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恐るべきテスラの振動電流

やばい予感がする。この記事を公開して何が起こるのだろうか。
あと画像がクリックで拡大します。ふたばみたいにドカンと。詳しく見ていただきたいです。
追記:見落としていたことがありました。
追記:長文です。結局どこまでできたかは最後に書いてあります。


先程の記事でニコラ・テスラの振動電流を紹介しました。
今度はその振動電流がいかほどのものかを試してみたいです。

高周波トランスをこしらえます。

電子工学を知っていればとても高周波トランスとは思われない、「劣悪な特性の」代物を作りました。
スペシャルトランス
コアはフェライトEIコア 22*9*6mmに収まる小型のもので、ある電子部品店の亡くなった親父のパーツらしい。
買ったときは50Hz電源トランスのようにかしめる外枠パーツがあり、通信用と言っていましたが、いまならこの手のはスイッチング用ですね。
つまり一次側は0.4mmUEW線8ターンで
二次側がなんと0.2mmUEW線99ターンのバイファイラ巻き直列
思いっきり寄生容量がすごくて610pFあります。
一方のインダクタンスも結構あります。
途中で巻き枠をなくすは バイファイラに巻き直す線は絡まるわで苦労しました。

駆動回路は

私の実験でおなじみのHブリッジであります。消費電力が最小になるように、半固定抵抗でデューティを可変できる、パルス発振回路がついています。
これと単3電池4本直列でスペシャルトランスを駆動します。
スペシャルトランスの二次端子ひとつからGNDの間に電圧が出るので、それを使います。
まずさきにいつものごとく野望がある。GND - ダイオード - 二次端子 - ダイオード - VDD で電力回生はまったく効かなかった。
アホですねほんと。これだからフリーエネルギーをやっている人は何もわからないんです。はい。
あいて!スペシャルトランスの二次端子に手が触れた。感電します。
GND - 互い違いに並列接続したLED - 二次端子
これはLEDがこの前より明るくなった。じゃあLEDの組をを直列にしてゆきましょう。1,2,6,10 あれれ?LEDの明るさがちっとも減らないし、電池の電圧も有意に減少しないぞ・・・
なんと消費電流74mAでLED38直列点灯
読書灯を消して撮りました。なんとLEDを38直列で点灯した。LEDは帽子型視野角120度でVf=2.1V If=20mAが規格。
GNDとの電圧差が76Vもあることになる。しかも1端子。まじでここまで純粋な電流源として動作するとは思わなかった。
A-Kを逆にしたもう一つの組がありますが、片方でも配線をまちがえ両方向に電気が通らないようにすると、全部消えます。
ところが12並列では、GND以外のどのLED端子に二次端子を繋いでもなぜか同じように光った。
振動電流インバーター回路図
20170602:訂正しました。
これが回路図です。半固定抵抗473は結構回してあります。よく見るとわかるがテスターで電流は74.5mA程度です。交流の実効値と違ってだいたいあっているはずです。

特性は?


この回路図にはそう、GNDとLEDの間に0.2Ωがありますね。ここをオシロスコープのプローブ一倍で測定してみました。
オシロスコープでLED電流をとってみた。
で、そう電源はNiMH四本で、最大でも6Vを超えないはずです。消費電力は75mAをかけて0.45Wぐらいです。
では、出力はどのぐらい出ているのか。それがテスラの振動電流なのです。どういう見立てができるかあなたに任せます。
この、LEDが負荷なのに電流波形が滑らかに立ち上がるところ不思議です。

人間が介入してみる

紫月の0.47μF 630V 黄色いコンデンサ。感電しないようにこれの黄色いところを持って、
コンデンサの端子を
GNDに当てても何も起こらない
スペシャルトランスのLED側の二次端子に当てるとLEDがほとんど光らなくなる
スペシャルトランスの何も繋いでない方の二次端子に当てるとLEDがぶあっと輝きが増す
この回路はアースが重要なようです。

こいつの出力特性はいつもの電気ではない

また野望があったんです。
次の日USBのACアダプタを買いました。これで電圧を落とす野望です。ところが馬力が出なくなって、電圧が50Vぐらいになると回路が起動して、また電圧が減って、どうしようもないです。
それから、ダイオード整流+コンデンサ平滑をやってみたのですが、まるで出力が出ないのです。
LEDのブレッドボードにこれでDCを供給するやり方は全部LEDが暗くなったりして、電流を測ると35μAとか、ありえないです。
しかしそうLEDだけが負荷ならうまく光ってくれるのですね。
おそらくネオン管をトリガにして一定の入力電圧を保つ仕組みのスイッチング電源をこしらえないと(それも出力を稼ぐために200V以上とか)まともにいろいろな負荷に適用できない。
その入力に平滑コンデンサは使えない。なんか奇妙だ。
まじで高電圧のエレクトリックの世界だ。

