Плазменная лампа — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Шаровидная плазменная лампа Плазменные лампы различной формы и цвета свечения

Пла́зменная ла́мпа — декоративный прибор, состоящий обычно из стеклянной сферы с установленным внутри электродом. На электрод подаётся переменное высокое напряжение с частотой около 30 кГц. Внутри сферы находится разреженный газ (для уменьшения напряжения пробоя). В качестве наполнения могут выбираться разные смеси газов для придания «молниям» определённого цвета. Теоретически, срок службы у плазменных ламп может быть весьма продолжительным, поскольку это маломощное осветительное устройство, не содержащее нитей накаливания и не нагревающееся в процессе своей работы. Типичная потребляемая мощность 5—10 Вт.

Плазменная лампа — изобретение Николы Теслы (1894 год).

Касание плазменной лампы рукой

При обращении нужно соблюдать меры предосторожности: если на плазменную лампу положить металлический предмет, вроде монеты, можно получить слабый удар током, при условии, что человек заземлён.

Значительное переменное электрическое напряжение может индуцироваться лампой в проводниках даже сквозь непроводящую сферу. Прикосновение одновременно к лампе и к заземленному предмету, например, к батарее отопления приводит к удару электрическим током.

Аналогично, надо стараться не помещать электронные приборы рядом с плазменной лампой. Это может привести не только к нагреванию стеклянной поверхности, но и к существенному воздействию переменного тока на сам электронный прибор.

Электромагнитное излучение, создаваемое плазменной лампой, может наводить помехи в работе таких приборов, как цифровые аудиопроигрыватели и подобные устройства. Если к работающей плазменной лампе на расстоянии 5—20 см держа в руке поднести неоновую, люминесцентную (в том числе и неисправную, но не разбитую) или любую другую газоразрядную лампу, то она засветится.

Плазменный шар в действии

В патенте U.S. Patent 0 514 170 («Электрический источник света», 6 февраля 1894) Никола Тесла описал конструкцию плазменной лампы. Тесла описал лампу, состоящую из стеклянной колбы с единственным электродом внутри. На электрод подавался ток высокого напряжения от катушки Тесла, в результате чего на конце электрода появлялось свечение, известное как коронный разряд. Тесла назвал своё изобретение «Одноконтактная лампа», а позже «Газоразрядная трубка».

Современный вид светильника плазменный шар получил благодаря изобретателю и ученому Джеймсу Фалку^[en]. Он конструировал необычные светильники и продавал их коллекционерам и научным музеям в 1970-х годах.

Технология создания газовых смесей, используемая при изготовлении современных плазменных шаров, была недоступна во времена Николы Теслы. В современных светильниках используется смесь инертных газов, таких как ксенон, криптон, неон. Благодаря этому разряды в современных плазма-шарах имеют различные оттенки.

Плазменный шар. Научные игрушки — Класс!ная физика

Плазменный шар. Научные игрушки

01.2015

Что за чудо этот плазменный шар!

И хотя в наш век квантовой физики человечество до сих пор еще по разным причинам сует пальцы в розетки, с электричеством мы знакомы не только на практике, но и по книгам!
Прочитав учебник физики, рядом с плазменной лампой ты кажешься себе покорителем молний. Однако, несмотря на уверения друзей, что «это не страшно», первое прикосновение к работающему светильнику дается все-таки с большим трудом.

Миниатюрные молнии, как тонкие жалящие жгуты, беспорядочно и внезапно пронизывают пространство от центра до самых стенок стеклянной сферы.

Сколько названий у этого декоративного светильника – плазменная лампа, плазменный шар, плазменная сфера … можно придумать и другие.

Но эти декоративные светильники делают не только в форме шара,

но и виде сердца, цилиндра, плоского диска и даже гантелей.

А самый большой плазменный шар диаметром в 1 метр находится в Центре науки «Technorama в Швейцарии.

А что такое плазма?

Твердое вещество при нагревании переходит в жидкое состояние, а затем в газ. Дальнейший нагрев газа ведет к ионизации атомов газа, электроны с внешних орбит отрываются от атомов. При температуре выше 100 ОООК вещество сильно ионизировано. Это и есть плазма. Плазму называют четвертым состоянием вещества.

Так, например, Солнце генерирует плазму — «солнечный ветер», который распространяется по Вселенной.

Понятие «плазмы» ввел Крукс в 1879 году для описания ионизованной среды газового разряда.

Поскольку плазма состоит из ионов и электронов, то под действием внешнего электрического поля, заряженные частицы приходят в движение, и возникает электрический ток в виде разрядов. Плазма электропроводна.

Однако при выполнении определенных условий, плазма может существовать и при более низкой температуре.

