Calculateur de kacher : kacher de Brovine, kacher MOSFET, Slayer Exciter
Un kacher est un oscillateur auto-oscillant à un seul transistor avec bobine à air : la bobine secondaire fixe la fréquence, son pied pilote le transistor. L'outil calcule les bobines, la fréquence de fonctionnement et le couplage et montre dans des tableaux l'effet d'autres fils, tubes et nombres de spires.
Gratuit, sans compte
Abréviations et symboles de cette page (12)
- Kacher
- Nom donné par V. I. Brovin à son oscillateur auto-oscillant à un seul transistor avec bobine à air ; le pied de la bobine secondaire commande le transistor.
- NPN
- Type de transistor bipolaire ; conduit lorsqu’un courant entre dans la base.
- MOSFET
- Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor : transistor à effet de champ, commandé par la tension sur la grille.
- Slayer Exciter
- Variante très simple du Kacher avec un transistor petits signaux, une résistance et une LED, généralement alimentée en 9 V.
- L1, L2
- L1 = bobine primaire (peu de spires), L2 = bobine secondaire (beaucoup de spires).
- R1, R2, C1
- Résistances fixant le point de fonctionnement du transistor ; C1 découple l’alimentation.
- LED
- Diode électroluminescente ; dans le Slayer Exciter, elle protège la base contre la tension inverse et signale le fonctionnement.
- HF
- Haute fréquence : courants et champs alternatifs à partir de quelques dizaines de kHz environ ; ici le plus souvent de 50 kHz à quelques MHz.
- k
- Coefficient de couplage entre deux bobines, de 0 à 1 : part du champ magnétique qui traverse les deux bobines.
- λ/4
- Quart de la longueur d’onde λ = c ÷ f (c = vitesse de la lumière). Une bobine secondaire résonne à la manière d’un radiateur quart d’onde.
- X(Lp)
- Réactance de la bobine primaire à la fréquence de travail : X = 2π f Lp, en ohms.
- diode Zener
- Diode qui conduit au-delà d’une tension fixe ; limite la tension de grille du MOSFET.
1. Variante
Trois montages courants à un transistor. Tous oscillent d'eux-mêmes sur la résonance de la bobine secondaire.
Le kacher selon V. I. Brovin : un transistor bipolaire de puissance, la bobine primaire sur le collecteur, le pied de la bobine secondaire sur la base. Le transistor fonctionne dans un régime d'oscillation particulier (« kacher » en russe), la fréquence est généralement autour de 1 MHz.
Transistors bipolaires de puissance comme KT805 ou KT902 (recommandés par l'inventeur), aussi KT815, KT819, KT838 ; dissipateur ; alimentation généralement 12–30 V par un bloc d'alimentation.
+ simple, peu de composants, la fréquence s'ajuste d'elle-même
− le transistor chauffe, le point de fonctionnement doit être réglé
- Bobine secondaire : environ 800–1500 spires de fil émaillé de 0,1–0,2 mm sur un tube plastique de 20–50 mm de diamètre.
- Rapport d'aspect (longueur : diamètre) environ 4 : 1 à 5 : 1.
- Bobine primaire : quelques spires (environ 2–6) de fil épais (à partir de 1,5 mm) autour de la partie inférieure de la bobine secondaire, en cylindre ou en cône.
- Le pied de la bobine secondaire va à la base ou à la grille, l'extrémité supérieure reste libre ou reçoit un petit topload.
- Si rien n'oscille, inversez les connexions de la bobine primaire : un seul sens fonctionne.
2. Bobines, fréquence et couplage
Saisissez la bobine secondaire et la bobine primaire. Le dessin est à l'échelle, l'animation montre la répartition de la tension.
| Fréquence de fonctionnement (résonance de la bobine secondaire) | 961 kHz |
| Spires | 1066 (66,6 / cm) |
| Rapport d'aspect (longueur : diamètre) | 4 : 1 |
| Inductance (Lundin) | 10,2 mH |
| Capacité propre (Medhurst) | 2,69 pF |
| Longueur de fil | 134 m (1,72 × λ/4) |
| Résistance DC / à la résonance | 148 Ω / 148 Ω |
| Inductance primaire (Wheeler) | 0,878 µH · Ø 6,3 cm · Conducteur 58 cm |
| Coefficient de couplage k | 0,188 |
| Réactance de la bobine primaire à f | 5,3 Ω |
3. Modifications comparées
Que se passe-t-il si vous changez le fil, le tube ou les spires primaires ? Cliquez sur une valeur pour l'appliquer.
