Теперь сложнее. Необходимо подобрать несколько сопротивлений, чтобы построить нормальную VTTC. Первое очевидно: подбор сопротивления источника питания (Т1) и первичного контура VTTC (C1, L1). Это соответствие довольно легко понять. Сопротивление контура (его часто называют Z) в идеале должно быть больше, чем сопротивление источника питания.
Далее — подбор сопротивлений между первичным и вторичным контуром. К сожалению, я не тот, кто объяснит это очень хорошо, поскольку не понял это сам. Сопротивление первичного контура рассмотрено в предыдущем параграфе. Теперь, нам нужно оптимизировать это все, чтобы энергия из первичного контура передавалась во вторичный и превращалась в длинные разряды. Сопротивление Z вторичного контура состоит из трех компонентов — сопротивления провода, его индуктивности и собственной ёмкости.
Первичная обмотка тоже имеет свое сопротивление (настолько мало, что им можно пренебречь), индуктивность и ёмкость. В VTTC подбор этих сопротивлений, как правило, не очень возможен, так как через лампу идёт ограниченный ток. Однако, ежели кто-то хочет глубже развить эту тему — ради бога. Моя цель была пролить хоть немного света на эту тему и, возможно, заставить людей думать.
Существуют даже методы подбора тороида ко вторичной обмотке, но эти расчеты выходят далеко за рамки этого faq.
7) Выбор катушки — как резонансная частота влияет на внешний вид разрядов?
Просто несколько общих фактов, которые я заметил, используя разные частоты и катушки.
1) Когда Fpe3 падает ниже 300 кГц, уже довольно трудно получить "мечеобразные разряды" (sword-like streamers). В предыдущем тесте (используя SSTC) я пробовал различные катушки из тех, что у меня были прод рукой. Вторичная обмотка от VTTC на двух 833А лампах (с частотой резонанса 350 кГц) давала как раз те самые sword-like, как и предполагалось. Затем я поставил вторичную обмотку на 300 кГц — с ней разряды были похожи на "испорченные" sword-like, но мне этого было достаточно. Наконец, я попробовал катушку с частотой 190 кГц (SSTC) — она производила более плавные разряды. Я не ставил её в VTTC, поскольку раньше в таком же опыте, используя довольно-таки низкочастотную катушку, я получал похожие разряды. Это значит, что внешний вид разрядов зависит от резонансной частоты вторичной обмотки. Я еще не видел низкочастотную катушку, производящую sword-like разряды.
2) Мне кажется, что маленькие катушки дают маленькие разряды с сравнении с большими катушками при тех же мощностях. Я думаю, что если катушка подобрана оптимально под длину разряда, всё будет хорошо. Конечно, мы не хотим катушку высотой 1 метр, которая даёт 30 см разряд. Я бы составил такое соответствие:
20-25 см высота для разрядов до 20 см
25–30 см высота для разрядов до 50 см
30–45 см высота для разрядов до 80 см
50 см и выше — для разрядов больше 80 см
8) VTTC — схема электрическая принципиальная — что за левые детали?
Мы уже знаем, что такое T1, Т2, C1, С2, R1, L1, L2, L3, но в этой схеме добавлено еще несколько компонентов, которые нужно обсудить.
С3, D1 — тот самый удвоитель, который обсудили раньше.
С4 — конденсатор, блокирующий попадание ВЧ в источник питания. В высокочастотных схемах конденсаторы обычно пропускают высокочастотный переменный ток и блокируют постоянный. В нашем случае мы хотим убрать все ВЧ составляющие, которые могут пройти в источник питания (особенно чувствителен диод!) из первичной катушки. Ёмкость этого конденсатора как правило 1–5 нФ, а напряжение 10 кВ. Хорошо работает керамика.
R2 и L4 образуют высокочастотный фильтр-пробку. В случае разряда в лампе (разряд в вакууме из-за превышенного напряжения между сеткой и анодом) может возникнуть сильное ВЧ генерация (несколько мГц). Эта RL цепь блокирует эти колебания, защищая лампу. Как правило, R2 — резистор 20-100 ом на несколько ватт (мощность мала, но нам нужны его размеры). L4 — намотана поверх R2 (вот зачем важны размеры) и содержит 10–25 витков. Оба компонента не особо критичны.
