou tranzistory dimenzovány na menší výkon, navinul jsem primár tenčím drátem s asi 24 závity. Sekundár jsem chtěl co nejmenší, takže jsem navinul nový (2115 závitů, 0,1mm drát na trubku 76,2mm, rezonanční frekvence je asi 230 kHz). Při napájení oběma půlvlnami je příkon jen asi 300 VA. Výboje jsou asi 10 cm dlouhé. Na předním panelu je síťový vypínač, přepínač napájení jednou nebo oběma půlvlnami, ladění a výkon.



   Když jsem to měl volně loženo na stole tak to fungovalo bez problémů přímo ze sítě. To bylo však proto, že jsem nejdříve zapnul budič a až pak silovou část. Když se však oboje připojí zároveň, tak se na výstupu budiče objeví v první chvíli těžko říct co, koncáky se nějak pofiderně otevřou a prorazí. Tomu měl zabránit triak. Triak však má tu vlastnost, že se při prudkém zvýšení blokovacího napětí (sepnutí spínače je téměř skoková změna) i bez impulsu na řídící elektrodě otevře. IRFP460 ve větším SSTC tuto špičku přežijí patrně díky větším kolektorovým proudům, ale už na to doplatily dva páry IRF840. Problém jsem prozatím (spíš na pořád) vyřešil vložením dalšího vypínače zvlášť pro silovou část. Přední panel teď sice vypadá spíš jak palubní deska letadla, ale hlavní je, že to funguje (zatím).

4.10.2012 - Včera jsem se konečně dokopal zase něco udělat se svým SSTC - změřil jsem si frekvenční a fázovou charakteristiku rezonátoru pro mini-SSTC. Měření bylo provedeno mostem Wayne Kerr 6530A v rozsahu 100kHz až 1MHz. Most sice jede až do 50MHz ale tam už mě charakteristika nijak zvlášť nezajímala. Nejistoty měření jsou pro tento typ definovány dost mizerně, takže se dá říct pouze tak <1%, ale to nemá vzhledem k velikosti změn žádný význam (kéž by se to dalo říct i o těch podstatných měřeních s tímto mostem :-). Změřené průběhy ukazují následující dva grafy:

Frekvenční charakteristika mini SSTC rezonátoru
Frekvenční charakteristika mini SSTC rezonátoru

   Na průběhu impedance je celkem pěkně vidět sériová a paralelní rezonance a jejich harmonické. Z fázové je zase dobře vidět, s čím se musí potýkat budiče s PLL. Pokud kmitočet ustřelí mimo oblast rezonance, je zátěž tvořená prakticky jen indukčností primáru (proto 90°). Detail pro základní harmonickou:

Frekvenční charakteristika mini SSTC rezonátoru
Frekvenční charakteristika mini SSTC rezonátoru

   Důvodem k tomuto měření je mimo jiné to, že bych rád vytvořil nějaký ten PLL budič, ale rád bych ho navrhl pořádně. K tomu se docela hodí znát konkrétní hodnoty fázové závislosti. Takto si to mohu zkusit nasimulovat. Někdy je to lepší, než hora mrtvých koncáků - tranzistory by jistě souhlasily. :-)

Mini TC

     Konečně se mi povedlo postavit klasický teslák. Řekl jsem si, že když to nešlo ve velkém, tak zkusím v menším provedení. Sekundár jsem namotal na tubu od šumáku novým drátem 0,1mm a jeho rezonanční kmitočet je asi 1100 kHz. Primár je kónický na plastové kostře přišroubené ke krabičce od 5,25" disket. Jeho indukčnost je asi 5,5 μH. Rezonance se sekundárem jsem dosáhl sériovou kombinací obou fóliových kondenzátorů (8,5 a 13nF což je asi 4,5 nF). K napájení používám prozatím trafo z televize s usměrňovačem (sériově 50x BA159), protože ještě nemám NST, ale pracuje se na tom. Jiskřiště používám statické - dvě kuličky připájené na drátě zavřené do plastové krabice. Sice se v ní hromadí ozón, ale je to tiché. Výboje jsou asi 5-6cm dlouhé a při zásahu prstu nebo dlaně to opravdu hodně bolí.