А с чего все началось?

В 18 веке М.В. Ломоносов впервые получил свечение газов при пропускании электрического тока через заполненный водородом стеклянный шар.

В 1856 году Генрихом Гейслером была создана первая газоразрядная лампа с возбуждением от соленоида и было получено синее свечение трубки.

В 90-х годах 19 века сербский изобретатель Никола Тесла получил патент на газоразрядную лампу, состоящую из стеклянной колбы с одним электродом внутри. Колба была заполнена аргоном. На электрод подавалось напряжения от катушки Тесла, при этом на конце электрода появлялось свечение. Сам Тесла назвал свое изобретение «газоразрядная трубка с инертным газом» и использовал ее исключительно для научных исследований плазмы.

В 1893 году Томас Эдисон получил люминесцентное свечение.

В 1894 году М. Моор создал газоразрядную лампу, испускающую розовое свечение, наполнив ее азотом и углекислым газом.

В 1901году П. Хьюитт продемонстрировал ртутную лампу, испускающую сине-зелёного свет.

В 1926 году Э. Гермер предложил покрывать внутренние стенки колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывал ультрафиолетовый излучение, испускаемое возбуждённой плазмой, в белый видимый свет. Э.Гермер был признан изобретателем лампы дневного света.

Во второй половине 20 века исследователи Б. Паркер и Дж. Фолк получили оригинальное свечение плазменных шаров, наполняя их различными смесями инертных газов. Эти плазменные шары в то время получили названия «светящиеся скульптуры» и «земные звезды». Именно в те годы декоративные плазменные светильники и приобрели современный вид.

Как устроен светильник «плазменный шар»?

Прозрачная стеклянная сфера установлена на подставке и заполнена смесью инертных газов под низким давлением. Шарик в середине сферы служит электродом. В цоколь лампы встроен трансформатор, который выдает на электрод переменное напряжение в несколько киловольт с частотой около 20-30 кГц.

Вторым электродом является окружающая стеклянная сфера или даже сам человек, если он прикасается к шару.

Изменяя состав газов внутри шара, можно получить «молнии» разных оттенков.

Когда Вы включаете лампу, возникает свечение в виде многочисленных электрических разрядов.

Молнии направлены по силовым линиям электрического поля. Если дотронуться пальцем до стекла, меняется электрическое поле внутри лампы, и электрические разряды смещаются в сторону контакта пальца со стеклом.

Особенно впечатляет работа плазменного шара в темноте.

Как работает плазменный шар?

Плазменный шар является газоразрядной трубкой (лампой) с инертным газом, в которой в результате ионизации газа можно наблюдать светящуюся плазму.

Несмотря на различные конструкции декоративных светильников принцип действия их одинаков.
При включении лампы носители зарядов (ионы и электроны), образующиеся в газе в результате фотоэмиссии, начинают ускоренно двигаться вдоль линий силового поля лампы. В результате ударного возбуждения и рекомбинации возникает характерное для данного газа свечение, наблюдается тлеющий разряд. Для возникновения и поддержания газового разряда в трубке требуется наличие электрического поля.

Вот прекрасное описание физики плазменного шара из книги «Динамика и информация», авт. Б.Б. Кадомцев – физик, академик АН СССР:

«Плазменный шар наполнен светящимися движущимися змейками. Каждая змейка — это плазменное образование типа слабо светящегося шнурового разряда.

Такой разряд называется тлеющим: он развивается между металлическим шаровым электродом, расположенным в центре всего устройства, и слабо проводящей металлизированной поверхностью стеклянного шара при не очень большом электрическом токе в газе низкого давления.

Каждая змейка разряда, а их может быть одновременно до двух десятков, в среднем вытянута в радиальном направлении.

Но она, как живая, все время немного изгибается и колеблется, имея несколько периодов изгиба вдоль своей длины.

На каждом из своих концов змейка имеет своеобразный трезубец, который как маленькая кошачья лапка, непрерывно шевелится, собирая заряды с соответствующего электрода.

Змейки-разряды находятся в беспрерывном движении. Кроме не прекращающегося извивания, каждая из змеек медленно поднимается вверх, очевидно в результате конвекции.

Собираясь в верхнем положении, змейки попарно сливаются между собой, и, таким образом, часть из них постоянно исчезает.

Напротив, в нижней части устройства непрерывно рождаются новые змейки, они множатся, расщепляясь надвое, и поднимаются вверх, чтобы там исчезнуть.

Вся эта картина, несмотря на свою сложность, качественно легко может быть понята с физической точки зрения.

