Progetto finale del mio Tesla Coil

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giuseppemambo
icon10  view post Posted on 11/11/2008, 22:20     +1   -1




Buongiorno a tutti!
Sono nuovo del forum, sono nuovo del forum e sono interessato agli argomenti che trattate qui.
Ho progettato una teslacoil e dovendo procedere con la costruzione voglio chiedervi dei consigli:
comincio la descrizione del progetto a partire dal materiale che ho a disposizione:


TUBO PVC AVORIO tipo 300
DIAMETRO ESTERNO mm. 63 82 100 125 140 160 200 250 315 400 500 630
Spessore mm. 1.3 1.5 1.7 2 2.3 2.6 3.2 4 5 6 7 7
TUBI DA ML 3 + BICCHIERE 3.26 5.17 5.89 8.70 12.08 15.18 24.74 39.53 62.20 97.90 148.33 -

AL METRO LINEARE 1.09 1.72 1.96 2.90 4.03 5.06 8.25 13.18 20.73 32.63 49.44 -

TUBI DA ML 2 + BICCHIERE 2.40 3.78 4.33 6.38 8.87 11.13 18.15 29.00 46.00 71.80 109.00 -

TUBI DA ML 1 + BICCHIERE 1.31 2.06 2.35 3.48 4.84 6.07 9.90 15.82 25.00 39.00 60.00 -

BANCALI DA ml/3 n° 83 52 126 68 60 46 30 20 9 9 5



oppure:

TUBI NORMALI PVC RIGIDOCOLORE AVORIO E GRIGIO - SERIE EDILIZIA
Diametro esterno mm.
32 40 50 63 80 82 100 125 140 160 200 250 315

oppure:

image

Spessore mm.
1,2 1,2 1,2 1,3 1,5 1,5 1,7 2,0 2,3 2,6 3,2 4,0 5,0







CALCOLI

Quindi avendo i diametri dei vari tubi per l'avvolgimento secondario, possiamo fare i calcoli:

diametro: 12.5 cm = 4.9 inches
formula di john freau per calcolare il diametro del secondario in base alla potenza del tesla coil
d=k'*sqrt(p)

k'= 1 per diametri del secondario di 11-16 inches e uguale a 0.85 per diametri di 3-10 inches

p= potenza del trasformatore per insegne utilizzato

Il trasformatore che penso di utilizzare è da 7000 Volt e 50mA
quindi ha 350 Watt di potenza

poi bisogna tenere conto che per i tesla compresi tra i 300 Watt 1 kW il rapporto tra diametro e altezza deve essere compreso tra 1/5 e 1/6

d=0,85*sqrt(350)=15,9020439

Ora calcolo il secondario e la capacità del toroide o della sfera che voglio utilizzare.
Una volta fatto questo verifico calcolo il primario in base all trasformatore d'insegne che voglio utilizzare e facendo in modo che la frequenza di risonanza sia uguale a quella del secondario.

Calcolo secondario:

http://web.archive.org/web/20041013135335/...xlc/tccalc.html
http://it.wikipedia.org/wiki/Capacit%C3%A0_elettrica


Caso 1 con:
sfera dio 16 inches di diametro, frequenza di 500khz, diametro del tubo secondario di 125 mm,
lunghezza dell'avvolgimento di


Calcolo secondario Tesla Coil di Giuseppe

Fonti:
http://web.archive.org/web/20041013135335/...xlc/tccalc.html
http://www.convertunits.com/from/mm/to/inches
http://it.wikipedia.org/wiki/Capacit%C3%A0_elettrica


Caso 1 con:
sfera di 16inches di diametro, frequenza di 500Khz, diametro del tubo di 159mm, lunghezza dell'avvolgimento di 800mm

4*3.14*Epsilon0*Raggio sfera
Raggio sfera 16 Inches/2 ovvero 406.4mm diviso 2
4*3.14*8.85*10^-12*(0.4064/2)
risultato
2.25868992 × 10-11

Induttanza della bobina del secondario necessaria:
L=1/(4*C*3.14^2*f^2)
1/(4*2.25868992*10^-11*3.14^2*500000^2)
risultato
0.00449039029 Henry

N=sqrt(L*(9*R+10*H))/R
(sqrt((0.00449039029*1000000*(9*0.159*2+10*0.8))/(0.100*2)
risultato
493.835091 giri per fare l'avvolgimento su di un secondario da 80cm di lunghezza e 12,5 cm di diametro




Calcolo primario
Il primario quindi deve essere:

