skulle gärna villja detTesla coil
Tesla coil
Hej jag har sett några tådar nu om att vissa har byggt tesla coils men jag har inte hittat någon där det står hur man kan göra en skulle gärna villja det
skulle gärna villja det
Svårt att hitta skogen för alla träd där bara, det finns några länkar i tråden "saltvattenskondensator"
Jag kan väl gå igenom hur jag gör för att designa en teslaspole, det är bra att ha räknat igenom allt innan man börjar bygga. Det praktiska tar jag inte med här, surfa runt och titta på andras byggen!
Det man oftast börjar med är transformatorn man ska driva spolen med, den är inget man köper på Elfa direkt, utan man får jaga runt efter något begagnat. Därför är det bra att skaffa den först eftersom man utgår ifrån den ganska mycket.
Det är lämpligt att börja med en trafo för neonskyltar (NST, Neon Sign Transformer) eller tändtrafo till oljebrännare, (OBIT, Oil Burner Ignition Transformer) (Det används en hel del förkortningar bland coilers, titta mer här: http://www.pupman.com/faq/abbrs.html)
Båda typerna är strömbegränsade med magnetiska shuntar, en "genväg" så magnetfältet kan smita förbi utan att passera sekundärlindningen. Man kan alltså kortsluta utgången utan problem, kortslutningsströmmen är tydligt märkt på skylten.
Oftast två sekundärlindningar (De under 8 kV eller så kan ha bara en) som är kopplade i serie, mittpunkten är jordad i kärnan. Så en trafo på 10 kV är egentligen 2*5 kV.
En OBIT till en vanlig villapanna brukar ligga på 10 kV och 10 mA, men det går att hitta större, jag har en på 12-35. De går fint att parallellkoppla fler för att få ut mer ström. Kolla med VVS-firmor, folk går över till bergvärme och slänger ut sina oljepannor nu så de är inte svåra att få tag i. I stort sett alla är gjorda för intermittent drift, de blir varma om man kör för länge.
NST's går att hitta på runt 4-15 kV och 10-50 mA. Kolla med skyltfirmor.
----------------------------------------------
Säg nu att vi har hittat en NST på 12 kV - 15mA. Iom att vi räknar med kV (*1000) och mA (/1000) kan vi räkna ut effekten utan att byta sort.
12*15=180 VA
Därifrån kan vi räkna ut hur långa gnistor vi kan få. En coiler som heter John Freau har gjort en formel för det:
L=1,7*sqrt P
där:
L = längd i tum
P = ineffekt i W
Nu är det en liten skillnad på VA (skenbar effekt) och W (verklig effekt) men skit samma! Formeln är inte särskilt exakt ändå...
Vi skiter i amerikanerna med och byter 1,7 mot 4,3 för att få svaret i cm.
sqrt180*4,3 = 13,4*4,3 = 58
58 cm! WOW!
Glöm det.
Formeln räknar på max gnistlängd när allt är perfekt designat och med bra kondensator och synkront rotorgap. Dessotom är små spolar mindre effektiva än stora. Får man ut hälften av den längden med fast gap ska man vara glad. Så vi räknar med 30 cm.
Men nu har vi något att gå på för att bestämma hur stor spolen ska bli. Sekundären måste ju vara lång nog för att klara spänningen utan överslag. Å andra sidan ser ju 30 cm streamers lite löjligt ut i toppen på en spole på en meter. Med en toroid på toppen som styr fältet ut åt sidorna klarar man streamers lika långa som sekundären utan problem.
Alltså gör vi sekundären 30 cm lång.
Sen har vi lite tumregler som är utprovade av coilers världen över: 1000-1400 varv är bra, och förhållandet mellan längd och diameter c:a 4-5.
0,25mm tråd ger oss c:a 1200 varv på 30 cm, och diametern på röret bör vara 60-75 mm. Avloppsrör på 75mm är lätt att hitta så vi kör på det.
Så ska vi ha en kondensator. Den beror också på trafon, vi ska ju hinna ladda upp den på en halvperiod av växelspänningen vi matar den med. Om man väljer en kondensator som är i resonans med trafons sekundärlindning vid 50 Hz kan man få spänningen att gå en bra bit över vad trafon ger. Nackdelen är att den kan bli alldeles för hög, om vi kopplade på en resonant kondensator utan gnistgap skulle spänningen stiga tills trafon och/eller kondensatorn gick sönder.
För att vara på den säkra sidan gör vi kondensatorn 50% större än resonant. Det brukar kallas LTR, Larger Than Resonant.
Om man nu är mattefreak kan man ju sitta och räkna för hand på allting, men jag ser ingen anledning till det när det finns program som gör det åt en. Det finns gott om program att ladda hem gratis, Wintesla är ett exempel.
Ett annat är JavaTC, som är webbaserat: http://www.classictesla.com/java/javatc.html
Vi hoppar in där och scrollar ner till TRANSFORMER DESIGN och knackar in våra siffror på trafon:
230 V in
12000 V ut
15 mA ut
50 Hz
230 V applied (om man använder vridtrafo kan man räkna på andra spänningar här)
Tryck calculate och titta på resultatet. Det som är intressant just nu är
JavaTC är väldigt exakt men det blir många värden att knacka in, som lokalen man är i t ex. I fortsättningen använder jag Wintesla.
