La tecnica che
ci piace: Speciale
ALTA TENSIONE !!!
Per osare
il MASSIMO !!!
ATTENZIONE: QUESTA PAGINA E' OBSOLETA!!!
VIENE SOSTITUITA DALLA PIU' RECENTE
www.mcgyver.bbk.org/tesla.html
Contiene le foto e le descrizioni dei primi prototipi,
NON ancora funzionanti, del mio TESLA COIL........ ora finalmente sono
riuscito ad ottenere dei risultati seri e di tutto rispetto...... fulmini
di 80 centimetri!!!!!!!
Questa pagina contiene solo spunti che possono essere
utili alla costruzione di un simile apparecchio.
Per vedere gli ultimi prototipi FUNZIONANTI, e la versione
definitiva vai su:
www.mcgyver.bbk.org/tesla.html
ATTENZIONE: Il Tesla Coil e' una apparecchiatura
in continua evoluzione:
i particolari potrebbero subire dei cambiamenti
per adattarsi alle situazioni del caso......
Ogni caratteristica puo' cambiare senza alcun
preavviso.............. ;-)
NB: se volete avere i piani costruttivi del tesla
e le formule piu' adatte, vi consiglio di
visitare la PAGINA
DELLA TEORIA
Un ringraziamento speciale a Vladimiro
Mazzilli per avermi fornito i materiali
piu' importanti necessari alla realizzazione del Tesla Coil ( NST, condensatori,
mosfet ed altri passivi ), ma soprattutto per avermi dato i migliori consigli
e suggerimenti.
Potete visitare il suo sito all' URL:http://www.pupman.com/current/vladi2
Ecco il primo prototipo di secondario + toroide
superiore
Attualmente il primario ( il cavetto blu che
si vede alla base ) è stato eliminato e il secondario e' stato completamente
"restaurato": nella parte superiore, infatti, erano presenti delle piccole
bruciature dovute all' effetto corona, che cortocircuitavano le ultime
spire tra di loro, diminuendo il fattore di qualità Q e surriscaldando
la bobina (a rischio d' incendio).
Attualmente ho rifatto la massa inferiore, collegandola
ad una lunga vite inserita in un disco di legno, che funge da supporto.
Il secondario, in questo modo, si fissa alla
base del primario semplicemente avvitandocelo, contemporaneamente si assicura
un efficace contatto di massa ( ovviamente deve esserci un supporto filettato
e collegato alla massa RF sotto la base del primario ).
Gli 8 feltrini autoadesivi servono solamente
ad evitare di graffiare il legno in caso di stretta troppo energica, inoltre
assorbono gli eventuali colpi che potrebbero scollare il disco di chiusura
dalla base dell' avvolgimento.
Il disco di legno e' stato forato e sagomato
a misura e successivamente intriso di vernice anticorona; La medesima vernice
è stata spruzzata sulla parte interna del bullone, a scopo di limitare
il rischio di eventuali scariche all' interno del tubolare.
Per evitare possibili corone distruttive,
ho svolto alcune spire dell' avvolgimento, ho eliminato con carta abrasiva
sottile alcune tracce carbonizzate nel PVC e, dopo averlo ben ricoperto
con svariati strati di spray isolante anticorona, gli ho riavvolto le spire
con passo variabile ( partendo dalle spire affiancate per terminare con
le spire distanziate di circa 5 mm ).
Nella foto NON e' visibile la terminazione a
passo variabile perchè coperta da nastro isolante, pero' si puo'
notare un certo rigonfiamento nello stesso dovuto al tubetto plastico inserito
sull' ultima spira, a scopo di ridurre l' eventuale effetto corona presente
all' ingresso del cavo nel tubo ( dove il filo e' costretto a fare una
brutta piega ). Tutto il secondario e' stato poi ricoperto di più
strati di spray anticorona, e, per limitare i rischi di scariche all' interno
del supporto tubolare, sono stati aggiunti al suo interno 2 dischi di cartone
fortemente intrisi con stesso spray, fissati a tenuta d'aria mediante abbondante
colla termofusibile; anche la base e il piatto superiore sono stati bloccati
con la medesima colla.
Per limitare gli effetti dell' umidità,
ho inserito 3 bustine di Silca Gel nelle 3 cavita' ottenute e, un istante
prima di sigillarle, ho reso secca l' aria al loro interno con un normalissimo
phon!
In queste foto possiamo vedere i particolari di
costruzione del toroide: la giunzione elettrica e meccanica e' realizzata
mediante un semplice dado M3 saldato su una rondella metallica.
