Тесла своими руками машина

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 20.09.2024

Катушка Тесла представляет две катушки L1 и L2, которая посылает большой импульс тока в катушку L1. У катушек Тесла нет сердечника. На первичной обмотке наматывают более 10 витков. Вторичная обмотка тысячу витков. Еще добавляют конденсатор, чтобы минимизировать потери на искровой разряд.

Катушка Тесла выдает большой коэффициент трансформации. Он превышает отношение числа витков второй катушки к первой. Выходная разность потенциалов катушки Тесла бывает больше нескольких млн вольт. Это создает такие разряды электрического тока, что эффект получается зрелищным. Разряды бывают длины в несколько метров.

Принцип катушки Тесла

Чтобы понять, как работает катушка Тесла, нужно запомнить правило по электронике: лучше раз увидеть, чем сто услышать. Схема катушки Тесла простая. Это простейшее устройство катушки Тесла создает стримеры.

Из высоковольтного конца катушки Тесла вылетает стример фиолетового цвета. Вокруг нее есть странное поле, которое заставляет светиться люминесцентную лампу, которая не подключена и находится в этом поле.

Стример – это потери энергии в катушке Тесла. Никола Тесла старался избавляться от стримеров за счет того, чтобы подсоединить его к конденсатору. Без конденсатора стримера нет, а лампа горит ярче.

Катушку Тесла можно назвать игрушкой, кто показывает интересный эффект. Она поражает людей своими мощными искрами. Конструировать трансформатор – дело интересное. В одном устройстве совмещаются разные эффекты физики. Люди не понимают, как функционирует катушка.

Катушка Тесла имеет две обмотки. На первую подходит напряжение переменного тока, создающее поле потока. Энергия переходит во вторую катушку. Похожее действие у трансформатора.

Вторая катушка и Cs образуют дают колебания, суммирующие заряд. Некоторое время энергия держится в разности потенциалов. Чем больше вложим энергии, на выходе будет больше разности потенциалов.

Главные свойства катушки Тесла:

Частота второго контура.
Коэффициент обеих катушек.
Добротность.

Коэффициент связи обуславливает быстроту передачи энергии из одной обмотки во вторичную. Добротность дает время сохранения энергии контуром.

Подобие с качелями

Для лучшего понимания накапливания, большой разности потенциалов контуром, представьте качели, раскачивающиеся оператором. Тот же контур колебания, а человек служит первичной катушкой. Ход качели – это электрический ток во второй обмотке, а подъем – разность потенциалов.

Оператор раскачивает, передает энергию. За несколько раз они сильно разогнались и поднимаются очень высоко, они сконцентрировали в себе много энергии. Такой же эффект происходит с катушкой Тесла, наступает переизбыток энергии, случается пробивание и виден красивый стример.

Раскачивать колебания качелей нужно в соответствии с тактом. Частота резонанса – число колебаний в сек.

Длину траектории качели обуславливает коэффициент связи. Если раскачивать качели, то они быстро раскачаются, отойдут ровно на длину руки человека. Этот коэффициент единица. В нашем случае катушка Тесла с повышенным коэффициентом – тот же трансформатор .

Человек толкает качели, но не держит, то коэффициент связи малый, качели отходят еще дальше. Раскачивать их дольше, но для этого не требуется сила. Коэффициент связи больше, чем быстрее в контуре накапливается энергия. Разность потенциалов на выходе меньше.

Добротность – противоположно трению на примере качелей. Когда трение большое, то добротность маленькая. Значит, добротность и коэффициент согласовываются для наибольшей высоты качели, или наибольшего стримера. В трансформаторе второй обмотки катушки Тесла добротность – значение переменное. Два значения сложно согласовать, его подбирают в результате опытов.

Главные катушки Тесла

Тесла изготовил катушку одного вида, с разрядником. База элементов намного улучшилась, возникло много видов катушек, по подобию их также называют катушками Тесла. Виды называют и по-английски, аббревиатурами. Их называют аббревиатурами по-русски, не переводя.

