Tesla-transformator (die beginsel van werking van die apparaat sal later bespreek word) is in 1896, 22 September, gepatenteer. Die toestel is aangebied as 'n toestel wat elektriese strome van hoë potensiaal en frekwensie produseer. Die toestel is deur Nikola Tesla uitgevind en na hom vernoem. Kom ons oorweeg hierdie toestel in meer besonderhede.
Tesla-transformator: werkbeginsel
Die kern van die werking van die toestel kan verduidelik word deur die voorbeeld van die bekende swaai. Wanneer hulle swaai onder toestande van gedwonge ossillasies, sal die amplitude, wat maksimum sal wees, eweredig word aan die toegepaste krag. Wanneer jy in vrye modus swaai, sal die maksimum amplitude baie keer toeneem met dieselfde pogings. Dit is die kern van die Tesla-transformator. 'n Ossillerende sekondêre stroombaan word as 'n swaai in die apparaat gebruik. Die kragopwekker speel die rol van die toegepaste poging. Met hul konsekwentheid (druk op streng nodige tydperke), word 'n meester-ossillator of 'n primêre stroombaan (in ooreenstemming met die toestel) voorsien.
Beskrywing
'n Eenvoudige Tesla-transformator bevat twee spoele. Die een is primêr, die ander is sekondêr. Die Tesla resonante transformator bestaan ook uit 'n ringkern (nie altyd gebruik nie),kapasitor, arrester. Die laaste - die onderbreker - word gevind in die Engelse weergawe van Spark Gap. Die Tesla-transformator bevat ook 'n "uitset"-terminaal.
Coils
Primêr bevat, as 'n reël, 'n groot deursnee draad of 'n koperbuis met verskeie draaie. Die sekondêre spoel het 'n kleiner kabel. Sy draaie is ongeveer 1000. Die primêre spoel kan 'n plat (horisontale), koniese of silindriese (vertikale) vorm hê. Hier, anders as 'n konvensionele transformator, is daar geen ferromagnetiese kern nie. As gevolg hiervan word die onderlinge induktansie tussen die spoele aansienlik verminder. Saam met die kapasitor vorm die primêre element 'n ossillatoriese stroombaan. Dit sluit 'n vonkgaping in - 'n nie-lineêre element.
Die sekondêre spoel vorm ook 'n ossillatoriese stroombaan. Die toroïdale en sy eie spoel (interturn) kapasitansies dien as 'n kapasitor. Die sekondêre wikkeling word dikwels bedek met 'n laag vernis of epoksie. Dit word gedoen om elektriese onklaarraking te vermy.
Discharger
Die Tesla-transformatorkring sluit twee massiewe elektrodes in. Hierdie elemente moet bestand wees teen hoë strome wat deur 'n elektriese boog vloei. Verstelbare speling en goeie verkoeling is 'n moet.
Terminal
Hierdie element kan in 'n resonante Tesla-transformator in verskillende ontwerpe geïnstalleer word. Die terminaal kan 'n bol, 'n skerp pen of 'n skyf wees. Dit is ontwerp om voorspelbare vonkontladings met 'n groot te produseerlengte. Dus vorm twee gekoppelde ossillatoriese stroombane 'n Tesla-transformator.
Energie van die eter is een van die doeleindes van die apparaat se funksionering. Die uitvinder van die toestel het probeer om 'n golfgetal Z van 377 ohm te bereik. Hy het spoele van steeds groter groottes gemaak. Normale (volle) werking van die Tesla-transformator word verseker wanneer beide stroombane op dieselfde frekwensie ingestel is. As 'n reël, in die proses van aanpassing, word die primêre aangepas na die sekondêre. Dit word bereik deur die kapasitansie van die kapasitor te verander. Die aantal draaie by die primêre wikkeling verander ook totdat die maksimum spanning by die uitset verskyn.
In die toekoms word daar beplan om 'n eenvoudige Tesla-transformator te skep. Die energie van die eter sal ten volle vir die mensdom werk.
Aksie
Tesla-transformator werk in gepulseerde modus. Die eerste fase is 'n kapasitorlading tot by die afbreekspanning van die ontladingselement. Die tweede is die generering van hoëfrekwensie-ossillasies in die primêre stroombaan.’n Vonkgaping wat in parallel gekoppel is, sluit die transformator (kragbron), uitgesluit dit van die stroombaan. Andersins sal hy sekere verliese maak. Dit sal op sy beurt die kwaliteitsfaktor van die primêre stroombaan verminder. Soos die praktyk toon, verminder so 'n invloed die lengte van die ontslag aansienlik. In hierdie verband, in 'n goedgeboude stroombaan, word die afleider altyd parallel met die bron geplaas.
Charge
Dit word vervaardig deur 'n eksterne hoogspanningsbron gebaseer op 'n lae-frekwensie opstaptransformator. Die kapasitorkapasitansie word so gekies dat dit 'n sekere stroombaan saam met die induktor vorm. Sy resonansiefrekwensie moet gelyk wees aan die hoëspanningstroombaan.