見落としていたことがあったようだ

更に次の日、今日はスペシャルトランスの一次側を7ターン+7ターンで中点タップつき、そこに電源プラスを接続、他の端子をそれぞれ2つの2N7000に繋いでそれを直接ロジックICで駆動することもしました。この方が駆動周波数を高くできます。
スペシャルトランスの二次端子にLED群をつなぐとき、どちらか片方しか光らなかったり、光が暗かったりします。なぜかは知りません。
うまく光ったときは負荷をダイオード1N40072つと0.47μF2つで両波整流で直流をチャージする設定にしたところ瞬時に98Vを得ました。
蛍光灯、ニキシー管ともに光りませんでした。電圧が足りないのが見えています。
5.1kオームを負荷にしてみました。半分の正弦波っぽい波形と休息時間がありでピークは15V で、このときすら、片方の端子は10Vぐらいの出力なので、絶縁不良などが理由だとは思いたくないです。発振のデューティも関係ないようです。なんでかわかりません。
68kオームを負荷にしてみました。ピークは60Vでスッと波形が立ち上がって電圧が下がるところまるで電気基礎でCにチャージしてRで放電みたいな感じです。
さらに、バイファイラ直列は余計なお世話だったようで、まさに二次側は一本の巻線でLED群の明るさがほぼ同じになります。
もう一つ、テスラのコイル配置と同じように、GND - スペシャルトランスの二次巻線 - LED群 にすると、やはりLED群がひかります。
このとき、二次端子を取り替えっ子してもLEDの明るさが変わりませんが、やはりLED群をGNDにつけ、光ったときのほうが明るいようです。
今日は特に二次端子のどちらかをつなぐと出力電圧、電力を高くできるという謎を見つけました。対称性の破れですか。やはりいつもの電気とは違うようです。

振動電流の実験は信じられない領域へ

この写真を見てください。
LED38直列をたった5V 19mAで点灯
先程のLED 38直列と新しい回路です。2N7000をひとつだけにして、二次側の共振エネルギーをなるべく蓄える作戦です。
せっかくのバイファイラ巻きは出力がガクッと減ってしまいました。多分絶縁破壊でしょう。二次コイルは実質99回密巻きです。
駆動周波数は二次側バイファイラ巻きで測定した58mHと620pFから共振周波数26kHzあたりに、デューティはかなり下げました。
夕方に撮りました。なんも調整せず画像を75%に縮小しています。
電池は5.0Vぐらいで、テスターは19mAを示しています。この電圧で、LED38直列を駆動できます。
更に電源ケーブルに0.2Ωを噛ましてその電圧をオシロスコープのプローブ10倍で記録しました。
今日はプローブは全て10倍です。
この回路の消費電流波形
テスターがあまり間違っていないことがわかるはずです。
ではGNDとLEDの間の1Ωの電圧を見てみましょう。
LED - GND間の電流
一瞬大きな電流が振動していますが、そんなに大したパワーではありません。
ところがLED、GNDから6つ目のまでの電圧を見ると
LEDの電圧(プローブを逆に繋いでしまった)
プローブを逆に繋いでしまったので見苦しくてすみません。LEDには何故か常に電圧があり、思い切り波形にコブがあります。なおGNDからLEDを外すとやはりLEDは暗くなります。LEDとスペシャルトランスの間だけに電流が流れていて、GNDにいかない、もしくはテスラの言うとおり電流がないのかもしれません。
夜にスペシャルトランスとLEDの間の電流を1Ωを割り込ませて測ってみました。
スペシャルトランスとLEDの間の電流
結構流れているのがわかります。あ、この回路はまだアースにつなげていなかったんだ。

回路図はこのようなものです。
これが省エネLED駆動回路

トランスを作る必要はなかった

結局バイファイラ巻きはかんたんに絶縁破壊を起こし、それを防ぐために絶縁皮膜を厚くすれば、容量成分が大きく減る。これでは意味がないです。
ところでXBOXのACアダプタといえば、非常に大きくてときにうるさいものだったらしいですね。
そのジャンク品、デルタ電子のロットから取り出した、DELTA MP-130I AV-NW6155というトランスがあります。
これを使ってみましょう。
低圧側は中間タップあり、高圧側は2つに巻線が別れています。
LED38直列がここまでで最高に輝いた
どうも高圧側のLEDがつく方の端子というのはこのトランスでは低圧側の電源+の端子の位置を移すと移ります。これはそのうち「・」マークで指定できるでしょう。
77mAの消費でもLEDが思いっきり光っています。昼間に撮りました。最初の実験から大きく進歩しました。
ところがLEDとトランスの電流をオシロスコープで見てみると、電流がほとんど流れていません。なんか一瞬正弦波が起きてすぐ減衰してなくなりますが、駆動周波数を高めると、それが連続して大きくなります。ところが、その状態でLEDは光ることはないのです。
やはりLEDを光らす周波数はこの前のトランスの駆動周波数の数倍程度にしかなっていません。
またLEDの電圧も2つの38直列ユニットをA-K互い違いに繋いで電圧がひっくり返るはずなのにどうやら一定です。
おそらく電子がごく狭い範囲しか移動していないので、1Ωの金属皮膜抵抗で電流を拾えないのです。
回路図はこのようなものです
3番目でできてきた
もうトランスを巻く必要はありません。ハードオフのジャンク電源で大丈夫でしょう。しかしこのサイズのトランスにしては結構出力が低い使い方になってしまう。