Катушка Тесла, имеющая в составе разрядник. Это начальная обычная конструкция. С малой мощностью это два провода. С большой мощностью – разрядники с вращением, сложные. Эти трансформаторы хороши, если необходим мощный стример.
Трансформатор на радиолампе. Он работает бесперебойно и дает утолщенные стримеры. Такие катушки применяют для Тесла высокой частоты, они по виду похожи на факелы.
Катушка на полупроводниковых приборах. Это транзисторы. Трансформаторы действуют постоянно. Вид бывает различным. Этой катушкой легко управлять.
Катушки резонанса в количестве двух штук. Ключами являются полупроводники. Эти катушки самые сложные для настройки. Длина стримеров меньше, чем с разрядником, они хуже управляются.

Чтобы иметь возможность управлять видом, создали прерыватель. Этим устройством тормозили, чтобы было время на заряд конденсаторов, снизить температуру терминала. Так увеличивали длину разрядов. В настоящее время имеются другие опции (играет музыка).

Главные элементы катушки Тесла

В разных конструкциях основные черты и детали общие.

Тороид – имеет 3 опции.Первая – снижение резонанса.
Вторая – скапливание энергии разряда. Чем больше тороид, тем содержится больше энергии. Тороид выделяет энергию, повышает его. Это явление будет выгодным, если применять прерыватель.
Третья – создание поля со статическим электричеством, отталкивающим от второй обмотки катушки. Эта опция выполняется самой второй катушкой. Тороид ей помогает. Из-за отталкивания стримера полем, он не бьет по короткому пути на вторую обмотку. От применения тороида несут пользу катушки с накачкой импульсами, с прерывателями. Значение наружного диаметра тороида в два раза больше второй обмотки.
Тороиды можно изготовить из гофры и других материалов.
Вторичная катушка – базовая составляющая Тесла.
Длина в пять раз больше диаметра мотки.
Диаметр провода рассчитывают, на второй обмотке влезало 1000 витков, витки наматывают плотно.
Катушку покрывают лаком, чтобы защитить от повреждений. Можно покрывать тонким слоем.
Каркас делают из труб ПВХ для канализации, которые продаются в магазинах для строительства.
Кольцо защиты – служит для попадания стримера в первую обмотку, не повреждая. Кольцо ставится на катушку Тесла, стример по длине больше второй обмотки. Он похож на виток провода из меди, толще провода первой обмотки, заземляется кабелем к земле.
Обмотка первичная – создается из медной трубки, использующейся в кондиционерах. Она имеет низкое сопротивление, чтобы большой ток шел по ней легко. Толщину трубы не рассчитывают, берут примерно 5-6 мм. Провод для первичной обмотки применяют с большим размером сечения.
Расстояние от вторичной обмотки выбирается из расчета наличия необходимого коэффициента связи.
Обмотка является подстраиваемой тогда, когда первый контур определен. Место, перемещая ее регулирует значение частоты первички.
Эти обмотки изготавливают в виде цилиндра, конуса.

Заземление – это важная составляющая часть.
Стримеры бьют в заземление, замыкают ток.
Будет недостаточное заземление, то стримеры будут ударять в катушку.

Катушки подключены к питанию через землю.

Биполярные катушки Тесла производят разряд между концами вторичной обмотки. Это обуславливает замыкание тока без заземления.

Нельзя сказать, что изготовление катушки Тесла своими руками – простая задача. Необходимо знать ее устройство, принцип действия. Подбор материалов также важен, как и правильность расчетов. Однако, даже не имея образования инженера-электротехника, собрать прибор можно, если действовать согласно инструкции, приведенной ниже. Перед началом работ ознакомьтесь с теоретической частью, чтобы понимать, что и зачем вы делаете. В остальном процедура не составит труда.

