Uitmeten van een TESLA spoel

IK heb net een Tesla spoel gemaakt en wil enkele berekeningen doen i.v.m. de grootte van het magnetisch veld. IK heb daarvoor waarden nodig van mijn spoel die ik zelf gewonden heb zoals de zelfinductiecoëfficiënt. Maar ik weet niet hoe ik deze moet zoeken.
Alle hulp is welkom!

Ik denk niet dat ik ooit een antwoord kan bieden, maar misschien kan ik helpen de vraag te verfijnen.

Wat is er aan meetapparatuur beschikbaar?

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord

Is er meetapparatuur beschikbaar voor het uitmeten van een spoel of zijn er bv. formules voor de waardes van een spoel te berekenen? Ik heb materiaal op school beschikbaar zoals een scoop.

Je hebt een LCR meter. Die kan inducties meten. Je kan een LCR meter voor 1 a 2 tientjes op ebay scoren (gebaseerd op een open source hardware ding). Of je kan een dikke van een bekend merk kopen. Vast 1 of 2 duizendjes. Dan kan je de spoel z'n inductiewaarde meten.

Alternatief is om met een functiegenerator en een aantal weerstanden aan de slag te gaan.

Om het te berekenen wat je theoretisch moet kijken zijn er ook formules. Google op coil calculator of zoiets.
Die zijn vaak gebaseerd op aannames om de formules simpeler te maken. Bijvoorbeeld: De spoel is oneindig kort (heeft geen lengte) of juist is oneindig lang (we verwaarlozen het effect van dat ie ooit op moet houden).

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Ha big_fat_mama,

Bedoel je buizenpost :?

@TS,

Waar je om vraag dat zal je moeten meten je heb immers de spoel zelf ontworpen.
Je kunt wel wat algemene richtlijnen hanteren kijk eens op Maxwell.
Ik moet eerst meer gegevens hebben welke diameter hoe lang is je spoel hoe dik is je draad waar heb je de spoel op gewikkeld van welk materiaal.
En omdat het een Tesla evenement betreft hoe stuur je de spoel aan capacitief?

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Als ik dit schema gebruik, kan je de stroom dan meten door de spoel?

Dit is het schema dat ik heb gebruikt. De secundaire spoel is ongeveer 12cm lang met 300 wikkelingen en een koperdraad van 0,4mm. De diameter van de PVC-buis is 26mm

Ik zou denken dat je gewoon de stroom kan meten in de draad naar de diode.

Ik zou denken dat je hier een 1:100 verhoging van de spanning kan maken, dus dat je moet denken aan 900V aan spanning op het eind van je tesla coil. Daarmee kan je dan vonken maken van bijna 1mm.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
LetterHenk

Golden Member

Je kan de spoelinductie bij benadering berekenen.
Dit is een van de calculators die je daarvoor kan vinden op het web.
http://www.66pacific.com/calculators/coil-inductance-calculator.aspx

En een andere, met andere uitkomst :)
https://www.allaboutcircuits.com/tools/coil-inductance-calculator/

[Bericht gewijzigd door LetterHenk op 25 februari 2019 10:14:50 (23%)]

Action expresses priorities LH

Heb je hem al geprobeerd? Het zou me verwonderen als er zowiezo al iets uitkomt.
Je hebt een supersimpel zelfoscillerend luchttransformatortje gemaakt dat volgens mij enkel kan werken als er secundaire stroom vloeit voor de terugkoppeling. Dus met een kleine vonkbrug van hooguit een milimeter. Meer mag je niet verwachten. Zonder vonkbrug zal het volgens mij niet eens werken.
Dit ontwerp heeft weinig te maken met het principe van een eslaspoel.
De toroide bovenop de spoel staat er doorgaans niet voor de sier.

Ik vraag me af hoe je vanuit dit schema het Tesla principe zult kunnen uitleggen.

Gezien je nergens condensatoren gebruikt zal de frequentie , als het al werkt, bepaald worden door parasitaire capaciteiten die heel wat moeilijker te berekenen of in te schatten zijn.
Dit maakt het berekenen erg moeilijk, en elke poging om een meting te doen , zal ofwel de oscillator doen afslaan ofwel de frequentie sterk verstemmen. Hierdoor zijn eventuele meetresultaten compleet fout. Tenzij je natuurlijk wel erg spitsvondige meettechnieken gebruikt.
Ik zou opteren om je scoop niet rechtstrreeks aan te sluiten, voor die reden, maar ook al omdat je de probe met spanningspieken hoger dan 500V gaat beschadigen. Dus zeker niet aan de secundaire meten.
Met een luchtspoeltje op enige cm van je hum..."coil" kun je wellicht de frequentie oppikken met je scoop zonder beinvloeding. Of de spanningsvorm dan nog klopt is een studie op zich.

Als dat een 9V batterij voorstelt, dan is dat ook een ongelukkige keuze. (die is waarschijnlijk gelijk na het aansluiten al bijna leeg... ;) )
Filmpje over de pro's en con's van dit type circuit: https://www.youtube.com/watch?v=YWiwVaP0JQM

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Dat valt dan wel weer mee, De 2N2222A heeft maar een hfe van 50.
Als het ding niet aanslaat vloeit er dus hooguit 20mA.
En als het onverhoopt toch oscilleert een stuk minder.

