Tesla coil en dergelijke Deel 7

Op 8 oktober 2005 20:33:46 schreef dj_tjerk:

En wat voor draden gebruiken jullie voor primary circuit?

Zeg het me als ik het verkeerd heb,
maar voor je primaire spoel kan je een paar dingen gebruiken, namelijk:

• Dikke kabel
• Koperleiding (remleiding, brandstofleiding)
• Aluminium strip
  Maar deze info heb ik van @sparks gehad dus dat zal wel goed zijn.
  
  Ik ga komende week beginnen met mijn primaire spoel, dus ik zou ook nog wel wat info willen over de primaire spoel.
  

Ik kwam in onze kelder nog wel een koperleiding tegen, maar die was maar 3 meter lang dus ik weet niet of dat genoeg is. Zou kunnen iig. (kan ik uitrekenen als ik resonantie frequentie weet, en dan gebruik maak van skin effect formule of zo , of ga ik dan weer lekker moeilijk doen)

Verder vind ik de afhankelijk van onderdelen nogal, onduidelijk. Ik weet namelijk niet waarmee ik moet beginnen.

Ik dacht zoiets:
Primary + Capacitor resonantie frequentie == Secondary + toroid resonantie frequentie.

(bij formules blijf ik nu steken bij reluctantie berekenen, welke waarden ik in die fomule moet invullen, maar ja.. ik heb ook nog een nantuurkunde leraar )

En voor resonant charging (moet ik dat eigenlijk wel doen?)
Impedantie Capacitor = Output Impedantie Transformator

(bij formules blijf ik steken bij het rare getal 'j' of 'i' om uit te rekenen, in een voorbeeld was j*omega*impedantie gelijk aan 2*pi*50Hz*160kOhm, dus is het dan 2 pi? of is de hoekfrequentie 2*50Hz en is j dus gelijk aan pi?)

Dus ik dacht, eerst transformator zoeken, maar kan dus ook eerst secondary wikkelen, leuke toroid zoeken, uitrekenen wat resonantie frequentie daarvan is, en dan primary wikkelen en de onbekende capaciteit van condensator uitrekenen, ALS ik niet gebruik maar van resonant charging.

Beetje veel vragen weer, en als het te moeilijk wordt, dan moet ik maar mijn natuurkunde leraar een schopje geven

Eh, er is een calculator op internet, die veel makkelijker is.

O ja, een toroid heeft geen resonantiefrequentie, alleen een capaciteit, die meehelpt de resonantiefrequentie te verhogen of te verlagen.

http://www.classictesla.com/java/javatc.html

Dit is die javacalculator.

EDIT: Fry...... je doet je naam eer aan.... heb nog even dat filmpje maar niet gedownload, doe ik morgen wel, maar de foto's...... damn.... hele vette vonken, ik moet even kijken of ik 26 november ook kom (uiteraard zonder tesla, maar ik hoop dat kijken ook mag)

[Bericht gewijzigd door weardguy op zondag 9 oktober 2005 01:31:26 ]

i en j zijn complexe getallen... om de 90 graden verschuiving aan te duiden

Van die capaciteit van die toroid wist ik Weardguy, misschien niet helemaal duidelijk opgeschreven toch

Maar wat moet ik nu invullen voor het getal j als ik de formule ga uitwerken?

Ztrafo=U/I
Cres=1/(2 pi f Ztr)
Maar het gebruik van Cres is sterk aferaden. Bijkbaar is daktary's trafo daar aan overleden.
Een LTR tankcap is aanteraden (Larger than resonant). Cltr=1,5*Cres
Dat is de condensator die precies tot de open piek spanning van de trafo kan worden opgeladen in een halve periode. Dus voor 100bps. bij 200bps neem je de helft etc...

Hier onderaan de pagina vind je alle formules die nodig zijn.
Behalve de formule om de zelf capaciteit van de secondaire spoel uittereken.
Zelf capaciteit kan uitgerekend worden door:
Cself=K*D
Cself in pF
D= diameterspoel in cm
K is de medhurstfactor.