Разумеется, теоретически гораздо проще представить себе абсолютно симметричный тлеющий разряд между внутренним и внешним электродами.Однако такой разряд неустойчив: из-за разогрева газа и понижения его локальной плотности с соответствующим понижением электросопротивления электрическому току выгоднее протекать по сравнительно узким каналам-трубкам.

Разряд распадается на плазменные шнуры. Будучи более легкими, эти шнуры всплывают вверх под действием силы Архимеда.

А взаимодействие шнуров с потоками газа и между собой приводит к образованию сложно организованной картины змеек, напоминавшей мифологическую голову медузы Горгоны.

Можно понять, почему на концах каждой змейки образуются кошачьи лапки.
Если проводимость электродов невелика, то прямо напротив разряда плотность поверхностного заряда становится меньше и концу змейки с противоположным по знаку зарядом удобно расщепиться и перебегать от точки к точке, собирая поверхностный заряд.

Плазменный шар завораживает и притягивает к себе кажущейся таинственностью: он похож на живое существо, осуществляющее сознательное движение.

В целом образуется сложная нелинейная физическая система с хаотическим типом движения. Для того, чтобы это движение поддерживалось длительное время, система должна быть открытой: через плазменный шар нужно непрерывно пропускать электрический ток от внешнего источника.

Змейки существуют только вследствие локального разогрева внутри шнурового разряда. Другими словами, внутри шнура газ должен подогреваться, а в целом все устройство находится при комнатной температуре. Избыточное тепло передается в воздух через стеклянную оболочку, т.е. плазменный шар превращает часть электрической энергии в тепло, которое рассеивается затем в окружающем пространстве».

Что можно и чего нельзя делать с плазменной лампой?

Можно без опаски прикасаться к стеклу работающего плазменного шара. «Наложением рук» на плазменный шар можно манипулировать молниями.

Если на плазменную лампу положить металлический предмет, вроде монеты, можно получить удар током или ожог, возникает электрическая дуга и прожигает стекло насквозь.

Если намочить поверхность лампы водой, то электрические разряды даже выходят за пределы стеклянного шара на несколько миллиметров. Они достаточно сильны и могут вызвать ожог.

Одновременное прикосновение к лампе и к заземленному предмету приводит к поражению электрическим током.

Если к работающей плазменной лампе просто, держа в руке, поднести неоновую, люминесцентную или любую другую газоразрядную лампу, то она начнёт светиться, т.к. в металлическом объекте, расположенном вблизи плазменного шара, индуцируется ЭДС.

Высокая напряженность электрического поля вблизи плазменной лампы может создавать помехи в работе электронной аппаратуры.

Если плазменная лампа включена достаточно долго, то появляется запах озона.

Современные газоразрядные лампы, применяемые для освещения, устроены намного разнообразнее и сложнее, чем декоративный светильник «плазменный шар».

Однако все газоразрядные лампы работают на основе электрических разрядов в газах, и их с полным основанием можно назвать плазменными. Это и широко распространенные люминесцентные лампы.

В них электрический разряд происходит в парах ртути, в результате возникает невидимое ультрафиолетовое излучение, которое затем преобразуется люминофорным покрытием в видимый свет.

Это и газосветные лампы, где мы видим свет самого газового разряда.

Это и электродосветные лампы, в которых светятся электроды, возбуждённые газовым разрядом.

¡ — Плазменная лампа — принцип работы и особые свойства

Пла́зменная ла́мпа (Палантир) — декоративный прибор, состоящий обычно из стеклянной сферы с установленным внутри электродом. На электрод подаётся переменное высокое напряжение с частотой около 30 кГц. Внутри сферы находится разреженный газ (для уменьшения напряжения пробоя). В качестве наполнения могут выбираться разные смеси газов для придания «молниям» определённого цвета. Теоретически, срок службы у плазменных ламп может быть весьма продолжительным, поскольку это маломощное осветительное устройство, не содержащее нитей накаливания и не нагревающееся в процессе своей работы. Типичная потребляемая мощность 5—10 Вт.

Плазменная лампа — изобретение Николы Теслы (1894 год).

Меры предосторожности

Нужно быть осторожным и стараться не помещать электронные приборы (вроде компьютерной мыши) рядом с плазменной лампой. Это может привести не только к нагреванию стеклянной поверхности, но и к существенному воздействию переменного тока на электронный прибор. Электромагнитное излучение, создаваемое плазменной лампой, может наводить помехи в работе таких приборов, как цифровые аудиопроигрыватели и подобные устройства. Если на плазменную лампу положить металлический предмет, вроде монеты, можно получить ожог или удар током. Кроме того, прикосновение металлическим предметом к стеклу, способно привести к возникновению электрической дуги и прожиганию стекла насквозь. Значительное переменное электрическое напряжение может индуцироваться лампой в проводниках даже сквозь непроводящую сферу. Прикосновение одновременно к лампе и к заземленному предмету приводит к удару электрическим током. Создает вокруг себя из кислорода токсичный для человека озон.

