⚡ РЕЗОНАНСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР НИКОЛЫ ТЕСЛЫ (1891)

Физика Высоких Напряжений, Резонанса и Плазмы

Исследуйте работу двойного резонансного контура в реальном времени: управляйте стримерами, подносите заземленный щуп или люминесцентную лампу к терминалу, слушайте музыку плазменного прерывателя DRSSTC и рассчитывайте собственные вторичные обмотки, тороиды и высоковольтные MMC-батареи.

Запустить Симулятор Рассчитать Катушку и MMC Интерактивные Схемы →

Пробой сухого воздуха

~30 кВ/см

Ионизация и лавинный стример

Условие резонанса

L₁C₁ = L₂C₂

Совпадение частот контуров

Оптимальная связь k

0.12 – 0.22

Перекачка энергии без пробоя

Температура канала

8 000+ K

Акустическая ударная волна

Модуль 01 // Многослойный процедурный движок плазмы (Additive HDR + Конвекция канала)

Интерактивный Симулятор Разрядов и Осциллограф

Режим генерации:

Режим: DRSSTC | V₂(пик): 240 кВ | Длина: 95 см | Среда: Воздух (1.0 атм) | 60 FPS

👉 Двигайте щуп курсором для перехвата лидера (длина в HUD — мгновенная по V₂, P и τ; в калькуляторе ниже — по мощности сети) E = 0.0 кВ/см

Двухканальный Осциллограф: Перекачка энергии и Аудио-Огибающая

CH1: Первичный ток I₁(t) CH2: Вторичное напр. V₂(t)

k = 0.18 (Оптимальный перенос) f₀ = 185 кГц

ПЛАЗМЕННЫЙ ЗВУК WEB AUDIO DSP Ожидание MP3 файла...

🎵 Прослушать свой MP3 через Катушку Тесла (Аудиомодулятор Дуги)

📂 Загрузить свой MP3 / WAV Или перетащите аудиофайл сюда

Громк.

00:00 00:00

FFT СПЕКТР ПЛАЗМЕННОЙ МОДУЛЯЦИИ (БАС → ВЫБРОС СТРИМЕРА)

Модуляция дуги: 0%

Жёсткость дуги (PWM Drive) 45%

Треск и шипение короны 35%

Срез НЧ дуги (HPF фильтр) 240 Гц

Параметры Физики Разряда

РАЗВИТЫЙ СТРИМЕР

1. Напряжение терминала V₂ 240 кВ

20 кВ (Корона) 200 кВ (Стример) 500 кВ (Пробой в пол!)

2. Частота прерывателя (BPS) 120 Гц

5 Гц (Одиночные) 120 Гц (Пульсация) 500 Гц (Тепловой снос)

3. Накачка импульса τ (Толщина и ветви) 220 мкс

20 мкс (Тонкие нити) 250 мкс (Дерево) 500 мкс (Жирная дуга)

4. Магнитная связь k (Высота L₁) 0.18

0.05 (Слабая) 0.18 (Оптимум) >0.28 (Пробой витков!)

5. Давление газа P (Закон Пашена) 1.00 атм

0.05 атм (Плазмошар) 1.0 атм (Норма) 2.5 атм (Сжатый/Острый)

Газовая среда и спектр ионизации

🎵 Аудио-прерыватель (MIDI DRSSTC)

Синхронизация вспышек и звука по BPS

Модуль 02 // САПР Резонансного Трансформатора (Уилер, Медхёрст, Томсон, Фрау)

Инженерный Калькулятор Катушки Тесла и MMC-Батареи

Пресеты и топология:

1. Вторичная обмотка (Вторичка)

H/D = 4.5 (Норма)

Диаметр каркаса (D_sec) 110 мм

Длина намотки (H_sec) 500 мм

Провод по меди (d_w) 0.45 мм

Слой лака / шаг 0.05 мм

2. Тороид (Уединенная ёмкость)

Снижает f₀ и защищает витки

Внешний диаметр тороида (D₁) 380 мм

Диаметр трубы / сечения (D₂) 100 мм

3. Первичный контур и Мощность

Подбор резонанса L₁C₁

Индуктивность первички (L₁) 28.0 мкГн

Потребляемая мощность от сети (P) 1500 Вт

ЧЕРТЕЖ M1:10 H/D = 4.55

Разряд: ~65.8 см

Резонанс (с тором)

184.2 кГц

Без тора: 342 кГц

Число витков N₂

1000 вит.

