Transformatorul Tesla (principiul de funcționare al aparatului va fi discutat mai târziu) a fost brevetat în 1896, 22 septembrie. Aparatul a fost prezentat ca un dispozitiv care produce curenți electrici de potențial și frecvență ridicate. Dispozitivul a fost inventat de Nikola Tesla și numit după el. Să luăm în considerare acest dispozitiv mai detaliat.
Transformator Tesla: principiu de funcționare
Esența funcționării dispozitivului poate fi explicată prin exemplul cunoscutului leagăn. Când se balansează în condiții de oscilații forțate, amplitudinea, care va fi maximă, va deveni proporțională cu forța aplicată. Când vă balansați în modul liber, amplitudinea maximă va crește de multe ori cu aceleași eforturi. Aceasta este esența transformatorului Tesla. Un circuit secundar oscilator este utilizat ca leagăn în aparat. Generatorul joacă rolul efortului aplicat. Cu consistența lor (împingerea la perioade de timp strict necesare), este prevăzut un oscilator principal sau un circuit primar (în conformitate cu dispozitivul).
Descriere
Un transformator Tesla simplu include două bobine. Unul este primar, celăl alt este secundar. De asemenea, transformatorul rezonant Tesla constă dintr-un toroid (nu este întotdeauna folosit),condensator, descărcător. Ultimul - întrerupătorul - se găsește în versiunea în limba engleză a Spark Gap. Transformatorul Tesla conține și un terminal de „ieșire”.
Bobine
Primar conține, de regulă, un fir de diametru mare sau un tub de cupru cu mai multe spire. Bobina secundară are un cablu mai mic. Roturile sale sunt de aproximativ 1000. Bobina primară poate avea o formă plată (orizontală), conică sau cilindrică (verticală). Aici, spre deosebire de un transformator convențional, nu există miez feromagnetic. Datorită acestui fapt, inductanța reciprocă dintre bobine este redusă semnificativ. Împreună cu condensatorul, elementul primar formează un circuit oscilator. Include un eclator - un element neliniar.
Bobina secundară formează, de asemenea, un circuit oscilator. Capacitatea toroidală și a propriei bobine (interturn) acționează ca un condensator. Înfășurarea secundară este adesea acoperită cu un strat de lac sau epoxidic. Acest lucru se face pentru a evita defecțiunea electrică.
Descărcător
Circuitul transformatorului Tesla include doi electrozi masivi. Aceste elemente trebuie să fie rezistente la curenții mari care circulă printr-un arc electric. Spațiul liber reglabil și răcirea bună sunt o necesitate.
Terminal
Acest element poate fi instalat într-un transformator Tesla rezonant în diferite modele. Terminalul poate fi o sferă, un știft ascuțit sau un disc. Este conceput pentru a produce descărcări previzibile de scântei cu o marelungime. Astfel, două circuite oscilatorii conectate formează un transformator Tesla.
Energia din eter este unul dintre scopurile funcționării aparatului. Inventatorul dispozitivului a căutat să atingă un număr de undă Z de 377 ohmi. A făcut bobine de dimensiuni tot mai mari. Funcționarea normală (completă) a transformatorului Tesla este asigurată atunci când ambele circuite sunt reglate la aceeași frecvență. De regulă, în procesul de ajustare, primarul este ajustat la secundar. Acest lucru se realizează prin schimbarea capacității condensatorului. Numărul de spire la înfășurarea primară se modifică, de asemenea, până când la ieșire apare tensiunea maximă.
În viitor, este planificată crearea unui transformator Tesla simplu. Energia din eter va lucra pentru omenire la maximum.
Acțiune
Transformatorul Tesla funcționează în modul pulsat. Prima fază este o încărcare a condensatorului până la tensiunea de rupere a elementului de descărcare. Al doilea este generarea de oscilații de în altă frecvență în circuitul primar. Un eclator conectat în paralel închide transformatorul (sursa de alimentare), excluzându-l din circuit. În caz contrar, va face anumite pierderi. Acest lucru, la rândul său, va reduce factorul de calitate al circuitului primar. După cum arată practica, o astfel de influență reduce semnificativ durata descărcării. În acest sens, într-un circuit bine construit, descărcătorul este întotdeauna plasat paralel cu sursa.
Taxă
Este produs de o sursă externă de în altă tensiune bazată pe un transformator de în altă frecvență de joasă frecvență. Capacitatea condensatorului este aleasă astfel încât să formeze un anumit circuit împreună cu inductorul. Frecvența sa de rezonanță ar trebui să fie egală cu circuitul de în altă tensiune.
