Spojen kola Tvrdon Teslovov transformtory Mlad vedec

Spojen kola TvrdonMedvedzie 133/102744 TvrdonTeslov transformtoryMlad vedec

Vypracoval: Dvid BeuTrieda:3.Akolsk rok:2013/2014

Nieo o vynlezcovi Toto zariadenie navrhol askontruoval vroku 1891 Nikola Tesla (1856-1943). Bol to genilny Chorvtsky elektrotechnik vtejto dobe . Ako priekopnk silnoprdovej elektrotechniky tie navrhol :-systm striedavho prdu na zklade rotanho magnetickho poa 1878- striedav toiv stroje (asynchrnny motor- 1882 synchrnny genertor- 1895)- transformtor 1888-trojfzov rozvod elektrickej energie- 1888 (zapojenie hviezda- trojuholnk)-vf vn bezdrtov telegrafiu 1891-vf vn bezdrtov rdiov prenos informcii 1900-vf vn bezdrtov prenos vekch vkonov (neukonen vvoj )

Rozdelenie Teslovch transformtorov-SGTC (Spark Gap Tesla Coil) Toto je mj typ Tesloveho transformtora . Je to najjednoduch typ spomedzi vetkch druhov. Vhody: -dlh vboje -jednoduchia kontrukciaNevhody : - vek hlunos - najnebezpenej typ - na kondenztor s kladen vysok nroky-SSTC (Solid State Tesla Coil) Tento typ transformtora pouva zloit elektronicky obvod ktor bud primrne vinutie najastejie polomostVhody: - ticha prevdzka -Nie je potrebn VN zdrojNevhody : -elektronika sa asto kaz-VTTC(Vacuum Tube Tesla Coil) Zkladom je elektrnka .Vhody: -Vboje s bezpene d sa ich chyti aj ke s dlh niekoko desiatok centimetrovNevhody : -problm zohna elektrnku potrebnho typu -elektrnka je krehk siastka - Vn zdroj potrebuje ma ete regulciu na plynul rozbeh -OLTC- (Off Line Tesla Coil) Podob sa najjednoduchiemu Teslovemu transformtoru len stm rozdielom e iskrite je nahradene vemi vekm IGBT tranzistorom Vhody: -nem iskrite tak nie je hlun -nepotrebuje VN zdroj Nevhody : -IGBT tranzistory s vemi drah - Pri nedostatonej ochrane tohto tranzistora me djs kjeho znieniu -je potrebn vytvori budiaci obvod na IGBT tranzistor

SGTC-funkcia

Zkladnou astou je nf (vf) transformtor sladenm primrom asekundrom so vzjomnou vonou magnetickou vzbou. Napjanie primrneho kmitavho obvodu je zVN striedavho transformtora napjanho naprklad striedavm kmitotom 50 Hz. Primrne vinutie oinduknosti L1 omalom pote zvitov vspojen skondenztorom C1tvor po zaplen iskria J paraleln kmitav obvod naladen na kmitoet . Na rovnak kmitoet je naladen aj sekundrny VN kmitav obvod. Iskrite pln funkciu VN spnaa. Vstupn vysok naptie transformtor nabja cez L1 kondenztor C1tak dlho, a naptie U1 dosiahne zapaovacie naptie iskria. Iskrov oblk urob pripojenie nabitho C1 kL1. Vparalelnom obvode vznikn tlmen kmity suritm potom kmitov, ktor sa pretransformuj do sekundra. Po vybit kondenztora C1 vboj viskriti zanikne azane op proces nabjania C1 . Kmitoet Teslovho transformtora sa vol voblasti f (104-106) Hz.