Интересные факты

Если к работающей плазменной лампе на расстоянии 5—20 см держа в руке поднести неоновую, люминесцентную (в том числе и неисправную) или любую другую газоразрядную лампу, то она начнёт светиться.

(Источник 1 и 2)

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

---

Плазменные лампы. Виды и устройство. Работа и применение

Понятие плазменные лампы сочетает в себе два типа устройств, которые имеют схожий принцип работы, но совершенно отличаются по предназначению. Первая разновидность представляет собой декоративный светильник, в котором бушуют видимые электрические разряды. Второй тип приборов является источником света, так же как и лампочки накаливания, светодиодные и пр. Осветительные устройства создают свет в результате нагревания пара плазмы, за что и получили свое название.

Декоративные плазменные лампы

Это светильники, представляющие собой стеклянную сферу с расположенным внутри электродом. На него подается переменное высокое напряжение, частота которого превышает 30 кГц. В результате внутри шара создается видимый электрический разряд напоминающий молнию. При касании к поверхности лампы разряды притягиваются к подушечкам пальцев, что создает интересные визуальные эффекты. При этом игры с такой лампой полностью безопасны при условии постановки ног на диэлектрический коврик.

Как устроены плазменные лампы

Данный прибор был изобретен известным ученым, работающим в сфере изучения электричества, Николой Теслой. Устройство появилось в 19 веке, после чего начало применяться в развлекательных представлениях. Лампа до сих пор интересна зрителям, но благодаря более широкому распространению мало для кого уже является чем-то совершенно необычным. Сейчас такие устройства предлагаются по вполне доступным ценам в виде декоративных светильников.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Переменное напряжение частотой в 30 кГц подается на электрод находящийся внутри стеклянной прозрачной сферы. В самой сфере располагается разреженный газ, который уменьшает напряжение пробоя. Для этого могут применять различные смеси, состав которых позволяет менять расцветку электрических вспышек. В зависимости от состава газа разряды могут быть синими, желтыми, розовыми или зелеными. Подаваемое на электрод напряжение формирует плазменный светящийся разряд. В качестве второго электрода, на который и отправляется разряд, применяется сама окружающая среда или любой предмет, прикасаемый к стеклянной емкости.

Поскольку в данной конструкция отсутствует нить накаливания, то при условии сохранения герметичности устройство способно работать практические вечно. Главным недостатком таких приборов является их повреждение в результате сильного перегрева. При долгой работе лампы она способна перегреваться, что негативно сказывается на герметичности колбы, заполненной специализированным газом.

Несмотря на столь яркую демонстрацию электрического пробоя, плазменные лампы потребляют очень мало энергии. Бытовые устройства, предназначенные для развлечения или применения в качестве ночника, сжигают примерно 10 ватт энергии в час.

Правила пользования лампой

Для безопасного использования лампы требуется соблюдение определенных правил:

• Запрещено прикладывать к шару металлические предметы. Металл притягивает разряд, который может быть достаточно сильным, чтобы расколоть стеклянную поверхность. При этом в определенных условиях, если человек будет прикасаться к металлическому предмету, уложенному на поверхность лампы, то сможет получить слабый электрический удар.
• Продолжительность работы лампы не должна превышать более 2 часов. Долгое применение способно вызывать нежелательный перегрев, что является серьезным испытанием для стеклянной колбы. Как следствие лампа может перестать работать, или формируемые в ней разряды могут выходить за пределы стеклянной оболочки, нанося электрические удары.
• Запрещено прикасаться одновременно к лампе и заземленным предметам, проводящим ток. Примером такого касания может быть контакт со стеклянной колбой одной рукой, а второй с батареей отопления. В результате такого действия электрический разряд способен пройти сквозь стекло, поэтому будет нанесено слабое электрическое поражение.
• Нельзя располагать вблизи работающей лампы другое электрическое оборудование. В результате взаимодействия их полей может произойти перегрев стекла, а также создаются помехи для находящегося поблизости электроприбора.
• Лампа создает сильное электромагнитное излучение, поэтому для исключения помех к ней не нужно близко ставить аудио проигрыватели, мобильные телефоны, смартфоны и компьютеры. Ярким примером электромагнитного излучения лампы является бесконтактное свечение неоновых и люминесцентных ламп. В них появляется свет даже при приближении лампочки к плазменному шару на расстоянии 20 см.

