作ってみました テスラコイル Hand made Tesla coil

検索エンジン等により直接このページへ来られた方は、こちらをクリックしてください→ メニュー 
 

前々から興味のあったテスラコイルを実際に作ってみました。

今回製作したのは、あくまで実験用の試作ということで、ありあわせの材料を組み合わせ、極力お金をかけずに作りました。

そもそも、テスラコイルって何ですか?と思われる方もおられるでしょうね。そういう方は、まあネットで検索してみればいろいろ出てきますので調べてください。(海外にも多数の制作例があります。 tesla coil で検索して下さい)

試作1号機 推定50〜60KV

一次コイル

直径 12.5cm  巻き数 約2.5ターン

二次コイル

直径 5cm    巻き数 不明  全長 約 30cm

電源トランス

小型ネオントランス 6KV

放電球

直径 約10センチ(材料は100円ショップの地球儀)

その他の材料

ベニヤ板 アクリル板 アクリルパイプ 高圧コンデンサー 高耐圧ダイオード等 その他

 さて、一応動作するようになった試作1号機は、電源に小型のネオントランスを使用しました。2次電圧は6KVです。これを耐圧12KVのダイオードブリッジで整流して、0.01μF/10KVのコンデンサーを2個パラレル接続したものに印加します。コンデンサには推定8.4KVの直流が印可されているはずです。テスラコイルの一次側同調回路は、同じく0.01μF/10KVを2個パラにしました。一次コイルはバルクのCD-Rの空ケースをボビンにして3mm径の銅線を約2.5ターンほど巻きました。コイルは少しルーズに巻いてあるので自由にタップを移動できます。コイルやコンデンサーの容量は特に計算もせず、手持ちのパーツを適当にmake&tryで試しましたが、予想外に簡単に同調がとれたようです。(なにしろアマチュアですから高価な測定器は持ち合わせていませんので)

一次コイルは当初、高周波であることを考慮して外形8mmの銅パイプを裸で巻いて作ってみたのですが、2次コイルとの間でスパークを発生するのと、何度も試しているうちに形が変形して見栄えが悪くなったので、上記のような方式に変更しました。

2次コイルは直径5センチのアクリルパイプに0.6mmのポリウレタン皮膜銅線を巻きました。巻き数は計測しませんでしたが、約30センチほど巻いています。(後日、巻き数が多すぎた事が判明した。後述)コイルの制作には専用のコイル巻き取り器を制作しました。素手でこれだけのコイルをきれいに巻くのは、かなり困難です。

自作のワインダー
送り側のドラムはブレーキで制動している

不要になった小型フライス盤のモーターを利用し、ベニヤで作ったプーリーで減速している。巻き取り速度は最低で毎秒1回転程度、必要に応じて増速できる。写真は、本番用に計画していた直径8cmのパイプに巻いているところです。全長90cm程度のコイルを40分ほどで巻くことが出来ました。使用したポリウレタン線は約400m程です。写真のコイルは次回作に使用する予定ですが、全長はもっと、短くする必要がありそうです。

以下に細部の写真を掲載する 
ダイオードブリッジ
スパークギャップ
光っている15W蛍光管と本機
スパーク状態のクローズアップ

スパークギャップは適当な材料が見つからなかったので、8mmのステンレス製袋ナットを使用しました。ビスで間隙を調整できるようにしました。目に有害な紫外線が発生するのでカバーが必要です

放電球はなかなか適当な材料がみつからなくて、100円ショップで入手した地球儀にアルミ箔を張り付けて製作しました。最近eBayのオークションに良く出ています。送料をいとわないなら非常に良質の物が入手できます。16インチのステンレス球で130ドル程度で落札されていました。

一次コイル部のクローズアップ

コイルのタップは概ね、1.8ターン位のところが最も放電距離が長くなるようでした。

考察

今回製作したテスラコイルは、最大で5〜6cmの放電をすることができました。1cmで約1万ボルトと言われているので、概ね5〜6万ボルトの電圧が発生しているものと推定しております。その後、ネットでいろいろ調べてみたところ、発生する電圧はコイルの巻き数比に比例するわけでは無いらしいことが判った。発生電圧はコイルのQに比例するとのことなので、試作したコイルは直径に比べて全長が長く、Qは最大値になっていないと思われる。アメリカの某webの資料によると直径と全長の比率は1:4程度にするのがベストのようであった。後日、コイルをほどいて全長20cm程度で試してみたい。現在、より大型、高電圧化するために材料を物色中。

その後、ベース部分を小型化し、配線の取り回しの見直しや、スパークギャップの調整の結果、約10cm程度の放電が可能となりました。夜間の放電は、見ているだけでうっとりしそうなほど綺麗です。

2号機 暫定完成

大型化した2号が出来上がりました。近所のコンビニの壁に使われていないネオントランスを発見。ご主人に話して2個もらってきました。15000V/20mAというスペックでした。2個をparallelにして使う予定だったのですが、なんと1個死んでいました。気を取り直して、1個のトランスで組み上げてみました。しかしながらコンデンサーの耐圧が不足しており、シリ・パラに組み合わせてみたりしたのですが、調整中にコンデンサーが焦げてしまいました、いうわけで50cmオーバーのスパークをもくろんでいたのですが、達成できませんでした。現在、電子レンジのトランス(MOT)を探しております。

その後、MOTが入手できたのでトランスのみをMOT(2400V)に交換して再度挑戦しましたが、完全な同調が取れず数cmの放電に留まりました。電源を入れると数秒後に20Aのブレーカーが落ちてしまい、どうしても完全な同調を取ることができませんでした。高耐圧のコンデンサーを入手しなければなりません

動作中は凄まじいノイズが出ます。スパークギャップにはタングステンの電極棒を採用しています。

 

トップページへ戻る