ニキシー管をつけたいです。まさにそのために買った、高圧ファストリカバリーダイオード。1N4007などのただの高圧ダイオードではだめなんです(キリッ)
まだニキシー管時計は作っていません。
ニキシー管には一つの方向に電流を(?)流したいです。ニキシー管のアノードにダイオードのカソードをつないでトランスに、ニキシー管の数字端子にダイオードのアノードを繋いで、GNDに接続します。
ニキシー管はIN-12B CCCP星マークが入っています
ニキシー管がついた!
ついにニキシー管点灯を達成しました。電源5.0Vで消費電流を最低46〜50mAにするとどの数字でも正しく点灯するでしょう。
追記:と、言いたいが、これ個体のばらつきがある上に実験してゆくと点灯しやすくなるという。70mA以上必要な個体もあるかも。
点灯したらさらに電流を下げられるんですけれどね。
0.23Wでニキシー管を点灯できました。ニキシー管って0.2W台で光ったっけ?しかもインバーターの効率込みで。
蛍光灯はボスです。びくともしません。
なおGND - トランス - ニキシー管の結線だとニキシー管は光らないと思ったら手で触るとその周りのガスが光ります。プラズマボールみたいだ。

出力を低圧に落とせない

20170607訂正
いろいろやってみたんですが、電池の充電も含めて、出力を低圧に落とすのが結構難しく、LEDの38直列ですごいと思ったのに、トランスで電圧を落しても電流が増えないので、なんだろうと思っています。
なかでも例の200円ACアダプタの旧式を分解して同じトランスを揃えてもなんか電流が20mAとか。
逆にLED、放電管のような「定電圧負荷」がもっともこの回路の出力を取り出すことができます。抵抗負荷では相当高い抵抗値のほうがいいでしょう。

最終的にどこまで行ったのか

これです。
25mAでLED38直列がカーっと光る タンク回路付き
あまり違わない回路のようで何かが大きく違います。夕方に撮りました。NiMH3直列から25mAの引き出しでこの明るさです。テスターの電流表示もそう実際と違いはないでしょう。
この違いは発見してもらわないと。とにかく周波数にロックインです。
しかし、ニキシー管はうまく点灯しませんでした。どうもトランスの巻数が足りなくてガツンと逆起電力で点灯させるものみたいです。
またLEDとGNDの電流もうまくつかめませんでした。とにかく光ることだけが証明です。
また今のLEDは少ない電流でも結構明るいのね。だから、とりあえずこういった配線でも出力は出るよ、というぐらいにしておきます。
電圧が高いほうが絶対に出力は大きくなるので、ニキシー管相手ではそれが効いてくるのでしょう。
20170618 LED一本に直列に半固定抵抗をつけて電流を測り、先程のインバーターでつけたLED一本分と同じ明るさで、だいたい1.4mAぐらいでしょうか。
LED76本で効率は46%、ニキシー管は0.3Wで点灯と言われているので、最低84%ぐらいの効率で点灯します。
ちなみにテスラテスラとみんな騒いでいますが、FBIの公開文書によると、テスラの肝心な特許は彼の死後にみんな非公開にされてしまっています。いまネットで見られる彼の特許だけを頼りにしてはいけません。
出力電圧に余裕があるためにLEDはもっと高い効率でつくでしょう。
201708 実は、今までの多くの実験で「アース」に繋いでいなかったんです。アースに回路のマイナスを繋いだり、トランスの出力側の何も繋いでいない端子をつなぐことで、とんでもないエネルギー効率、ニキシー管が0.2W以下でつくとかを得られるかもしれません。
7セグのLEDの消費電力に近づきますね。おっと妄想でしたか。

このブログの胡散臭い主張はともかくまず一本の線でいろいろな負荷を動かせるのだということはがってんしていただけたら。
実験してみてください。気のすむまで追試してください。使えそうだと思ったら仕事で使うとか商品にしてもいいです。自由なライセンスにしたいです。ただそれは私の権利を狭めるものでもないです。そして無保証です。明らかな破壊的活動や侵略兵器に使ったら罰が当たると思いますよ。
応用として、高圧電流源の高効率化、LEDクリスマスツリー電飾の電池駆動、カメラのフラッシュの省エネ化、ニキシー管腕時計の電池長持ち、小型照明器具の電池長持ち、更には高い効率で電波を飛ばすなどが考えられます。
##テスラ先生はセルビア出身。セルビアの女子バレー選手の生意気なこと。テスラ先生の技術をしっかり再発見し、
##小型低圧安価リサイクル部品で効果的なパッケージにして
##日本から「コモディティ化」しよう。
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