Плазменная лампа и дети

Фактически декоративные плазменные лампы являются игрушкой, но все же это не лучший подарок для детей. Дело в том, что при создании определенных условий такое оборудование способно выдавать довольно болезненный электрический разряд. Для этого достаточно экспериментировать с приближением к устройству металлических элементов. Кроме этого в результате падения устройства разгерметизация колбы шара не редкость.

При желании все же предоставить ребенку такое развлечение, луче чтобы использование плазменной сферы осуществлялось в присутствии взрослых. Так же в идеале ставить перед лампой диэлектрический коврик, чтобы ребенок был полностью защищен от получения хотя и слабого безопасного, но все же немного болезненного электрического разряда.

Осветительные лампы

Плазменные лампы, предназначенные для освещения, бывают различных типов. К такому оборудованию относят 4 типа ламп:

Большинство таких устройств имеют неестественное освещение, в котором преобладает синий или красный цвет. Отдельные разновидности, в частности ртутные лампы, являются токсичными в случае разбивания, поэтому требуют особенной утилизации. Самой эффективной является серная лампа. Ее свет на 79% состоит из видимого спектра. Остальные 20% представлены инфракрасным свечением, 1% ультрафиолетовым.

При изготовлении таких лампочек не используются металлические электроды. Это связано с тем, что сера не является металлом. Для того чтобы превратить в пар ее инертные газы, в лампе создаются СВЧ волны, идентичные тем что применяются в микроволновых печках.

Плазменные лампы имеют множество преимуществ над другим осветительным оборудованием:

• Коэффициент полезного действия 85-90%, что в 9 раз выше, чем у ламп накаливания.
• Продолжительность свечения до 50000 часов.
• Светоотдача до 150 лм/Вт.
• Коэффициент цветопередачи 85-100.
• Цветовая температура свечения до 8500 К.

Сфера применения

Спектр, излучаемый такими лампами, полностью соответствует солнечному. Именно поэтому данное оборудование широко используется при устройстве теплиц. Также высокая яркость ламп позволила их применять при освещении высоких помещений, высота потолков которых превышает 6 м. Серные плазменные лампы часто можно встретить на территории аэропортов, вокзалов, а также на других сооружениях, где важно добиться хорошей освещенности, максимально приближенной к параметрам дневного света.

Подавляющее большинство осветительных плазменных ламп применяется в теплицах. Имеющийся в них спектр позволяет добиться хорошего роста растений. В таком свете растения могут поддерживать нормальную вегетацию в период цветения. Каждая из разновидностей осветительных ламп имеет характерные особенные свойства излучаемого спектра. Как следствие разные оттенки света вызывают свой отклик у растений. К примеру, металлогалогенные лампочки имеют преимущественно синее свечение, которое помогает ускорить укрепление корней ранее высаженных растений. Однако синий спектр замедляет процесс цветения. Натриевые лампочки применяются для активизации почкования, поскольку имею красный спектр, стимулирующий этот процесс.

Плазменные лампы, применяемые для освещения в теплицах, имеют значительную мощность. К примеру, светильник от компании LG серии PSH потребляет 730 Вт. При этом его светоотдача составляет примерно 80 Лм/Вт, что далеко не рекорд. Масса такого осветительного прибора вместе с балластом составляет 19 кг. Такие габариты являются не пределом тепличного оборудования, ведь у многих производителей имеется еще более тяжелые, но не столь эффективные в плане баланса между мощностью и светоотдачей устройства.

Плазменные светильники многих брендов являются ремонтопригодными. Они предусматривают возможность замены отдельных комплектующих. Благодаря этому в случае прекращения свечения осветительный прибор может быть восстановлен установкой новых деталей и последующей заправкой газом.

Создаваемый плазменными светильниками свет положительно влияет на органы зрения человека, что было подтверждено рядом научных исследований. В связи с этим в последние годы многие производители начали отходить от изготовления только массивных светильников, предназначенных для теплиц, стадионов и улиц.

Более мелкие световые приборы предлагаются для установки в производственные, офисные и жилые помещения. Такое оборудование создает качественное искусственное дневное освещение. Компактные плазменные светильники зачастую имеют более короткий ресурс, чем большие промышленные. Они служат приблизительно до 25000 часов. Наблюдается тенденция увеличения объема продаж серных светильников. В ближайшие годы они вытеснят своего главного конкурента – металлогалогенные осветительные приборы.