Описание прибора

В большинстве случаев КТ (катушку Николя Тесла) описывают сложно. На самом деле она является обычным резонансным трансформатором. При эксплуатации вырабатывается электрический ток высокой частоты. Сейчас инженеры, которые трудятся на оборонный комплекс, создали устройство, обладающее мощностью в 1 Тгц. И теперь многим интересно, как и зачем появилась катушка Тесла, если ученый трудился над созданием беспроводной передачей сигнала, к которому мы все привыкли в современной жизни.

Предполагалось, что если разместить два устройства на удалении друг от друга, электричество от первой катушки можно передать на другую. Единственное условие – обе должны иметь идентичные технические параметры. Более того, амбициозность Тесла позволяла ему надеяться, что таким образом можно создать вечный двигатель. И если бы у него все получилось, люди смогли бы отказаться от использования АЭС, ТЭС и ГЭС, а проблема экологии разрешилась сама собой. Тем не менее, продолжения разработка не получила. Причина тому до сих пор неизвестна.

Принцип работы

Большинство ошибок, допускаемых любителями при сборке, связано с непониманием принципа работы устройства. Стараясь имитировать, считая прибор простым трансформатором, они забывают о необходимости ясно представлять, как на самом деле она должна действовать КТ. Предусмотрено две обмотки. Одна именуется первичной, другая вторичной. К первой (разрядник) подводятся провода, идущие к внешнему источнику питания. Вокруг создается электромагнитное поле. Когда колебательный контур наберет достаточно мощности, заряд по воздуху передается на вторую обмотку.

Частично переданная энергия преобразуется в напряжение. Причем есть закономерная взаимосвязь между этой величиной и временем, за которое образуется колебательный контур. Показатели прямо пропорциональны. Наличие двух колебательных контуров и является принципиальным отличием катушки Тесла от простого трансформатора. Причем результат работы первой заключается в появлении видимых стримеров – разрядов молнии искусственного происхождения. В результате происходит ионизация водорода, содержащегося в воздухе, как и во время сильной грозы.

Устройство катушки

Составляющих минимум. Для сборки помимо первичной и вторичной обмотки потребуется тороид, защитное кольцо, диэлектрический короб и терминал. Чтобы лучше разобраться, как сделать катушку Тесла, необходимо подготовить все необходимое. А для большего понимания процесса рассмотрим каждый элемент катушки отдельно:

Первичная обмотка изготавливается из проволоки большего сечения. Металл должен иметь малое сопротивление.

Расчет катушки

Тем, кто собирает трансформатор Тесла своими руками в домашних условиях, рассчитывать ничего не придется. Ниже в описании будут приведены все рекомендации с учетом параметров каждого из элементов. Но если работы ведутся в промышленных условиях, инженеры тщательно просчитывать множество параметров. Главное, что нужно знать – главное правильно рассчитать число витков обмоток. Есть взаимосвязь между количеством оборотов первичное и вторичной катушки.

Невозможно создать рабочее устройство, не зная индуктивности каждой из них и емкости контуров. Также просчитывается рабочая частота трансформатора и емкость конденсатора. Для любознательных читателей есть возможность сделать это своим умом. Формула и схема есть на сайте. А ниже приведена пошаговая инструкция с указанием конкретных параметров, и достаточно просто следовать алгоритму действий. Но перед этим подготовьте все необходимое с теми же характеристиками, которые указаны в описании процесса сборки.

Самостоятельное изготовление катушки Тесла по схеме

При монтаже трансформатора Тесла схема реализуется следующим образом:

Берем ПВХ-трубу, и отрезаем кусок длиной 300 миллиметров.
Наматываем на трубку медную проволоку. Если она не имеет эмалированного покрытия, после окончания работы обмотку покрывают лаком. Витки плотно прижаты друг к ругу, а концы продеты сквозь отверстия в трубе и выведены на 20 мм. каждый. Контакты делают сверху.
Основанием послужит конструкция из ДСП. Диэлектрическая платформа должна быть устойчивой. Поэтому лучше сделать ее шире, чем диаметр элементов, размещаемых на опоре.
Первичная обмотка – это обычно три с половиной витка. Материал – медная трубка. Важно прочно закрепить деталь на опоре. Используя трубку малого диаметра можно делать больше витков. Диаметр контура должен быть больше, чем у первичной катушки приблизительно на 30 мм.
Тороиды бывают разные. Одни используют всю тот же медный профиль круглого сечения. Другие мастера берут алюминиевую гофру. В последнем случае для крепления используют железную перекладину, монтируемую в местах вывода контактов вторичного контура.
Один конец первичной цепи заземляют. Если такой возможности нет, устанавливают защитное кольцо из материала, не проводящего электричество. Можно использовать фрагмент пластиковой трубы.