Il mio alimentatore fornisce 7000Volt a 50 milliAmpere
quindi l'impedenza è 140KOhm mentre la capacità necessaria è di 1/(2*3,14*0,05Ampere*50Hertz) cioé 2.27364*10^-8

Xc va a sua volta usato per calcolare il valore del'induttanza L che deve avere l'avvolgimento del primario, per farlo si usa questa formula: f=1/(2*3,14*sqrt(L*C)) da cui ottengo la formula L=1/(C*4*3,14*2*f^2) inserendo C e tenendo presente una frequenza di 500khz ricavo una L di 4*10^-6 Henry

Prima di procedere a calcolare le dimensioni degli avvolgimenti del primario e del secondario, le capacità, le dimensioni del toroide o della sfera e altri particolari vorrei avere da voi delle osservazioni, conferme e consigli, anche in merito alle norme di sicurezza e costruttive.

Devo ancora decidere con quale tipo di avvolgimento realizzare il primario da L di 4*10^-6 Henry, se bobina avvolta in aria o bobina piatta
Quale mi consigliate tra queste?
- Archimedes Spiral
- Helical Coil
- Inverse Conical Coil
sono visibili qui: http://web.archive.org/web/20041013135335/...tccalc.html#pri


[Admin. Ho solo modificato il codice per far comparire l'immagine della tabella dei tubi.]

Edited by Lawrence - 13/11/2008, 12:00
 
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view post Posted on 12/11/2008, 09:14     +1   -1
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:o:
E cosa ti possiamo dire di più noi?
:o:

Benvenuto Giuseppe, sono sicuro che i "teslari" ti risponderanno presto, ma forse ti faranno anche molte domande. :)
Ciao e buona permanenza.
 
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maxwell2
view post Posted on 12/11/2008, 17:51     +1   -1




Ciao giuseppemambo....
Un consiglio molto pratico e veloce. :)
Scaricati , se non l' hai già fatto , il teslacad:
http://www.richardsplace.net/tesladownload.htm.
Poi fai delle prove virtuali con questo utile programma per dimensionare bene la tua bobina primaria con la bobina secondaria.
Qui , troverai anche il valore del mmc( multi mini cab) o banco capacitivo mettendo il valore del NST ( tensione e amperaggio in milliamapere).
Per quanto riguarda gli avvolgimenti....
Il primario , se vuoi fare uno spinterometrico , è meglio farlo a spirale piatta.Con tubo in rame compreso tra 8-12mm di diametro .Generalmente non dovrà avere piu' di 12-13 spire avvolte piatte .

Il secondario , un bel tubo pvc colore avorio. Il rapporto dimensionale è ,con potenze inferiori a 500 watt , con 70-100mm di diametro e lunghezza di circa 500mm( aspect ratio 5:1 è ottimale , ma anche 6:1 è ottimo).

Per il conduttore in rame prendi la lunghezza del secondario e la dividi per la lunghezza dell' avvolgimento.
Un esempio , se hai 600mm di lunghezza, la dividi per 2100spire , ottieni il diametrro tipo di un filo in rame da 0.28 mm.

Per realizzare un progetto funzionante di un tesla coil spinterometrico tieni ben a mente il seguente schema:
imageimage
Lo schema base è quello che vede un nst(hv) collegato in parallelo con mmc(c1) .In serie , invece va inserito lo spinterometro(sg) con taratura mobile sul primario(l1), per l' accordatura .Come secondario (l2)con massa terra e cappello capacitivo (c2).
;)

Edited by maxwell2 - 12/11/2008, 18:10
 
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view post Posted on 17/11/2008, 17:43     +1   -1
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Giuseppemambo si è offeso, o si è disinteressato... O ha perso la password... Chissà... Peccato, sembrava tutto preso dall'idea. :unsure:
 
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giuseppemambo
view post Posted on 17/11/2008, 22:41     +1   -1




CITAZIONE (Lawrence @ 17/11/2008, 17:43)
Giuseppemambo si è offeso, o si è disinteressato... O ha perso la password... Chissà... Peccato, sembrava tutto preso dall'idea. :unsure:

No tranquillo, il problema è sempre lo stesso: il tempo
in settimana tra lavoro e sport arrivo a questi orari
mentre nei weekend di sole vado a volare in parapendio, al primo weekend di pioggia mi metto a fare i conti finali e ad informarmi per il resto del materiale ;)
 
