El transformador Tesla (el principi de funcionament de l'aparell es comentarà més endavant) es va patentar el 1896, el 22 de setembre. El dispositiu es va presentar com un dispositiu que produeix corrents elèctrics d' alt potencial i freqüència. El dispositiu va ser inventat per Nikola Tesla i va rebre el seu nom. Considerem aquest dispositiu amb més detall.
Transformador de Tesla: principi de funcionament
L'essència del funcionament del dispositiu es pot explicar amb l'exemple del conegut swing. Quan oscil·len en condicions d'oscil·lacions forçades, l'amplitud, que serà màxima, esdevindrà proporcional a la força aplicada. Quan es balanceja en mode lliure, l'amplitud màxima augmentarà moltes vegades amb els mateixos esforços. Aquesta és l'essència del transformador de Tesla. S'utilitza un circuit secundari oscil·latori com a oscil·lació a l'aparell. El generador juga el paper de l'esforç aplicat. Amb la seva consistència (empènyer en períodes de temps estrictament necessaris), es proporciona un oscil·lador mestre o un circuit primari (d'acord amb el dispositiu).
Descripció
Un simple transformador de Tesla inclou dues bobines. Un és primari, l' altre és secundari. A més, el transformador ressonant de Tesla consta d'un toroide (no sempre s'utilitza),condensador, paral·lel. L'últim, l'interruptor, es troba a la versió anglesa de Spark Gap. El transformador de Tesla també conté un terminal de "sortida".
Bobines
Primari conté, per regla general, un cable de gran diàmetre o un tub de coure amb diverses voltes. La bobina secundària té un cable més petit. Els seus girs són aproximadament 1000. La bobina primària pot tenir una forma plana (horitzontal), cònica o cilíndrica (vertical). Aquí, a diferència d'un transformador convencional, no hi ha nucli ferromagnètic. A causa d'això, la inductància mútua entre les bobines es redueix significativament. Juntament amb el condensador, l'element primari forma un circuit oscil·latori. Inclou una espurna, un element no lineal.
La bobina secundària també forma un circuit oscil·latori. La capacitat toroidal i la seva pròpia bobina (interturn) actuen com a condensador. El bobinatge secundari sovint es cobreix amb una capa de vernís o epoxi. Això es fa per evitar avaries elèctriques.
Descàrrega
El circuit transformador de Tesla inclou dos elèctrodes massius. Aquests elements han de ser resistents als corrents elevats que circulen per un arc elèctric. Un espai ajustable i una bona refrigeració són imprescindibles.
Terminal
Aquest element es pot instal·lar en un transformador Tesla ressonant en diferents dissenys. El terminal pot ser una esfera, una agulla afilada o un disc. Està dissenyat per produir descàrregues d'espurna previsibles amb un granllargada. Així, dos circuits oscil·latoris connectats formen un transformador de Tesla.
L'energia de l'èter és una de les finalitats del funcionament de l'aparell. L'inventor del dispositiu va intentar aconseguir un nombre d'ona Z de 377 ohms. Va fer bobines de mides cada cop més grans. El funcionament normal (complet) del transformador de Tesla està garantit quan tots dos circuits estan sintonitzats a la mateixa freqüència. Per regla general, en el procés d'ajust, el primari s'ajusta al secundari. Això s'aconsegueix canviant la capacitat del condensador. El nombre de voltes al bobinatge primari també canvia fins que apareix la tensió màxima a la sortida.
En el futur, es preveu crear un transformador Tesla senzill. L'energia de l'èter funcionarà per a la humanitat al màxim.
Acció
El transformador de Tesla funciona en mode polsat. La primera fase és una càrrega del condensador fins a la tensió de ruptura de l'element de descàrrega. El segon és la generació d'oscil·lacions d' alta freqüència al circuit primari. Una espurna connectada en paral·lel tanca el transformador (font d'alimentació), excloent-lo del circuit. En cas contrari, tindrà certes pèrdues. Això, al seu torn, reduirà el factor de qualitat del circuit primari. Com mostra la pràctica, aquesta influència redueix significativament la durada de la descàrrega. En aquest sentit, en un circuit ben construït, el paral·lel sempre es col·loca paral·lel a la font.
Càrrec
És produït per una font externa d' alta tensió basada en un transformador augmentador de baixa freqüència. La capacitat del condensador es tria de manera que formi un circuit determinat juntament amb l'inductor. La seva freqüència de ressonància hauria de ser igual a la del circuit d' alta tensió.