Audio SSTC

    Jak je asi patrné z nadpisu, jedná se o teslák modulovaný zvukem. V několika zahraničních návodech se píše o této možnosti, ale vždy se používá PWM - modulace střídy budícího signálu, což je ovšem právě to, co se snažím minimalizovat. Se střídou se logicky mění i tzv. "dead time" a tak proud teče mnohem delší dobu přes rychlé diody a zahřívá je. Už při prvních experimentech se SSTC mě napadlo, že když budič naladím mírně stranou od rezonance sekundáru (asi tak na poloviční délku výbojů) a budu NF signálem modulovat budící kmitočet, tak se bude jeho kmitočet střídavě vzdalovat nebo přibližovat k rezonanci a tím se bude měnit délka výbojů, čímž dosáhnu podobného efektu jako u PWM modulace. Napájení koncového stupně musí být vyhlazené a rozhodně ne plné síťové napětí, jinak se koncáky upečou. Při mých experimentech jsem koncáky napájel z trafa asi 100V DC. Pro filtraci jsem použil kondenzátor 1000μF na 200V z počítačového zdroje. Reprodukovaný zvuk je relativně hlasitý, ale chybí basy. Zároveň se zvukem je slyšet syčení výbojů. Budič je zapojen podle schématu níže. Frekvenční modulace je dosaženo přivedením modulačního signálu do ladícího napětí. Jde v podstatě o stejné zapojení jako dynamické dolaďování kmitočtu, ale místo trafa s usměrňovačem je tam připojen zvuk. Při jednom z prvních experimentů se mi to tak líbilo, že jsem to nějak zapomenul vypnout a FETy se upekly, protože střední odebíraný proud je při DC napájení mnohem větší. Ale to byly IRF840 a s IRFP460 se to asi hned tak nestane.


SSTC - plný můstek

    Po několika dlouhých měsících od smrti SSTC polomostu jsem konečně dokončil plný můstek. Navrhl jsem ho tak, aby bylo možné koncový stupeň přepnout do i do polomostu. Předělal jsem všechnu elektroniku včetně fázového regulátoru, protože původní, narychlo vyrobené, plošné spoje (škrábáním) byly zdrojem poruch. Tu a tam třeba zapadla pilina mezi spoje a byl z toho docela solidní ohňostroj.
    Budič jsem musel oproti první verzi trochu upravit. Problémem minulého budiče bylo, že tranzistory nespínaly tak, jak měly. Invertor totiž má jisté průchozí zpoždění, takže byly budící tranzistory při jednom přepnutí po dobu několika desítek ns sepnuty zároveň a při druhém přechodu zase chvíli nebyl sepnut žádný. Navíc tranzistorům nějakou dobu trvá, než sepnou a rozepnou. Výsledkem bylo, že se po tuto krátkou dobu přes jádro GDT uzavíral zkratový proud, který zahříval jak jádro, tak samotné tranzistory, zvyšoval odběr a deformoval výstupní průběh. Vyřešil jsem to přidáním nastavitelného deadtime, kterým se vyrovná průchozí zpoždění větve s jedním invertorem navíc, a také zpoždění, aby tranzistory stihly sepnout a vypnout.
    Signál generuje opět obvod 4046. Je zde zapojeno i dynamické dolaďování kmitočtu. Z výstupu se signál přivádí do tvarovačů a zesilovačů se schmittovými KO (40106 nebo 4586). Za nimi je pro každou větev (invertující i neinvertující) zvlášť zapojen regulátor deadtime. Za regulátory je pár tvarovačů se schmitty a pak se signál dělí na čtyři větve pro dvě poloviny můstku (pro každou větev jeden invertovaný a jeden neinvertovaný). Pak už následují NAND hradla se schmitty (4093), které umožní vypnutí buzení jedné poloviny můstku. Za každým z hradel jsou zase tvarovače a zesilovače a nakonec proudové zesilovače pro gejty budících MOSFETů. Vypnutí buzení jedné poloviny můstku se provede uzeměním vstupů příslušných NAND hradel a uzeměním napájecího napětí příslušného páru budících tranzistorů. Tímto způsobem je zajištěno, že gejty nebuzených výkonových tranzistorů zůstanou na nízké impedanci (budič drží vývody trafa ve zkratu), takže nehrozí nakmitání rušivého napětí a nechtěné otevření. Napětí pro celý budič i s MOSFETy je stabilizováno regulátorem s nastavitelným napětím s obvodem TL431 a darlingtonem.