În practică, totul este oarecum diferit. Când se efectuează calculul transformatorului Tesla, energia care va fi utilizată pentru pomparea celui de-al doilea circuit nu este luată în considerare. Tensiunea de încărcare este limitată de tensiunea la defectarea descărcătorului. Acesta (dacă elementul este aer) poate fi reglat. Tensiunea de defalcare este corectată prin schimbarea formei sau a distanței dintre electrozi. De regulă, indicatorul este în intervalul 2-20 kV. Semnul tensiunii nu trebuie să „scurteze” prea mult condensatorul, care își schimbă constant semnul.
generație
După ce tensiunea de defalcare dintre electrozi este atinsă, în eclatorul se formează o spargere electrică de gaz asemănătoare unei avalanșe. Condensatorul se descarcă pe bobină. După aceea, tensiunea de defalcare scade brusc din cauza ionilor rămași în gaz (purtători de sarcină). Ca urmare, circuitul circuitului de oscilație, constând dintr-un condensator și o bobină primară, rămâne închis prin eclator. Acesta generează vibrații de în altă frecvență. Se estompează treptat, în principal din cauza pierderilor în descărcător, precum și a scăpării energiei electromagnetice către bobina secundară. Cu toate acestea, oscilațiile continuă până când curentul creează un număr suficient de purtători de sarcină pentru a menține o tensiune de spargere semnificativ mai mică în eclator decât amplitudinea oscilațiilor circuitului LC. În circuitul secundarapare rezonanța. Acest lucru are ca rezultat o tensiune în altă la terminal.
Modificări
Orice tip de circuit al transformatorului Tesla, circuitele secundare și primare rămân aceleași. Cu toate acestea, una dintre componentele elementului principal poate avea un design diferit. În special, vorbim despre un generator de oscilații de în altă frecvență. De exemplu, în modificarea SGTC, acest element este efectuat pe eclatorul.
RSG
Transformatorul de mare putere de la Tesla încorporează un design mai complex al eclatorului. În special, acest lucru se aplică modelului RSG. Abrevierea înseamnă Rotary Spark Gap. Se poate traduce astfel: scânteie rotativă/rotativă sau decalaj static cu dispozitive (suplimentare) de stingere a arcului. În acest caz, frecvența de funcționare a decalajului este selectată sincron cu frecvența de încărcare a condensatorului. Designul rotorului de scânteie include un motor (de obicei este electric), un disc (rotitiv) cu electrozi. Acestea din urmă fie se închid, fie se apropie de componentele de împerechere pentru a se închide.
Alegerea dispoziției contactelor și a vitezei de rotație a arborelui se bazează pe frecvența necesară a pachetelor oscilatoare. În conformitate cu tipul de control al motorului, golurile rotorului de scânteie se disting ca asincrone și sincrone. De asemenea, utilizarea unui eclator rotativ reduce semnificativ probabilitatea unui arc parazit între electrozi.
În unele cazuri, un eclator convențional este înlocuitîn mai multe etape. Pentru răcire, această componentă este uneori plasată în dielectrice gazoase sau lichide (în ulei, de exemplu). Ca tehnică tipică pentru stingerea arcului unui eclator statistic, se utilizează purjarea electrozilor folosind un jet de aer puternic. În unele cazuri, transformatorul Tesla de design clasic este completat cu un al doilea descărcător. Scopul acestui element este de a proteja zona de joasă tensiune (de alimentare) de supratensiuni de în altă tensiune.
Bobina lampă
Modificarea VTTC folosește tuburi cu vid. Ele joacă rolul unui generator de oscilații RF. De regulă, acestea sunt lămpi destul de puternice de tip GU-81. Dar uneori puteți găsi modele cu putere redusă. Una dintre caracteristicile în acest caz este absența necesității de a furniza tensiune în altă. Pentru a obține descărcări relativ mici, aveți nevoie de aproximativ 300-600 V. În plus, VTTC nu face aproape niciun zgomot, care apare atunci când transformatorul Tesla funcționează pe eclatorul. Odată cu dezvoltarea electronicii, a devenit posibilă simplificarea și reducerea semnificativă a dimensiunii dispozitivului. În loc de un design pe lămpi, a început să fie folosit un transformator Tesla pe tranzistori. De obicei este utilizat un element bipolar de putere și curent adecvat.
Cum se face un transformator Tesla?
După cum sa menționat mai sus, un element bipolar este utilizat pentru a simplifica designul. Fără îndoială, este mult mai bine să folosiți un tranzistor cu efect de câmp. Dar bipolarul este mai ușor de lucrat pentru cei care nu au suficientă experiență în asamblarea generatoarelor. Înfășurarea bobinei șicolectorul se realizează cu un fir de 0,5-0,8 milimetri. Pe o parte de în altă tensiune, firul este luat cu o grosime de 0,15-0,3 mm. Se fac aproximativ 1000 de ture. O spirală este plasată la capătul „fierbinte” al înfășurării. Puterea poate fi luată de la un transformator de 10 V, 1 A. Când se utilizează putere de la 24 V sau mai mult, lungimea descărcării corona crește semnificativ. Pentru generator, puteți folosi tranzistorul KT805IM.