A la pràctica, tot és una mica diferent. Quan es realitza el càlcul del transformador Tesla, no es té en compte l'energia que s'utilitzarà per bombejar el segon circuit. La tensió de càrrega està limitada per la tensió a l'avaria de l'aturador. Es pot ajustar (si l'element és aire). La tensió de ruptura es corregeix canviant la forma o la distància entre els elèctrodes. Com a regla general, l'indicador està en el rang de 2-20 kV. El signe de la tensió no hauria de "curtar" massa el condensador, que canvia constantment de signe.
Generació
Després d'arribar a la tensió de ruptura entre els elèctrodes, es forma una ruptura de gas semblant a una allau elèctrica a l'espurna. El condensador es descarrega a la bobina. Després d'això, la tensió de ruptura disminueix bruscament a causa dels ions restants al gas (portadors de càrrega). Com a resultat, el circuit del circuit d'oscil·lació, format per un condensador i una bobina primària, roman tancat a través de l'espurna. Genera vibracions d' alta freqüència. S'esvaeixen gradualment, principalment a causa de les pèrdues en el pararrayos, així com per l'escapada d'energia electromagnètica a la bobina secundària. No obstant això, les oscil·lacions continuen fins que el corrent crea un nombre suficient de portadors de càrrega per mantenir una tensió de ruptura significativament inferior a l'espurna que l'amplitud de les oscil·lacions del circuit LC. En el circuit secundariapareix la ressonància. Això provoca una alta tensió al terminal.
Modificacions
Sigui quin sigui el tipus de circuit del transformador de Tesla, els circuits secundari i primari segueixen sent els mateixos. Tanmateix, un dels components de l'element principal pot tenir un disseny diferent. En concret, estem parlant d'un generador d'oscil·lacions d' alta freqüència. Per exemple, a la modificació SGTC, aquest element es realitza a l'espurna.
RSG
El transformador d' alta potència de Tesla incorpora un disseny d'espurna més complex. En particular, això s'aplica al model RSG. L'abreviatura significa Rotary Spark Gap. Es pot traduir de la següent manera: espurna giratòria / rotativa o buit estàtic amb dispositius d'extinció d'arc (addicionals). En aquest cas, la freqüència de funcionament del buit es selecciona de manera sincrònica amb la freqüència de càrrega del condensador. El disseny de la bretxa del rotor d'espurna inclou un motor (normalment és elèctric), un disc (giratori) amb elèctrodes. Aquests últims tanquen o s'acosten als components d'aparellament per tancar-los.
L'elecció de la disposició dels contactes i la velocitat de rotació de l'eix es basa en la freqüència requerida dels paquets oscil·latoris. D'acord amb el tipus de control del motor, els buits del rotor d'espurna es distingeixen en asíncrons i sincrònics. A més, l'ús d'una espurna giratòria redueix significativament la probabilitat d'un arc paràsit entre els elèctrodes.
En alguns casos, es substitueix una espurna convencionalmultietapa. Per a la refrigeració, aquest component de vegades es col·loca en dielèctrics gasosos o líquids (en oli, per exemple). Com a tècnica típica per extingir l'arc d'una espurna estadística, s'utilitza la purga dels elèctrodes mitjançant un potent raig d'aire. En alguns casos, el transformador Tesla de disseny clàssic es complementa amb un segon paral·lel. L'objectiu d'aquest element és protegir la zona de baixa tensió (alimentació) de sobretensions d' alta tensió.
Bobina de llum
La modificació VTTC utilitza tubs de buit. Fan el paper d'un generador d'oscil·lacions de RF. Com a regla general, es tracta de làmpades força potents del tipus GU-81. Però de vegades podeu trobar dissenys de baix consum. Una de les característiques en aquest cas és l'absència de la necessitat de proporcionar alta tensió. Per obtenir descàrregues relativament petites, necessiteu uns 300-600 V. A més, el VTTC gairebé no fa soroll, que apareix quan el transformador de Tesla funciona a l'espurna. Amb el desenvolupament de l'electrònica, va ser possible simplificar i reduir significativament la mida del dispositiu. En lloc d'un disseny de làmpades, es va començar a utilitzar un transformador Tesla en transistors. Normalment s'utilitza un element bipolar de potència i corrent adequats.
Com fer un transformador de Tesla?