Tale rondella è stata fissata al centro
del foro con colla cementatutto e collegata al toroide con cavetto nudo
da 1,5mmQ; il piatto è stato poi incollato al toroide con silicone
bianco.
Una nota importante: dopo pochi mesi, il toroide
ha "collezionato" parecchie gibollature: dato che e' estremamente delicato
e queste imperfezioni sono brutte da vedersi,
ho interamente riempito il tubo di poliuretano espanso che conferisce maggior
stabilita' meccanica agli urti; tale riempimento ( assolutamente NON
necessario ai fini del funzionamento ) si esegue attraverso un piccolo
foro nel tubolare. Con questa miglioria risulta comunque piu' facile fissare
eventuali punte scaricanti, che si possono semplicemente infilare nel toroide
Un altro tipo di scaricatore: la punta radiante.....
E' perfetta per i tesla ad onda persistente (
CW ), ma sono perfettamente fuori luogo nel caso di coil "distruttivo",
ovvero nel caso di circuiteria a spinterometro, quella più piccola
( in ferro ) è la punta originale del tesla coil LX1292 di NUOVA
ELETTRONICA, l'altra è la punta
( in rame ) di un vecchio saldatore da stagnino!!!
Per trovare degli eccellenti schemi CW ( ma NON
solo per quelli ) consultare la mia pagina di articoli scannerizzati
dalle riviste all' URL http://digilander.iol.it/mrmegavolt/pubblicazioni
Ecco due interessanti istantanee del NUOVO PRIMARIO
per il tesla:
E' formato da circa 8 spire di tubo in rame da
10 mm di diametro, spaziate di 2 cm l'una dall' altra.
Il tutto tenuto insieme da 4 separatori formati
da tubo rigido per impianti elettrici del 25 forati ad intervalli regolari.
l' operazione di infilaggio e modellatura del
tubo sono tutt' altro che semplici, consiglio quindi di eseguire la foratura
dei
separatori con un diametro molto superiore, in
modo che il tubo scorra lascamente.
Il primario fissato nella sua base in legno....
Allora NON c'erano ancora lo strike rail e la massa centrale filettata.
Si notino gli 8 spezzoni di legno lisciato, che
sono stati incollati alla base a scopo di rialzare ulteriormente le spire
sotto tensione dal legno aumentando l' isolamento intrinseco del sistema.
La bobina è stata poi fissata alla base per mezzo di comuni fascette
autobloccanti in nylon infilate in appositi fori praticati direttamente
sulla tavola di sostegno.
Un altra istantanea del Tesla Coil a fianco del
pazzo che l' ha costruito! :-)
Questa foto mostra ancora il secondario senza
la finitura e il primario senza strike-rail
Il secondario inserito nel primario.... l' apparecchiatura
comincia a fare un certo effetto! :-)
Manca ancora lo strike-rail, quasi obbligatorio
per salvaguardare la vita dei miei NST!
La base di legno deve essere sollevata da terra
per evitare di disturbare il primario con il suolo...
Ho usato questi materiali, tutti ricavati
da vecchie lampade Abat-Jour smembrate.
WOW! Il secondario finito pronto per l' uso!
;-)
Si noti il sottile strike rail, sollevato dalla
base di legno per mezzo degli immancabili spezzoni di tubo in plastica
per canalizzazioni elettriche. Anche se nella foto NON sono visibili (
sono "nascosti" di sotto ), ci sono i morsetti di potenza, la placchetta
metallica filettata destinata ad accogliere il primario e i cavi di massa
di forte spessore.
Il collegamento con il quadretto elettrico avviene
per mezzo di un robusto connettore di potenza ( terminale di inizio del
primario ) e con un morsetto per caricabatterie ( terminale di fine avvolgimento,
aggiustabile in posizione per la taratura ).
.
Il test dinamico del secondario.....
Utilizzando una capacita' fittizia di valore
molto vicino a quella calcolata per il condensatore di tank ( ma di tensione
nettamente inferiore, per fortuna! ) è possibile eccitare il circuito
risonante e testarlo senza metterlo sotto carico.....
Per eccitare il circuito LC ho usato un generatorino
di segnali quadri a frequenza variabile, connesso ad una bobinetta accoppiata
magneticamente con il circuito risonante LC; per misurare la frequenza
di oscillazione ho creato una spira larga formata dai puntali cortocircuitati
del frequenzimetro, adagiata sulla bobina e quindi, anch' essa accoppiata
al sistema.
A fianco possiamo leggere la frequenza di risonanza:
137,3 KHz.
.
Foto dell' eccitatore autocostruito.....
