Вход Регистрация Jabber FAQ Пользователи Поиск Список разделов Flyback.org.ru
Самый большой форум по катушкам Тесла и другим высоковольтным устройствам

Важная информация:
Данный форум предполагает у его пользователей хотя бы некоторые знания в области электроники и высоких напряжений, поэтому не стоит обижаться, если вам не будут отвечать на элементарные вопросы.
Поиск по форуму
Список разделов Flyback.org.ru » Мат. каф. » Немного теории о теслах (мои взгляды) - в порядке дискуссии.

Тему сейчас просматривают - зарегистрированных: 0, скрытых: 0 и гостей: 0
Зарегестрированные - Нет

Начать новую тему
Ответить на тему
telefonist
 


тема: Немного теории о теслах (мои взгляды) - в порядке дискуссии.Ответить с цитатой  

Довольно долго листал форум, но, к сожалению не нашёл ни подтверждения, ни опровержения своих мыслей. (может - не внимательно искал?)

Итак, что представляет собой вторичная обмтока любой теслы? Классический спиральный резонатор. Что это такое? Это - коаксиальный резонатор, скрученный в спираль - грубо говоря - кусок провода длиной в 1/4 длины волны определённой частоты - открытый колебательный контур. Индуктивную составляющую его являет сам провод, ёмкость берётся в рассчёт паразитная - межвитковая, ёмкость относительно оправки трубы, относительно окружающих предметов и т.д. За счёт большой добротности этого контура на его "горячем конце" возникает огромное напряжение резонансной частоты. Спираьные резонаторы широко применятся в системах связи, в тех случаях, когда необходимо очень качественно выделить одну чатоту на фоне других, могут стоять на вхоже приёмника, на выходе передатчика и т.д.

Итак, в системах связи стараются достигнуть МАКСИМАЛЬНОЙ добротности спирального резонатора - проволоку берут толстую, посеребренную, мотают её на каркасах и такого материала, который мало влияет на добротность (например - фарфор), коэффициент связи между резонатором и источником (приёмником) сигнала подбирают оптимальный - в рассчёте на то, что бы он ни в малейшей мере не загрублял добротность контура. Таким образом - острота резонанса, а соответсвенно - и напряжение на "горячем конце" очень серьёзно зависят от добротности получившейся вторички. Поскольку посеребренную проволоку на фарфоровой оправка (само собой, с шагом между витками) мотать никто не станет, то стоит хотя-бы правильно подобрать материал, на котором она будет наматываться, и выбрать наилучий из доступных.

Далее - касательно "рассчёта" вторички. Все формулы, подразумевающие конструкционное исполнение достаточно условны. В домашних условиях НЕВОЗМОЖНО намотать две абсолютно идентичные катушки, в любом случае - резонансная частота будет очень серьёзно отличаться. В связи с этим хочу поинтересоваться -а не пробовал ли кто-нить "ловить" резонансную частоту катушки уже после её намотки при помощи приборов - например ГИР (гетеродинный индикатор резонанса) или измерителя АЧХ? Оба способа позволяют достаточно наглядно и абсолютно точно вычислить резонанс как первичного контура, так и вторичного резонатора. (Суть первого метода - генератор с выносной катушкой и переменным конденсатором крутят вблизи испытуемого контура, и наблюдают за амплитудой - хотя-бы по стрелочному индикатору. Вблизи резонанса испытуемого контура амплитуда генератора падает - контур "вытягивает" чать энергии на себя. Второй метод - вообще рисует на экране амплитудно-частотную характеристику контура, и особенно наглядно - виден его резонанс, частоту которого можно определить по меткам на экране.)

Далее - кто-нибудь пробовал ПОДБИРАТЬ оптимальную связь между первичным и вторичным контуром ? Например - регулируя расположение одной катушки относительно другой? Ведь именно при ОПТИМАЛЬНОЙ связи достигается максимальная амплитуда напряжения.

----------------

Хочу много комментариев, дополнений, обсуждений...
(Сегодня вечером начинаю постройку своего "детского" девайса, результаты - не заставят себя долго ждать, отпишу и сфоткаю, в результате - не сомневаюсь Smile )

KaV: Перенесено в маткаф.


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 1:09 pm
AlexDark
CyberGoth


Ответить с цитатой  

Идею с ГИРом предлагали пару лет назад, и забыли благополучно.
Резонансная частота вряд ли будет "очень серьезно" отличаться-ну единицы килогерц-не фатально это.
Коэффициент связи-исходя из формул, есть определенный ряд коэффициентов, четко определенных, при которых достигается максимальное напряжение, в зависимости от числа полупериодов колебаний...


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 1:37 pm
Котофеич
Унылейший Старый Раздолбай


Ответить с цитатой  

Коментарии, коментарии...

Ну, собственная ёмкость вторички, главным образом, межвитковая. Ёмкость относительно оправки трубы- это что имелось в виду? Труба же диэлектрическая.

Насчёт правильного подбора материала: святая истина- фторопласт, специальный фарфор, алунд и кварцевое стекло рулят! Но гдеж их взять простому смертному??? Потом на частоте несколько сотен килогерц (обычный диапазон резонансных частот вторичек) диэлектрические потери в полипропилене и даже ПВХ не будут очень уж страшными. На мегагерцовых частотах (генераторы факельного разряда) вопрос выбора материала встаёт остро. ПВХ просто плавится. На обыкновенном стекле неплохо выходит. Вот недавно намыл пару кварцевых трубок- может, попробую...

Настройка по приборам тоже разумна. Но, опять же, где эти приборы взять? Даже тупо боянный тепловой амперметр не могу найти для настройки контура ЛКТ или индукционного нагревателя.

Вопрос о добротности вторики тоже давно волнует. А именно- каково оптимальное число витков при данных размерах каркаса? (Я тут разок эксперимент произвёл, где с вторички в 300 витков получал такой же стример, что и на вторичке в 1300 витков...). Так что какую- нибудь научно обоснованную методику нахождения оптимума самому хотелось бы знать.


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 2:00 pm
telefonist
 


Ответить с цитатой  

ГИР - делается совершенно самостоятельно, но проблемно на низких частотах найти здоровый КПЕ (конденсатор переменной ёмкости). В принципе - его даже не нужно градуировать по частоте, достаточно после нахождения резонанса померять частоту частотомером (есть даже в китайских тестерах). Или - ещё лучше, генератор на транзисторах, частота которому "навязывается" резонансом катушки, и потом - в частотомер. Естественно - вторичку в уже коструктивно собранном виде, на подставке, с заземлением, с терминалом и т.д.


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 2:30 pm
BSVi
 


Ответить с цитатой  

telefonist, практически все, кто хоть както серьезно занимались постройкой тесел подбирали и к связи и частоты. Для этого никаких приборов не нужо в принципе. Кстате, хочу обрадовать - у системы из двух контуров - две резонансные частоты ) Настроить два контура на одну частоту невозможно в принципе.

Для поиска оптипального к свзли, частот итд рекомендую прогу ScanTesla.


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 2:34 pm
Котофеич
Унылейший Старый Раздолбай


Ответить с цитатой  

В искровых катушках связь между контурами слабая и реакцией вторичного контура на первичный можно пренебречь- т.е. резонансные частоты первичного и вторичного контуров будут не сильно отличаться (при настройке на максимальную мощность во вторичном контуре).

А всё-таки, как расчитать напряжение (амплитуду) на её вторичке по известной добротности и амплитуде напряжения "накачки"?

И, да-да, какое оптимальное количество витков на оправке заданной длины и диаметра???


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 2:46 pm
telefonist
 


Ответить с цитатой  

В системах связи никогда не применяется один спиральный резонатор, их ставят 2, 3 и более... И связь между ними (очень слабая) обеспечивается маленькой щёлочкой в экранах. Связь же с входом и выходом осуществляется 1/10 витка проволоки около основания резонатора. Таким образом (при слабой связи) система контуров имеет остро выраженный резонанс практически без влияния одного контура на другой (наглядно видно по измерителю АЧХ). Так вот, я интересуюсь добиться максимального совпадения резонансных частот первого и воторого контуров, и подобрать между ними оптимальную связь для исключения влияния резонансов. Хотя, при числе витков первички 5-6 и ёмкости в нанофарады параллельно говорить о каком-то остром резонансе в контуре тяжело. Ёмкостная составляющая очень сильно загрубляет добротность первичного контура. Надо изучить конструкции на лампах, возможно в них анодный контур с огромным напряжением можно сделать с приемлемым соотношением индуктивность/ёмкость...


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 3:07 pm
Котофеич
Унылейший Старый Раздолбай


Ответить с цитатой  

Частоты связистких резонаторов и искровых катушек Тесла сильно различны. Поэтому связь через щель в экране тут не подойдёт.

Если изучать ламповые схемы- бери сразу схемы факельников- похоже, это как раз то, что тебе интересно. Вот там как раз резонатор из нескольких десятков витков толстого провода (или литцендрата) на оправке из материала с маленьким тангенсом угла диэлектрических потерь.

И кстати, вторичка катушки Теслы обычно расчитывается на LC-резонанс, а не на четвертьволновой...


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 3:16 pm
Anton
 


Ответить с цитатой  

telefonist, - ну я мерял. И АЧХ вторички, и влияние коэф-та связи, и суммарную АЧХ первичка+вторичка (естественно при замкнутом разряднике). Приборы - Г4-102, С1-77, В7-26 (то что есть дома под руками). Тащить теслу на работу, чтоб гонять на измерителе АЧХ мне просто влом. С коэффициентом связи тоже игрался. В принципе, резалты практически совпадали с теорией радиотехники (это я про критическую связь и про двугорбую АЧХ связанных контуров). На самом деле, такой подход здесь не всегда оптимальный, так как людям важно не получить заданную полосу пропускания и центральную частоту, а выжать разряд подлиннее, что часто достигается приблизительным расчетом в софте и подстройкой "по месту". Главное - иметь прямые руки и здравый смысл. Ловить герцы для СГТЦ - не сильно актуально, думается. Сильно выжимать добротность тоже нет смысла великого, - усложнится настройка, особенно с учетом того, что частота вторичного резонанса нестационарна и зависит от мгновенной емкости "нагрузки" (стримера).


Сразу скажу - я ничего не имею против спиральных резонаторов и использования соответствующей измерительной техники для их настройки (более того, несколько лет работал в этой сфере, и спиральников этих настроил не пять и не десять, Х1-55 юзал в основном, 120-480МГц у нас были "родные" диапазоны, да и 9-16ГГц тоже).
Offtopic:
Вспомнилась куча валяющихся где-то в гараже дуплексных спиральных фильтров 300/337МГц от Алтаев и Кордонов -как раз посеребренным проводом на керамике мотаны.



Последний раз редактировалось: Anton (Thu Apr 09, 2009 6:40 pm), всего редактировалось 1 раз
Добавлено: Thu Apr 09, 2009 6:29 pm
BSVi
 


Ответить с цитатой  

telefonist, то, что ты расказываешь - довольно очевидно. Контур нельзя нагрузать.

Есть еще одно понятие - квенчинг - дело в том, что два контура передают энергию туда-сюда тоесть сначала из первички - во вторичку потом из вторички в первичку, в итоге получается три ярковыраженных резонанса (ну или один пик, и полочка), и как бы ты не пытался настроить один контур под другой - у тебя ничего не выйдет. Про квенчинг можно прочитать тут http://www.richieburnett.co.uk/operatn2.html

Добротность вторички часто очень большая - большая индуктивность и малая собственная емкость, отсутствие потерь на перемагничивание сердечника. К сожалению для получения длинного стриммера не достаточно получить большое нарпяжение, дело в том, что поддержание плазмы требует довольно некислого расхода энергии, поэтому есть некий оптимальный к связи - при котором соотношение вкачиваемой энергии и напряжения на вторичной обмотке идеально. Этот оптимальный К связи можно получить все той-же рекламируемой мной прогой ScanTesla.


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 6:35 pm
neitronnaia burya
 


Ответить с цитатой  

Цитата:
Итак, в системах связи стараются достигнуть МАКСИМАЛЬНОЙ добротности спирального резонатора - проволоку берут толстую, посеребренную, мотают её на каркасах и такого материала, который мало влияет на добротность (например - фарфор), коэффициент связи между резонатором и источником (приёмником) сигнала подбирают оптимальный - в рассчёте на то, что бы он ни в малейшей мере не загрублял добротность контура. Таким образом - острота резонанса, а соответсвенно - и напряжение на "горячем конце" очень серьёзно зависят от добротности получившейся вторички. Поскольку посеребренную проволоку на фарфоровой оправка (само собой, с шагом между витками) мотать никто не станет, то стоит хотя-бы правильно подобрать материал, на котором она будет наматываться, и выбрать наилучий из доступных.


Кхм а катушка Теслы тут причем? нахера мотать все посеребрённым проводом на СВЧ керамике, когда у нас частоты макс до 1мГц там хоть на дерьме намотай все равно будет отлично!
Ваш пост скорее всего надо размещать в разделе !!Пиратское вещание!!


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 6:37 pm
Котофеич
Унылейший Старый Раздолбай


Ответить с цитатой  

Буря! Не бушуй!

Для факельников это более чем актуально. Ты же любишь факельники!?


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 6:41 pm
neitronnaia burya
 


Ответить с цитатой  

Цитата:
Для факельников это более чем актуально. Ты же любишь факельники!?

резонатор то у меня из посеребренного провода=)
А добротность резонатора там 100% очень сильно влияет малейшая емкость на терминале и пи@дец но у нас же Теслы тут


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 6:46 pm
Anton
 


Ответить с цитатой  

Для факельников - актуально.
Для СГшек же на первый план чаще встают вопросы обеспечения электропрочности.

BSVi, ну квенчинг относится скорее именно к процессу тушения дуги (при этом естественно и резонанс сползает, так как выходит из игры первый контур, и вторичка уже звенит на СОБСТВЕННОЙ частоте). А пока горит дуга в гапе - тогда таки да, имеем два связанных контура и "двугорбую" АЧХ, и как следствие, - биения амплитуды колебаний и обмен энергией между контурами.


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 6:48 pm
Термакс
 


Ответить с цитатой  

Offtopic:
Пиздец, сколько не делал сам теслы и не смотрел на чужие, всегда полагал, что четвертьволновой резонанс - это городская легенда >.< Интересно, он хоть на что-то влияет, окромя того, что им можно троллить фанатиков теорикрафта ? :плачу:


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 8:34 pm
Котофеич
Унылейший Старый Раздолбай


Ответить с цитатой  

В радиопередатчиках и тех же установках ВЧ-нагрева ещё и как влияет. В SGTC не знаю.

Таки оптимальное количество витков вторички...


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 8:46 pm
BSVi
 


Ответить с цитатой  

не влияет и вот почему - вспомним, что такое четверть волна? Это расстояние, которое пройдет электрическое поле в данном проводнике за четверть периода колебания. До дело в том, что в присутствии веществ с эпсилон>1 скорость распространения поля уменьшается. Емкость в свою очередь потребляет энергию поля, тоже эффективно снижая скорость распространения поля.

В итоге, приложив немного математики, делаем вывод - LC резонанс это и есть четвертьволновой резонанс!


Добавлено: Thu Apr 09, 2009 9:13 pm
Boom
 


Ответить с цитатой  

Цитата:
LC резонанс.

Это когда длина провода равна длине волны.
Цитата:
четвертьволновой резонанс!

Это когда длина провода равна четверти от рабочей длины волны.

Проводник находящийся в свободном пространстве где нет близко расположенных предметов длиной один метр,имеет первый резонанс на длине волны в один метр.Так же у него есть резонансы на частотах кратных двум.Это если по простому.


Добавлено: Fri Apr 10, 2009 12:10 am
BSVi
 


Ответить с цитатой  

> LC резонанс - Это когда длина провода равна длине волны.
Ничего подобного, меннно четвертьволновой. Вот к примеру, тесла работающая на чистом LC резонансе. Проведите лдской от низа до верха вторички. По интенсивности свечения ЛДСки будет четко видна четверть синусоиды. Также, теслу можно запуситить и на частотах кратных ЛЦ резонансу и увидеть ЛДСкой синус.

>Это когда длина провода равна четверти от рабочей длины волны.
Скажем так, эффективная длинна провода, учитывая проницаемость близлежащих предметов. Про это я и писал.

>Проводник находящийся в свободном пространстве где нет близко расположенных предметов длиной один метр,имеет первый резонанс на длине волны в один метр
Никто не спорит ) Тесла не является проводником в чистом поле.


Добавлено: Fri Apr 10, 2009 8:39 am
Boom
 


Ответить с цитатой  

BSVi писал(а):
> LC резонанс - Это когда длина провода равна длине волны.
Ничего подобного, именно четвертьволновой.


Я тебе отвечу ссылкой.Посмотри Чертёж 4. http://members.lycos.co.uk/mostly/SITE/MISC/sho...ves_in_wires.html Другое дело что в Тесле используется четверть волновой резонанс.Что бы получить максимум напряжения на конце катушки.

BSVi писал(а):
>Проводник находящийся в свободном пространстве где нет близко расположенных предметов длиной один метр,имеет первый резонанс на длине волны в один метр
Никто не спорит ) Тесла не является проводником в чистом поле.

Закон один для всех.Если вторичка это спиральный резонатор то законы для неё такие же как и для проводника в свободном пространстве.Вся разница в геометрических размерах.


Добавлено: Fri Apr 10, 2009 12:56 pm
Daniil
Инженер


Ответить с цитатой  

По-моему тему с четверть-волновым резонансом закрыли. Или VAL или Шурик пробовали делать катушки в которых бы LC и четвертьволновой резонансы совпадали и результат был такой же если не хуже чем просто LC резонанс.


Добавлено: Fri Apr 10, 2009 1:09 pm
Anton
 


Ответить с цитатой  

Я подгонял под совпадение резонансов при расчете мелкой 45см СГшки. Во всяком случае, хуже не становилось


Добавлено: Fri Apr 10, 2009 1:18 pm
Daniil
Инженер


Ответить с цитатой  

Offtopic:
Возможно VAL или Шурик мне об этом сказали Smile


Но я не об этом, я о том, что в тесле все же LC резонанс.


Добавлено: Fri Apr 10, 2009 1:23 pm
Котофеич
Унылейший Старый Раздолбай


Ответить с цитатой  

Люди! Ау!

Так может кто-нибудь обосновать оптимальное количество витков вторички на оправке заданного диаметра?????

Не из праздного любопытства спрашиваю- собираюсь мотать новую вторичку. Можно, конечно, по старинке- 1300- 1500 витков на пятисантиметровую говнотрубу... Но недавние фотки, где с "пенька" больше двух его длин получали наводят на размышления. Да и мои собственные опыты со вторичкой в 330 витков...


Добавлено: Fri Apr 10, 2009 1:28 pm
Daniil
Инженер


Ответить с цитатой  

Все довольно просто. Это решение примерно такой системы уравнений:
1) Зависимость потерь от длины намотки.
2) Зависимость резонансной частоты от числа витков.
3) Зависимость коэфициента связи от высоты намотки.
4) Зависимость длины свободнорезонирующей части от длины намотки.
Вот оптимальное кол-во витков будет на пересечении графиков этих зависимостей Smile


Добавлено: Fri Apr 10, 2009 1:46 pm
Список разделов Flyback.org.ru » Мат. каф. » Немного теории о теслах (мои взгляды) - в порядке дискуссии.

На страницу 1, 2  След.     Просмотр темы целиком

Начать новую тему
Ответить на тему




Лицензионное соглашение

(c)Flyback.org.ru
Российское общество любителей высоких напряжений.
Использование материалов с данного сайта и форума возможно только с разрешения администрации.