Schéma transformátoru Tesla. Transformátor Tesla - princip práce

Transformátor Tesla (princip zařízení bude zvažován dále) byl patentován v roce 1896, 22. září. Přístroj byl představen jako zařízení, které produkuje elektrické proudy s vysokým potenciálem a frekvencí. Zařízení bylo vynalezeno Nikola Teslou a pojmenováno jeho jménem. Zvažme tento přístroj podrobněji.

Transformátor Tesla: princip činnosti

Podstata zařízení může být vysvětlena příkladem všech známých výkyvů. Když se houpají v podmínkách nuceného amplituda oscilace, která bude maximální, bude úměrná vynaloženému úsilí. Při houpání ve volném režimu se maximální amplituda se stejnou intenzitou zvýší mnohokrát. To je podstatou transformátoru Tesly. Jako otočení v přístroji se používá oscilační sekundární obvod. Generátor hraje roli vynaložené síly. Jsou-li konzistentní (tlačí za nezbytně nutné časové období), je k dispozici hlavní oscilátor nebo primární okruh (v souladu se zařízením).

Popis

Jednoduchý transformátor Tesla obsahuje dvě cívky. Jeden je primární, druhý sekundární. Také rezonanční transformátor Tesla se skládá z toroidu (ne vždy používaného), kondenzátoru, svodiče. Poslední - vrtulník - se vyskytuje v anglické verzi Spark Gap. Transformátor Tesla také obsahuje výstupní terminál.

Cívky

Primárně obsahuje zpravidla drát velkého průměru nebo měděnou trubici s několika otáčkami. Sekundární cívka má menší kabel. Jeho cívky - asi 1000. Primární cívka může mít plochý (horizontální), kuželovitý nebo válcový (svislý) tvar. Zde, na rozdíl od konvenčního transformátoru, neexistuje feromagnetické jádro. Díky tomu vzrůstá vzájemná indukce mezi cívkami. Spolu s kondenzátorem vytváří primární prvek oscilační obvod. V něm je zahrnut jiskřiště - nelineární prvek.

Sekundární cívka také vytváří oscilační obvod. Jako kondenzátor působí toroidní a vnitřní cívky (závit). Sekundární vinutí je často pokryto vrstvou laku nebo epoxidové pryskyřice. To je provedeno, aby nedošlo k poruchám elektrickým proudem.

Zachycovač

Obvod transformátoru Tesla zahrnuje dvě masivní elektrody. Tyto prvky by měly být odolné proti úniku elektrický oblouk vysoké proudy. Je nutné mít nastavitelnou mezeru a dobré chlazení.

Terminál

V rezonančním transformátoru Tesla lze tento prvek instalovat v různých verzích. Terminálem může být koule, uzemňovací kolík nebo disk. Je určen k vytváření jiskřičných, předvídatelných výbojů s dlouhou délkou. Takže dva spřažené oscilační obvody tvoří transformátor Tesla.

Energie z éteru je jedním z účelů fungování přístroje. Vynálezce zařízení usiloval o dosažení vlnového čísla Z 377 ohmů. Vyrobil spirály větší velikosti. Normální (plná) činnost transformátoru Tesla je zajištěna, pokud jsou obě obvody naladěny na jednu frekvenci. V procesu úpravy je zpravidla primárně naladěn na sekundární. Toho lze dosáhnout změnou kapacity kondenzátoru. Počet otáček v primárním vinutí se také změní, dokud se na výstupu neobjeví maximální napětí.

V budoucnu se plánuje vytvoření nekomplikovaného transformátoru Tesla. Energie z éteru bude v plném rozsahu fungovat pro lidstvo.

Akce

Transformátor Tesla pracuje v impulsním režimu. První fází je kondenzátorový náboj k rozložení napětí vypouštěcího prvku. Druhým je generování vysokofrekvenčních kmitů v primárním okruhu. Paralelně připojený přepěťový chránič uzavírá transformátor (napájecí zdroj), vylučuje jej z obvodu. V opačném případě dojde k určitým ztrátám. To zase sníží Q-faktor primárního okruhu. Jak ukazuje praxe, tento efekt výrazně snižuje délku vypouštění. V tomto případě je v obvodě konstruován správně obvod, který je vždy umístěn paralelně ke zdroji.

Nabíjení

Vyrábí se z externího zdroje vysokého napětí založené na transformátoru s nízkým kmitočtem. Kapacitní kapacita je zvolena tak, že společně s induktorem tvoří určitý obrys. Frekvence jeho rezonance by měla být rovna vysokonapěťovému obvodu.