Com s'ha esmentat anteriorment, s'utilitza un element bipolar per simplificar el disseny. Sens dubte, és molt millor utilitzar un transistor d'efecte de camp. Però el bipolar és més fàcil de treballar per a aquells que no tenen prou experiència en el muntatge de generadors. Bobina i bobinael col·lector es realitza amb un cable de 0,5-0,8 mil·límetres. En una part d' alta tensió, el cable es pren un gruix de 0,15-0,3 mm. Es fan aproximadament 1000 voltes. Es col·loca una espiral a l'extrem "calent" de l'enrotllament. La potència es pot prendre d'un transformador de 10 V, 1 A. Quan s'utilitza una potència de 24 V o més, la longitud de la descàrrega corona augmenta significativament. Per al generador, podeu utilitzar el transistor KT805IM.
Ús de l'instrument
A la sortida, podeu obtenir una tensió de diversos milions de volts. És capaç de crear descàrregues impressionants a l'aire. Aquest últim, al seu torn, pot tenir una llargada de molts metres. Aquests fenòmens són molt atractius exteriorment per a moltes persones. Els amants dels transformadors de Tesla s'utilitzen amb finalitats decoratives.
El mateix inventor va utilitzar el dispositiu per propagar i generar oscil·lacions, que tenen com a objectiu el control sense fil de dispositius a distància (control de ràdio), transmissió de dades i energia. A principis del segle XX, la bobina de Tesla va començar a utilitzar-se en medicina. Els pacients van ser tractats amb corrents febles d' alta freqüència. Ells, que flueixen a través d'una fina capa superficial de la pell, no van danyar els òrgans interns. Al mateix temps, els corrents tenien un efecte curatiu i tònic sobre el cos. A més, el transformador s'utilitza per encendre llums de descàrrega de gas i per buscar fuites en sistemes de buit. Tanmateix, en els nostres dies, l'aplicació principal del dispositiu s'ha de considerar cognitiva i estètica.
Efectes
S'associen a la formació de diversos tipus de descàrregues de gas durant el funcionament del dispositiu. Molta gentrecollir transformadors de Tesla per poder veure els efectes impressionants. En total, el dispositiu produeix descàrregues de quatre tipus. Sovint és possible observar com les descàrregues no només surten de la bobina, sinó que també es dirigeixen des d'objectes connectats a terra en la seva direcció. També poden tenir lluentors de corona. Cal destacar que alguns compostos químics (iònics) quan s'apliquen al terminal poden canviar el color de la descàrrega. Per exemple, els ions de sodi fan una guspira taronja, mentre que els ions de bor fan una guspira verda.
Streamers
Aquests són canals prims ramificats que brillen poc. Contenen àtoms de gas ionitzat i electrons lliures separats d'ells. Aquestes descàrregues flueixen des del terminal de la bobina o des de les parts més afilades directament a l'aire. En el seu nucli, el streamer es pot considerar una ionització d'aire visible (brillantor d'ions), que es crea pel camp BB a prop del transformador.
Descàrrega d'arc
Es forma força sovint. Per exemple, si el transformador té prou potència, es pot formar un arc quan es porta un objecte posat a terra al terminal. En alguns casos, cal tocar l'objecte fins a la sortida i després retreure's a una distància creixent i estirar l'arc. Amb una fiabilitat i una potència de bobina insuficients, aquesta descàrrega pot danyar els components.
Spark
Aquesta càrrega d'espurna s'emet des de parts afilades o des del terminal directament a terra (objecte posat a terra). L'espurna es presenta en forma de ratlles filiformes brillants que canvien o desapareixen ràpidament, fortament ramificades isovint. També hi ha un tipus especial de descàrrega d'espurna. S'anomena moviment.
Descàrrega Corona
Aquest és la resplendor dels ions continguts a l'aire. Té lloc en un camp elèctric d' alta tensió. El resultat és una brillantor blavosa i agradable per als ulls a prop dels components BB de l'estructura amb una curvatura important de la superfície.
Característiques
Durant el funcionament del transformador s'escolta un craqueig elèctric característic. Aquest fenomen es deu al procés durant el qual els streamers es converteixen en canals d'espurna. S'acompanya d'un fort augment de la quantitat d'energia i la força del corrent. Hi ha una ràpida expansió de cada canal i un augment brusc de la pressió en ells. Com a resultat, es formen ones de xoc als límits. La seva combinació a partir de canals en expansió forma un so que es percep com un cruixent.
Impacte humà
Com qualsevol altra font de tensió tan alta, la bobina de Tesla pot ser mortal. Però hi ha una opinió diferent respecte a alguns tipus d'aparells. Com que l' alta tensió d' alta freqüència té un efecte sobre la pell, i el corrent està significativament per darrere de la tensió en fase, i la intensitat del corrent és molt petita, malgrat el potencial, la descàrrega al cos humà no pot provocar una aturada cardíaca o altres trastorns greus en el cos.