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view post Posted on 18/11/2008, 08:58     +1   -1
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Ah, meno male, avevamo creduto di averti perso. Fai con calma, solo che sei comparso tutto preso dall'idea, noi non sapevamo cosa risponderti e poi non ti abbiamo più visto, abbiamo pensato subito male... :)
Anche io sono sempre quà, ma in realtà tempo per andare avanti con i miei progetti ne ho pochissimo. Devo ancora postare uno schema che è su di un altro computer ed il tempo per farlo mi viene sempre a mancare...
Fai con calma, allora, e tienici aggiornati. :)
 
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giuseppemambo
view post Posted on 23/11/2008, 11:45     +1   -1




CITAZIONE (Lawrence @ 18/11/2008, 08:58)
Ah, meno male, avevamo creduto di averti perso. Fai con calma, solo che sei comparso tutto preso dall'idea, noi non sapevamo cosa risponderti e poi non ti abbiamo più visto, abbiamo pensato subito male... :)
Anche io sono sempre quà, ma in realtà tempo per andare avanti con i miei progetti ne ho pochissimo. Devo ancora postare uno schema che è su di un altro computer ed il tempo per farlo mi viene sempre a mancare...
Fai con calma, allora, e tienici aggiornati. :)

Visto che fuori c'è vento ho finito tutti i calcoli! qui qualcuno ha gufato........
Come indicato nel sito ho rifatto e ultimato tutto con le misure in inches e uHenry indicate nel sito.
Sono riuscito ad accordare le misure del primario con il secondario, del quale ho anche trovato una versione pronta su ebay.
Ecco qui i calcoli finali:

Il trasformatore che penso di utilizzare è da 7000 Volt e 50mA
quindi ha 350 Watt di potenza

poi bisogna tenere conto che per i tesla compresi tra i 300 Watt 1 kW il rapporto tra diametro e altezza deve essere compreso tra 1/5 e 1/6

d=0,85*sqrt(350)=15,9020439

Ora calcolo il secondario e la capacità del toroide o della sfera che voglio utilizzare.
Una volta fatto questo verifico calcolo il primario in base all trasformatore d'insegne che voglio utilizzare e facendo in modo che la frequenza di risonanza sia uguale a quella del secondario.

Calcolo secondario:

http://web.archive.org/web/20041013135335/...xlc/tccalc.html
http://it.wikipedia.org/wiki/Capacit%C3%A0_elettrica


Caso 1 con:
sfera dio 16 inches di diametro, frequenza di 280khz, diametro del tubo secondario di 106 mm,
lunghezza dell'avvolgimento di


Calcolo secondario Tesla Coil di Giuseppe

Fonti:
http://web.archive.org/web/20041013135335/...xlc/tccalc.html
http://www.convertunits.com/from/mm/to/inches
http://it.wikipedia.org/wiki/Capacit%C3%A0_elettrica



sfera di 16inches di diametro, frequenza di 280Khz, diametro del tubo di 106mm, lunghezza dell'avvolgimento di 550mm

4*3.14*Epsilon0*Raggio sfera
Raggio sfera 16 Inches/2 ovvero 406.4mm diviso 2
4*3.14*8.85*10^-12*(0.4064/2)
risultato
2.25868992 × 10-11

Induttanza della bobina del secondario necessaria:
L=1/(4*C*3.14^2*f^2)
1/(4*2.25868992*10^-11*3.14^2*280000^2)
risultato
0.0143188466


N=sqrt(L*(9*R+10*H))/R
(sqrt((0,0143188466*1000000*(9*2*2+10*22))/(2)
risultato
1353,81 giri per fare l'avvolgimento su di un secondario da 55cm di lunghezza e 10,6 cm di diametro Come quello in vendita su ebay che però accoppiato ad un toroide invece di una sfera ha bisogno di un numero inferiore di spire



Il primario quindi deve essere:

Il mio alimentatore fornisce 7000Volt a 50 milliAmpere
quindi l'impedenza è 140KOhm mentre la capacità necessaria è di 1/(2*3,14*0,05Ampere*50Hertz) cioé 2.27364*10^-8

Xc va a sua volta usato per calcolare il valore del'induttanza L che deve avere l'avvolgimento del primario, per farlo si usa questa formula: f=1/(2*3,14*sqrt(L*C)) da cui ottengo:
inserendo C e tenendo presente una frequenza di 280khz ricavo una L di 1,42174704 × 10-5 Henry
a questo ho bisogno di calcolare l'induttanza del secondario e la capacità del toroide in modo che abbiano la stessa frequenza di risonanza del primario da 280khz tenendo conto delle proporzioni costruttive del secondario anche in relazione ai tubi in commercio e del materiale che si trova per costruirlo.