In praktyk is alles ietwat anders. Wanneer die berekening van die Tesla-transformator uitgevoer word, word die energie wat gebruik sal word om die tweede stroombaan te pomp, nie in ag geneem nie. Die laaispanning word beperk deur die spanning by die afbreking van die arrester. Dit (as die element lug is) kan verstel word. Die afbreekspanning word reggestel deur die vorm of afstand tussen die elektrodes te verander. As 'n reël is die aanwyser in die reeks van 2-20 kV. Die teken van die spanning moet nie die kapasitor te veel "kort" nie, wat voortdurend van teken verander.
Generation
Nadat die afbreekspanning tussen die elektrodes bereik is, word 'n elektriese stortvloedagtige gasafbreking in die vonkgaping gevorm. Die kapasitor ontlaai op die spoel. Daarna neem die afbreekspanning skerp af as gevolg van die oorblywende ione in die gas (ladingdraers). Gevolglik bly die kring van die ossillasiekring, bestaande uit 'n kapasitor en 'n primêre spoel, deur die vonkgaping gesluit. Dit genereer hoëfrekwensievibrasies. Hulle vervaag geleidelik, hoofsaaklik as gevolg van verliese in die arrester, sowel as die ontsnapping van elektromagnetiese energie na die sekondêre spoel. Nietemin gaan die ossillasies voort totdat die stroom 'n voldoende aantal ladingdraers skep om 'n aansienlik laer afbreekspanning in die vonkgaping te handhaaf as die amplitude van ossillasies van die LC-stroombaan. In die sekondêre stroombaanresonansie verskyn. Dit lei tot hoë spanning by die terminaal.
Wysigings
Watter tipe Tesla-transformatorkring, die sekondêre en primêre stroombane bly dieselfde. Een van die komponente van die hoofelement kan egter van 'n ander ontwerp wees. In die besonder, ons praat oor 'n generator van hoë-frekwensie ossillasies. Byvoorbeeld, in die SGTC-wysiging word hierdie element op die vonkgaping uitgevoer.
RSG
Tesla se hoëkragtransformator bevat 'n meer komplekse vonkgaping-ontwerp. Dit geld veral vir die RSG-model. Die afkorting staan vir Rotary Spark Gap. Dit kan soos volg vertaal word: roterende / roterende vonk of statiese gaping met boogblusser (bykomende) toestelle. In hierdie geval word die frekwensie van werking van die gaping sinchronies gekies met die frekwensie van kapasitorlaai. Die ontwerp van die vonkrotorgaping sluit 'n motor in (gewoonlik is dit elektries), 'n skyf (roterende) met elektrodes. Laasgenoemde sluit of nader die paringskomponente om te sluit.
Die keuse van die rangskikking van kontakte en die spoed van rotasie van die as is gebaseer op die vereiste frekwensie van die ossillerende pakke. In ooreenstemming met die tipe motorbeheer word vonkrotorgapings as asinchronies en sinchronies onderskei. Die gebruik van 'n roterende vonkgaping verminder ook die waarskynlikheid van 'n parasitiese boog tussen die elektrodes aansienlik.
In sommige gevalle word 'n konvensionele vonkgaping vervangveelfase. Vir verkoeling word hierdie komponent soms in gasvormige of vloeibare diëlektrika geplaas (byvoorbeeld in olie). As 'n tipiese tegniek om die boog van 'n statistiese vonkgaping te blus, word die suiwering van die elektrodes met 'n kragtige lugstraal gebruik. In sommige gevalle word die Tesla-transformator van klassieke ontwerp aangevul met 'n tweede arrester. Die doel van hierdie element is om die laespanning (voeding) sone teen hoëspanningstuwings te beskerm.
Lampspoel
Die VTTC-wysiging gebruik vakuumbuise. Hulle speel die rol van 'n RF-ossillasiegenerator. As 'n reël is dit redelik kragtige lampe van die tipe GU-81. Maar soms kan jy lae-krag ontwerpe vind. Een van die kenmerke in hierdie geval is die afwesigheid van die behoefte om hoë spanning te verskaf. Om relatief klein ontladings te kry, benodig jy ongeveer 300-600 V. Daarbenewens maak VTTC amper geen geraas nie, wat verskyn wanneer die Tesla-transformator op die vonkgaping werk. Met die ontwikkeling van elektronika het dit moontlik geword om die grootte van die toestel aansienlik te vereenvoudig en te verminder. In plaas van 'n ontwerp op lampe, het 'n Tesla transformator op transistors begin gebruik word. Gewoonlik word 'n bipolêre element van toepaslike krag en stroom gebruik.
Hoe om 'n Tesla-transformator te maak?
