Olika typer av Teslaspolar

TC(Tesla Coil), Teslaspole, Classic TC, Klassisk Teslaspole, etc

Detta är den i särklass vanligaste och "enklaste" varianten som förekommer. Den består i huvudsak av en upptransformator, kondensator, gnistgap, primärspole, sekundärspole och en terminal(t ex toroid)

Tesla magnifier, Magnifier

Magnifiern är ett trespolesystem till skillnad från en vanlig TS som är ett tvåspolesystem. I magnifiern så har vi en primärlindning precis som en klassisk TS. Det fins även en sekundärspole men till skillnad från en klassisk TS så är denna inte avstämd till primärspolens frekvens. Här är man istället intresserad av att transormera upp spänningen så mycket som möjligt. Primär och sekundär kallas för drivsteg och fungerar mer som en vanlig transformator där transformeringen är baserad på Volt per varv. Den tredje spolen är istället den som är avstämd till primärsidans resonansfrekvens.

Varför detta då? Jo, eftersom en klassisk TS har så dålig kopplingsgrad(0.2-0.3) så förlorar man mycket av den tillförda effekten. För att komma förbi detta så ökar man istället kopplingsgraden till 0.6 eller mer samtidigt som man kopplar in den riktiga resonatorn(tredje spolen) direkt i botten från sekundärspolen. Se bild här till höger. Kopplingsgraden justerar man genom att ha primär och sekundär så nära varandra som det går. Man kan även öka den genom att använda sig av en primärspole av helixtyp(se bild under 'vad är det?' i menyn).

På översta bilden till höger så kan man se en toroid ovanpå sekundärspolen men den används inte för att stämma av sekundärsidan till primärsidan utan används istället som ett skydd för att inte få överslag till primärspolen. Detta sker genom det elektrostatiska fält som bildas runt toroiden.

Man kan sammanfatta det såhär: Primärsidan byggs som en klassisk TS, sekundärsidan skall ha så låg induktans som möjligt(få varv och tjock tråd), hög kopplingsgrad, effektivt gnistgap(roterande är ett måste), så hög inspänning som möjligt(minst 10kV men helst 20kV eller mer), tredjespole med medel till hög induktans och spolform ca 1,5-2,5 gånger så hög som diametern och med en terminal som är anpassad till resonatorn för att nå resonansfrekvensen.

Eftersom man eftersträvar så hög kopplingsgrad som möjligt samtidigt som man skall ha en så hög inspänning som möjligt så ställer det extremt höga krav på ett välbyggt system. Det kan vara en mardröm att få bort överslag mellan primär och sekundärsida så denna typ är mycket mer komplicerad att bygga och få att fungera effektivt. Men korrekt byggd så levererar den betydligt längre gnistor per tillförd kW jämfört med en klassisk TC. Den kommer till sin fulla rätt vid effekter över ca 2kW. Detta är defintivt inget för nybörjaren!!

Tesla själv övergav ganska snabbt tvåspolesystemet till favör för magnifiern eftersom han insåg den klassiska TS'ens begränsningar i effektivitet. Nu var inte Tesla ute efter att skjuta blixtar med sin magnifier utan att överföra elektricitet trådlöst över hela jorden. Blixtarna i sig var bara ett fenomen som han studerade under en kort tid.

DCTC(Direct Current Tesla Coil)

Fungerar i princip exakt som en klassisk TS med den skillnaden att man likriktar sekundärsidan på upptransformatorn. Man driver alltså TS'n med likspänning istället för växelspänning. En fördel med denna variant är att man kan använda sig av en trefas upptransformator där man sedan likriktar varje fas för att få ut en likspänning(se bild till höger). Detta är ett sätt att komma runt effektbegränsningen man normalt har med en enfastransformator. Nackdelen är att man minst måste ha ett roterande gnistgap plus lite mer elektronik. Går man hela vägen ut och kör trefas så måste man ha antingen en trefastransformator eller tre likadana separata enfastransformatorer. Dessutom måste man ha tre vridtransformatorer att justera med.

SSTC(Solid State Tesla Coil)

Denna variant har någon typ av halvledardrivsteg istället för gnistgap. Flera olika varianter på drivsteg och konstruktioner finns så det är bara att välja. Den vanligaste varianten torde dock vara den med en eller två transistorer och en högspänningstransformator från en gammal TV. Drivsteget matas med 12-30V likspänning. Många av de SSTC's som byggs är dock inte helt korrekt en riktig TC eftersom man inte utnyttjar resonans utan bara transformerar upp primärspänningen och oscillerar den med en hög frekvens. Exemplet med TV-transformatorn är en typisk "fusk-TS". Man uppnår dock en liknande effekt.

VTTC(Vacuum Tube Tesla Coil)

Fungerar ungefär som en OLTC men man använder sig av radiorör istället för halvledare (transistorer). De allra flesta VTTC's baserar sig på resonans och är således inte fuskvarianter. Det finns många sätt att bygga på dessa på och oftast när man ser en VTTC-konstruktion har man försökt att hålla en gammaldags stil på hela bygget.
Eftersom man bygger med radiorör så kräver ett sån't här bygge att man är insatt i hur radiorör fungerar.

OLTC(Off-Line Tesla Coil)

Här likriktar man nätspänningen(230V) direkt och modulerar likspänningen man får ut med kraftiga transistorer, normalt sett av typen IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor). Påminner om en SSTC men är mer komplicerad att bygga. Fördelarna är flera, ingen upptransformator behövs, inget gnistgap(mindre förluster), lägre spänning på primärsidan vilket gör det enklare att isolera och är säkrare. En nackdel med denna variant dock ar att det finns mer elektronik som kan gå sönder och som kan ta längre tid att felsöka.
Med denna variant kan man uppnå väldigt låga och höga pulshastigheter med noggrann precision och man kan även modulera med vilken signal som helst om man vill. Terry Fritz är den person som är upphovsman till denna variant.

DRSSTC(Dual Resonant Solid State Tesla Coil)

Principen bygger på en OLTC men med bl a den skillnaden att man använder IGBT's kopplade i H-konfiguration. I stort sett samma fördelar och nackdelar som en OLTC men kräver betydligt mer kunskap(och komponenter) att bygga. Detta är den senaste generationen Teslaspolar och är riktigt lovande. Det är dessa som används till de "sjungande" Teslaspolarna. Jimmy Hynes är upphovsman till denna variant men Steve Ward och Finn Hammer har onekligen drivit utvecklingen av denna typ till sin spets. Länk till Steve's sida finns på länksidan.