| Ø | Spires | L | f | Fil | R |
|---|---|---|---|---|---|
| 1999 | 35,7 mH | 513 kHz | 252 m | 975 Ω | |
| 1600 | 22,9 mH | 641 kHz | 202 m | 500 Ω | |
| 1333 | 15,9 mH | 769 kHz | 168 m | 289 Ω | |
| 1066 | 10,2 mH | 961 kHz | 134 m | 148 Ω | |
| 888 | 7,08 mH | 1,15 MHz | 112 m | 85,7 Ω | |
| 800 | 5,75 mH | 1,28 MHz | 101 m | 62,6 Ω | |
| 640 | 3,69 mH | 1,6 MHz | 80,9 m | 32,1 Ω | |
| 533 | 2,56 mH | 1,91 MHz | 67,5 m | 18,6 Ω |
| Ø | Rapport d'aspect (longueur : diamètre) | L | f | Fil |
|---|---|---|---|---|
| 8 | 2,7 mH | 2,07 MHz | 67,5 m | |
| 6,4 | 4,15 mH | 1,63 MHz | 84,2 m | |
| 5 | 6,66 mH | 1,24 MHz | 108 m | |
| 4 | 10,2 mH | 961 kHz | 134 m | |
| 3,2 | 15,5 mH | 739 kHz | 168 m | |
| 2,54 | 23,8 mH | 559 kHz | 211 m | |
| 2,13 | 32,8 mH | 450 kHz | 252 m |
| Spires primaires | Lp | k | X(Lp) |
|---|---|---|---|
| 0,119 µH | 0,149 | 0,721 Ω | |
| 0,429 µH | 0,168 | 2,59 Ω | |
| 0,878 µH | 0,188 | 5,3 Ω | |
| 1,43 µH | 0,206 | 8,63 Ω | |
| 2,06 µH | 0,225 | 12,4 Ω | |
| 2,75 µH | 0,243 | 16,6 Ω | |
| 4,28 µH | 0,276 | 25,8 Ω |
- Fil plus fin : plus de spires sur la même longueur, inductance plus élevée, fréquence plus basse, mais plus de résistance et de chaleur.
- Diamètre de tube plus grand : plus d'inductance et de capacité propre, fréquence nettement plus basse, fil plus long.
- Bobinage plus long : plus de spires, fréquence plus basse, tension plus élevée à l'extrémité supérieure, mais bobine plus élancée avec un couplage plus lâche.
- Plus de spires primaires : plus d'inductance et généralement un couplage plus serré ; le courant dans le transistor diminue, l'excitation devient plus faible.
- Topload (petite sphère ou anneau en haut) : plus de capacité, fréquence plus basse, décharge plus calme.
Formule
Mêmes formules de bobine que dans le calculateur Tesla : L selon Lundin, capacité propre selon Medhurst, f = 1 ÷ (2π √(L (C_propre + C_topload))). Spires = longueur de bobinage ÷ (diamètre du fil + espacement), longueur de fil = N π D. Primaire selon Wheeler (hélice, spirale, cône), couplage k = M ÷ √(Lp Ls). Réactance de la bobine primaire X = 2π f Lp.
Exemple
Tube 40 mm, bobinage de 16 cm en fil émaillé de 0,15 mm : 1066 spires, 134 m de fil, 10 mH, environ 0,96 MHz. Bobine primaire 3 spires de 1,5 mm sur 60 mm de diamètre intérieur autour du pied : 0,9 µH, k ≈ 0,19.
Remarques
- La fréquence d'un kacher s'établit d'elle-même sur la résonance de la bobine secondaire ; le calculateur donne la valeur de départ. La main, la table et le topload l'abaissent.
- Les indications sur les composants et les règles empiriques proviennent de comptes rendus de construction (cxem.net, elquanta.ru, pikabu, Instructables, forums) et se contredisent en partie ; ce sont des valeurs de départ, pas une recette vérifiée.
- Si aucune oscillation ne démarre : inversez les connexions de la bobine primaire. Le pied de la bobine secondaire doit être relié à la base ou à la grille.
- Le transistor a besoin d'un dissipateur ; le kacher chauffe vite. Les variantes alimentées sur le secteur présentent un danger de mort et sont réservées aux personnes expérimentées disposant d'un transformateur d'isolement.
- Les champs HF perturbent la radio et l'électronique. Tenez-vous à distance des stimulateurs cardiaques, téléphones et instruments de mesure ; ne pas tester sur des personnes ou des animaux.