Frage:
Kann sich die Sekundärverdrahtung einer Tesla-Spule überlappen?
Misha
2016-05-17 17:51:33 UTC
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Ich baue eine kleine Tesla-Spule nur als Proof-of-Concept mit einer Bug-Zapper-Schaltung. Ich wickelte einen Kupferlackdraht von einem Transformator ab und legte ihn auf mein PVC-Rohr mit einer Länge von 12 cm x 2 cm Durchmesser. Dabei stellte ich fest, dass nach dem ersten Wickeln noch viel Draht übrig ist, sodass ich nur eine zweite und dritte Schicht aufwickelte von Sekundärdraht über der ersten Schicht.

Ist das in Ordnung zu tun? Jede andere Tesla-Spule, die ich gesehen habe, macht das nicht, aber warum nicht? So wie ich es verstehe, ist eine Tesla-Spule nur ein Transformator und es sollte keine Rolle spielen, ob sich die Spulen überlappen, und nur die Anzahl der Spulen sollte eine Rolle spielen, oder?

Eine Tesla-Spule ist KEIN Transformator.Es ist eine Resonanzstruktur, die Energie über eine gekoppelte Resonanz überträgt.Es als Transformator zu betrachten ist falsch.
@MadHatter Es ist technisch gesehen immer noch ein Transformator, funktioniert aber nicht wie Ihr Standardtransformator.Davon abgesehen ist es nicht "nur ein Transformator", wie es das OP vorschlägt. In diesem Sinne haben Sie also Recht.
Meinen Sie, wickeln Sie weiter, ohne den Draht abzuschneiden, und wickeln Sie sich bis zum Start zurück?Oder meinen Sie, schneiden Sie den Draht jedes Mal ab und wickeln Sie mehrere parallele Drähte wie einen mehrleitenden Litzendraht?
@wbeaty Ich meine, wickeln Sie weiter, ohne den Draht abzuschneiden, und wickeln Sie sich den ganzen Weg zurück zum Start und dann wieder ganz nach oben.Mir wurde klar, dass dies jetzt nicht funktioniert (ich habe ein anderes PVC-Rohr bekommen und eine einzelne Schicht mit dickerem Draht gewickelt und es hat funktioniert), aber ich würde immer noch gerne wissen, warum das Zurückspulen nicht funktioniert.
Fünf antworten:
MadHatter
2016-05-17 19:15:44 UTC
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Eine Tesla-Spule ist KEIN Transformator. Es ist eine Resonanzstruktur, die Energie über eine gekoppelte Resonanz überträgt. Es als Transformator zu betrachten ist falsch.

Die Antwort darauf, dass überlappende Wicklungen in Ordnung sind, lautet aufgrund der zusätzlichen Kapazität der überlappenden Wicklungen und der kapazitiven Kopplung Nein. Eine Tesla-Spule wird besser als helikaler Resonator mit viertel Wellenlänge beschrieben. Es benötigt einen hohen Q-Faktor und die kapazitive Kopplung überlappender Wicklungen dämpft die Resonanz, was zu einer unterdurchschnittlichen Leistung führt.

Update (2 Jahre später bin ich dazu gekommen ...):
Ich sollte eines Tages ein Diagramm erstellen, obwohl es technisch nicht 100% genau ist. Hier ist eine gute Analogie. Stellen Sie sich eine Tesla-Spule als einen langen Draht vor, der die Wellen am oberen Ende wieder nach unten reflektiert. In Resonanz wird jedes Mal, wenn das Energiepaket die Basis erreicht, nachdem es von oben zurückreflektiert wurde, dem Paket eine neue Energiemenge hinzugefügt, die es wachsen lässt und es erneut an die Spule sendet.

Wenn Sie überlappende Drähte haben, während die Energiewelle durch den Draht wandert, geht ein Teil davon durch kapazitive Kopplung mit anderen Wicklungsschichten verloren, und diese Pakete verlorener Energie gehen weiter, aber jetzt außer Phase. Ihre Reflexion stimmt nicht mit dem Rest des Hauptenergiepakets überein. Dies dämpft die Resonanz durch destruktive Interferenz usw.