Topload då, den fungerar som ena plattan i en kondensator, den andra är omgivningen. Kapacitansen på den behövs för att räkna ut resonansfrekvensen på vår spole. Vanligast är en toroid. Formen gör att gnistorna vill slå ut åt sidorna, och man undviker nerslag i primären.
En förvärmningsslang (aluminiumslang) är enklast att använda, finns där man säljer bildelar. För lite större storlekar går man till ventilationsavdelningen på ett byggvaruhus.
Storleken är inte så noga, ta något som passar rent estetiskt.
Vi räknar på en toroid av 75 mm slang och 25 cm i ytterdiameter. Wintesla räknar med tummar och fötter, men det finns en omvandlare inbyggd. Tänk på att wintesla använder C-C-mått på den stora diametern på toroiden (dtc). Efter lite avrundning bestämmer jag att den är 3"*6,9"
En kapacitans på drygt 11 pF alltså.
Snart färdigt, bara primären kvar!
Det finns ingen anledning att bygga en konisk primär, så vi gör en platt. Till en så här liten räcker det gott med bromsrör som är 3/16" eller 4,75 mm. Nu kan man lika gärna anpassa sig till att räkna i tum, lättare så. Innerdiametern på primären bestäms av diametern på sekundären, vi vill ha minst en tum luft mellan.
5 tum blir innerdiametern.
Röret är 3/16" = 0.187"
1/4" är standard mellanrum på de flesta spolar, och då kan man använda vanliga bits som mellanlägg när man bygger primären. 0,250" alltså.
Om vi nu fyller i allt annat så kan vi börja stämma av sen. Sekundären på 75*300 mm räknas om till tum, sen justeras "Turns/inch" så vi får våra 1200 varv.
Öka antalet varv på primären tills "Required C" hamnar på våra 6 nF (0,006uF) Sekundären bör alltså tappas av på 15 varv ungefär.
Då har vi något att utgå från, lek lite och ändra på värden så får du lite känsla för hur det fungerar.
Lägg inte ner för mycket energi på att göra den första spolen perfekt, släng ihop något så det blir lite gnistor först bara. Då får man massor av erfarenheter till nästa bygge. Ozon är enormt beroendeframkallande, så kom inte och säg: "Men jag ska ju bara bygga en!"
Nu har jag suttit här för länge igen...
Godnatt!
Jag kan väl gå igenom hur jag gör för att designa en teslaspole, det är bra att ha räknat igenom allt innan man börjar bygga. Det praktiska tar jag inte med här, surfa runt och titta på andras byggen!
Det man oftast börjar med är transformatorn man ska driva spolen med, den är inget man köper på Elfa direkt, utan man får jaga runt efter något begagnat. Därför är det bra att skaffa den först eftersom man utgår ifrån den ganska mycket.
Det är lämpligt att börja med en trafo för neonskyltar (NST, Neon Sign Transformer) eller tändtrafo till oljebrännare, (OBIT, Oil Burner Ignition Transformer) (Det används en hel del förkortningar bland coilers, titta mer här: http://www.pupman.com/faq/abbrs.html)
Båda typerna är strömbegränsade med magnetiska shuntar, en "genväg" så magnetfältet kan smita förbi utan att passera sekundärlindningen. Man kan alltså kortsluta utgången utan problem, kortslutningsströmmen är tydligt märkt på skylten.
Oftast två sekundärlindningar (De under 8 kV eller så kan ha bara en) som är kopplade i serie, mittpunkten är jordad i kärnan. Så en trafo på 10 kV är egentligen 2*5 kV.
En OBIT till en vanlig villapanna brukar ligga på 10 kV och 10 mA, men det går att hitta större, jag har en på 12-35. De går fint att parallellkoppla fler för att få ut mer ström. Kolla med VVS-firmor, folk går över till bergvärme och slänger ut sina oljepannor nu så de är inte svåra att få tag i. I stort sett alla är gjorda för intermittent drift, de blir varma om man kör för länge.
NST's går att hitta på runt 4-15 kV och 10-50 mA. Kolla med skyltfirmor.
----------------------------------------------
Säg nu att vi har hittat en NST på 12 kV - 15mA. Iom att vi räknar med kV (*1000) och mA (/1000) kan vi räkna ut effekten utan att byta sort.
12*15=180 VA
Därifrån kan vi räkna ut hur långa gnistor vi kan få. En coiler som heter John Freau har gjort en formel för det:
L=1,7*sqrt P
där:
L = längd i tum
P = ineffekt i W
Nu är det en liten skillnad på VA (skenbar effekt) och W (verklig effekt) men skit samma! Formeln är inte särskilt exakt ändå...
Vi skiter i amerikanerna med och byter 1,7 mot 4,3 för att få svaret i cm.
sqrt180*4,3 = 13,4*4,3 = 58
58 cm! WOW!
