Hva er Tesla Transformer

I dag kalles Tesla-transformatoren en høyfrekvent høyspenningsresonanttransformator, og i nettverket kan du finne mange eksempler på livlige implementeringer av denne uvanlige enheten. En spole uten en ferromagnetisk kjerne, bestående av mange svinger av tynn ledning, kronet med en torus, avgir ekte lyn og imponerer overrasket tilskuere. Men husker alle hvordan og hvorfor denne fantastiske enheten opprinnelig ble opprettet?

Historien til denne oppfinnelsen begynner på slutten av 1800-tallet, da en strålende eksperimentell forsker Nikola Teslamens han jobbet i USA, satte han seg bare oppgaven med å lære å overføre elektrisk energi over lange avstander uten ledninger.

Det er knapt mulig å kartlegge det spesifikke året da denne ideen kom til forskeren med sikkerhet, men det er kjent at Nikola Tesla 20. mai 1891 holdt et detaljert foredrag ved Columbia University, hvor han presenterte ideene sine til personalet ved American Institute of Electrical Engineers og illustrerte som viser visuelle eksperimenter.

Hensikten med de første demonstrasjonene var å vise en ny måte å skaffe lys ved å bruke høyfrekvente og høyspenningsstrømmer for dette, samt å avsløre funksjonene i disse strømningene. I rettferdighet bemerker vi at moderne energisparende lysrør fungerer etter prinsippet som nettopp ble foreslått for Teslas lys.

Endelig teori angående nøyaktig trådløs elektrisk kraftoverføring det smeltet gradvis, forskeren brukte flere år på å leve opp til tankene om teknologien sin, eksperimentere mye og omhyggelig forbedre hvert element i kretsen, han utviklet brytere, oppfant motstandsdyktige høyspentkondensatorer, oppfant og modifiserte kretskontrollere, men han kunne ikke bringe planen sin til live på skalaen han ønsket.

Teorien har imidlertid nådd oss. Dagbøker, artikler, patenter og foredrag av Nikola Tesla er tilgjengelige, der du kan finne de første detaljene angående denne teknologien. Prinsippet for drift av en resonanttransformator kan bli funnet ved å lese for eksempel Nikola Teslas patenter nr. 787412 eller nr. 649621, som allerede er tilgjengelig i dag på nettverket.

Hvis du prøver å forstå kort hvordan Tesla-transformatoren fungerer, vurdere strukturen og driftsprinsippet, er det ingenting komplisert.

Den sekundære viklingen av transformatoren er laget av isolert ledning (for eksempel fra en emaljetråd), som legges rundt til rundt i et enkelt lag på en hul sylindrisk ramme, forholdet mellom rammens høyde og dens diameter blir vanligvis tatt fra 6 til 1 til 4 til 1.

Etter vikling blir den sekundære viklingen belagt med epoksyharpiks eller lakk. Den primære viklingen er laget av en relativt stor tverrsnittstråd, den inneholder vanligvis fra 2 til 10 omdreininger, og passer i form av en flat spiral, eller er viklet som en sekundær en - på en sylindrisk ramme med en diameter som er litt større enn den sekundære.

Høyden på den primære viklingen overstiger som regel ikke 1/5 av høyden til sekundæren. En toroid er koblet til den øvre terminalen på sekundærviklingen, og den nedre terminalen er jordet. Deretter vurderer du mer detaljert.

For eksempel: den sekundære viklingen vikles på en ramme med en diameter på 110 mm, PETV-2 emaljekabel med en diameter på 0,5 mm, og inneholder 1200 omdreininger, så høyden er ca 62 cm, og lengden på ledningen er omtrent 417 meter. La primærviklingen inneholde 5 omdreininger av et tykt kobberrør, viklet rundt en diameter på 23 cm, og har en høyde på 12 cm.

Deretter lager du en toroid. Ideelt sett bør dens kapasitans være slik at resonansfrekvensen til sekundærkretsen (jordet sekundærspole sammen med toroid og det omgivende medium) tilsvarer lengden på den sekundære viklingstråden, slik at denne lengden tilsvarer en fjerdedel av bølgelengden (for eksempel er frekvensen lik 180 kHz) .

For nøyaktig beregning kan et spesielt program for beregning av Tesla-spoler, for eksempel VcTesla eller inka, være nyttig.En høyspentkondensator velges for primærviklingen, hvis kapasitans sammen med induktansen til primærviklingen vil danne en oscillerende krets, hvis naturlige frekvens vil være lik resonansfrekvensen til sekundærkretsen. Typisk tas en kondensator nær kapasitet, og innstilling utføres ved valg av svinger av den primære viklingen.

Essensen av Tesla-transformatoren i kanonisk form er som følger: den primære kretskondensatoren lades fra en passende høyspenningskilde, deretter kobles den av bryteren til den primære viklingen, og så gjentas den mange ganger i sekundet.

Som et resultat av hver koblingssyklus oppstår dempede svingninger i primærkretsen. Men den primære spolen er en induktor for sekundærkretsen, derfor blir elektromagnetiske bølger begeistret i henholdsvis sekundærkretsen.

Siden sekundærkretsen er innstilt på resonans med de primære svingningene, oppstår en spenningsresonans på sekundærviklingen, og så må transformasjonskoeffisienten (forholdet mellom primærviklingen og de sekundære viklingene dekket av den) multipliseres med Q - kvalitetsfaktoren til sekundærkretsen, deretter det reelle forholdet spenning på sekundærviklingen til spenning på primæren.