Похожие темы:

Катушка Тесла своими руками: схема и принцип работы

Трансформатор, увеличивающий напряжение и частоту во много раз, называется трансформатором Тесла. Энергосберегающие и люминесцентные лампы, кинескопы старых телевизоров, зарядка аккумуляторов на расстоянии и многое другое создано благодаря принципу работы этого устройства. Не будем исключать его использование в развлекательных целях, ведь «трансформатор Тесла» способен создавать красивые фиолетовые разряды – стримеры, напоминающие молнию (рис. 1). В процессе работы образуется электромагнитное поле, способное воздействовать на электронные приборы и даже на организм человека, а при разрядах в воздухе происходит химический процесс с выделением озона. Чтобы сделать трансформатор Тесла своими руками, необязательно иметь широкие познания в области электроники, достаточно следовать этой статье.

Составные части и принцип работы

Все трансформаторы Тесла ввиду похожего принципа работы состоят из одинаковых блоков:

1. Источник питания.
2. Первичный контур.
3. Вторичный контур.

Источник питания обеспечивает первичный контур напряжением необходимой величины и типа. Первичный контур создаёт колебания высокой частоты, генерирующие во вторичном контуре резонансные колебания. В результате на вторичной обмотке образуется ток большого напряжения и частоты, который стремится создать электрическую цепь через воздух — образуется стример.

От выбора первичного контура зависит тип катушки Тесла, источник питания и размер стримера. Остановимся на полупроводником типе. Он отличается простой схемой с доступными деталями, и маленьким питающим напряжением.

Подбор материалов и деталей

Произведём поиск и подбор деталей к каждому вышеперечисленному узлу конструкции:

1. Для питания потребуется 12 – 19 В постоянного напряжения. Подойдёт машинный аккумулятор, зарядное устройство от ноутбука или понижающий трансформатор с диодным мостом, для получения постоянного тока.
2. Найдём детали для первичного контура:

— Переменный резистор R1 с номиналом 50 кОм. Для удачной сборки не забудьте соединить два контакта этого резистора согласно схеме.

— Резистор R2 с номиналом 75 Ом.

— Транзистор VT1 D13007 или советский аналог с n-p-n структурой.

— Радиатор для охлаждения транзистора можно поискать на мощных транзисторах в неисправной технике. Размер напрямую влияет на качество охлаждения.

— Первичная обмотка трансформатора Тесла. Проводником может быть простая медная трубка или провод диаметром 0,5–1 см. Обмотка делается плоской, цилиндрической или конической (рис. 2).

3. Вторичный контур состоит из катушки и, при необходимости, из терминала. Обмотку выполняем проводом с диаметром от 0,1 до 0,3 мм². Провод можно намотать на диэлектрическую ПВХ трубку. Длина трубки 25–40 см, а диаметр 3–5 см. Наматывать следует виток к витку: без пересечений, пропусков. Чтобы обмотка не сползла и не размоталась, рекомендуется закреплять намотанные участки. Количество витков от 700 до 1000 (рис. 3).

После намотки изолируем вторичную катушку краской, лаком или другим диэлектриком. Это предотвратит попадание в неё стримера.

Терминал – дополнительная ёмкость вторичного контура, подключённая последовательно. При малых стримерах в нем нет необходимости. Достаточно вывести конец катушки на 0,5–5 см вверх.

После того, как собрали все необходимые детали для катушки Тесла, приступаем к сборке конструкции своими руками.

Конструкция и сборка

Сборку делаем по простейшей схеме на рисунке 4.

Отдельно устанавливаем источник питания. Детали можно собрать навесным монтажом, главное исключить замыкание между контактами.

При подключении транзистора важно не перепутать контакты (рис. 5).

Для этого сверяемся со схемой. Плотно прикручиваем радиатор к корпусу транзистора.

Собирайте схему на диэлектрической подложке: кусок фанеры, пластиковый поднос, деревянная коробка и др. Отделяем схему от катушек диэлектрической пластиной или доской, с миниатюрным отверстием для проводов.

Закрепляем первичную обмотку так, чтобы предотвратить падение и касание со вторичной обмоткой. В центре первичной обмотки оставляем место для вторичной катушки, с учётом того, что оптимальное расстояние между ними 1 см. Каркас использовать необязательно – достаточно надёжного крепления.

Устанавливаем и закрепляем вторичную обмотку. Делаем необходимые соединения согласно схеме. Посмотреть на работу изготовленного трансформатора Тесла можно на видео представленном ниже.

Включение, проверка и регулировка

Перед включением уберите электронные устройства подальше от места испытания, чтобы исключить их поломку. Помните об электробезопасности! Для успешного запуска по порядку выполняем следующие пункты:

1. Выставляем переменный резистор в среднее положение. При подаче питания, убеждаемся в отсутствии повреждений.
2. Визуально проверяем наличие стримера. Если он отсутствует, подносим к вторичной катушке люминесцентную лампочку или лампу накаливания. Свечение лампы подтверждает работоспособность «трансформатора Тесла» и наличие электромагнитного поля.
3. Если устройство не работает, в первую очередь меняем местами выводы первичной катушки, а уже потом проверяем транзистор на пробой.
4. При первом включении следите за температурой транзистора, при необходимости подключите дополнительное охлаждение.

