Teslamuuntaja

Kuten aiemmin mitoitimme , suurjännitekondensaattorin kapasitanssiksi tarvitaan 0,0063 µF, joka saadaan kytkemällä sarjaan kolme kappaletta 0,02 µF kondensaattoria. LibreCAD:illa hahmotelma paperille ja sitten rakentamaan. Valmis paketti näyttää tältä. Vastukset on sijoitettu takapuolelle. Liitäntä virtapiiriin tehdään vapaista päistä. Suurtaajuusvirtapiireissä olisi edullista välttää mutkia niin paljon kuin mahdollista, joten periatteessa kondensaattorit olisi kannattanut kytkeä suoraksi jonoksi, mutta tämä ratkaisu oli tarpeen, jotta eri osat mahtuvat paremmin aiottuun tilaan.

Neon-muuntaja lienee jossain määrin herkkä toision ylijännitteelle sekä teslamuuntajan resonanssipiirin tuottamalle RF-raajuudelle. Sen vuoksi rakennamme neon-muuntajan jälkeen asennettavan alipäästösuodattimen, jossa on myös ylijännitesuojaus. Tässä kaksi paljon käytettyä suodatinta, suunnittelijoiden mukaan nimetyt Greg's - ja Terry's -filter. Greg's filter. Terry's filter. Molemmat kytkennät estävät sekä radiotaajuuden että ylijännitteen pääsyn ensiömuuntajaan. Mollemmissa on ylijännitesuojausta varten kipinäväli, Tetty's-filterissä on lisäksi sarjaankytkettyjä varistoreja  leikkaamassa ylijännitteet pois. Näistä valitaan Terry's-filter, vaikka se on vähän kalliimpi. Tarvittavat komponentit ovat tässä: LibreCAD:illa suunnittelemme kätevästi osien sijoittelun kytkentäalustalle. Tämä kuva printataan mittakaavassa 1:1, teipataan alustaan ja porataan reiät läpi.

Toisiokäämi on valmis. Käämintäkone toimi loistavasti ja tuhannen kierroksen käämintä kesti 40 minuuttia. Sen jälkeen lakkaus kiiltävällä uretaanilakalla kolme kertaa, välissä vuorokauden kuivumisaika käämin koko aika pyöriessä käämintäkoneessa valumien estämiseksi ja tasaisen kuivumisen varmistamiseksi. Viimeisen lakkauksen jälkeen neljän vuorokauden kuivaus 32 asteen lämpötilassa. Uretaanilakka saavuttaa lopullisen kovuutensa vasta neljän viikon kuluttua. Videolla koko proseduuri 20 kertaisella nopeudella. Käämin alapää on liitetty putken alareunaan kiinnitettyyn kuparilevyyn, johon on helppo kiinnittää maadoituskaapeli. Valmis käämi on hienon näköinen!

Suurjännitekondensaattorit ja niiden vuotovastukset saapuivat. Aiemmin määrittelimme tarvittaviksi kondensaattoreiksi kolme kappaletta 0,02μF 15KV kondensaattoria sarjaan kytkettynä, jolloin kokonaiskapasitanssiksi muodostuu 0,0067 μF. Tilasin neljä kappaletta. Yksi on hyvä olla varaosana. Kuvassa mittakaavana aito puinen täysi Elannon tulitikkuasti vuodelta kilpi ja miekka.

Toisiokäämissä tulee olemaan tuhat kierrosta lakattua kuparilankaa käämittynä 110 millisen PVC-viemäriputken ympärille. Sellaisen käämintä käsin ilman mitään apuvälineitä on täysin toivotonta. Sorvissa se on mahdollista ja sellainen olisikin käytettävissä. Käämi pitää kuitenkin vielä lakata pariin kertaan ja lakan pitää kuivua sorvissa, enkä kehtaa pitää sorvia varattuna monta päivää, joten päätin rakentaa yksinkertaisen käämintäkoneen. Vihdoin löytyi siis käyttöä Bebekistä joskus mukaan tarttuneelle vaihdemoottorille , joka on täydellinen tähän tarkoitukseen! Käämin pituudeksi määrittelimme aiemmin 550 mm. Ajattelin, että kumpaankin päähän on varmaan hyvä jättää 50 mm tyhjää, joten lyhensin metrin mittaisen putken mittaan 650 mm. Kumpaankin päähän putken sisään kiinnitin epoksilla pyöreät 20 mm paksut koivuvanerilätkät. Niistä valmis käämi on aikanaan hyvä kiinnittää alustaansa alapäästä ja yläpäähän saa kiinni toroidin. Lätkien keskelle porasin 8 mm reiät, joiden läpi asensin 8...

Muuntaja saapui Kiinasta. Tämä on siis neonvalomuuntaja, jollaista käytetään perinteisten neonvaloputkien sytyttämiseen. Niitä on edelleen mainosvaloina ympäri kaupunkia, vaikka ledit varmaankin tulevat neonvalojenkin tilalle. Neonmuuntajia on myös elektronisia, mutta teslamuuntaja tarvitsee ihan perinteisen rautasydämisen kuparimuuntajan. Sellainen kestää oikosulkua ja melkein mitä vain, paitsi suurta ylijännitettä. Varmaankin hauskin tapa testata muunjata on rakentaa  Jaakobintikapuut kahdesta rautalangansta ja laudan pätkästä. Nämä ovat aika rumat Jaakobintikapuut, niistä voisi tehdä paljon kauniimmat, mutta kertakäyttöversioksi kelpaavat kykkä. 15000 volttia näyttää siis tältä: Valokaari syttyy alhaalla missä lankojen väli on pienin. Kuuma valokaari nousee ylöspäin ja samalla pitenee lankojen etääntyessä toisistaan. Tikapuiden yläpäässä kaari palaa pidempänä kuin mitä sen suurin mahdollinen syttymispituus on. Tämä jontuu siitä, että plasmakanavan kerran auettua,...

Ensiökäämin mitoittamiseksi täytyy ensin selvittää käämin tarvittava induktanssi. Käytetään samaa laskuria, jolla laskettiin toisiokäämin resonanssitaajuus, sivuston  Tesla Coil Design, Theory and Construction  kohdasta  Equations and Data Lists/Freq of LC . Laskuriin syötetään osassa 6. määritelty suurjännitekondensaattorin kapasitanssi 0,0067 uF. Sen jälkeen kokeilemalla laskurin induktanssikenttään eri arvoja etsitään sellainen, jolla tulos vastaa toisiokäämin resonanssitaajuutta 231,15 kHz. Asettamalla induktanssiksi 0,07 mH, 70 μH  saadaan taajuudeksi 232,398 kHz, mikä on hyvin lähellä toisiokäämin taajuutta. Seuraavaksi käytetään laskuria  Equations and Data Lists/Sprial Coil.  Laskuriin asetetaan: Käämin sisähalkaisia. Valitaan tähän 200 mm, jolloin se on selvästi isompi kuin toisiokäämin ulkohalkaisija. Kierrosten lukumäärä. Tämä arvo pitää kokeilla siten, että käämin induktanssi vastaa edellisessä kohdassa määritelt...