[E-book]la bobina tesla, teoria y aplicaciones [english]

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Tesla coil theory and applications
Harri Suomalainen haba@snakemail.hut. September 26, 1993, Revised November 24, 1993

CONTENTS

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Contents
1 Introduction
1.1 Few notes on this document : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 1.2 What is a tasla coil? : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :

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4 4

2 General theory 3 A sample shematics 4 Some tesla mathematics
4.1Output voltage : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 4.2 Resonance frequency : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 5.1 The whole unit : : : : : : : : : : : : 5.2 Tesla coil : : : : : : : : : : : : : : : 5.2.1 The Primary winding : : : : 5.2.2 The secundary coil winding : 5.2.3 Secundary coil dimensions : : 5.3 Primary capasitor : : : : : : : : : : 5.3.1 Platecapasitor : : : : : : : : 5.3.2 PCBs : : : : : : : : : : : : : 5.3.3 Layden jar : : : : : : : : : : 5.4 Output terminal : : : : : : : : : : : 5.4.1 Capasitive hat : : : : : : : : 5.4.2 Other output terminals : : : 5.5 Spark gap : : : : : : : : : : : : : : : 5.6 High voltage supply : : : : : : : : : 5.6.1 High voltage transformer : : 5.6.2 Mechanical interruptors : : : 5.6.3 Electrochemical interruptors5.7 Resonance indicators : : : : : : : : : 5.7.1 Current measuring : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :

6 7 7
7 7

5 Construction of the components

9 9 9 10 11 11 11 12 12 13 13 13 15 17 17 17 17 18 18

9 LIST OF FIGURES

2

5.7.2 Monitoring the corona : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 20 5.7.3 Monitoring the magnetic eld : : : : : : : : : : : : : : : : 20 5.8 Materials : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 20

6 Construction, the practical aspects 7 Sample coils from bibliography 8 Modern tesla coils
8.1 8.2 8.3 8.4 General discussion of modern tesla coilsPush-pull con guration : : : : : : : : : Single ended driving : : : : : : : : : : : Practical examples of modern tesla coils : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :

21 21 21
21 22 24 25

9 Modern vs original methods 10 Experiments with the tesla coil 11 Suggested bibliography A Physical data

25 26

10.1 Precoutions : :: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 26 10.2 Suggested experiments : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 26

27 28

List of Figures
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Whole tesla coil unit Tesla coil schematics The tesla coil : : : : Plate capasitor : : : Layden jar capasitor Output terminal : : Spark gap : : : : : : Rotating spark gap : Interruptor : : : : : : : : : : : : : : :: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :: : : : : : : : : : : : : : : 5 6 10 12 13 14 15 16 17

LIST OF FIGURES
10 11 12 13 14 15 Mercury based interruptor : : : : : : : : : : : : : Wehnelt interruptor : : : : : : : : : : : : : : : : LED as a tune indicator : : : : : : : : : : : : : : Push{pull driver with step-up transformer : : : : Push{pull driver with direct electrical connection Single ended solid state driver : : : : : : : :...
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