Medhurst factor voor enkellaagsgewonden luchtkernspoelen. met h/d groter als 1
K=0,585-0,25442R+0,15563R^2-0,02777R^3+0,00172R^4
R=ratio H/D hoogte/diameter. 5:1 dus waarschijnlijk

Onderaan de vorige link staat ook een link naar excel spreadsheet die het allemaal voor je doet.
Helaas zijn het allemaal maar benaderingen. Zo kun je Cself en Ctoroid niet zomaar bij elkaar optellen omdat die elkaar beinvloeden.
Door aanwezigheid van de toroid veranderd ook de zelfinductie van de secondaire spoel doordat stroom door de spoel niet overal hetzelfde is omdat een gedeelte capacitief gekoppeld is aan de toroid en de omgeving. (onderin loopt meer stroom door de spoeldraad dan boven in de spoel !)
Afstand van de grond, muren, de primaire spoel, alles speelt mee.
Javatc houdt hier allemaal wel rekening mee.

Tja.. is wel leuk dat javatc daar rekening mee houdt, maar zo blijft er weinig over van het deel van begrijpen. Denk dat ik op mijn niveau toch wel minimaal moet uitleggen hoe ik aan bepaalde waarden kom. Maar als dat niet mogelijk is, dan houd het op natuurlijk.

Wat ik wel kan doen is én de formules geven, en de gegeven waarden door javatc en dan uitleggen waardoor het verschil komt, en dat er door javatc rekening gehouden wordt met veel meer variabelen die moeilijk in een handmatige berekening te stoppen zijn.

Een LTR tankcap is aanteraden (Larger than resonant). Cltr=1,5*Cres
Dat is de condensator die precies tot de open piek spanning van de trafo kan worden opgeladen in een halve periode. Dus voor 100bps. bij 200bps neem je de helft etc...

Dus dan zou ik dus eerst weer een transformator moeten zoeken , wat dus best wel moeilijk gaat worden Ik kan trouwens niet zeggen dat ik een ander onderdeel wel makkelijk kan vinden (waar vind je 600meter 0.4mm wikkeldraad? In begin van dit deel zag ik ergens dat Jorrit besteld had ergens, in kilo's had hij het maar uitgedrukt.)

Hoezo is wisselspanning even gevaarlijk? Op 50Hz wordt loslaten toch wel beetje moeilijk hoor.

Hm, aan het gevaar van loslaten had ik nog niet gedacht, ik bedoelde meer dat je van beide een enorme optater kan krijgen

Maar wat loslaten betreft: wisselspanning kan je theoretisch makkelijker loslaten dan gelijkspanning, omdat het potentiaalverschil bij de fasedoorgang even 0 is, en hier je spieren dus eventjes niet verkrampen. Maarja, aangezien er meestal redelijk hoge frequenties gebruikt worden is dit voordeel zo goed als weg omdat de tijd om los te laten dan te kort wordt.

Je spieren zijn zelfs gevoeliger voor wisselspanning, en in die halve milliseconde dat de spanning laag is kun je echt niks loslaten.

Zeg maar wat je wil uitrekenen. Dan geef ik je de simpele manier en de uitleg waarom javatc iets anders zal vertellen.

Vb om de inductie van een luchtspoel teberekenen.
Je ziet vaak dit:
L=(uN^2A)/l
u permeabiliteit van lucht 4Pi 10^-7 H/m
A oppervlakte binnen de spoel m^2.
l lengte van de spoel m.

Komt van L=N^2/Rm
Rm is de reluctantie.
Rm=l/(A*u)
l is de magnetische lengte
A oppervlak.

Zoals je ziet wordt in de eerste formule de lengte van de spoel genomen en niet de magnetische lengte dus de lengte van het hele magnetische pad.
Buiten de spoel verspeiden de veldlijnen zich over een groot oppvlak en de lengte is dus ook groter. Die formule gaat ervan uit dat de Rm buiten de spoel verwaarloosbaar klein is door het grote oppervlak.
Die formule geeft dus een tehoge waarde. Niet veel maar toch en afhankelijk van de diameter/lengte van de spoel.
De formule houdt ook geen rekening met het feit dat de verschillende wikkeling niet dezelfde magnetische koppeling met elkaar hebben. Wat de waarde weer wat omlaag trekt.