    Budící transformátory jsem tentokrát vyrobil z koupeného feritu. Doma mám sice spoustu jader, ale nevím z jakých materiálů. Toroidy jsem koupil v GESu, mají označení FT 82-43 a stojí asi 100 Kč. (mají ještě s o málo větším průměrem za 150 Kč). Pro můj budič jsou třeba 4 vinutí, takže jsem stočil se stoupáním asi 1cm 4 vodiče z telefonního kabelu (smaltové izolaci na drátech do trafa prostě nevěrím) a navinul "4-filárně" na jádro co se vešlo - 12 závitů.
    Koncový stupeň je zapojen klasickým způsobem. Všechny schottkyho diody jsou SR560 na 5A a 60V. Rychlé diody jsou MUR860 na 8A a 600V s malými chladiči. Všechny tranzistory jsou na jednom chladiči a jsou izolovány klasickými silikonovými podložkami. Chladič je ofukován dvěma větráky s průtoky po 30m3 / hod, protože chladič bez větráku pouze zpomalí ohřátí. Gejty tranzistorů jsou chráněny anti-sériově zapojenými 18V zenerkami na 5W. V sérii s gejty jsou zapojeny tlumící rezistory 4,7R na 2W. Budící transformátory i tranzistory jsou umístěny přímo na DPS výkonového stupně, čímž se zabrání vzniku zákmitů na dlouhých přívodech. Všechny spoje na DPS jsou maximálně široké a jsou pocínovány asi 1mm silnou vrstvou cínu. Všechny blokovací kondenzátory v silové části jsou třídy X2 na síťové napětí. Primární cívka se přepojuje z plného do polovičního můstku přepojením jednoho konce do jiné svorky. Přepínače totiž mají nepříjemný přechodový odpor.

    Fázový regulátor je zapojen jako u původního polomostu, ale za usměrňovačam je zapojen filtr. Bez filtru mi odešlo několik triaků. Regulátor je opět s tuzemským MAA436 a triakem BT138-800 na 800V. Před můstkem jsou zapojeny diody, jejichž přemostěním se zapne napájení oběma půlvlnami. Napájení koncového stupně se zapíná zvlášť vypínačem až po rozběhnutí budiče, jinak by to mohlo dopadnout jako u mini SSTC.

    Nastavení je velmi jednoduché, nejdříve jsem nastavil napětí pro budič na asi 14,5V. Pak jsem už jen kroutil deadtime trimry tak, abych našel kompromis mezi odběrem a tvarem výstupního signálu. Při asi 300 kHz a buzení všech 4 MOSFETů byl odběr asi 700mA a hrany signálu na gejtech měly méně než 100ns (od -10 do +10V), a to je na budič z diskrétních součástek docela ucházející. Tlumící rezistory sice pěkně topí, ale jinak je zbytek součástek budiče jen mírně zahřátý. Po nastavení budiče jsem připojil koncový stupeň na stabilizovaný zdroj, abych se přesvedčil, že mám správně zapojeny vinutí budících traf. Když to fungovalo, tak jsem to připojil na trafo s výstupem 90V a pak už přímo na síť.
    K plnému mostu jsem navinul sekundár na trubku průměru 110mm s 1800 závity drátu o průměru 0,25mm. Rezonance bez toroidu je asi 220kHz. Primár je na trubce průměru 140mm, má 20 závitů roztálých na 10cm a indukčnost 47uH. Mezera mezi primárem a sekundárem je dost malá, takže mezi ně pro lepší izolaci vkládám ještě další trubku s průměrem 125mm (silnostěnnou trubku na primár se mi bohužel nepodařilo sehnat). Před zapnutím musím vždy zkontrolovat vypínače - plný/polomost, připojení výkonového stupně, zapojení primáru, stáhnout fázovou ragulaci a dolaďování na minimum. Pak zapnu hlavní vypínač, po chvíli (až se rozběhne a ustálí budič) silovou část, přidám asi na pětinu fázovou regulaci a najdu rezonanci. Pak už to můžu osolit na maximum a postupně zvyšovat intenzitu dolaďování. Výboje se přitom prodlužují a stišují. Když se dolaďování přežene, tak se začne ozývat pochybně znějící "pochrchlávání", indikující příliš velké rozlaďování. V tabulce jsou uvedeny délky výbojů a odběry ze sítě při dvoucestném usměrnění, jinak většinou napájím SSTC jen jednou půlvlnou.