Мощная катушка Тесла

Отличительной особенностью мощного трансформатора Тесла являются большое напряжение, большие габариты устройства и способ получения резонансных колебаний. Немного расскажем о том, как работает и как сделать трансформатор Тесла искрового типа.

Первичный контур работает на переменном напряжении. При включении, происходит заряд конденсатора. Как только конденсатор заряжается по максимуму, происходит пробой разрядника – устройства из двух проводников с искровым промежутком, наполненным воздухом или газом. После пробоя, образуется последовательная цепь из конденсатора и первичной катушки, называемая LC контуром. Именно этот контур создаёт высокочастотные колебания, которые создают во вторичной цепи резонансные колебания и огромное напряжение (рис. 6).

При наличии необходимых деталей, мощный трансформатор Тесла можно собрать своими руками даже в домашних условиях. Для этого достаточно внести изменения в маломощную схему:

1. Увеличить диаметры катушек и сечение провода в 1,1 – 2,5 раза.
2. Добавить терминал в форме тороида.
3. Поменять источник постоянного напряжения на переменный с высоким повышающим коэффициентом, выдающим напряжение 3–5 кВ.
4. Изменить первичный контур согласно схеме на рисунке 6.
5. Добавить надёжное заземление.

Искровые трансформаторы Тесла могут достигать мощности до 4,5 кВт, следовательно, создавать стримеры больших размеров. Наилучший эффект получается при достижении одинаковых показателей частоты обоих контуров. Реализовать это можно расчётом деталей в специальных программах – vsTesla, inca и другие. Скачать одну из русскоязычных программ можно по ссылке: http://ntesla.at.ua/_fr/1/6977608.zip.

Лампочка Тесла и другие факты об этом ученом

В настоящее время мы не можем представить себе жизнь без техники. Действительно, сейчас у каждого в доме есть электричество, газ, но так ли часто мы задумываемся о том, какие же гениальные ученые все это изобрели? Великие химики, математики, физики, в число которых входит и изобретатель лампочки Никола Тесла, подарили этому миру новый образ благодаря своим открытиям. В статье вы прочтете об этом ученом.

Биография Николы Теслы

Великий изобретатель родился 10 июля 1856 года в Хорватии. Начальное образование получал сначала в Смилянах, затем, после переезда, продолжил обучение сначала в школе, потом — в гимназии Госпича. Далее будущий физик поступил в училище в Карловаце и жил у своей тети.

После окончания учебного заведения в 1873 году Тесла решает вернуться домой к семье, несмотря на то что в это время там была эпидемия холеры. Никола заражается и находится при смерти, но чудом выздоравливает. В будущем сам Тесла предполагал, что этому поспособствовало то, что отец разрешил ему заниматься инженерным делом. После болезни Никола стал видеть вспышки света, с которыми к нему на ум приходили его будущие изобретения. Он представлял их и мысленно тестировал, словно компьютер.

После выздоровления изобретатель должен был пойти на службу в Австро-Венгерскую армию, но родители, решив, что он еще недостаточно здоров, спрятали его в горах.

В 1875 году Никола поступил в Грацкое техническое училище и стал изучать электротехнику. Уже на первых курсах Тесла задумывался о несовершенстве машин постоянного тока, но подвергся критике профессора. На третьем курсе физик стал зависим от азартных игр. Он просаживал большие суммы денег до тех пор, пока его мать не стала брать средства в долг для него у знакомых. После этого он перестал играть.

Работа

С 1881 года Никола Тесла служит инженером в Центральном телеграфе Будапешта. Ему открывается возможность лицезреть некоторые изобретения, а также подумать над воплощением в реальность собственных идей. Именно здесь великий физик представил миру двухфазный электродвигатель переменного тока, названный затем его именем.

Изобретения Николы позволяли передавать энергию на огромные расстояния, питая приборы освещения, например, лампочки. Тесла, однако, уже через год переехал в Париж, чтобы работать у предпринимателя Томаса Эдисона. Его компания занималась строительством электрической станции на железнодорожном вокзале города Страсбурга, мэру которого позже Никола продемонстрирует работу изобретенного им асинхронного электродвигателя.

В 1884 году Тесла уезжает в Америку. Он был обижен тем, что ему не выплатили в Париже обещанную премию. Там он начинает работать инженером, ремонтирующим электродвигатели в очередной компании Эдисона.