Meer wordt de formule van wheeler gebruikt (alleen voor enkellaags luchtkern spoelen):
L=(NR^2)/(9R+10H)
N aantal wikkelingen
R radius spoel is inches (2,54 cm)
H hoogte van de spoel(of lengte dus) in inches.
Deze formule is vast gesteld naar aanleiding van metingen aan veel verschillende spoelen. Geen theorie maar praktijk dus. De formule doet het heel aardig en wordt ook gebruikt in de excelsheet.

Nou heeft wheeler geen teslacoils gemeten. Een tesla spoel is aan 1 kant niet direct aangesloten maar via zijn eigen en toroid capaciteit naar aarde en omgeving.
tesla zonder topload:

Iedere winding heeft een capaciteit naar de winding ernaast. Minder capaciteit naar nog een winding verder etc. (Cinternal)
Iedere winding heeft een capaciteit naar aarde, en omgeving en evt de toroid.
Als er geen streamers uitbreken en er is geen topload loopt er dus geen stroom door de bovenste windingen. Alles is capacitief gekoppeld naar zijn omgeving. De zelfinductie is dus lager dan uit wheeler blijkt.
Zet je er een toroid op. Dan worden door afscherming Cground, Cinfinity en Cwall kleiner en er komt een grote capaciteit na de laatste winding. Er gaat meer stroom door de bovenste windingen, Meer wikkelingen "doen mee", Zelf inductie wordt groter.
Dit verschil zie je in javatc bij Ldc en Les. Ldc is constant, Les veranderd als de topload of omgeving veranderd.

Als je het zelf wil gaan uitrekenen wens ik je succes
http://www.abelian.demon.co.uk/tssp/pn2511.pdf.zip
openen met winzip en daarna met acrobat reader. Is een leuk beginnetje als je ermee aan de gang wilt.

Maar wat loslaten betreft: wisselspanning kan je theoretisch makkelijker loslaten dan gelijkspanning, omdat het potentiaalverschil bij de fasedoorgang even 0 is, en hier je spieren dus eventjes niet verkrampen. Maarja, aangezien er meestal redelijk hoge frequenties gebruikt worden is dit voordeel zo goed als weg omdat de tijd om los te laten dan te kort wordt.

Volgens mij werkt het niet zo Gelijkspanning doet pijn maar kan je ten alle tijden loslaten. Spieren verkrampen door signaaltjes uit je zenuwen en de frequentie van signaaltjes bepaalt hoe hard je spieren aanspannen.

Dus het lijkt mij dat als je gelijkspanning hebt van 10kV het best wel pijn doet maar je ten alle tijden kan loslaten, omdat er geen frequentie is.

@Fry
Je bent liev

Ik baseerde me op het onderkopje "gevaren" van het wikipedia artikel gelijkspanning, verder weet ik het ook niet, ik heb gelukkig geen ervaring.

Ach, mijn bio lerares kan het ook helemaal bij het verkeerde eind hebben natuurlijk Maar wikipedia is sowieso gemaakt door mensen zelf. Ik kijk nog wel ff naar de engelse pagina's.

Oh en over die hoekfrequentie (radialen/s), kwam ik net tegen dat die hetzelfde is als 2pi maal frequentie in Herz. Dus ben ik daar ook weer uit

Op 9 oktober 2005 13:23:57 schreef dj_tjerk:
[...]

Volgens mij werkt het niet zo Gelijkspanning doet pijn maar kan je ten alle tijden loslaten. Spieren verkrampen door signaaltjes uit je zenuwen en de frequentie van signaaltjes bepaalt hoe hard je spieren aanspannen.

@dj_tjerk

Volgens mij heeft @Rincewind gelijk.
Bij gelijkspanning trekken je spieren ook samen waardoor je niet meer los kunt laten. En geloof me, 10KV DC is dodelijk.