Glöm det.
Formeln räknar på max gnistlängd när allt är perfekt designat och med bra kondensator och synkront rotorgap. Dessotom är små spolar mindre effektiva än stora. Får man ut hälften av den längden med fast gap ska man vara glad. Så vi räknar med 30 cm.
Men nu har vi något att gå på för att bestämma hur stor spolen ska bli. Sekundären måste ju vara lång nog för att klara spänningen utan överslag. Å andra sidan ser ju 30 cm streamers lite löjligt ut i toppen på en spole på en meter. Med en toroid på toppen som styr fältet ut åt sidorna klarar man streamers lika långa som sekundären utan problem.
Alltså gör vi sekundären 30 cm lång.
Sen har vi lite tumregler som är utprovade av coilers världen över: 1000-1400 varv är bra, och förhållandet mellan längd och diameter c:a 4-5.
0,25mm tråd ger oss c:a 1200 varv på 30 cm, och diametern på röret bör vara 60-75 mm. Avloppsrör på 75mm är lätt att hitta så vi kör på det.
Så ska vi ha en kondensator. Den beror också på trafon, vi ska ju hinna ladda upp den på en halvperiod av växelspänningen vi matar den med. Om man väljer en kondensator som är i resonans med trafons sekundärlindning vid 50 Hz kan man få spänningen att gå en bra bit över vad trafon ger. Nackdelen är att den kan bli alldeles för hög, om vi kopplade på en resonant kondensator utan gnistgap skulle spänningen stiga tills trafon och/eller kondensatorn gick sönder.
För att vara på den säkra sidan gör vi kondensatorn 50% större än resonant. Det brukar kallas LTR, Larger Than Resonant.
Om man nu är mattefreak kan man ju sitta och räkna för hand på allting, men jag ser ingen anledning till det när det finns program som gör det åt en. Det finns gott om program att ladda hem gratis, Wintesla är ett exempel.
Ett annat är JavaTC, som är webbaserat: http://www.classictesla.com/java/javatc.html
Vi hoppar in där och scrollar ner till TRANSFORMER DESIGN och knackar in våra siffror på trafon:
230 V in
12000 V ut
15 mA ut
50 Hz
230 V applied (om man använder vridtrafo kan man räkna på andra spänningar här)
Tryck calculate och titta på resultatet. Det som är intressant just nu är
Vilket är samma sak som 4 nF. Vi lägger på 50% för att få LTR och hamnar på 6 nF.Resonant Cap Size: 0,004 uF
JavaTC är väldigt exakt men det blir många värden att knacka in, som lokalen man är i t ex. I fortsättningen använder jag Wintesla.
Topload då, den fungerar som ena plattan i en kondensator, den andra är omgivningen. Kapacitansen på den behövs för att räkna ut resonansfrekvensen på vår spole. Vanligast är en toroid. Formen gör att gnistorna vill slå ut åt sidorna, och man undviker nerslag i primären.
En förvärmningsslang (aluminiumslang) är enklast att använda, finns där man säljer bildelar. För lite större storlekar går man till ventilationsavdelningen på ett byggvaruhus.
Storleken är inte så noga, ta något som passar rent estetiskt.
Vi räknar på en toroid av 75 mm slang och 25 cm i ytterdiameter. Wintesla räknar med tummar och fötter, men det finns en omvandlare inbyggd. Tänk på att wintesla använder C-C-mått på den stora diametern på toroiden (dtc). Efter lite avrundning bestämmer jag att den är 3"*6,9"
En kapacitans på drygt 11 pF alltså.
Snart färdigt, bara primären kvar!
Det finns ingen anledning att bygga en konisk primär, så vi gör en platt. Till en så här liten räcker det gott med bromsrör som är 3/16" eller 4,75 mm. Nu kan man lika gärna anpassa sig till att räkna i tum, lättare så. Innerdiametern på primären bestäms av diametern på sekundären, vi vill ha minst en tum luft mellan.
5 tum blir innerdiametern.
Röret är 3/16" = 0.187"
1/4" är standard mellanrum på de flesta spolar, och då kan man använda vanliga bits som mellanlägg när man bygger primären. 0,250" alltså.
Om vi nu fyller i allt annat så kan vi börja stämma av sen. Sekundären på 75*300 mm räknas om till tum, sen justeras "Turns/inch" så vi får våra 1200 varv.
Öka antalet varv på primären tills "Required C" hamnar på våra 6 nF (0,006uF) Sekundären bör alltså tappas av på 15 varv ungefär.
Då har vi något att utgå från, lek lite och ändra på värden så får du lite känsla för hur det fungerar.
Lägg inte ner för mycket energi på att göra den första spolen perfekt, släng ihop något så det blir lite gnistor först bara. Då får man massor av erfarenheter till nästa bygge. Ozon är enormt beroendeframkallande, så kom inte och säg: "Men jag ska ju bara bygga en!"
Nu har jag suttit här för länge igen...
Godnatt!