На завершающем этапе транзистор соединяют согласно схеме. Конструкция оснащается радиатором или кулером. Теперь можно подключать элемент питания. Обычно используют обычную крону.

Подбор материалов и деталей

Чтобы работа катушки Николя Тесла была эффективной, необходимо побеспокоиться о качестве примененных материалов. Проволока и медная трубка должны быть цельными. Счаливание, пайка приведут к тому, что устройство будет работать некорректно. Наличие эмалированного покрытия на проводе крайне желательно. Если он используется вторично, скорее всего оно повреждено. Заранее приобретите лак, который нанесите на вторичную обмотку. Основание может быть изготовлено не только из ДСП, а штатив не только из ПВХ. Главное, чтобы они не проводили электричество.

Если говорить конкретней, то выбор материалов и узлов предполагает следующие условия:

Источник питания должен выдавать от 12 до 19 Вольт. Подходит автомобильный или мотоциклетный аккумулятор. Можно использовать зарядку от ноутбука. Также пользуются понижающим трансформатором, если он оснащен диодным мостом для преобразования переменного тока в постоянный.
Площадь сечения проволоки, используемой для сборки вторичной катушки, – от 0,1 до 0,3 квадратных миллиметров. Количество оборотов от 700 до тысячи.
Терминал – это дополнительная емкость на вторичном контуре. Если стримеры отсутствуют, необходимости в нем не возникает. Тогда выводят конец контура на 0,5-5,0 см. вверх.

Вместо лака можно использовать краску. Желательно, чтобы лакокрасочное покрытие было жаростойким. Помните, что устройство склонно к перегреванию. Оголенные провода – причина появления неконтролируемых зарядов, способных убить человека, а приборы, находящиеся в комнате, и подключенные к электросети, попросту сгорят.

Сборка катушки Николя Тесла по инструкции

Сразу изготовьте все необходимое. Намотайте проволоку на трубу, покройте лаком, дайте просохнуть. Изготовьте первичную обмотку, диэлектрическое основание, защитное кольцо. Затем приступайте к монтажу. Установите первичную катушку на основу. Наденьте и закрепите первичный контур. Смонтируйте остальные элементы. Подсоединять источник питания лучше через выключатель. Причем делается это в последнюю очередь, когда катушка Теска полностью собрана. Пользуйтесь принципиальной схемой.

В 2017 году компания Tesla объявила о собственной разработке электрического пикапа, как водится, с уникальными характеристиками. И уже в этом году, 21 ноября весь мир смог увидеть презентацию этого автомобиля, которую вел один из основателей компании Илон Маск.

TESLA CYBER TRUCK на сегодняшний день обладает уникальным дизайном, необычным для наших дорог. Кто-то называет его автомобилем будущего, некоторые скептически относятся к идее столь футуристических форм на наших дорогах. Как бы то ни было, сегодня мы предлагаем сделать уменьшенную копию этого автомобиля из обычного гофрокартона, и опробовать ее на дороге. Готовы? Тогда приступим!

Характеристики редукторных мини-моторов

Название: редукторный мотор (Gear Motor);
Материал корпуса: пластик;
Рабочее напряжение: 3 В — 12 В постоянного тока (рекомендуемое рабочее напряжение от 6 до 8 В.);
Скорость без нагрузки: 1:48 (напр. 3 В);
Ток нагрузки: 70 мА (250 мА макс. при напр. 3 В);
Размер: 7 см х 2,2 см х 1,8 см / 2,76 х 0,87 х 0,71 «(прибл.).