V praxi je všechno poněkud odlišné. Při výpočtu transformátoru Tesla se nepřihlíží k energii, která jde do čerpání druhého okruhu. Napájecí napětí je omezeno napětím při poruše vypínače. Je-li prvek vzdušný, lze ho upravit. Rozložení napětí se koriguje změnou tvaru nebo vzdálenosti mezi elektrodami. Zpravidla se indikátor pohybuje v rozmezí 2-20 kV. Značka napětí by neměla příliš zkratovat kondenzátor, na kterém dochází k trvalé změně značky.

Generování

Poté, co je dosaženo rozdělení napětí mezi elektrodami, elektrický lavinový průraz plynu vznikající v svodiče. Kondenzátor je odváděn do cívky. Poté se v souvislosti se zbývajícími ionty v plynu (nosiče náboje) výrazně snižuje napětí při rozbití. V důsledku toho, který se skládá z kondenzátoru a primárního obvodu cívky oscilačního obvodu mezerou zůstává uzavřený. Vyvíjí vysokofrekvenční oscilace. Postupně se tlumí, zejména kvůli ztrátám v jiskřišti a také ke sekundární cívce elektromagnetické energie. Nicméně oscilace pokračovat, dokud se vytváří dostatečné množství proudu pro udržování nabíjení nosiče v průrazné svodič napětí podstatně méně, než je amplituda kmitání LC-obvodem. V sekundárním okruhu se objeví sekundární rezonance. To vede k vysokému napětí na terminálu.

Změny

Bez ohledu na typ transformátoru Tesla zůstanou sekundární a primární obvody nezměněny. Nicméně jedna ze součástí hlavního prvku může mít jinou konstrukci. Zejména mluvíme o generátoru vysokofrekvenčních kmitů. Například v modifikaci SGTC se tento prvek provádí na jiskřiště.

RSG

Transformátor Tesla s vysokým výkonem obsahuje složitější konstrukci svodiče. Zejména se to týká modelu RSG. Zkratka znamená Rotary Spark Gap. Může být překládáno takto: rotační / rotační jiskra nebo statická mezera s přídavnými zařízeními pro hasicí oblouk. V tomto případě je frekvence provozu mezery zvolena synchronně s frekvencí kondenzátorového náboje. Konstrukce mezery jiskrového rotoru zahrnuje motor (obvykle elektrický rotor), disk (otáčející se) s elektrodami. Ty se buď uzavřou, nebo se blíží k komponentám odezvy pro uzavření.

Volba umístění kontaktů a rychlost otáčení hřídele je založena na požadované frekvenci oscilačních paketů. V souladu s typem řízení motoru jsou jiskřiště rozlišeny asynchronní a synchronní. Také použití jiskří rotující mezery významně snižuje pravděpodobnost parazitního oblouku mezi elektrodami.

V některých případech je konvenční svodič nahrazen vícestupňovým. Pro chlazení je tato složka někdy umístěna v plynném nebo kapalném dielektriku (například v oleji). Jako typický způsob vyjímání oblouku statistického výbojek se používá vyplachování elektrod pomocí silného proudového vzduchu. V řadě případů je transformátor Tesla klasické konstrukce doplněn druhým svodičem. Úkolem tohoto prvku je zajistit ochranu zóny nízkého napětí (napájení) vysokým napětím.

Lampová cívka

Při modifikaci VTTC používejte elektronické lampy. Hrají roli oscilátoru HF. Jsou to zpravidla dostatečně výkonné žárovky typu GU-81. Ale někdy se můžete setkat a designy s nízkým výkonem. Jednou z vlastností v tomto případě je nedostatek vysoké napětí. Chcete-li získat relativně malou míru, budete potřebovat asi 300 až 600 V. Navíc VTTC stěží produkuje hluk, který nastane, když je transformátor Tesla pracuje přes jiskřiště. Díky vývoji elektroniky bylo možné značně zjednodušit a zmenšit velikost zařízení. Namísto konstrukce na lampách byl použit transformátor Tesla na tranzistorech. Obvykle se používá bipolární prvek příslušného výkonu a proudu.

Jak vyrobit transformátor Tesla?