Utilizza una quadrupla porta NAND C-Mos triggerata,
una sezione e' utilizzata per generare l' oscillazione, le altre tre, tutte
in parallelo, vengono usate per elevare la corrente in uscita, poi amplificata
ed abbassata di impedenza dal transistor finale.
La bobina di eccitazione.....
8 spire di trecciola telefonica isolata, legate
tra loro con natro isolante.
Tanto semplice quanto utile ed efficace......
Ecco dei validi trasformatori di alimentazione:
Sono tutti trasformatori per insegne al neon
( generalmente detti NST da Neon Sign Trasformer ): da sinistra a destra
troviamo
3000 Volt 100 mA
5000 Volt 100 mA
7000 Volt 100 mA
Sono tutti usati ed hanno la presa centrale del
secondario a massa ( è quindi estremamente pericoloso metterli in
serie: le carcasse dei trasformatori si troverebbero a qualche migliaio
di volt l'una dall' altra.... per mettere in serie i NST bisognerà
curarne il perfetto isolamento verso massa e verso l' avvolgimento a bassa
tensione )
Comunque, vi posso assicurare che, mettendo in
serie i 3 "mostri" ( 15 KV @ 100 mA ), usando cavi per alte tensioni
e
rialzandoli da terra per mezzo di bicchieri in
vetro capovolti, la scarica in uscita assume dimensioni impressionanti:
l' arco si innesca con gli elettrodi distanti circa 1,5 centimetri tra
di loro ( distanza determinata unicamente dalla tensione ) e coninua a
persistere anche distanziandoli di una spanna circa ( ditanza determinate
sia dalla tensione che dalla corrente ).... Il fenomeno si manifesta a
causa della fortissima ionizzazione dell' aria che la rende conduttrice
( plasma ); A causa dell' enorme potenza dissipata dall' arco ( circa 1,5
KW ) la temperatura del plasma raggiunge livelli incredibili, che possono
sciogliere il vetro oppure la ceramica ( provate con lampadine, bottiglie
e piastrelle, ma stateci attenti!!! ) :-o
Questo tipo di trasformatori, si possono acquistare
usati a prezzi intorno alle 50 - 100 Klire presso qualche artigiano che
produce insegne al neon.
Ed ecco lo stadio di alimentazione:
E' formato da un NST collegato ad un robusto
magnetotermico di vecchia costruzione.
Si notino i cavi d' uscita: lo spessore del conduttore
e' molto limitato, circa 1 mmQ, il cavo risulta essere spesso a causa dell'
enorme strato di gomman necessaria per garantire l' isolamento necessario.
Per tesla coil piu' grossi oppure nel caso usiate
trasformatori NON limitati in corrente, e' assolutamente indispensabile
provvedere ad un limitatore di potenza formato da elementi resistivi per
riscaldatori commutati da un selettore rotativo oppure, per chi vuole il
meglio, un bel VARIAC.
Particolare del cavo ad alto isolamento: questo
cavo e' omologato per 15 KV di tensione.
La corrente prodotta da tali trasformatori è in grado di UCCIDERE SUL COLPO un eventuale malcapitato che entri in contatto con i terminali d' uscita: Usate SEMPRE cavi omologati per altissime tensioni ed
AGITE SEMPRE CON COGNIZIONE DI CAUSA, prestate attenzione a
NON LASCIARLO MAI INCUSTODITO IN PRESENZA DI BAMBINI O IDIOTI.
IO NON MI ASSUMO NESSUNA RESPONSABILITA'
per eventuali decessi o danni alle cose causati dalla vostra noncuranza.
Particolare di un condensatore usato per l' MMC.
Ho acquistato un pacco da oltre 1 Kg di condensatori
al poliestre assortiti ( il pacco conteneva 5 tipi differenti di condensatori
al poliestre, piu' 2 bustine di condensatori
ceramici piccoli ). Il pacco mi e' costato solo 5 mila lire alla locale
mostra mercato dell' elettronica & radioamatore ( RADIANT )
.
Ed ecco quello che si puo' fare con un pacco di
condensatori:
20 blocchetti da 5 condensatori in parallelo,
in serie tra loro. Per scaricare le capacita' quando NON usate, sono state
inserite in parallelo a ciascun blocchetto, delle resistenze da 10 MW
ciascuna; si notino le saldature "rotonde" atte a prevenire il più
possibile l' effetto corona.... La capacità risultante è
piuttosto bassa, ma data l' estrema qualità dei condensatori ( gli
MKP sono nati per impieghi impulsivi ), riescono ad abbassare l' impedenza
di tutto il banco di condensatori di tank, fornendo picchi
di energia decisamente piu' elevati. La capacità
totale si aggira intorno ai 6,75 nF
.
.
Il mio secondo MMC !