Материалы

Гофрированный картон;
DC 3-6V Пластиковый мини-электрический редукторный двигатель постоянного тока для моделей – 4 шт;
Колесная пара – 2 шт;
Батарейный отсек на 4 батареи типа ААА или АА;
Микро-выключатель двухполюсный;
Медная мягкая проводка;
Пленка для имитации стекол и фар.

Инструменты

Паяльник;
Термоклеевой пистолет со стержнями;
Нож малярный или макетный;
Суперклей или ПВА.

Инструкция по изготовлению макета TESLA CYBER TRUCK своими руками

Корпус нашей модели будет полностью полым и непрозрачным. В машине будут отсутствовать сидения, багажник и панель управления. Делаем выкройку корпуса модели на картоне, вырезая детали малярным или макетным ножом. Вырезки под диски рассчитываем исходя из размера имеющихся в наличии колесных пар.

К контактам мини-моторов припаиваем проводку, насаживая на оси колеса.

На нижней панели, днище автомобиля, делаем вырезки под колесные пары. С помощью термоклея сажаем на место двигатели с колесами, выводя проводку вовнутрь автомобиля.

Вырезаем и клеим боковые стенки авто. Посередине днища вырезаем прямоугольный паз под батарейный отсек, который крепим термоклеем. С обеих сторон отсека делаем несколько отверстий под проводку.

Контакты движков колесных пар параллелим, соединяя концы пайкой. Общую проводку от движков подводим к контактам батарейного отсека. Сбоку корпуса монтируем и двухполюсный микро-выключатель, припаивая его к контактной группе батарейного отсека. К боковым стенкам доклеиваем стекла.

Начинка супер-кара готова. Вырезаем из картона брызговики под колеса, и приклеиваем их изнутри корпуса термоклеем.

Усеченную форму корпуса дополняем вырезанными передней, задней стенкой авто и бамперами. С внешней стороны колес приклеиваем крылья, и армируем клееный корпус крафт-бумагой на суперклей или ПВА.

Конструкция практически завершена. Из цветной пленки или глянцевой бумаги вырезаем накладки стекол и фар.

Модель готова к тест-драйву. Интересно, что форма ее не мешает передвижению даже при извилистых и рельефных дорогах. Сделайте и вы такую простую и интересную модель уникального супер-кара. А ваш ребенок ее наверняка по достоинству оценит.

Как изготовить макет TESLA CYBER TRUCK из гофрокартона своими руками смотрите на видео

— Проработкой этого вопроса мы занимались давно, а уже внедрением, с пониманием того, что и как делать, совсем недавно. Много специалистов работало над этим проектом, порядка 15 человек — программисты, техники. Сначала искали партнеров, которые могли бы профинансировать это. Вели переговоры с некоторыми государственными структурами, причем, возможно, они к этой теме вернутся с течением времени. В частности, это предприятие "Мотовело". Более того, серьезный интерес есть со стороны ряда предприятий АПК в части модернизации уже эксплуатируемой с ДВС сельскохозяйственной техники. Для них у нас есть свои решения.

— Почему в качестве приманки выбрали УАЗ? Как-то он не очень ассоциируется с электромобилями.

— Для первого опыта мы выбрали УАЗ из-за простоты конструкции, потому что не хотели нагружать автомобиль всей электроникой, которая возможна. Конечно, возникает вопрос, как будет реализован подключаемый полный привод. Тут все просто — мы устанавливаем два электромотора. То есть полный привод так и останется подключаемым. На дисплее или кнопками можно будет выбирать режимы движения. А уже в процессе работы мы можем превратить автомобиль в большой компьютер. Все параметры работы электродвигателя будут выводиться на монитор. На коммерческой технике это будет небольшой дисплей, а вообще возможно установить монитор на 21 дюйм. В той же "Тесле", например, максимум 17 дюймов. Есть также возможность реализовать дистанционное слежение за автомобилем при помощи GSM-модуля. Там уже открываются широкие возможности по управлению различными функциями, помощи владельцу и многое другое.

