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/ QRZ! Ham Radio 1 / QRZ Ham Radio Callsign Database - December 1993.iso / arrl / tesla < prev    next >
Text File  |  1993-11-21  |  9KB  |  164 lines
  1. Tesla coil information
  2.  
  3. Newsgroups: rec.radio.amateur.misc
  4. From: regnad@hal.gnu.ai.mit.edu (Paul Prescott)
  5. Subject: Re: Telsa Coils
  6.  
  7. The best single source for information about Nikola Tesla, Tesla coils, and
  8. similar apparatus is:
  9.  
  10. Lindsay Publications, Inc.
  11. P.O. Box 12
  12. Bradley, IL 60915-0012
  13.  
  14. Lindsay's offers primarily reprints of books and other information concerning
  15. technology and techniques no longer in general use.
  16.  
  17. Recently I noticed the book "Inventions, Researches, and Writings of Nikola
  18. Tesla" by Thomas Commerford Martin at a local bookstore.  Lindsay's offers
  19. this book, but the one at the store was published by someone else, so this
  20. book is currently available from two publishers.  Note: this book was
  21. originally published in 1894 and deals mostly with Tesla's work with
  22. polyphase currents and his lectures and demonstrations up to that time.
  23. There is some information on his early work with "Tesla coils", but he was
  24. actually just beginning his more famous work in this area at the time.
  25. (Tesla's Colorado Springs experiments took place in 1899-1900.)
  26.  
  27. Regarding the specific questions on Tesla coil construction:  There are a 
  28. number of factors that need to be taken into account to get the best
  29. performance (longest sparks).  One of them, the "Q", has already been
  30. mentioned.  Basic rule of thumb is you want the length of the secondary
  31. coil to be 2 to 2-1/2 times the diameter.  The next is a lot more tricky to
  32. work out.  The length of wire used in the secondary should be equal to a
  33. quarter wavelength of the resonant frequency.  This way you have a voltage
  34. maximum at the free end of the coil.  From what I can tell (I've never
  35. actually built a Tesla coil due to lack of money and facilities to do the
  36. job right) this is no easy task.  You have to figure out where the secondary
  37. is self-resonant, and tune the primary accordingly.  Alternately, or in
  38. combination, you can tune the secondary by means of what Tesla called an
  39. "elevated capacity", those globular capacitors one often sees on the end
  40. of Tesla coil secondaries.  The disadvantage of the elevated capacity is
  41. that it accumulates a charge.  This should make for shorter, less continuous,
  42. less impressive discharges as opposed to a point.  Also, it's quite a bit
  43. more dangerous due to the accumulated charge.
  44.  
  45. The most common alternative to the single spark gap in the primary, which
  46. offers improved performance, is the rotary spark gap.  This is a set of
  47. rotating contacts to increase the number of sparks and get more energy
  48. into the system.  I have heard of the vacuum tube driven primary technique
  49. but I haven't heard of many successes using it.  I'm figuring it's more
  50. difficult because the tube oscillator must be tuned to the frequency of
  51. the rest of the system, and this is usually not a known quantity until
  52. after everything has been tuned up and operating.
  53.  
  54. I hope this information is of some use, and again I apologize for taking
  55. up so much space on a (somewhat) unrelated topic.  Is there a Tesla
  56. mailing list, or enough interest to start a newsgroup?  :)
  57.  
  58. Paul Prescott
  59. N1AAC
  60. regnad@gnu.ai.mit.edu
  61.  
  62. From: mac@cis.ksu.edu (Myron A. Calhoun)
  63. Newsgroups: rec.radio.amateur.misc
  64. Subject: Here is a TV flyback Tesla design
  65.  