Sie erhalten einen Q-Verlust nicht nur durch überlappende Wicklungen, sondern auch, wenn das Grundmaterial der den Draht tragenden Röhre bei HF verlustbehaftet ist kapazitiv Energie aus der Spule koppeln. In einigen meiner Arbeiten habe ich ähnliche Spulen (Abmessungen und Drahtlänge usw.) gefunden, bei denen Rohre aus Pappe und Polypropylen für den Hauptkörper Qs von 25 gegenüber 175 haben können. Das bedeutet, dass die Kunststoffrohrspule eine zusätzliche Spannungsverstärkung von 7x hatte. und es war sehr auffällig.

Ich bin interessiert!Ich bin auch interessiert zu wissen, warum Sie Downvotes bekommen?Hey Downvoters: Bitte hinterlasse Kommentare, wenn du abstimmst!
Hallo MadHatter, ich bin in der Tat sehr daran interessiert und würde gerne Ihre Erklärung hören, was eine Tesla-Spule wirklich ist.
+1 für die Korrektur am nächsten.Die Leute scheinen nicht zu verstehen, dass Tesla-Spulen nicht nach der gleichen Theorie arbeiten wie Standard-Eisenkerntransformatoren.
Hallo, können Sie erklären, warum das Hinzufügen von Kapazität schlecht ist?Ich dachte, es würde nur die Resonanzfrequenz verlangsamen, was bedeuten würde, dass es eine andere Abstimmung benötigt, aber ich verstehe nicht, warum es den Q-Faktor reduzieren würde.Ich bin allerdings neu bei HF / HV.
@piojo Ich habe endlich meine Antwort aktualisiert ...
@MadHatter Danke!Das war noch informativer als ich es mir erhofft hätte :)
DerStrom8
2016-05-18 22:37:37 UTC
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Ehrlich gesagt ist MadHatters Antwort der Richtigkeit am nächsten, obwohl Tesla-Spulen immer noch eine Art Transformator sind. Niemand hier scheint jedoch zu verstehen, dass Tesla-Spulen resonante Transformatoren sind, so dass sie nicht auf die gleiche Weise wie herkömmliche Eisenkerntransformatoren arbeiten. Der wichtigste Faktor für den ordnungsgemäßen Betrieb einer Tesla-Spule ist, dass die Sekundärspule und der LC-Schaltkreis die gleiche Resonanzfrequenz wie der LC-Schaltkreis der Primärspule / des Kondensators haben. Auf diese Weise erhalten Sie eine effiziente Energieübertragung vom Primärkreis zum Sekundärkreis. Wenn der Sekundärkreis zu viele Windungen einschaltet, wird zu viel Induktivität (und Eigenkapazität) hinzugefügt, als dass der Sekundärkreis erheblich vom Primärkreis abweicht. Sie erhalten nur eine sehr geringe Energieübertragung zwischen den beiden Resonanzkreisen, was dazu führt, dass nur wenig bis gar kein Ausgang ausgegeben wird. Sie werden auch auf die von MadHatter vorgeschlagenen Probleme stoßen (die Wellenform ist diskontinuierlich, da Strom in den falschen Abschnitten der Spule induziert wird). Entfernen Sie alle bis auf eine Drahtschicht und lassen Sie sie unverändert. Stellen Sie dann sicher, dass die Sekundärseite mit der gleichen Frequenz wie die Primärfrequenz in Resonanz ist. Sie können die folgende Formel verwenden, um die Resonanzfrequenz zu berechnen:

enter image description here

wobei 'f' die Resonanzfrequenz ist, 'L' die Induktivität der Spule, und 'C' ist die Kapazität des Systems (der Tankkondensator in der Primärseite oder die Aufladung auf der Sekundärseite plus die Eigenkapazität der Spule).