Soos hierbo genoem, word 'n bipolêre element gebruik om die ontwerp te vereenvoudig. Dit is ongetwyfeld baie beter om 'n veldeffektransistor te gebruik. Maar bipolêr is makliker om mee te werk vir diegene wat nie genoeg ervare is in die samestelling van kragopwekkers nie. Spoelwikkeling endie versamelaar word uitgevoer met 'n draad van 0,5-0,8 millimeter. Op 'n hoogspanningsdeel word die draad 0,15-0,3 mm dik geneem. Ongeveer 1000 draaie word gemaak. 'n Spiraal word aan die "warm" punt van die wikkeling geplaas. Krag kan van 'n transformator van 10 V, 1 A geneem word. Wanneer krag vanaf 24 V of meer gebruik word, neem die lengte van die korona-ontlading aansienlik toe. Vir die kragopwekker kan jy die transistor KT805IM gebruik.
Gebruik die instrument
By die uitset kan jy 'n spanning van etlike miljoen volt kry. Dit is in staat om indrukwekkende ontladings in die lug te skep. Laasgenoemde kan op sy beurt 'n lengte van baie meter hê. Hierdie verskynsels is vir baie mense uiterlik baie aantreklik. Tesla-transformatorliefhebbers word vir dekoratiewe doeleindes gebruik.
Die uitvinder het self die toestel gebruik om ossillasies voort te plant en op te wek, wat gemik is op draadlose beheer van toestelle op 'n afstand (radiobeheer), data- en energie-oordrag. Aan die begin van die twintigste eeu het die Tesla-spoel begin om in medisyne gebruik te word. Pasiënte is met hoëfrekwensie swak strome behandel. Hulle, wat deur 'n dun oppervlaklaag van die vel vloei, het nie die interne organe beskadig nie. Terselfdertyd het die strome 'n helende en toniese effek op die liggaam gehad. Boonop word die transformator gebruik om gasontladingslampe aan die brand te steek en om na lekkasies in vakuumstelsels te soek. In ons tyd moet die hooftoepassing van die toestel egter as kognitief en esteties beskou word.
Effekte
Hulle word geassosieer met die vorming van verskillende soorte gasontladings tydens die werking van die toestel. Baie menseversamel Tesla-transformators om na die asemrowende effekte te kan kyk. In totaal produseer die toestel vier tipes ontladings. Dit is dikwels moontlik om waar te neem hoe die ontladings nie net van die spoel afwyk nie, maar ook van geaardeerde voorwerpe in sy rigting gerig word. Hulle kan ook korona gloei hê. Dit is opmerklik dat sommige chemiese verbindings (ionies) wanneer dit op die terminaal toegedien word, die kleur van die ontlading kan verander. Sodiumione maak byvoorbeeld vonk oranje, terwyl boorione vonkgroen maak.
Streamers
Dit is dof gloeiende vertakte dun kanale. Hulle bevat geïoniseerde gasatome en vrye elektrone verdeel van hulle. Hierdie ontladings vloei vanaf die terminaal van die spoel of vanaf die skerpste dele direk in die lug. In sy kern kan die streamer as sigbare lugionisasie (gloed van ione) beskou word, wat deur die BB-veld naby die transformator geskep word.
Boogontlading
Dit vorm redelik gereeld. Byvoorbeeld, as die transformator genoeg krag het, kan 'n boog gevorm word wanneer 'n geaarde voorwerp na die terminaal gebring word. In sommige gevalle is dit nodig om die voorwerp na die uitgang te raak, en dan terug te trek na 'n groter afstand en die boog te rek. Met onvoldoende betroubaarheid en spoelkrag kan so 'n ontlading komponente beskadig.
Spark
Hierdie vonklading word vrygestel vanaf skerp dele of vanaf die terminaal direk na die grond (geaard voorwerp). Vonk word aangebied in die vorm van vinnig veranderende of verdwynende helder filivormige strepe, sterk vertakte endikwels. Daar is ook 'n spesiale tipe vonkontlading. Dit word beweeg genoem.
Corona-ontlading
Dit is die gloed van ione in die lug. Dit vind plaas in 'n hoëspanning elektriese veld. Die resultaat is 'n blouerige, aangename gloed naby die BB-komponente van die struktuur met 'n beduidende kromming van die oppervlak.
Kenmerke
Tydens die werking van die transformator kan 'n kenmerkende elektriese geknetter gehoor word. Hierdie verskynsel is te wyte aan die proses waartydens streamers in vonkkanale verander. Dit gaan gepaard met 'n skerp toename in die hoeveelheid energie en stroomsterkte. Daar is 'n vinnige uitbreiding van elke kanaal en 'n skielike toename in druk in hulle. Gevolglik word skokgolwe by die grense gevorm. Hul kombinasie van uitbreidende kanale vorm 'n klank wat as krakerig ervaar word.
Menslike impak
Soos enige ander bron van sulke hoë spanning, kan die Tesla-spoel dodelik wees. Maar daar is 'n ander mening oor sommige soorte apparaat. Aangesien die hoëfrekwensie hoë spanning 'n vel effek het, en die stroom aansienlik agter die spanning in fase is, en die stroomsterkte baie klein is, ten spyte van die potensiaal, kan die ontlading in die menslike liggaam nie hartstilstand of ander ernstige afwykings in die liggaam.