Prima di procedere a calcolare le dimensioni degli avvolgimenti del primario e del secondario, le capacità, le dimensioni del toroide o della sfera e altri particolari vorrei avere da voi delle osservazioni, conferme e consigli, anche in merito alle norme di sicurezza e costruttive.






FASE 2

Come si evince da qui:
http://web.archive.org/web/20041013135335/...ccalc.html#tran
devo calcolare una bobina piatta a spirale per il primario, in modo che abbia un'induttanza L che permetta di fare risuonare il primario alla stessa frequenza del secondario.
Questo calcolo l'ho fatto partendo da dai valori dell'alimentazione per calcolare la capacità che alimentata dal trasformatore ad hv deve risuonare con il primario alla frequenza f.

Sono limitato da due cose:
il valore della capacità determinata dal trasformatore d'alimentazione
il valore della frequenza del secondario
Ho visto che su ebay ci sono bobine dei secondari già pronti per risuonare a 280khz accoppiato con un toroide da 12 inches di diametro.


Calcoli:
Impedenza trasformatore d'alimentazione
7000/0.05= 140000 Ohm
Capacità che deve essere usata con questo trasformatore tenendo presente la frequenza di rete elettrica nazionale di 50 Hertz:
(1/(2*3,14*50*140000))= 2,27479527 × 10^-8 Farad
Questa è invece l'induttanza che deve avere il primario collegato a questo trasformatore per oscillare alla frequenza di 280khz con questa capacità:
1/(4*3,14^2*(280000)^2*(2,27479527 × 10^-8))= 1,42174704×10^-5 Henry
Ora se calcoliamo il primario a spirale di archimede mettendo alcuni parametri standard adatti alle dimensioni del nostro teslacoil.


Come si vede nel sito ho considerato i parametri per il primario a spirale di archimede:

N=5 giri
R=8,3 inches
W=5 inches

L= ((NR)^2))/(8R+11W) = ((5 * 8,3)^2) / ((8 * 8,3) + (11 * 5)) = 14,1865733
uHenry = 0,00001418 Henry


Ora devo ordinare il materiale e capire come realizzare:
-Spark Gap
-Dove prendere il tubicino-filo in rame per realizzare il primario
-Quali interruttori e quali dispositivi di sicurezza utilizzare per non bruciare il tesla coil

Spero di essere stato utile
 
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view post Posted on 25/11/2008, 10:25     +1   -1
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Mmmazzateò, Giuseppemambo, stai facendo il "compendio" dei calcoli per i teslacoil... Non saprei dirti se sono giusti perchè ho idea che siano tutti calcoli empirici, ti posso solo suggerire di: stare attento a quelle tensioni, per prima cosa, che sono letali quanto una 44 magnum con il colpo in canna e cane alzato. Di essere sempre in due quando si fanno le prove a caldo ed entrambi saper praticare le cure di primo intervento nel caso qualcosa vada storto.
Di verificare praticamente di volta in volta quello che hai calcolato, risulta in realtà, e comunque, di non perderti di animo se non funziona nulla una volta montato perchè, malgrado i calcoli sicuramente avrai qualcosa da aggiustare.

Per il tubo della spirale in rame, la trovi in ferramenta sottoforma di tubo per l'acqua o il gas. Le spire le puoi tenere separate usando dei distanziatori in plastica per tubi per impianto elettrico da qualche distributore di materiale elettrico. Oppure, puoi usare dei distanziatori per tubi pneumatici in rilsan dai rivenditori di materiale per l'industria. Quist'ultimi sono molto pratici ed hanno distanziate in modo uniforme le gole per il tubo.

Per la sicurezza ti consiglio un trasformatore di isolamento di potenza adatta, e due magnetotermici differenziali, uno sul primario ed uno sul secondario connessi ad una massa sicura, magari realizzata appositamente e separata da quella condominiale. Sul secondario del trasformatore di isolamento naturalmente.
 
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giuseppemambo
view post Posted on 26/11/2008, 23:32     +1   -1




CITAZIONE (Lawrence @ 25/11/2008, 10:25)
Mmmazzateò, Giuseppemambo, stai facendo il "compendio" dei calcoli per i teslacoil... Non saprei dirti se sono giusti perchè ho idea che siano tutti calcoli empirici, ti posso solo suggerire di: stare attento a quelle tensioni, per prima cosa, che sono letali quanto una 44 magnum con il colpo in canna e cane alzato. Di essere sempre in due quando si fanno le prove a caldo ed entrambi saper praticare le cure di primo intervento nel caso qualcosa vada storto.
Di verificare praticamente di volta in volta quello che hai calcolato, risulta in realtà, e comunque, di non perderti di animo se non funziona nulla una volta montato perchè, malgrado i calcoli sicuramente avrai qualcosa da aggiustare.