Провод: 345.6 м

Индуктивность L₂

29.4 мГн

Формула Уилера

Ёмкость вторички

25.4 пФ

C_self: 8.6 + C_tor: 16.8

Требуемая C₁ (MMC)

26.7 нФ

Для резонанса с L₁

Оценка стримера (SGTC)

65.8 см

R_dc: 37.8 Ом

Конструктор Высоковольтной Конденсаторной Батареи (MMC)

Расчет матрицы полипропиленовых конденсаторов (WIMA FKP1 / К78-2) с запасом ≥ 2× U_пик (≈2.83× U_RMS) от пробоя и звона

Ёмкость 1 конд. (нФ)

Напряжение 1 конд. (В DC)

Целевая ёмкость C₁ (нФ)

Источник (кВ RMS)

Конфигурация матрицы: 17 послед. × 3 паралл. (51 шт.)

Реальная ёмкость сборки: 26.47 нФ

Номинал (≥2× U_пик / 2.83× RMS): 34.0 кВ (Пик ИП: 17.0 кВ)

Разрядная цепь (на 1 конд.): 4× 2.7 МОм (0.5Вт) послед. или КЭВ-1

Топология MMC цепочек

Модуль 03 // Проверенные радиолюбительские схемы с форумов (Flyback.org.ru, 4HV.org, Loneoceans, Kaizer)

Каталог Схем Катушек Тесла из Интернета + BOM

Качер Бровина / Slayer Exciter (Автогенератор на 1 транзисторе)

Нажмите на любой узел или радиоэлемент на схеме для просмотра его расчёта и назначения

Уровень: Начальный (12–24 В)

📦 Список радиодеталей (BOM) и Архивы Первоисточников

Проверенные номиналы компонентов с форумов для повторения выбранной схемы

Обозн.	Номинал / Маркировка	Примечание

🌐 Проверенные базы схем в интернете:

• Flyback.org.ru — крупнейший русскоязычный форум по ВВ-технике, качерам, SSTC и VTTC

• 4HV.org & Loneoceans Labs — документация DRSSTC UD2.7 и QCW

• Kaizer Power Electronics — расчёты и схемы SSTC/DRSSTC

Инспектор Узла Схемы VT1 / NPN

Силовой Транзистор (Ключ)

Высокочастотный биполярный NPN или MOSFET транзистор, работающий в режиме автогенерации. Замыкает ток через первичную обмотку L1 и управляется током обратной связи с нижнего конца вторичной катушки L2.

Рекомендуемые компоненты и номиналы:

• Для 9–12В: 2N2222A, BD139, КТ805А

• Для 12–36В: IRFP260N, TIP3055

• Обязателен алюминиевый радиатор со слюдяной прокладкой!

⚡ Практический совет при сборке:

Если схема не запускается сразу после подачи питания — поменяйте местами выводы первичной обмотки L1 (для соблюдения правильной фазировки положительной обратной связи).

Кликните по элементам схемы слева 6 схем в базе

Интерактивный стол радиолюбителя // Загрузка сторонних чертежей

🔍 Загрузить свою схему из Интернета (по URL или файлом) с разметкой узлов

📂 Выбрать файл схемы (.png/.jpg/.svg)

Масштаб: 100%

Модуль 04 // Справочник физика-высоковольтника и протокол безопасности

Фундаментальные Формулы и Техника Безопасности

1. Формула Томсона Резонанс LC

f₀ = 1 / (2π · √(L · C))

Определяет собственную резонансную частоту колебательного контура. Для максимальной перекачки энергии частоты первичного и вторичного контуров должны совпадать: L₁·C₁ = L₂·(C_self + C_tor).