Ik vind het geen schitterend ontwerp. De werking hangt grotendeels af van parasitaire elementen, en is onzeker. Het wijkt ook af van het teslacoilprincipe en de werking is twijfelachtig.

Voor een beginner zijn de berekeningen en de metingen veel te moeilijk.

Voor een hogeschoolstudent is het ontwerp zelf dan weer ver beneden
het verwachte niveau.
Want dat zijn de toekomstige ingenieurs die over 2-3 jaar de Chinese ontwerpers de loef zouden moeten afsteken met hoogstaande ontwerpen.

Gelukkig ben ik geen docent, want ik was allang gelyncht door woedende ouders die hun perfecte wonderkind met slechte cijfers zagen huiskomen. :-)

Sine

Moderator

@GD
De hele werking van de tesla hangt aan elkaar van de paracitaire capaciteiten.

Ik heb met een vergelijkbaare constructie wel eens een neon lampje op de secundaire laten oplichten.
Als dat puur is om de resonatie frequentie van de secundaire te bepalen kan het werken. Als hele tesla ... nah.

Angaben sind wie immer ohne Gewähr.

Ha Pieter321,

Ik was je draadje kwijt maar is samen gevoegd beter ;) .
Nu je vraag de inductie van je spoel en de grote van het magnetisch veld.
De inductie is 455uH en de magnetische sterkte B=0.000157 Tesla dit komt neer op 1.570 Gauss ter vergelijk het magnetisch veld van de aarde is 0.5 Gauss.

Voor het bepalen ben ik van jou eigenschappen uitgegaan (de afmetingen) en voor de relatieve permeabiliteit µ/µ0 van 1.00000037 (lucht) verder omdat de spoel lang en dun is alleen de inwendige reluctantie en een stroom van 50mA piek/piek.
Misschien heb je er iets aan maar voor een compleet werkend systeem heb je meer gegevens (ontwerp criteria) nodig.
Dus als je een compleet systeem wil ontwerpen dan kunnen we verder maar dan is het verdiepen in magnetische eigenschappen wel belangrijk anders ben je op een terrein bezig wat misschien onbekend is.
Als het gaat om spoelen en trafo's lopen heel veel elektronici een straatje om :+

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Resonantiefrequentie vaststellen kan met een functiegenerator en een scoop...
http://onetesla.com/tutorials/tesla-coil-tuning

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Op 25 februari 2019 12:49:14 schreef Sine:
@GD
De hele werking van de tesla hangt aan elkaar van de paracitaire capaciteiten.

Ik heb met een vergelijkbare constructie wel eens een neon lampje op de secundaire laten oplichten.
Als dat puur is om de resonatie frequentie van de secundaire te bepalen kan het werken. Als hele tesla ... nah.

Als je geen topcapaciteit (toroid) hebt die een capacitieve stroom laat vloeien naar de geaarde batterij van de tesla , zal de oscillator niet op gang komen. Die stroom mag je niet verwarren met een vonk.

Om de oscillator toch op gang te brengen en te onderhouden zal je de secundaire kring op één of andere manier moeten sluiten met een neonlampje of een vonkenbruggetje met kleine opening naar de min van de batterij. Anders kan er geen negatieve spanning de BE van de transistor komen die hem laat sperren.
Enkel met wat op het schema staat kan dat ding volgens mij niet werken, of kun je uitleggen hoe?

Veel jongeren kiezen voor een "tesla" project op school gebiologeerd door de spectaculaire vonken op demo's.
Dit hier haalt op zich bijlange niet eens
de spektakelwaarde van een piezoaansteker van 2 Eu.
De volgende stap is dan magnetrontransfo's gaan inzetten, waarmee ze zonder meer hun leven op het spel zetten.
Daarom hou ik niet meer zo van die stoerdoenerij met vonken.

Ha grotedikken,

De oscillator werkt wel.... en ook zonder top load door de capaciteit tussen elke secondaire wikkeling van de spoel dit is een lange spoel er ontstaat genoeg potentiaal tussen aarde en de top.
Maar de spark is lang niet zo heftig :+
Ik heb er zelf lang geleden ook wel een paar gemaakt 150cm hoog je moet wel weten wat je doe 8)7 en geloof me een foutje is zo gemaakt.
Ik heb het schema met de aarde getekend

Als het @TS interesseert kunnen we wat meer uitwerken.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

@GD: Kijk voor de eerlijkheid toch eens even op de Engelse Wikipedia onder Tesla coil. Het schema is precies wat daar getoond wordt onder "Single resonant solid state Tesla coil (SRSSTC)". Alleen is die LED wat raar als die een andere doorlaatspanning heeft dan de BE overgang van de transistor.
Natuurlijk geeft dit schema slechts het principe weer. Het kan bijv. best zijn dat het in de opzet van TS niet werkt omdat de resonantiefrequentie met zijn spoel veel te hoog zou zijn.
Waar zit eigenlijk die primaire spoel? De mate van koppeling is mede bepalend voor de maximaal haalbare secundaire spanning.
@rew: Het is een misverstand om te denken aan maximaal 1:100. Bij losse koppeling kan de secundaire spanning veel hoger opswingen. Losse koppeling is toch één van de peilers onder Tesla coils? En zeker ook bij gebruik van een vonkbrug.