Folosirea instrumentului
La ieșire, puteți obține o tensiune de câteva milioane de volți. Este capabil să creeze descărcări impresionante în aer. Acesta din urmă, la rândul său, poate avea o lungime de mulți metri. Aceste fenomene sunt foarte atractive în exterior pentru mulți oameni. Iubitorii de transformatoare Tesla sunt folosiți în scopuri decorative.
Inventatorul însuși a folosit dispozitivul pentru a propaga și genera oscilații, care vizează controlul fără fir al dispozitivelor la distanță (control radio), transmiterea de date și energie. La începutul secolului al XX-lea, bobina Tesla a început să fie folosită în medicină. Pacienții au fost tratați cu curenți slabi de în altă frecvență. Ei, curgând printr-un strat subțire de suprafață al pielii, nu au afectat organele interne. În același timp, curenții au avut un efect curativ și tonic asupra organismului. În plus, transformatorul este folosit pentru a aprinde lămpile cu descărcare în gaz și pentru a căuta scurgeri în sistemele de vid. Cu toate acestea, în timpul nostru, principala aplicație a dispozitivului ar trebui să fie considerată cognitivă și estetică.
Efecte
Sunt asociate cu formarea diferitelor tipuri de descărcări de gaze în timpul funcționării dispozitivului. Mulți oamenicolectează transformatoare Tesla pentru a putea urmări efectele uluitoare. În total, dispozitivul produce descărcări de patru tipuri. Este adesea posibil să observați cum descărcările nu numai că pleacă de la bobină, ci sunt și direcționate de la obiectele împământate în direcția acesteia. Ele pot avea, de asemenea, străluciri corona. Este de remarcat faptul că unii compuși chimici (ionici) atunci când sunt aplicați la terminal pot schimba culoarea descărcării. De exemplu, ionii de sodiu fac scânteie portocalie, în timp ce ionii de bor fac scânteie verde.
Streamers
Acestea sunt canale subțiri ramificate slab strălucitoare. Conțin atomi de gaz ionizat și electroni liberi despărțiți de ei. Aceste descărcări curg de la terminalul bobinei sau din părțile cele mai ascuțite direct în aer. În centrul său, streamerul poate fi considerat ionizare vizibilă a aerului (strălucirea ionilor), care este creată de câmpul BB din apropierea transformatorului.
Descărcare arc
Se formează destul de des. De exemplu, dacă transformatorul are suficientă putere, se poate forma un arc atunci când un obiect împământat este adus la bornă. În unele cazuri, este necesar să atingeți obiectul la ieșire, apoi să vă retrageți la o distanță crescândă și să întindeți arcul. Cu o fiabilitate insuficientă și puterea bobinei, o astfel de descărcare poate deteriora componentele.
Spark
Această sarcină de scânteie este emisă de părți ascuțite sau de la terminal direct la pământ (obiect împământat). Spark se prezintă sub formă de dungi filiforme strălucitoare care se schimbă rapid sau dispar, puternic ramificate șide multe ori. Există, de asemenea, un tip special de descărcare de scânteie. Se numește mutare.
Descărcare corona
Aceasta este strălucirea ionilor conținute în aer. Are loc într-un câmp electric de în altă tensiune. Rezultatul este o strălucire albăstruie, plăcută pentru ochi lângă componentele BB ale structurii, cu o curbură semnificativă a suprafeței.
Funcții
În timpul funcționării transformatorului se aude un trosnet electric caracteristic. Acest fenomen se datorează procesului în care streamerele se transformă în canale de scânteie. Este însoțită de o creștere bruscă a cantității de energie și a puterii curentului. Există o expansiune rapidă a fiecărui canal și o creștere bruscă a presiunii în ele. Ca urmare, la granițe se formează unde de șoc. Combinația lor din canalele în expansiune formează un sunet care este perceput ca trosnet.
Impactul uman
Ca orice altă sursă de o astfel de tensiune în altă, bobina Tesla poate fi mortală. Dar există o opinie diferită cu privire la unele tipuri de aparate. Deoarece tensiunea în altă de în altă frecvență are un efect asupra pielii, iar curentul este semnificativ în spatele tensiunii în fază, iar puterea curentului este foarte mică, în ciuda potențialului, descărcarea în corpul uman nu poate provoca stop cardiac sau alte tulburări grave în corpul.