  66. While cleaning up my workroom I found a schematic for a "TESLA COIL KIT"
  67. sold (many years ago) by B & F Enterprises, 119 Foster Street, Peabody,
  68. Massachusetts 01960 (617) 531-5774:
  69.                                          O CAP terminal (VERY HIGH VOLTAGE!)
  70.    +--------------------------------+    |
  71.    |           +------------+       |    |
  72.    |        | /             |       |    |
  73.    |        |/              |       | || $         ******** DANGER *******
  74.    +--------|               |  L2 = $ || $         *                     *
  75.      2N3055 |\       L1 = 4 $   10  $ || $ L3      * I TAKE ABSOLUTELY   *
  76.             | v       turns $  turns$ || $ is a    *                     *
  77.               |             $       $ || $ fly-    *       ** NO **      *
  78.               +---+      +--$    +--$ || $ back    *                     *
  79.               |   |      |  $    |  $ || $ xfrmr   * RESPONSIBILITY FOR  *
  80.             | ^   |      |  $    |  $ || $         * YOUR USE OR ABUSE   *
  81.      2N3055 |/    |      |  $    |  $ || $         * OF THIS CIRCUIT!!!  *
  82.    +--------|     |      |  |    |  $ || $         *                     *
  83.    |        |\    |      |  |    |  | || $         ******** DANGER *******
  84.    |        | \   |      |  |    |  |    |
  85.    |           +--|------|--+    |  |    +------o 1  8  -  5  Pin connections
  86.    +--------------|------|-------|--+    +-----o  8  7  5  4  to the following
  87.                   |      |       |       +----o   5  6  6  2  flyback 
  88.                   |      |       |       +---o    7  4  8  1  transformers:
  89.                   |      |       |           |    |  |  |  +-- 738192
  90.                   +------|-------|-----------|    |  |  +----- 32-10008-4
  91.                   |27 ohm|240 ohm|           |    |  +-------- 32-10014-1
  92.                   +--R1--+---R2--+           |    +----------- 32-8859
  93.                   |              |         -----
  94.                   |              |         /////
  95.                   -   12 volts   +
  96.  
  97. Quoting from the instructions:
  98.  
  99.   "WE TAKE NO RESPONSIBILITY FOR YOUR ACTIONS!!!
  100.  
  101.    The new windings must be added to the flyback transformer to allow
  102.    adequate transistor drive capability.  These windings are hand wound
  103.    on the bottom leg of the ferrite core where the original filament
  104.    winding was located.  Remove and discard the original filament winding.
  105.    In its place, wind first a ten turn, center-tapped, winding using
  106.    approximately 30 inches of #20 or larger hookup wire.  This is easily
  107.    accomplished by winding five turns at one end of the core and then
  108.    twisting a loop in the free end before adding the second five turns.
  109.    The complete ten-turn winding should then be held in place with a turn
  110.    or two of electrical tape with the two ends and the center loop all
  111.    protruding.  Connection can be made to the center loop when the
  112.    insulation has been carefully removed.  If it becomes necessary to cut
  113.    the center loop, be sure that the two ends are scraped and joined to
  114.    form a mechanical as well as an electrical center-tap to the winding.
  115.    [L2 in my drawing]
  116.  
  117.   "The second winding should be wound directly on top of the first but
  118.    it should only have a total of four turns--two each side of the
  119.    center-tap.  Again, wind two turns of #20 or larger hookup wire, pull
  120.    and twist a center loop, and wind the other two turns.  Tape this
  121.    winding in place on top of the first.  Do not let the center taps of
  122.    two windings touch each other but they should not be more than one
  123.    quarter of an inch apart.  [L1 in my drawing]
  124.  
  125.   "Wire the modified transformer to the transistors and the bias circuit
  126.    resistors as indicated on the schematic circuit diagram.  Be sure to
  127.    mount the transistors on a suitable heat sink with the insulating
  128.    hardware provided to protect them from over heating.  Since the
  129.    collector connection of these transistors is made to the case, it is
  130.    necessary to keep them electrically isolated from one another and
  131.    from the heat sink and insulators are provided to allow this.  Heat
  132.    sink area of approximately 25 square inches should be adequate.  If,
  133.    however, the power transistors become too hot to hold a finger on,
  134.    more heat sink area should be provided.  Heat sink material of one-
  135.    eighth inch aluminum is desirable.
  136.  
  137.   "Note:  If Oscillation does not start Immediately Interchange the two
  138.           Transistor Base connections [capitalization as in original!]
  139.  
  140.   "CAUTION:  LETHAL VOLTAGES ARE INHERENT IN THIS DEVICE.  EXTREME
  141.    CAUTION MUST BE EXERCISED TO KEEP THE FULL OUTPUT OF THIS DEVICE
  142.    FROM BEING APPLIED LIMB-TO-LIMB OF ANY LIVING ANIMAL.  SEVERE BURNS
  143.    OR DEATH MAY RESULT FROM CONTACT WITH THE FULL OUTPUT..."
  144.  
  145. There were other instructions about how much damage might accrue to a
  146. human if contact were made to the high-voltage output, so BE CAREFUL!
  147.  
  148. I used one-half watt resistors for R1 (27 ohms) and R2 (240 ohms) and
  149. got a nice Jacob's ladder effect.  It also wiped out most of the
  150. computer terminals in the entire building, so I couldn't run it very
  151. much!  I later tried 18 volts and one resistor zapped immediately!
  152.  
  153. The members and HQ staff would like to thank the following people for
  154. their contributions to this information file:
  155.  
  156. N1AAC, W0PBV
  157.  
  158. Send any additional information or changes to mtracy@arrl.org. 
  159.  
  160. 73 from ARRL HQ.
  161.  
  162.  
  163.  
  164.