Normaal gebruik je een beetje fatsoenlijke TC driver, als het éénvoudig moet zijn gebruik je een zelfoscillerende driver.
T.S. gebruikt de 2N2222, dat is prut, gebruik op zijn minst een power transistor zoals de 2N3055:

Om de resonantie frequentie te kunnen vinden; door af te stemmen, kun je een gestuurde versie gebruiken met de 555 timer.

Wanneer je een Mosfet als power transistor gebruikt (dat is helemaal uitstekend) kun je die aansturen met een Mosfet driver ic, waarvan de versie hier in zelfoscillerende mode.

"tijd is relatief"
Sine

Moderator

Een 2n2222 is in ieder geval nog een beetje een rappe tor, dat kun je van de 3055 niet zeggen ;)

Beide zijn overigens zwaar ongeschikt als je 'echt' wat wilt bouwen wat een beetje power maakt, dan kom je eerder bij een mosfet of IGBT uit.

Of een dikke triode, die zij wat vergevender bij foutjes ;)

De primaire spanningen/stromen van beiden zijn dat overigens niet.

Angaben sind wie immer ohne Gewähr.

Bedankt iedereen voor de reacties.
Ik wil toch nog even zeggen dat dit ik met dit schema begonnen ben om wat in de handeling van een Tesla spoel te komen. De Tesla spoel die ik gemaakt heb aan de hand van het gestuurde schema werkt wel degelijk. Er komen geen vonken uit maar dat was te verwachten en ook niet de bedoeling.
Momenteel ben ik bezig met een grotere Tesla spoel te maken. Maar ik wilde eerst enkele berekeningen maken met de kleine om er zoveel mogelijk over te weten te komen.

Nogmaals bedankt iedereen die me tot nu toe geholpen heeft.

Ha aobp11,

De LED wordt gebruikt als zener verder alles in orde maar natuurlijk in de uitvoering en daar gaat het om kan van alles mis gaan.
De opzet zonder top load werkt ook en is veilig kleine vonk de capaciteit tussen de turns van de spoel maken aan de top ook wel een grote maar ontladen ook dus je bouwt niet zo op.
Verder is je grond oppervlak net zo belangrijk voor de ontlading 1meter x 1meter aluminium is zeker nodig.
De koppeling bepaald hoeveel periode en energie je opwekt verder is belangrijk het diëlektricum spoelhouder welke gebruikt wordt.

@TS,

Heb je nog iets aan de berekende waarden gehad ?
Welke ga je uiteindelijk bouwen 2meter O-):o

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Ik maak een Tesla spoel van 1000 windingen secundair en 9 windingen primair. De transformator die ik gebruik is een Neonverlichtingstransformator van 6,3 kV. De hoogte van de vonken zal waarschijnlijk niet supergroot zijn maar het is een mooi project. Maar niet zonder gevaar, de veiligheid is zeer belangrijk en heb ik ook al bestudeerd.

Ik heb ook nog een klein vraagje over de berekeningen electron920. Welke formule gebruik je juist voor die berekeningen. En vanwaar haal je de stroom 50mA piek?

Ha Pieter321,

Dat is een mooi project met de gegevens en de trafo die je gaat gebruiken moet je makkelijk 50cm kunnen bereiken.
Het gebruik van halfgeleiders is eigenlijk niet te doen als je die toch wil gebruiken blijft het spelen.
Hoe ga je de shutter trigger schakelaar maken?
O ja voor de berekeningen ik zal morgen een en ander opschrijven ik werk met een klad papiertje.
Die 50mA was een aanname in de buurt wat je tor kan leveren is voor de berekening niet belangrijk.
Het opbouwen luistert best wel nauw je topload en grondvlak.
Ik heb ergens nog een programma daarmee kan je alles uitrekenen maar waar?

De spoel berekenen en koppeling zal ik opschrijven dit heeft niet iets met Tesla te maken maar zijn de algemene wetten.
Met de koppeling regel je de energie intensiteit in relatie tot de burst frequentie dus niet de resonantie frequentie.

Eerst berekenen en materialen zoeken ik heb in der tijd mijn condensatoren zelf moeten maken te hoge spanningen 30....40kV!!!!
Daarna het model bouwen kijken/meten voor de isolatie weerstand denk om de veiligheid.
Daarna op een lage spanning beginnen 3...4kV denk er om gevoelige elektronica is tijdens een arc zo stuk bescherm je oren en ogen!!!!
Als dan alles naar wens verloopt kan je de spanning omhoog brengen hou alle geaarde apparaten uit de buurt eigenlijk mag je niets in de test ruimte hebben staan en altijd gebruik maken van een dodemansknop
Lees hier ook eerst over.... de veiligheid als het een school project is overleg met de docent onder mijn tekening overgenomen van jou alleen aan gevuld met de aarde staat een mooie opmerking van Nikola Tesla.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.