E' formato da 3 blocchetti di 3 condensatori
in parallelo, in serie tra di loro.
Ogni condensatore è targato 25 nF
8 KVcc, per un totale di 25 nF 24 KVcc !!!
Peccato che siano del tipo MKT !
Questi condensatori erano già stati abbondantemente
provati per impieghi tesla-grade, dato che erano stati montati sul tesla
coil di Vladimiro Mazzilli
[ home page: http://www.pupman.com/current/vladi2]
.
.
Ed ecco il mio terzo MMC !
E' formato da 3 blocchi in serie, ognuno di 4
condensatori in parallelo ( 10 nF 8KVcc, per un totale di circa
13,3 nF 24 KVcc )..... Anche questi sono del tipo MKT purtroppo! Si notino,
oltre alle saldature "rotonde", anche i piccoli tubetti isonlanti inseriti
sui terminali dei condensatori centrali.
Anche questi provengono dal tesla coil di Vladimiro
Mazzilli
.
Il mio quarto MMC..... finalmente!
;-)
E' formato da 25 condensatori da 150 nF
630 Vca in un unica stringa in serie
In totale 6 nF 15,75 KVca ( ancora
una volta MKT )
Nella foto manca ancora il supporto, realizzato
con tubo in PVC per impiati elettrici da 25 mm di diametro.
Questi condensatori facevano parte della solita
busta da 5000 comprata al RADIANT.
Purtroppo NON è però sopravvissuto
al first light, nonostante la tensione di alimentazione sia stata volutamente
tenuta inferiore alla metà di quella di regime ( 3000 Volt anzichè
7000 ): a causa delle forti tolleranze, il condensatore più debole
si è sacrificato per il bene dei suoi 24 fratelli! :-|
Esperienza presa: MAI usar condensatori di marca
ignota o di dimensioni troppo inferiori rispetto a quello che "promettono"....
L' uso impulsivo, e in risonanza, rappresenta
un forte stress anche per i componenti della migliore qualita!
I componenti salvati dallo scempio sono comunque
stati riutilizzati per scopi meno gravosi, in corrente continua.......
per un bel moltiplicatore di tensione diodo-condensatore da 24 stadi, alimentazione
a 220, uscita a 5 KV insomma! ;-)
.
.
.
.
Ecco il banco di condensatori COMPLETO!!!
La capacità totale e' pari alla somma
della capacità dei vari banchi di MMC: circa 51 nF.
Si notino le torrette isolanti atte a "sollevare"
l' alta tensione dal legno ( un pessimo isolante, quando si superano i
1000 volt ) e
usate per spaziare i terminali adeguatamente
( un arco in aria, se dovesse scoccare, potrebbe risultare distruttivo
).
I cablaggi sono stati realizzati con cavo standard
per impiantistica da 2,5 mmQ ( i collegamenti con lo spinterometro principale
stile Richard Quick e ilprimario, saranno fatti con cavo da 6 mmQ o piu
).... data l' altissima tensione presente e il basso isolamento del rivestimento
( collaudato con 600 V ), anche i cavi sono stati sospesi in aria.
Lo spinterometro che si vede in foto ha la doppia
funzione di proteggere i condensatori da eventuali tensioni troppo elevate
( safety-gap ) e da doppia torretta isolante,
con una certa rigidita' meccanica, a cui far confluire tutti i grossi cavi
di collegamento destinati a reggere l' enorme corrente impulsiva.
La stringa di condensatori posta in alto NON
esiste più: dopo il guasto e' stata eliminata e tuttora sto "cercando"
i 6 nF mancanti. ;-)
L'energia immagazzinata da questi condensatori è in grado di UCCIDERE SUL COLPO un eventuale malcapitato che entri in contatto con i terminali d' uscita ANCHE IN CASO DI COLLEGAMENTO CON GENERATORI
AT DI PICCOLA POTENZA:
AGITE SEMPRE CON COGNIZIONE DI CAUSA, e prestate attenzione a
NON LASCIARLO MAI INCUSTODITO IN PRESENZA DI BAMBINI O IDIOTI.
IO NON MI ASSUMO NESSUNA RESPONSABILITA'
per eventuali decessi o danni alle cose causati dalla vostra noncuranza.
Finalmente lo spinterometro con sistema i deionizzazione
spegniarco a sezioni multiple....
Tante parolone per dire Richard Quick !
;-)
La particolare strutura, formata da 10 tubi in
rame accostati tra loro, permette di ottenere la minima ionizzazione residua
possibile, quindi riesce ad autoestinguere l' arco senza bisogno di ulteriori
accorgimenti.