Principilna schma Teslovho transformtora

Jednotliv asti SGTCVN transformtor

lohou VN transformtora je zvi sieov naptie 230 Vna 2-20 kV poda poiadaviek na vkon TC monosti s nasledovn:-NST Neon sing transformer VN transformtor pre nenov trubice. Ide orozptylov typ umoujci innos do skratu.-Obit Oil burner ignition transformer zapaovac transformtor pre olejov krenie.-MOT microware ower transformer VN transformtor zmikrovlnky. Je to typ stesnou vzbou , nie je to skratuvzdorn. -Vemi sa hriali -Vemi vek odber zo siete . Jeden MOT odober zo siete cca 20A ke je sekundr na krtko -Naptie na vstupe dvoch MOTov pri spojen do srie sekundrnych vinut dosahovalo cca 4 kV

Vn kondenztor

Najlepia monos je kpi kondenztory apospja ich do sriovo paralelnho zapojenia. Takmuto kondenztoru sa tie vrav MMC (multi mini capacitor)Viacer stavitelia TC sa zhoduj e najlepie kondenztory na tento el s TC 344 snaptm 2kV. U ich je aj problm zohna lebo sa nevyrbaj tak sa daj poui naprklad MKP kondenztory . S to pulzne metalizovan polypropylnov kondenztory. Okrem priemyselne vyrbanch kondenztorov sa daj poui aj kondenztory domcej vroby. Tato monos je lacnejia ale nememe od nich poadova vsledky ako od kpnych kondenztorov.Typy domcich kondenztorov:Alobal prekladan sklom Alobal prekladan plastovmi fliamiObalen PET faa plastovmi fliami (do 30 kV)Zvitkov kondenztor snamotanm linoleom hrbky 3-5mm obalen alobalom

Primrne vinutie

Je vtvare pirly. Me sa aj poui primrne vinutie ploche vzhadom na rovinu ale tento typ ma horie vlastnosti tak sa pouva zriedkavo. Od primrneho vinutia sa poaduje aby malo o najviu vzbu zo sekundrom to znamen aby o najvie mnostvo siloiar ktor sa vytvoria vprimrnom vinut sa aj dostali do sekundra. Mali by sme si da pozor aby sa vboj nedostal ztoroidu do primrneho vinutia . Riei sa to naprklad pouitm ochrannho zvitu ktor sa nachdza tesne nad primrnym vinutm je uzemnen amus by preruen aby to nebol zvit na krtko vktorom by sa potom zbytone indukovala energia. Malo by by vinut zhrubho medenho drtu aby malo o najmeniu rezistivitu. Kee Teslov transformtor pracuje na vysokch frekvencia vznik skin efekt. Elektricky prd sa nm ri po povrchu vodia atm na vrazn zmenuje vodivos. Pri vekch Teslovych transformtorov sa asto na primrne vinutie pouva meden trubka. T ma vborn vlastnosti pri veden vysokofrekvennch prdov.

Iskrite

Mus by vom tak medzera aby mohla preskoi iskra pri nabit kondenztora. Na zaiatok sa me odhadn jeho medzera priom plat 1kV1mm. Iskrite me byt statick alebo rotane. Najbenejie sa pouva statick. Tvoria ho niekoko medench trubiek usporiadanch veda seba. Iskra sa tak me viskriti rozdeli na viacero mench atm dosiahneme lepi inok. V iskriti pri prevdzke vznikaj rzne jedovat plyny ktor mu zni zpaln naptie atm sa poas prevdzky zmenia vboje so sekundra.

Sekundrne vinutie

Je to cievka vktorej sa indukuje vemi vysok naptie . Je vinut na PVC trubke zvit veda zvitu. Zvity sa nesm kri aby ich navzjom neprerazilo. Dleite je pri vrobe zachova pomer vinutia t. j. dka/priemer. Pri SGTC sa odpora pomer 5/1. Navja sa lakovanm medenm drtom hrbky 0,1-0,5mm Na celej dke sekundra me by 500-3000zavitov. Aby sme dosiahli o najdlhie vboje je nutnosou spodn koniec sekundra uzemni. Uzemnenie by malo by kvalitne. Pouijeme tak druh uzemnenia aby mame kdispozcii. Neodpora za uzemova vek TC do uzemovacieho kolika vzsuvke, kee hroz pokodenie inch zariaden vsieti vysokmi frekvenciami. Vyroben sekundr sa odporua nalakova aby ochranilo drt pred mechanickm pokodenm aete to zvi elektricku pevnos.