Jak bylo uvedeno výše, pro zjednodušení návrhu se používá bipolární prvek. Nepochybně je mnohem lepší použít tranzistor s efektem pole. Ale s bipolárními je snadnější pracovat pro ty, kteří nejsou dostatečně zkušení při montáži generátorů. Navíjení komunikačních cívek a kolektoru se provádí kabelem o průměru 0,5-0,8 milimetrů. Na vysokonapěťové části je drát odváděn o tloušťce 0,15 - 0,3 mm. Přibližně 1000 otáček. Na "horkém" konci vinutí je umístěna spirála. Výkon lze odebrat z transformátoru 10 V, 1 A. Při použití napájení z 24 V a více, délka koronový výboj. Pro generátor je možné použít tranzistor KT805IM.

Aplikace zařízení

Výstup může být napětím několika milionů voltů. Může vytvářet působivé výboje ve vzduchu. Druhá z nich může mít délku mnoha metrů. Tyto jevy jsou pro mnoho lidí velmi atraktivní. Milovníci transformátoru Tesla používají pro dekorativní účely.

Samotný vynálezce použil zařízení pro šíření a generování oscilací, které jsou zaměřeny na bezdrátové ovládání zařízení na dálku (rádiové řízení), přenos dat a energie. Na začátku 20. století se Tesla cívka začala používat v medicíně. Pacienti byli léčeni vysokofrekvenčními slabými proudy. Protékají tenkou povrchovou vrstvou pokožky a nepoškozují vnitřní orgány. V tomto případě měly proudy zdravý a tonizující účinek na tělo. Kromě toho se transformátor používá k zapálení plynových výbojek a při hledání netěsností ve vakuových systémech. V dnešní době by však hlavní použití přístroje mělo být považováno za kognitivně-estetické.

Účinky

Jsou spojeny s vytvářením různých druhů výpustí plynu během provozu zařízení. Mnoho lidí shromažďuje transformátory Tesla, aby mohli pozorovat vzrušující účinky. Celkově přístroj vyrábí výboje čtyř typů. Často můžete sledovat, jak se výboje nejen odkládají od cívky, ale jsou také směrovány z uzemněných objektů na stranu. Na nich se také objevují záře Corona. Je pozoruhodné, že některé chemické sloučeniny (iontový), když se aplikuje na terminálu může změnit vypouštění barev. Například sodné ionty vytvářejí jiskru oranžovou a borité ionty - zelené.

Streamery

Jedná se o slabé světlé rozvětvené tenké kanály. Obsahují atomy ionizovaného plynu a volné elektrony, které se od nich oddělují. Tyto výboje proudí z terminálu cívky nebo z nejostřejších částí přímo do vzduchu. Ve své podstatě může být streamer považován za viditelnou ionizaci vzduchu (iontové emise), která je vytvořena pole BB na transformátoru.

Obloukové výboje

Formuje se poměrně často. Např. Pokud má transformátor dostatečnou sílu, může se vytvořit oblouk, když je pozemní objekt přiveden do terminálu. V některých případech se objekt musí dotknout výstupu a vzdálenost se prodlouží a oblouk se natáhne. Při nedostatečné spolehlivosti a výkonu cívky může takový výboj poškodit součásti.

Spark

Tato jiskrová zátěž jde z ostrých částí nebo z terminálu přímo na zem (uzemněný objekt). Spark je zastoupen ve formě rychle se měnících nebo mizících světlých vousů, rozvětvených silně a často. Existuje také speciální typ jiskřiště. Říká se tomu posuvné.

Corona výboj

To je záře iontů obsažených ve vzduchu. Vyskytuje se ve vysokonapěťovém elektrickém poli. Výsledkem je vytvoření modré záře, která je příjemná pro oko poblíž částí BB s konstrukcí s výrazným zakřivením povrchu.

Vlastnosti

V procesu fungování transformátoru můžete slyšet charakteristickou elektrickou prasknutí. Tento jev je způsoben procesem, ve kterém jsou streamery převedeny na jiskrové kanály. To je doprovázeno prudkým nárůstem množství energie a proudu. V každém kanálu dochází k rychlému rozšíření a náhlému nárůstu tlaku v nich. V důsledku toho se na hranicích vytvářejí rázové vlny. Jejich úplnost z rozšiřujících se kanálů vytváří zvuk, který je vnímán jako trhlinka.

Účinky na člověka

Jako další zdroje jako vysokého napětí Tesla role může být smrtelná. Ale je tu jiný názor týkající se některých typů přístrojů. Vzhledem k tomu, vysokofrekvenční vysoké napětí znamená, že účinek kůže a aktuální výrazně zaostává za fází napětí a proudu je velmi nízká, a to navzdory možnému výboje v lidském těle nemůže vyvolat žádnou srdeční zástavy nebo jiné vážné poruchy v těle.