Per la sua costruzione ho usato 2 metri di tubo
da 20 mm di diametro e 2 sbarrette di bachelite recuperate da una vecchia
apparecchiatura di potenza: applicato ai condensatori, risulta essere piu'
silenzioso del previsto: i vicini NON sono nemmeno usciti a vedere cosa
stava succedendo ( come mi era successo un po di tempo fa usando i condensatori
a bottiglie di lejda e lo spinterometro a bulloni ) ;-)
Nelle foto lo vediamo "vergine" e già
*montato* e collaudato nel quadro ;-D
Molto sfocata, ma comprensibile...
Ritrae lo scaricatore di sicurezza da mettere
a protezione dell NST: a monte delle resistenze e del chocke di ballast
la corrente
impulsiva e' decisamente inferiore, ma la natura
dell' NST tenderebbe a mantenere ionizzata l' aria intorno allo spinterometro,
creando un arco continuo..... per ovviare a questo problema, ho costruito
questo strano tipo di scaricatore, liberamente inspirato al Jacob Ladder,
e agli enormi scaricatori presenti sulle linee aeree di treni e tram....
Qui c'è una sola differenza che salta
all' occhio: la presenza di un terminale centrale di massa ( gli NST sono
tutti a presa centrale, quindi NON e' possible connettere un ramo a massa!
)
Lo stesso scaricatore montato sul quadro:
si notino le 4 colonnine formate da lunghe viti
M3 munite di dado, inserite in 4 fori cechi praticati nel legno e qui incollate
con colla al cianuro; sullo sfondo i 2 cockes, il secondo spinterometro
di sicurezza e il banco di condensatori.
Si noti nella parte frontale ( quasi completamente
fuori campo ) lo spezzone di bachelite che sorregge i terminali d' ingresso
alimentazione ( 7000 Volt @ 100 mA )
Una foto dello spinterometro di sicurezza ( quello
montato sui condensatori ): la torretta bianca rotonda è uno spezzone
di tubo per impianti elettrici da 20mm di diametro, l' altra e' uno spezone
di plastica trovato in giro.... Il bullone sorretto dal tubolare è,
per stabilità, fisso, quello inserito nel lingotto di plastica è
invece regolabile, per trovare la spaziatura più adatta.
E' possibile usare questo tipo di scaricatore
in sostituzione dello spinterometro "richard quick", accettando le limitazioni
di
un rendimento in uscita molto più basso,
un tempo di funzionamento continuo ridotto ( a causa del surriscaldamento
eccessivo ) e di un rumore fortissimo simile ad un mitragliatore ( se operate
all' aperto, scelta peraltro consigliata, i vicini si affacceranno per
vedere cosa sta succedendo impauriti, se lo fate al chiuso è d'
obbligo la cuffia antirumore dato che puo' facilmente superare la soglia
di perforazione del timpano di 130 dB ) :-o
Ed eccolo, pronto a svolgere il suo nobile lavoro,
sullo sfondo i condensatori "protetti"
Ecco qui il quadro elettrico finito &
pronto per l' uso.
L' insieme è stato montato interamente
su un quadrato di legno di dimensioni adeguate ( è abbastanza grosso
da contenere tutti i componenti, mantenendo le distanze d' isolamento necessarie
ma sufficientemente piccolo da essere inseribile al di sotto del tesla
senza essere disturbato dai 4 piedini in ghisa del supporto ).
NON ci sono sistemi di fissaggio alla base del
primario in quanto destinato comunque ad essere smontato e rimontato per
il trasporto, propio per questo motivo e' presente un connettore di potenza
( nella foto penzolante sopra il Richard Quick ) e un morsetto tipo automobilistico
( NON visibile in foto ) destinati a fornire un rapido e sicuro contatto
elettrico quando serve.
Ecco alcuni validi sistemi di protezione: 2 cockes
formati da una decina di spire di filo rigido ricoperto avvolte su tubo
per impianti elettrici da 25 mm, all' interno di ognuno e' sato posto mezzo
spezzone di ferrite ricavato dalla solita vecchia radio AM.
Sullo sfondo ( sfocati ) si nota una delle 2
resistenze di smorzamento e lo spinteromerto di sicurezza sui condensatori;
fissato sotto ai 2 cockes vediamo inoltre un ulteriore tubolare di plastica,
con all' interno il sottile cavo che porta un ramo dell' NST al richard
quick, per la precisione al contatto mobile di esso ( all' interno del
tubo c'è la piccola scorta di cavo flessibile, estraibile quanto
basta per raggiungere il punto di collegamento necessario, evitando che
rimanga troppo lasco e quindi di venire a contatto con le parti calde e/o
in tensione )
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