Toroid

Hovor sa mu aj prdavn kapacita. Vspojen sparazitnou kapacitou sekundra sa dosiahne vyia kapacita sekundrneho LC obvodu. Jeho pouitie alebo nepouitie nm me ovplyvni kvalitu vbojov. Ak je hladk tak vboje bud vemi rozptlene po celom toroide . Ke na om vytvorme znan nerovnos naprklad na vrch toroida upevnme ostr hrot tak vboje bud smerova len ztohto bodu do okolitho prostredia.

MOJA KONTRUKCIAKe som sa z internetu dozvedel o tomto zariaden tak ma to zaalo zaujma. Rozhodol som sa e si nieo tak postavm. Z rznych typov sa vber som sa rozhodol pre Teslov transformtor s iskriom ie SGTC. Zdal sa mi najjednoduch. Vinu materilu o som potreboval na stavbu tak som mal doma alebo som zohnal. Ak to mam zhodnoti tak ma to nestalo takmer iadne financie ale vea hodn usilovnej prce.

Vroba jednotlivch prvkovZaal som ako prv s navjanm sekundrnej cievky. Pouil som dva rzne druhy drtu lebo som nemal jeden tak dlh aby som navinul celu cievku. Drty som pouval z rznych malch elektromotorekov na 230 V . Na cele navjanie som si vyrobil prpravok kde som upevnil PVC trbku a zapnutm motoreka som mohol jednoducho navja.Kondenztor som si vyrobil zo starho okennho skla, ktor som narezal na tabuky a prekladal hrubou hlinkovou fliou. Keby som mal kvalitnej kondenztor tm myslm e nieo kpne tak by som urite dosiahol lep konen vsledok.Iskrite som vyrobil z 4 ks vodovodnch medench trubiek . Na zaiatku som mal s nm vek problmy ale som to vyrieil celkovm prerobenm na in ktor m na kadej trbke rob a tak mem plynulo nastavi vzdialenos na preskoenie iskry.

Vn zdroj som najprv pouval transformtory z mikrovlnky ale mali vysok odber na nzke vstupne naptie tak som potom zohnal zdroj s vym vstupnm naptm a odber mi klesol na 1,5kW.

Experimentovanie s konenm vyhotovenmPri samotnom testovan som musel vea experimentova. Odbokami som pridval a uberal poet platn a tm sa zrove menila aj kapacita. Teslov transformtor som tmto spsobom naladil na rezonann frekvenciu. Teraz je rezonann frekvencia cca 270KHz. Vboje do vzduchu mohli dosahova pribline 25 cm. Mohlo by sa dosiahnu aj nieo viac keby sa pouili kvalitnej kondenztor. Cely Teslov transformtor som musel uzemni tak e som ho spojil s bleskozvodom budovy. Naposledy sa mi stalo e naptie bolo tak vysok e mi zaali plazi vboje po sekundrnom vinut tak to bude ete potrebn nalakova.

VN zdroj

-5 mench zdrojov zapojench paralelne-8kV a prd na krtko 220mA

VN kondenztor

Vyroben zo skla a hlinkovch flii. Celkov kapacita je 30nF . Prierazne naptie odhadujem na 50 KV

Primrne a sekundrne vinutie s plechovkou

Sekundrne vinutie:-priemer 63mm-vka vinutia 45cm-cca 2400zPrimrne vinutie:-priemer drtu 3,5mm-8,5 zvitov-vonkaj priemer 30cm

Isktie

Iskrite je plynulo nastaviten pomocou drok v nosnej doske.

Krtke video

alie videaSkka iskriaVboje z plechovniceTest vn zdrojaVboje do uzemnenho predmetu

alie fotografie