Og siden lengden på ledningen til sekundærviklingen er lik en fjerdedel av bølgelengden til svingningene som er indusert i den, er det på toroidene at det vil være en spenningsantinode (og på bakkepunktet - den gjeldende antinoden), og det er her den mest effektive sammenbruddet kan finne sted.

Ulike kretser brukes til å drive den primære kretsen, fra et statisk gnistgap (gnistgap) drevet av MOTs (ILO - en høyspent transformator fra en mikrobølgeovn) til resonanserende transistorkretser på programmerbare kontrollere drevet av en utbedret nettspenning, men essensen i dette endrer seg ikke.

Her er de vanligste typene Tesla-spiraler, avhengig av hvordan du kontrollerer dem:

SGTC (SSTC, Spark Gap Tesla Coil) - Tesla-transformator i gnistgapet. Dette er en klassisk design, et lignende opplegg ble opprinnelig brukt av Tesla selv. Som et bytteelement brukes her en gnistgap. I strukturer med lav effekt er arrestereren to stykker tykk tråd som ligger på et stykke, mens i kraftigere brukes komplekse roterende utladere ved bruk av motorer. Transformatorer av denne typen lages hvis bare en lang streamer er nødvendig, og effektiviteten ikke er viktig.

VTTC (WTC, Vacuum Tube Tesla Coil) - Tesla-transformator på en elektronisk lampe. Som et koblingselement brukes her et kraftig radiorør, for eksempel GU-81. Slike transformatorer kan operere kontinuerlig og produsere ganske tykke utladninger. Denne typen kraft brukes ofte til å bygge høyfrekvente spoler, som på grunn av det typiske utseendet til streamere deres, kalles "fakler".

SSTC (SSTC, Solid State Tesla Coil) - Tesla-transformator, der halvledere brukes som et nøkkelelement. Vanligvis det IGBT- eller MOSFET-transistorer. Denne typen transformatorer kan fungere kontinuerlig. Utseendet til streamere laget av en slik spole kan være veldig forskjellig. Denne typen Tesla-transformatorer er enklere å kontrollere, for eksempel kan du spille musikk på dem.

DRSSTC (DRSTC, Dual Resonant Solid State Tesla Coil) - Tesla-transformator med to resonanskretser, her, som nøkler i SSTC, brukes halvledere. ДРССТЦ - den vanskeligste typen Tesla-transformatorer innen kontroll og innstilling.

For å oppnå mer effektiv og effektiv drift av Tesla-transformatoren, er det DRSSTC-topologiordninger som brukes når kraftig resonans oppnås i selve primærkretsen, og i henholdsvis sekundæren et lysere bilde, lengre og tykkere lyn (streamere).

Tesla selv prøvde så godt han kunne å oppnå nettopp en slik driftsmåte for sin transformator, og begynnelsen av denne ideen kan sees i patent nr. 568176, hvor ladningsreaktorer brukes, da utviklet Tesla kretsløpet langs denne banen, det vil si at han søkte å bruke primærkretsen så effektivt som mulig og skape resonans. Du kan lese om forskerens eksperimenter i dagboken hans (forskerens notater om eksperimenter i Colorado Springs, som han gjennomførte fra 1899 til 1900, er allerede publisert i trykt form).

Når vi snakker om den praktiske anvendelsen av Tesla-transformatoren, bør man ikke begrense seg til beundring for den estetiske karakteren av mottatte utslipp og behandle enheten som en dekorativ. Spenningen på den sekundære viklingen av transformatoren kan nå millioner volt, som til slutt er en effektiv kilde til ultrahøy spenning.

Tesla utviklet selv systemet sitt for overføring av elektrisitet over lange avstander uten ledninger ved bruk av ledningsevnen i de øvre luftlagene i atmosfæren. Det ble antatt at det var en mottakende transformator med lignende design, som ville senke den aksepterte høyspenningen til en verdi som er akseptabel for forbrukeren. Du kan finne ut om dette ved å lese Teslas patent nr. 649621.

Spesiell oppmerksomhet er arten av Tesla-transformatorens interaksjon med miljøet. Sekundærkretsen er en åpen krets, og systemet er ikke termodynamisk isolert, det er ikke engang lukket, det er et åpent system. Moderne forskning i denne retningen blir utført av mange forskere, og et punkt på denne veien er ennå ikke satt.

Comments

[#1]

Velkommen! Kanskje utenfor emnet. Det er en kraftledning ved siden av dachaen og de fortalte meg at du kan bruke den gratis energien din til belysning, i så fall hvordan du gjør det for å få strøm, i det minste for å drive LED-lampene. Takk

[#2]

Victor Dzyuba,
Jeg hørte et sted at hvis du installerer en spole under en kraftledning, så vil en emk bli indusert i den. Jeg vet ikke, kanskje ikke sannheten. Prøv, eksperiment.

[#3 Michael]

Victor, dette vil ikke være fri energi. Gratis energi oppnås ikke fra kraftledninger.

[#4]

Når de var på TV, viste de hvordan gjetere i steppen brakte en trepinne med ledning til en høyspentkabel i en viss avstand og til og med klarte å se på TV ved å justere avstanden fra dagens ledning.