Samotný princip Teslova transformátoru

Jeden z Teslových vynálezů je Teslův Transformátor,(dále pak z ang. Slova Tesla Coil - TC )slouží k vytvoření velkého střídavého napětí . Princip spočívá v tom, že se přivede napájecí napětí několik kilovoltů do LC obvodu, tím se nabíjí kondenzátor a v určitém okamžiku se v jiskřišti objeví jiskra, která na malou chvíli spojí primární cívku s kondenzátorem, který se v rychlém okamžiku vybije do primární cívky a tím se indukuje na cívce sekundární vysoké napětí. To se opakuje několika tisíckrát za sekundu a vznikají tlumené kmity. Rezonanční kmitočet vypočteme dle vzorce f0 = 1/[2*π*Sqrt(L*C) ] Sekundární cívka by mela být v poměru 5:1(průměr:výška) musí mít také mnohonásobně více závitů stovky až tisíce (což je někdy radost motat). Primární cívka má cca 5-20 závitů a celek se sekundární cívkou musí tvořit rezonanční obvod LC. Nahoru k sekundární cívce se dává tzv. toroid, což je cokoliv vodivého s co největším povrchem, ten slouží ke snížení rezonanční frekvence celého transformátoru, která se bez toroidu u menších cívek může pohybovat okolo 1MHz.Takto vysoké frekvence zbytečně zatěžují kondenzátor a také se více zahřívá jiskřiště. Největší problém vzniká u tranzistorového, nebo elektronkového buzení cívky, kde se budící členy při takto vysokých frekvencí zahřívají. Může se také použít, u větších TC, jiskřiště pohyblivé-rotační. V rotačním jiskřišti máme rotor s izolovanými elektrodami,proti pevným elektrodám v malé vzdálenosti(1-5mm), tímto způsobem se elektrody chladí a zároveň se dá regulovat spínací frekvence.

Časem ale bastlíři a vědci z celého světa vymysleli v určitých případech lepší a modernější typy buzení LC obvodu, než je právě přerušování jiskřištěm. U SSTC se použije místo jiskřiště tranzistor – IGBT nebo MOSFET, tím je nutno snížit napětí pro primární cívku na stovky až tisíce voltů (3kV/max). Frekvence se pak dá přesně doladit na rezonanční…nevýhodou tohoto typu buzení je větší cena součástek a složitost zapojení, elektronika se také musí patřičně odrušit a celkový výkon TC je menší. Proto se SSTC hodí především pro menší výkony, do stovek W. Výhodou je větší kompaktnost a absence vysokého napětí na primáru, také se zmenší hlučnost jak výbojů, tak absence hlučného jiskřiště. Existuje také OLTC, který je podobný jako SSTC, ale doba sepnutí tranzistoru je větší – po celou dobu tlumeného kmitu , pro větší výkony. Pak se také používá pro věší špičkový výkon ISSTC, což je to samé jako SSTC, ale buzení je celé přerušované, většinou nízkým kmitočtem.
Další typy zde nebudu moc rozepisovat. Používaný je zejména elektronkový, kde tranzistor nahradí elektronka. Výhodou je možnost větší rez. frekvence – odlišný typ výbojů, jednoduchost zapojení. A také výkon TC může být dle elektronky vyšší než u SSTC.

Rozdělení TC dle buzení cívky
SGTC - Spark Gap Tesla Coil – klasický TC s jiskřištěm/ nejjednoduší typ buzení
SSTC – Solid State Tesla Coil – tranzistorový TC
VTTC- Vacuum Tube Tesla Coil – elektronkový TC

Moje první replika Teslova transformátoru SGTC (před 8 lety…)

Sehnal jsem si trubku ze šumáku na sekundární vinutí a celý večer jsem ji motal, trvalo to asi tři hodiny.Uprostřed z vrchní části jsem dal šroubek pro upevnění(zatím provizorního) toroidu. Poté jsem si koupil akrylový lak a cívku s ním párkrát nalakoval. Tady jsou údaje sekundáru : výška: 131mm, počet závitů: cca. 700, průměr vinutí:28mm. Primár je namotán na trubce od nějakých vitamínů,závitů je tam pět.Kondenzátor mám dosti nevhodný vzhledem k vysokému napětí zdroje:4700 pikoFaradů, 6300voltů.A jiskřiště je ze dvou šroubků v krabičce .Celé to napájím zdrojem 10kV, no nemá moc vysoký výkon, ale na odzkoušení to stáčí. Jiskry jsou asi jen 2cm dlouhé,ale kolem toroidu jsou velmi pěkné slabé jiskry.Na uzemněný předmět srší slabé jiskry až na 8cm.NOVÉ : Skoušel jsem použít VN zdroj s jiným ČBTV trafem a velice mě to překvapilo, silné jiskry až 5cm a kolem toroidu (10cm) krásná namodralá korona.

Moje druhá replika Teslova transformátoru(před 7 lety…)

Po delší době jsem začal s výrobou nového SGTC. Jako zdroj nízkého napětí jsem použil spínaný zdroj z počítače, ten napájí tranzistor a budič tv trafa. Jako VN diodu jsem použil dvacet za-sebou zapojených diod 1N4007. Jiskřiště jsem vyrobil ze dvou hliníkových koleček a kondenzátor je zatím stejný jako u mého prvního SGTC. Parametry: Sekundární cívka : Výška : 24cm,průměr : 4cm (v poměru 1:6) a tloušťka drátu je 0,25mm, závitů : 912 .Primární cívka : Výška : 3,5cm,průměr : 7,5cm,závitů : 8. Budič s IO 555 a tranzistorem IRFZ44N. Frekvence : od 9Khz do asi 30Khz.Tv trafo dává asi 16000voltů. Rezonanční kondenzátor : 4700pikoFaradů. Zatím jsem nevychytal dokonalé vyladění obou okruhů(primární a sekundární) tudíž jsou jiskry sice velice efektní ale jen 8cm..

5.6.2015 - Dělal jsem nějaké další pokusy - viz foto...článek dodám