MostToroidIDélka výboje
polo.-2,2 A18 cm
plný-5,5 A35 cm
polo.8,5 pF3,2 A24 cm
polo.12,5 pF4,3 A26 cm
plný8,5 pF6,5 A40 cm
plný12,5 pF7,8 A45 cm

    Dále jsem zkoušel měřit činný výkon pomocí klasického ferodynamického wattmetru a vyšel prakticky shodný se zdánlivým výkonem, takže SSTC pracuje s účiníkem přibližně 1.
    Při 35cm dlouhých výbojích jsem to nechal běžet asi 15 minut a koncáky byly už dost zahřáté, ale to je docela úspěch, protože původní SSTC polomost byl ještě teplejší po nějakých 15-ti vteřinách chodu při 25cm výbojích.


    Další fotky zde. Následující videa byly natočeny jen foťákem, takže kvalita nic moc, ale pro představu jak to vypadá snad stačí.

    Další videa SSTC (a jiné nesmysly) jsou ke shlédnutí zde.


Micro TC

    Po docela úspěšných pokusech s mini TC jsem se rozhodl vyzkoušet ještě menší verzi. Sekundár je navinut na bývalý fix o průměru 11,5mm. Vinutí je dlouhé 53mm a má 500 závitů drátem 0,1mm. Rezonanční frekvenci jsem změřil na nějakých 6,5MHz. Do spodního i vrchního konce trubičky sekundáru je vlepen šroub, na který je připájen konec vinutí. Primár je kónický, vinutý měděným drátem průměru 1,4mm, má 4,5 závitu a indukčnost jsem změřil na nějakých 0,75uH. Je to dost málo a asi jsem měl navinout jěště tak 3 závity a tenčím drátem, ale předělávat se mi to už nechce. Kondenzátor vychází podle výpočtu na 800pF, takže jsem použil jeden z fóliových.

    K napájení používám jednocestně usměrněné trafo z TV při příkonu asi 40W (nic moc účinnost). Jiskřiště jsou v podstatě jen 2 dráty asi 0,5mm od sebe, takže se kondenzátor nabíjí jen asi na 1-2kV, ale zase ho trafo stíhá dostatečně rychle dobíjet, takže jiskřiště jede asi na 1000-2000BPS a občas při ještě bližším přiblížení elektrod už jede tak na 5000BPS. Nabíjecí tlumivka je z nějakého zálohovacícho zdroje pro tel. ústřednu a má asi 0,5H, což je tak akorát. Výboje jsou relativně krátké - do vzduchu asi 1cm, ale dá se táhnout asi 2cm oblouk na uzemněný předmět. Při experimentech jsem si všiml, že TC je sice citlivý na naladění, ale ne zase tak, jak je to u nižších frekvencí. Při posouvání odbočky po primáru se výboje mění celkem nepatrně. VF pole rozsvítí na pár cm malou zářivku a při přiblížení žárovky v ní vytvoří docela solidní výboje. Jen mě zarailo, že vzniklá plazma má dost nazelenalou barvu. Když jsem budil tutéž žárovku SSTC, tak ta zelená skoro vidět nebyla.

Pár českých stránek věnovaných teslovu transformátoru
Diskusní fórum: http://www.okoun.cz/boards/vysoke_napeti
http://rayer.g6.cz/teslatr/teslatr.htm
http://ok1imj.goo.cz/ether/tesla/tesla.htm
http://www.sweb.cz/teslacoil
http://www.webpark.cz/another02/
http://delta4.webpark.cz/tesla2.htm
http://elektronik.webz.cz/tesla.htm
http://www.volny.cz/milan_spacek/tc.htm
http://teslacoil.tym.cz

Poslední aktualizace: 4.10.2012

webzdarma.cz