С5 — второй конденсатор, пропускающий ВЧ. Поскольку мы не можем просто заземлить оба вывода накала (вообще-то есть лампы со средней точкой накала — та же ГУ-81 — прим. переводчика), мы должны использовать этот конденсатор, который будет пропускать ВЧ через себя на землю. Ёмкость — в районе 1-10 нФ на пару сотен вольт.
9) Выбор компонентов — параметры, характеристики
— Источник анодного напряжения — вольтаж такой, на который рассчитан анод лампы. Или даже больше, если вы хотите насиловать лампу, как делают большинство буржуев (в принципе можно если вакуум в лампе позволяет, просто не превышайте мощность на аноде — прим. переводчика).
— Конденсатор первичного контура — (из наших подойдут КВИ-3, к15у-1 — на несколько кВАР и напряжение не менее 10 кВ, и вообще — любая мощная керамика — прим. переводчика). Для точной настройки можно применить КПЕ — вакуумный или в масле.
— Первичная обмотка — при мощности до 500 ватт провод диаметром 1.6 мм. При 500-2000 ваттах нужно 2 мм или толще. Я не знаю точно о мощностях в обмотке, но имеет смысл намотать первичную обмотку медной трубкой — так, как это делают для SGTC.
— Обмотка обратной связи — я люблю мотать их обмоточным проводом 0.5 мм, но можно применить и обычный монтажный провод. Помните, что шаг намотки и другие параметры влияют на работу всей системы — поэтому неплохо было бы сделать эту обмотку двигающейся — чтобы можно было менять коэффициент связи с первичной.
— Вторичная обмотка уже немного обсуждалась. До 500 ватт мотайте 0.25 мм, 500-1000 ватт — 0.35 или толще. До двух киловатт я советую использовать 0.5 мм.
— Источник напряжение накала — обычно переменный ток. Используйте понижающий трансформатор, который способен дать нужное лампе напряжение при нужном токе, без просадки (ГУ-81, например, жрёт 10 ампер при 12 вольтах — это уже 120 ватт — прим. переводчика).
— Конденсатор цепи автосмещения — большинство конденсаторов с низкой индуктивностью будут нормально работать. 3 кВ — оптимальное напряжение, можете использовать керамические конденсаторы.
— Резистор цепи автосмещения — значение в какой-то степени зависит от лампы, но я вам скажу, что 100 ватт — неплохо для маленькой VTTC. Хорошо иметь переменный резистор на такую мощность. Я использую 150-ваттный резистор в своей катушке на двух лампах 833А и он сильно греется при двух киловаттах мощности.
— Конденсатор блокировки ВЧ в питании анода — должен быть рассчитан на двухкратное напряжение питания. Можно использовать керамические диски. 1–3 нФ хватит.
— Конденсатор ВЧ в цепи накала — 1-10 нФ на несколько сот вольт. Большинство качественных конденсаторов работает хорошо, даже керамика. Полипропиленовый конденсатор тоже подойдет.
Схема питания катушки Тесла на ГУ-81М.
(автор TCZ)
Мощная ламповая ТС. Меч-образные искры до 35 см, очень горячие.
Устройство представляет собой ламповый генератор высокой частоты (хотя для ламп такую частоту высокой не назовёшь), подключённый к первичке ТС. Для лучшего КПД первичка выполнена на вертикальном каркасе. На этом же каркасе расположена обмотка связи, которая нужна для работы генератора. Между обмоткой связи и первичкой порой возникают перенапряжения, поэтому располагать их надо минимум в 1.5 см друг от друга. Питается генератор напряжением 4К В (МОТ + удвоитель). 550 Ом резистор должен быть рассчитан минимум на 200 Вт, лучше на 300. Я использую 6 параллельно соединённых 3.3 КОм 50 Вт. Конденсатор контура (1000 пф) должен быть керамическим высокочастотным на напряжение не менее 10 КВ. Мой из двух КВИ-3 сильно нагревается при работе. Лучше взять что-нибудь типа К15У. Накал лампы питается переменным током напряжением 12 В. Включать его желательно плавно, ЛАТРом или мощным подстроечным резистором (2.20 м 50 Вт нормально подходит)