Однако последнего начинают раздражать блестящие идеи великого физика. В результате этого между ними завязывается спор на миллион долларов. Николе удалось победить, но Эдисон свел все к шутке и деньги не выплатил. После этого Тесла уволился и стал безработным. Спасением для него стало знакомство с американским инженером Брауном Томпсоном, благодаря которому о юном физике стало узнавать больше людей.

Развитие деятельности

В 1888 году Тесла знакомится с американским промышленником и предпринимателем Джорджем Вестингаузом, который скупает у него большую часть изобретений, а затем приглашает на работу, но слышит отказ физика, не желающего ограничивать свою свободу.

До 1895 года Никола Тесла занимается исследованием магнитных полей. Также он получает приглашение от института электроинженеров выступить с лекцией, которая впоследствии имела небывалый успех.

В конце этого же года у Николы сгорела лаборатория со всеми изобретениями, но он утверждал, что сумеет все восстановить.

Личная жизнь

Несмотря на примечательную внешность, ум и удивительный характер, изобретатель никогда не был женат. По его мнению, ученый должен отказаться от личной жизни ради научных изобретений, потому что это несовместимо. Более того, у него никогда не было постоянного места жительства: он пребывал в отелях или на съемных квартирах.

Как Тесла зажигал лампочки

У Николы было много изобретений. Однако большинство знает его, потому что Тесла изобрел лампочку. Кроме того, он был удивительным человеком, который умел делать физические трюки. К таким относится и фокус с лампочкой. Тесла зажигал ее в руке посредством пропуска через себя тока высокого напряжения.

Никола является автором многих изобретений, без которых нельзя представить современный мир. В их числе двигатель переменного тока, катушка Теслы, радио, рентгеновские лучи, лампочка Тесла, лазер, плазменный шар и многое другое. Его гениальность и склад ума даже пугали некоторых людей.

Память

В честь Николы было поставлено несколько памятников в разных городах, его портрет изображался на денежных купюрах. Именем изобретателя лампочки Тесла названы улицы в некоторых населенных пунктах и даже кратер на Луне (в 1970 году), а также Сурчинский аэропорт в пригороде Белграда.

ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕСЛА — 5

   На самом деле Николе Тесле принадлежит гораздо больше изобретений чем кажется. Сегодня речь пойдет про способ передачи электрического тока с использованием всего одного провода. Все мы знаем для того, чтобы создать простейшую электрическую цепочку нужно иметь источник питания и нагрузку (выключатель не считаем). Источник питания в свою очередь имеет два полюса, в конечном итоге когда цепь замкнута, ток течет от более большого потенциала (от плюса) к более малому (к минусу). Как вы думаете можно скажем зажечь лампу используя только один провод от источника питания? В практике такой способ не применяется но это возможно, а способ этот был придуман еще 120 лет назад Никола Теслой! Взгляните на график переменного тока, он из себя представляет функцию синус, имеет нижний и верхний пик.

   Переменный ток имеет определенную частоту. Тесла предложил использовать диодную вилку, которая ис себя представляет полумост. Простейший выпрямитель разделяет фазу, с одной стороны срезает ( минусы ) тока и пропускает только (плюс), с другой стороны запрещает пропускания положительных частиц и пропускает только отрицательные. В итоге на выходе получаем постоянный ток, который имеет положительный и отрицательный полюс. Таким образом получаем вполне пригодный источник питания. 

   Единственный недостаток идеи в том, что по одному проводу можно только передавать ток от переменного источника питания, поскольку график постоянного тока это прямая линия. Этим методом Тесла передавал ток на огромные расстояния.

   Данный прибор вполне пригоден для бытовых нужд, поскольку в зависимости от мощности источника питания можно зажечь накальные лампы до нескольких киловатт! Но это лишь первый способ передачи электрической энергии с использованием одного провода, существует и второй, который тоже разработан Теслой. Для реализации второго способа необходимо иметь ток с частотой свыше сотни килогерц. Один конец источника питания заземлен глубоко под землю, другой конец прикреплен допустим к спиральной лампе.

   Лампа загорится, как только ее второй конец будет заземлен, то есть, по принципу вторым проводом служит земля. Но Тесла потом решил вовсе отказаться от проводов, лампы у него загорались прямо в руках, но как он это делал? Об этом можете узнать на нашем сайте в статье трансформатор Теслы или генератор резонанса. Ознакомление с опытами гения всех времен и народов Николы Теслы на этом не закончено, оставайтесь с нами и мы гарантируем другие интересные открытия, о которых молчит мировая история — Артур Касьян.

   Форум по устройствам Тесла

   Обсудить статью ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕСЛА — 5