2. Формула Уилера Индуктивность L₂

L = (R² · N²) / (9R + 10H)

Эмпирическая формула Гарольда Уилера для однослойного цилиндрического соленоида (размеры R и H в дюймах дают индуктивность в мкГн с точностью выше 99% при H/D > 0.4).

3. Формула Медхёрста Собственная C_self

C_self = K_m · D_см [пФ]

Распределенная межвитковая ёмкость вторичной катушки относительно земли. Настоящий коэффициент Медхёрста: K_m = 0.1126·(H/D) + 0.08 + 0.27 / √(H/D).

4. Формула Джона Фрау (Freau) Для искровых SGTC

L_искра (дюйм) ≈ 1.7 · √P_Ватт

Эмпирическое уравнение Джона Фрау (John Freau) выведено для классических искровых катушек (SGTC). Импульсные DRSSTC и QCW дают более длинные мечи на той же средней мощности, а непрерывные CW/Качеры — короткий ВЧ-факел.

5. Скин-эффект на высоких частотах и Добротность (Q-фактор) ВЧ-ток в меди

δ ≈ 66 / √f(Гц) [мм]

На частоте 200 кГц глубина скин-слоя в меди составляет всего ~0.15 мм. Ток течет только по тонкой внешней оболочке проводника, поэтому первичную катушку выполняют из медной трубки или широкой шины.

Чек-лист Безопасности Лаборатории

0 / 8 проверено

Смертельную опасность представляет прежде всего первичная силовая сторона (МОТ, NST, шина 310 В DC, заряд MMC), а также ВЧ-пробой в первичку:

1. Обесточивание и разрядная штанга: Перед любым касанием схемы выньте сетевую вилку из розетки и принудительно разрядите батарею MMC и электролиты заземленной диэлектрической штангой. 2. Правило одной руки: При наладке или работе рядом с установкой держите одну руку за спиной или в кармане, чтобы исключить смертельный путь тока через грудную клетку («рука–рука»). 3. Запрет включения МОТ без балласта: Трансформатор от СВЧ-печи (2.1 кВ, 0.5 А — смертелен мгновенно!) никогда не включается без индуктивного токоограничивающего балласта. 4. Высоковольтные разрядные резисторы на MMC: Обычный резистор 0.5 Вт держит всего 350–500 В и пробьётся на конденсаторе 2 кВ. На каждый конденсатор запаяна последовательная цепочка из 4× 2.7 МОм (0.5 Вт, 10.8 МОм суммарно) или ВВ-резистор КЭВ-1 / VR37 (≥ 2.5 кВ). 5. Отдельное RF-заземление: Нижний вывод вторичной обмотки подключен к выделенному контуру заземления (НЕ к нулю или PE розетки, чтобы не выжечь бытовую технику и проводку!). 6. Вентиляция от озона (O₃) и NOₓ: Разряд в воздухе активно генерирует токсичный озон и оксиды азота — обеспечена приточно-вытяжная вентиляция помещения. 7. Защитное кольцо (Strike Rail) и дистанция: Над первичной обмоткой L₁ установлено заземлённое разомкнутое медное кольцо (Strike Rail с зазором, чтобы не создать КЗ-виток!) для перехвата стримеров с тороида. Дистанция до терминала ≥ 2× длины разряда. 8. Экранирование электроники и кардиостимуляторов: Люди с медицинскими имплантатами и чувствительные приборы удалены из зоны мощного ЭМ-импульса.

⚠️ ПРОВЕРЬТЕ ВСЕ 8 ПУНКТОВ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕД РАБОТОЙ