Есть задача. Нужно спаять устройство с электродом (скажем тонкий стержень) при прикосновении к концу которого рукой, создавалась бы искра. Казалось бы все просто, но есть несколько условий, которые меня, как не великого специалиста в этой области, несколько озадачивают.
1. Самое главное. Искра должна быть достаточно маленькая чтобы разряд не был болезненным (просто чувствительным, но чтоб не больно).
2. Искра должна быть «постоянной», то есть пока держишь руку, она постоянно тебя бьет (постоянно имеется ввиду часто, хотя бы раз в секунду или желательно 10 раз в секунду)
3. Предполагается что электрод покрыт диэлектриком, ну скажем 0,1 мм толщиной (лак например) чтобы не замыкать руку на электрод, а чтобы было пространство как раз для искры - эти самые 0,1 мм. Или можно даже меньше. Как я понимаю чем тоньше диэлектрик, тем меньше необходимое напряжение для создания искры и тем менее болезненно будет она чувствоваться.
Может кто-то подсказать как это сварганить? Может кто-то сможет просто идеи подсказать или может кто даже схемку нарисовать, да со значениями?
Заранее спасибо.
Суть
Трансформатор Теслы основан на использовании резонансных стоячих электромагнитных волн в катушках. Его первичная обмотка содержит небольшое число витков и является частью искрового колебательного контура, включающего в себя также конденсатор и искровой промежуток. Вторичной обмоткой служит прямая катушка провода. При совпадении частоты колебаний колебательного контура первичной обмотки с частотой одного из собственных колебаний (стоячих волн) вторичной обмотки вследствие явления резонанса во вторичной обмотке возникнет стоячая электромагнитная волна и между концами катушки появится высокое переменное напряжение[2].
Работу резонансного трансформатора можно объяснить на примере обыкновенных качелей. Если их раскачивать в режиме принудительных колебаний, то максимально достигаемая амплитуда будет пропорциональна прилагаемому усилию. Если раскачивать в режиме свободных колебаний, то при тех же усилиях максимальная амплитуда вырастает многократно. Так и с трансформатором Теслы — в роли качелей выступает вторичный колебательный контур, а в роли прилагаемого усилия — генератор. Их согласованность («подталкивание» строго в нужные моменты времени) обеспечивает первичный контур или задающий генератор (в зависимости от устройства).
Описание простейшей конструкции
Схема простейшего трансформатора Теслы
Простейший трансформатор Теслы включает в себя входной трансформатор, катушку индуктивности, состоящую из двух обмоток — первичной и вторичной, разрядник (прерыватель, часто встречается английский вариант Spark Gap), конденсатор, тороид (используется не всегда) и терминал (на схеме показан как «выход»).
Первичная обмотка обычно содержит всего несколько витков медной трубки или провода большого диаметра, а вторичная около 1000 витков провода меньшей площади сечения. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической (вертикальной). В отличие от обычных трансформаторов, здесь нет ферромагнитного сердечника. Таким образом, взаимоиндукция между двумя катушками гораздо меньше, чем у трансформаторов с ферромагнитным сердечником. Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в который включён нелинейный элемент — разрядник.
Разрядник, в простейшем случае, обыкновенный газовый, представляет собой два массивных электрода с регулируемым зазором. Электроды должны быть устойчивы к протеканию больших токов через электрическую дугу между ними и иметь хорошее охлаждение.
Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора, главным образом, выполняют ёмкость тороида и собственная межвитковая ёмкость самой катушки. Вторичную обмотку часто покрывают слоем эпоксидной смолы или лака для предотвращения электрического пробоя.
Терминал может быть выполнен в виде диска, заточенного штыря или сферы и предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов большой длины.
Таким образом, трансформатор Теслы представляет собой два связанных колебательных контура, что и определяет его замечательные свойства и является главным его отличием от обычных трансформаторов. Для полноценной работы трансформатора эти два колебательных контура должны быть настроены на одну резонансную частоту. Обычно в процессе настройки подстраивают первичный контур под частоту вторичного путём изменения ёмкости конденсатора и числа витков первичной обмотки до получения максимального напряжения на выходе трансформатора.
Этот опыт нам показывал препод по физике. Накануне, чисто мыл свою голову. Лохматый был несказанно. Выключал свет в аудитории. И вот, касался этого штыря железным ключом. Моментально волосы у него становились дыбом, и с них летели вот такие искры. И невинно так говорит- сейчас через меня протекает миллиард вольт.
re:
)