— Что за компоненты используются для переоборудования автомобиля в электрокар?

— Мы поддерживаем плотные связи непосредственно с производителями батарей, электродвигателей. Все компоненты сертифицированы для использования на автомобилях. Надо поломать психологию простого человека, что это не самоделка какая-то, не двигатель от стиральной машины. В России и в Украине уже работают несколько компаний, которые занимаются подобным внедрением электродвигателей в обычные автомобили. Двигатели мы используем китайские, от проверенных и уже зарекомендовавших себя производителей. Однако возможно применение двигателей американского, европейского и японского производства. Гарантия на них — пять лет. Но, как вы понимаете, электродвигатель, в отличие от ДВС, очень тяжело поломать.

— C чего и как начинается процесс переоборудования?

— Сейчас все делается довольно просто. Есть автомобиль, и нужно просто задать определенные параметры — вес, мощность, планируемый запас хода. А мы подберем комплектацию и нужные компоненты, опираясь на уже готовые решения, на практику. Бывает, что люди не совсем правильно сравнивают мощность ДВС и электромотора. У последнего совсем другие параметры, характеристики крутящего момента. Например, компактному городскому автомобилю достаточно электромотора мощностью 20 киловатт. Поездил, показалось мало — не проблема. Приехал, мы поменяли двигатель на более мощный с небольшой доплатой. Но надо понимать, что в этом случае потеряешь в автономности, то есть запасе хода. Главный принцип подбора компонентов и их внедрения в автомобиль — возможность модульной замены. Хочешь больше мощности — вынимаем старый мотор, ставим новый. Надо больше автономности — добавим батарей. Ничего нового мы тут на самом деле не придумали.

— Когда мы принимаем машину, то сначала демонтируем все лишние компоненты — двигатель, коробку передач, потом моем автомобиль. Если надо — где-то красим, наносим антикоррозийное покрытие. Затем устанавливаются все компоненты, закрываются защитными коробами. Все это будет выглядеть как заводская установка.

— А что происходит с системой отопления и вентиляции салона?

— В серийных автомобилях с ДВС в общем-то не предусмотрены места для батарей…

— А как же официально зарегистрировать переделанный электромобиль?

Мы не используем литий-ионные и литий-полимерные батареи, которые очень пожароопасны. Принцип их горения основан на химической реакции, и потушить их практически нереально. Так что мы используем литий-железно-фосфатные батареи — гарантия на них 2000 циклов зарядки-разрядки, если заряжать каждый день, этого хватит почти на 6 лет. Что будет после того как закончится гарантия? Батарея просто потеряет 20% своей емкости. А к концу срока ее эксплуатации уже появится новый тип батарей - и дешевле, и большей емкости.

— Ну и главный вопрос — сколько стоит удовольствие превратить свою машину с ДВС в электромобиль?

— На сегодня стоимость переделки составляет от 7000 до 10 000 тысяч долларов. Работа по времени занимает от 2 недель до месяца в зависимости от сложности. Но в стоимости переделки надо учитывать один нюанс. Вы можете продать демонтированные двигатель, коробку передач, радиатор, выхлопную систему с катализатором или сажевым фильтром. То есть сможете частично компенсировать затраты.

— Кто они, ваши клиенты?

Изначально мы ориентировались на новые машины, но потом поняли, что это ошибка. Зачем нам новые? Можно ориентироваться на тех, у кого уже есть автомобиль, но он по каким-то причинам хочет пересесть на электромобиль. Но для этого надо продать старый, а новый стоит довольно дорого. А мы можем превратить существующее авто в электрическое. И вот этот рынок - огромный. Кроме того, мы открыты для сотрудничества с другими СТО, с дилерскими станциями и готовы делиться опытом, технологиями, компонентами. Потому что тема электромобилей становится актуальной, как никогда ранее.

Читайте также: