Upozornění: autor těchto stránek nenese žádnou odpovědnost za úrazy, nebo jiné škody způsobené stavbou zařízení zde popsaných. Stavba tohoto zařízení není určena začátečníkům!

Můj druhý Teslův transformátor je klasické koncepce, tak jak jej vymyslel Nikola Tesla. Pro sekundární cívku jsem zvolil trubku délky 75 cm a průměru 75 mm. Je na ní navinuto 1870 závitů drátem o průměru 0,35 mm. Délka vinutí je 70 cm. Indukčnost je 24,3 mH a R_dc je 75 Ω. Toroid je odlitý z hliníku a má průměr 22 cm, jeho kapacita je asi 9,5 pF. Rezonanční frekvence sekundáru i s toroidem je asi 220 kHz. Primární cívka má průměr 43,5 cm a má kónický tvar. Je na ní navinuto 10 závitů holým měděným drátem o průměru 4,4 mm. Její indukčnost je 19,34 µH.

K napájení TC používám zatím NSTčko 6 kV/50 mA (transformátor pro neonové reklamy). Na primární straně je připojen kondenzátor 16 µF/450 V jako PFC (ke korekci účiníku). Na sekundáru je bezpečnostní jiskřiště k ochraně NSTčka a dvě tlumivky na feritovém jádře H21. Každá o indukčnosti 27 mH. Tyto tlumivky slouží k vysokofrekvenčnímu oddělení NSTčka od rezonančního obvodu TC. Také se dá jejich vhodnou impedancí regulovat počet BPS (čím vyšší impedance, tím déle se bude kondenzátor nabíjet). Jiskřiště se skládá z šesti měděných trubek průměru 15 mm a délky 10 cm. Trubky jsou pomocí distančních sloupků umístěny v plexisklové krabici. Vzdálenost jednotlivých trubek od sebe se dá pomocí uložení v drážkách plynule regulovat. Celé jiskřiště je ofukováno výkonným větrákem, který slouží zaprvé k ochlazování jiskřiště a zadruhé k deionizaci vzduchu v jiskřišti. Toto pomáhá zabránit vzniku oblouku mezi trubkami.

Jako kondenzátory jsem nejdříve zkoušel paralelní kombinaci TC624 10 nF/22 kV od Tesly. Tyto kondenzátory se nedají použít protože mají velký ztrátový činitel a při provozu v TC se dost zahřívají. S těmito kondenzátory jsem dosáhl délky výbojů asi 35 cm na 300 VA příkonu. Místo těchto kondenzátorů jsem se rozhodl udělat MMC (sériovo-paralelní kombinace více menších kondenzátorů). Sehnal jsem si 30 kusů TC 342 150 nF/1000 V a 20 kusů TC343 82 nF/1500 V. Tyto kondenzátory mají asi 10x menší ztrátový činitel než TC 624. Také jsou podle výrobce určeny pro impulsní provoz. Mají snést změnu napětí o 750 V za 1 µs. Tato hodnota dU/dt není nic moc, na trvalý provoz v TC by bylo potřeba asi 20x tolik. Jinak se dají sehnat (dokonce i u nás) kondenzátory od firmy Wima, typ FKP1, které snesou 11 kV/µs. 100 nF/1600 V stojí ovšem 70 Kč za kus. Sériovým zapojením jsem získal 2x MMC 10 nF/15 kV a 2x MMC 8,2 nF/15 kV. Paralelním spojením můžu dostat požadovanou celkovou kapacitu MMC. Nesmí se ovšem paralelně spojovat jednotlivé kondenzátory, protože by se tím narušila jejich schopnost samoopravitelnosti při průrazu! Ke každému kondenzátoru jsem ještě paralelně připojil sériovou kombinaci 10 MΩ odporů.

1. po odpojení napětí jednotlivé kondenzátory vybijí
2. zajistí rovnoměrné rozložení napětí na jednotlivých kondenzátorech (toto se hodí hlavně u DC napájení)

Protože napětí na kondenzátorech může dosáhnout až 1500 V, nejdou použít běžné miniaturní odpory na 500 V. Na internetu se dají najít výrobci VN odporů, třeba Tesla Blatná, Caddock, nebo Vishay. Cena těchto odporů je ale hodně vysoká. Za 10 MΩ / 2 kV chtějí kolem 50 Kč. V horším případě je u nás vůbec neseženete. Mnohem levněji, ale pracněji, vyjde sériová kombinace běžných miniaturních odporů.

Z kondenzátorů jsem nakonec složil kapacitu 26,4 nF. S touto hodnotou se mi podařilo najít na primární cívce optimální počet závitů (asi 8,5 z) pro nejdelší výboje. Výboje nyní zasahují uzemněný předmět ve vzdálenosti 50 cm od toroidu. Tato délka je myslím na 300 VA příkonu docela slušná.

Tato verze TC ještě není úplně dokončena, má určitě na víc. Pro elektroniku bych chtěl dodělat nějaké místo, asi pod primární cívkou. Bude sloužit zároveň jako podstavec. Také bych rád vyzkoušel výkonnější NSTčko, alespoň 1 kVA. A ani ty kondenzátory nejsou úplně ideální.

Update 22.10.2008

Po dlouhé době, kdy jsem neměl moc času, jsem konečně dodělal můj Teslův transformátor do finální podoby. Především jsem sehnal výkonnější NSTčko 10 kV/100 mA a vhodnější kondenzátor do primárního okruhu. Je to Maxwell 37667 30 nF/35 kV určený pro impulsní provoz. Má také velmi malou parazitní indukčnost, jen 20 nH.
Udělal jsem také nové ochranné jiskřiště pro kondenzátor a NSTčko.

Dodělal jsem také podstavec na kterém celý transformátor stojí a ve kterém je místo pro veškerou elektroniku. Je ze dvou dřevotřískových desek spojených hliníkovými hranoly. Má také kolečka pro snadnější manipulaci, protože celek je už dost těžký.

Problém je teď akorát v tom, že nemám hotový TC kde vyzkoušet na plný výkon, takže vlastně ani nevím co dokáže. V bytě se to dělá dost blbě, kvůli rušení, O₃ a NO_x. Doufám, že se mi v dohledné době podaří TC vyzkoušet a udělat fotky a video.

Update 8.10.2011

Na loňském Teslathonu pořádaném u Limkeho se ukázalo, že mám nedostatečnou vzdálenost sekundární cívky od primárního vinutí. Když jsem pomocí rozšíření mezer v jiskřišti zvětšil napětí na primární cívce, začaly mi z ní skákat výboje přímo do paty sekundáru. Provizorně jsem to tam vyřešil několika vrstvami izolačky, ale nevypadalo to nijak hezky, ani to nebylo ideální z hlediska funkčnosti. Proto jsem ji nahradil speciální vysokonapěťovou smršťovací bužírkou. S tou už nikde výboje neskáčou a hlavně je mechanicky velmi odolná a chrání sekundární cívku před poškozením.

Také jsem dostal nápad, kde bych mohl TC konečně pořádně vyzkoušet. V práci máme volný suterén, který je k tomu ideální, nikoho a nic tam neruším. Tak jsem tam udělal pár fotek a video.