Führen Sie die Berechnung für beide primären LC durch Schaltung und dann die sekundäre LC-Schaltung und stellen Sie sicher, dass sie übereinstimmen. Andernfalls funktioniert Ihre Tesla-Spule überhaupt nicht.

Wenn sie nicht übereinstimmen, können Sie die Tesla-Spule mit verschiedenen Methoden "abstimmen":

Wenn die primäre Resonanzfrequenz ist Führen Sie einen oder beide der folgenden Schritte aus:

  • "Tippen" Sie an verschiedenen Stellen auf die Primärspule, um die Induktivität der Primärspule zu verringern (die Primärspule zu verkürzen) / li>
  • Verringern Sie die Kapazität des primären Tankkondensators.

Wenn die primäre Resonanzfrequenz zu hoch ist, machen Sie das Gegenteil.

Wenn die sekundäre Resonanzfrequenz zu niedrig ist Führen Sie einen oder beide der folgenden Schritte aus:

  • Verringern Sie die Länge der Sekundärspule, um die Induktivität der Sekundärspule zu verringern.
  • Verringern Sie die Größe der Aufladung, um ihre zu verringern Kapazität

Wenn die sekundäre Resonanzfrequenz zu hoch ist, machen Sie das Gegenteil.

Sie müssen mithilfe von Mathematik bestimmen, welche der oben genannten Methoden verwendet werden sollen und wie viel passen Sie jeden an.

Ausgezeichnet!Ich hatte keine Zeit, meine Antwort zu aktualisieren, aber Sie haben großartige Arbeit geleistet, um sie zusammenzufassen.
Bruce
2016-05-17 18:40:57 UTC
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Ganz und gar nicht. Wenn die Ausgangsspannung 100.000 V beträgt und Sie 1000 Windungen haben, bedeutet dies, dass eine Spannung von 100 V / Windung vorliegt. und wenn die Windung sehr nahe beieinander liegt, kann es vorkommen, dass ein Bogen von einer Windung zur nächsten verläuft und die Sekundärwicklung Ihrer Tesla-Spule beschädigt wird.

R22748
2016-05-17 18:09:43 UTC
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Es hängt alles von dem Kabel ab, das Sie vom Transformator entfernt haben. Wenn die Emaille-Isolierung Kerben oder Löcher aufweist, kann es von einer Schicht zur anderen kurzschließen. Abhängig von der Nennleistung des Kabels kann es zu einem Kurzschluss kommen, auch wenn kein Defekt vorliegt. Sie können Isolierband zwischen den Schichten verwenden. Angesichts der Spannungen der Tesla-Spule ist es jedoch am besten, eine einzelne Schicht für die Isolierung zu verwenden.

wbeaty
2016-05-19 09:33:37 UTC
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Ja, eine übliche Technik zum Verringern des Drahtwiderstands der Tesla-Sekundärseite und zum Erhöhen des Q-Faktors besteht darin, mehrere parallele Drähte auf derselben Spulenform zu wickeln. Löten Sie Ihre drei Wicklungen an jedem Ende zusammen, damit sie sich wie "Litz" -Draht verhalten.

Die berühmte Tesla-Spule "Edmund Scientific", die konische, verwendet diese Technik. Ich erinnere mich nicht, ob es drei oder vier parallele Leiter hat.

Wenn andererseits die mehreren Leiter übereinander gewickelt sind, anstatt parallel gegen die Spulenform zu liegen, kann es zu einer Zirkulation kommen Strom zwischen ihnen (da sich ihre Längen unterscheiden). Dies würde als ein Q-Faktor erscheinen, der niedriger als erwartet ist.

Bei 100 kHz bin ich mir nicht sicher, wie viel Litz davon profitieren würde, da die meisten Menschen bereits Kabel in der Nähe der Hauttiefe verwenden.Ich habe festgestellt, dass das Q eher von der physischen Struktur als vom Draht beeinflusst wird (vorausgesetzt, der Draht hat eine halbgerechte Größe).


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