Per il tubo della spirale in rame, la trovi in ferramenta sottoforma di tubo per l'acqua o il gas. Le spire le puoi tenere separate usando dei distanziatori in plastica per tubi per impianto elettrico da qualche distributore di materiale elettrico. Oppure, puoi usare dei distanziatori per tubi pneumatici in rilsan dai rivenditori di materiale per l'industria. Quist'ultimi sono molto pratici ed hanno distanziate in modo uniforme le gole per il tubo.

Per la sicurezza ti consiglio un trasformatore di isolamento di potenza adatta, e due magnetotermici differenziali, uno sul primario ed uno sul secondario connessi ad una massa sicura, magari realizzata appositamente e separata da quella condominiale. Sul secondario del trasformatore di isolamento naturalmente.

ok, parto alla ricrca del materiale e ti faccio sapere

il compendio di calcoli comunque mi è stato suggerito da teslacoil http://www.teslacoil.it/
e che credevi che fosse tutta farina del mio sacco? :shifty:
 
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maxwell2
view post Posted on 29/11/2008, 09:17     +1   -1




Già, già il buon e "vecchio" Fabio ,in arte Tesla coil ,ha esagerato un po' .^_^
Cmq vedrai che tra dire e il fare cè di mezzo.... un sacco di cosette che scoprirai "solo" costruendo un dispositivo del genere.
Buona ricerca dei componenti e ricordati di postare lo stato di avanzamento del tuo tc.... ;)
 
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giuseppemambo
view post Posted on 30/11/2008, 09:41     +1   -1




CITAZIONE (maxwell2 @ 29/11/2008, 09:17)
Già, già il buon e "vecchio" Fabio ,in arte Tesla coil ,ha esagerato un po' .^_^
Cmq vedrai che tra dire e il fare cè di mezzo.... un sacco di cosette che scoprirai "solo" costruendo un dispositivo del genere.
Buona ricerca dei componenti e ricordati di postare lo stato di avanzamento del tuo tc.... ;)

al momento sono impegnato nella ricerca di un filo in rame lungo 450-500 metri, voglio tentare di fare tutto da solo senza ordinare il secondario già pronto su ebay,
di rocchetti cosi lunghi in negozio non ne ho trovati, sto provando su internet e devo ancora cercare presso le aziende che lo producono
 
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giuseppemambo
view post Posted on 30/11/2008, 18:56     +1   -1




un tipo su ebay ne ha uno di 350 metri circa, non basta :(
 
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view post Posted on 30/11/2008, 19:07     +1   -1
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prova da quelli che rifanno gli avvolgimenti dei motori,io lo preso li' un grosso rocchetto di filo da 0.3mm (ok e' un po' fine,ma avevo scelto male),me lo aveva venduto a peso,e avevo speso solo 10€, forse mi aveva preso in simpatia,quando mi ha chiesto a che cosa mi serviva e glielo detto.....
 
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view post Posted on 1/12/2008, 09:27     +1   -1
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Si, conviene rifornirsi dagli avvolgitori di motori, un buon prezzo è di 8 euro al Kg. Inoltre, lo puoi prendere in avvolgimento a doppio isolamento, quello con la verniciatura più scura. Sicuramente migliore per il secondario. ;)
 
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maxwell2
view post Posted on 1/12/2008, 10:47     +1   -1




Si...giuseppemambo, prova cercando con il "trova azienda " di Virgilio.Io ho fatto cosi'. ;)
L' nst o trasformatore di alta tensione rivolgiti ad un installatore di insegne luminose della tua zona.
Per l'mmc o banco capacitivo, su e-bay ne trovi , oppure su altri siti di componenti elettronici come Electronicshop, farnell ect etc.
Per i tubi del secondario e primario rivolgiti ad un negozio di articoli per l' edilizia.
Il filo per il secondario è molto piu difficile trovralo , sopratutto per le caratteristiche che deve avere , doppio smalto ad alto potere termico, ma cmq lo trovi ,come detto, dagli avvolgitori di filo per trasformatori elettrici.
Il primario , infine, un negozio di materiali idraulici....

Buona ricerca!
Una cosa molto curiosa è che quando spieghi a cosa servono i materiali , alcuni negozianti ti aiutano volentieri..... ^_^
 
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38 replies since 11/11/2008, 22:20   2101 views
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