Maar persoonlijk denk ik dat wissel en gelijkspanning ongeveer even gevaarlijk zijn.
Het is net wat @Sine zei over wisselspanning:
In die halve milliseconde kan je echt niet los laten.
Het enige verschil is dat je spieren even geen stroom krijgen wanneer de wisselspanning door het nulpunt gaat.
Bij gelijkspanning daarintegen heb je geen nulpunt, en krijgen je spieren continu een stroom.

Kan iemand mij uitleggen hoe ik het beste de secondaire spoel kan aarden?

Ik ben nog een beginner op dit gebied, maar ik ben de techniek wel al een beetje aan het bestuderen.
Wat ik me echter nog afvraag, en wat ik vaak ook op foto's zie: waar dient die 'extra' koperen ring voor, dat rondom de primaire spoel bevestigd zit? Het lijkt er op dat deze ring nergens aan verbonden zit, dus vraag ik me af wat het nut ervan is. Kan iemand mij dat uitleggen?

Dat is een strike ring.

Die voorkomt dat de vonken van de toroid naar het primaire circuit overslaan, en zodoende schade aanrichten.

Leuk dat je ook wil beginnen! (Ik kan hier namelijk niet... m'n kamer is al een beetje heel erg vol)

Jup,

En die ring is wel degelijk ergens mee verbonden, namelijk met de HF aarde.

Die ring MOET op minimaal 1 plaats onderbroken zijn, anders vormt hij een kortgesloten winding.

Op 9 oktober 2005 18:06:03 schreef Sine:
Jup,

En die ring is wel degelijk ergens mee verbonden, namelijk met de HF aarde.

Die ring MOET op minimaal 1 plaats onderbroken zijn, anders vormt hij een kortgesloten winding.

Verbonden met de HF aarde? Je bedoelt de gewone aarde? Maar is het dan niet zo dat de sparks meteen naar deze ring toe getrokken worden? Hoe moet ik me dat schematisch voorstellen?

Op 9 oktober 2005 18:55:22 schreef nextcoile:
[...]

Verbonden met de HF aarde? Je bedoelt de gewone aarde? Maar is het dan niet zo dat de sparks meteen naar deze ring toe getrokken worden? Hoe moet ik me dat schematisch voorstellen?

Nee, je moet een aparte aarde aanleggen voor je TC, de 'normale' aarde van je huis schijnt het namelijk niet zo leuk te vinden als je daar een TC op aansluit.

Een koperen buis van ca. 1,5 meter de grond in slaan en die als aarde gebruiken is dacht ik al voldoende (kan iemand dit bevestigen?).

@kipmans

Ik heb (voor de zekerheid ) een koperen pijp 3 meter de grond ingerost en dat werkt in ieder geval prima.
Hoever je minimaal moet durf ik niet te zegen, zal je moeten meten denk ik.

Op 9 oktober 2005 18:57:40 schreef kipmans:
[...]
Nee, je moet een aparte aarde aanleggen voor je TC, de 'normale' aarde van je huis schijnt het namelijk niet zo leuk te vinden als je daar een TC op aansluit.

Een koperen buis van ca. 1,5 meter de grond in slaan en die als aarde gebruiken is dacht ik al voldoende (kan iemand dit bevestigen?).

Dus als ik het goed begrijp: Moet ik voor de secundaire spoel een aparte aarde crëeren met een koperen pijp in de grond? En moet die strike ring dan op deze aarde worden aangesloten?

Nu het weer over strikingringen gaat zal ik mijn vraag van de vorige pagina even herhalen:

Hoe komt het dat ik bij niemand van circuits online op foto's een strikingring heb gezien? Blijkt het toch niet nodig?

Ik zag ergens een verhaaltje dat de strike ring niks anders doet dan streamers naar zich toe 'trekken'. Dus het lijkt me als je naar laddertjes enzo wil, je geen strike ring wil hebben. Please, correct me if I'm wrong.

Wanneer de diameter van je topload kleiner is dan die van de primaire, kunnen er strikes naar je primaire slaan.
Dit wil je niet ivm mogelijke schade aan je componenten.
Zelf heb ik een topload met een grotere diameter dan die van de primaire en heb nog nooit strikes richting mijn strikerail gehad.