Tesla transformator (načelo delovanja aparata bo obravnavano kasneje) je bil patentiran leta 1896, 22. septembra. Naprava je bila predstavljena kot naprava, ki proizvaja električne tokove visokega potenciala in frekvence. Napravo je izumil Nikola Tesla in jo poimenoval po njem. Oglejmo si to napravo podrobneje.
Tesla transformator: princip delovanja
Bistvo delovanja naprave je mogoče razložiti s primerom dobro znanega zamaha. Ko se nihajo v pogojih prisilnih nihanj, bo amplituda, ki bo največja, postala sorazmerna uporabljeni sili. Pri nihanju v prostem načinu se bo največja amplituda z enakimi napori večkrat povečala. To je bistvo Teslinega transformatorja. Kot nihanje v aparatu se uporablja nihajno sekundarno vezje. Generator igra vlogo uporabljenega napora. Z njihovo doslednostjo (pritiskanje v strogo potrebnih časovnih obdobjih) je zagotovljen glavni oscilator ali primarni tokokrog (v skladu z napravo).
Opis
Preprost Teslin transformator vključuje dve tuljavi. Eno je primarno, drugo je sekundarno. Tudi Teslin resonančni transformator je sestavljen iz toroida (ni vedno uporabljen),kondenzator, odvodnik. Zadnjega - prekinjevalca - najdemo v angleški različici Spark Gap. Teslin transformator vsebuje tudi "izhodni" terminal.
Coils
Primarni praviloma vsebuje žico velikega premera ali bakreno cev z več zavoji. Sekundarna tuljava ima manjši kabel. Njeni obrati so približno 1000. Primarna tuljava ima lahko ravno (vodoravno), stožčasto ali valjasto (navpično) obliko. Tukaj, za razliko od običajnega transformatorja, ni feromagnetnega jedra. Zaradi tega se medsebojna induktivnost med tuljavami znatno zmanjša. Primarni element skupaj s kondenzatorjem tvori oscilatorno vezje. Vključuje iskriško režo - nelinearni element.
Sekundarna tuljava tvori tudi nihajno vezje. Toroidna in lastna tuljava (mednavojna) kapacitivnost delujeta kot kondenzator. Sekundarni navit je pogosto prekrit s plastjo laka ali epoksida. To se naredi, da se izognemo električnim okvaram.
razkladnik
Teslino vezje transformatorja vključuje dve masivni elektrodi. Ti elementi morajo biti odporni na visoke tokove, ki tečejo skozi električni lok. Nastavljiv odmik in dobro hlajenje sta nujna.
terminal
Ta element je mogoče vgraditi v resonančni Teslin transformator v različnih izvedbah. Terminal je lahko krogla, nabrušen zatič ali disk. Zasnovan je za proizvodnjo predvidljivih isker z velikimdolžina. Tako dva povezana nihajna kroga tvorita Teslin transformator.
Energija iz etra je eden od namenov delovanja aparata. Izumitelj naprave je želel doseči valovno število Z 377 ohmov. Izdeloval je tuljave vedno večjih velikosti. Normalno (polno) delovanje Teslinega transformatorja je zagotovljeno, ko sta oba tokokroga uglašena na isto frekvenco. Praviloma se v procesu prilagajanja primarni prilagodi sekundarni. To dosežemo s spreminjanjem kapacitivnosti kondenzatorja. Število zavojev pri primarnem navitju se prav tako spreminja, dokler se na izhodu ne pojavi največja napetost.
V prihodnosti je načrtovana izdelava preprostega Teslinega transformatorja. Energija iz etra bo delovala za človeštvo na polno.
Akcija
Tesla transformator deluje v impulznem načinu. Prva faza je polnjenje kondenzatorja do napetosti razbitja razelektritvenega elementa. Drugi je generiranje visokofrekvenčnih nihanj v primarnem krogu. Vzporedno povezana iskrila zapre transformator (vir energije) in ga izključi iz vezja. V nasprotnem primeru bo imel določene izgube. To pa bo zmanjšalo faktor kakovosti primarnega tokokroga. Kot kaže praksa, takšen vpliv znatno zmanjša dolžino izpusta. V zvezi s tem je v dobro zgrajenem vezju odvodnik vedno nameščen vzporedno z virom.
Zaračunavanje
Proizvaja ga zunanji visokonapetostni vir, ki temelji na nizkofrekvenčnem pospeševalnem transformatorju. Kapacitivnost kondenzatorja je izbrana tako, da skupaj z induktorjem tvori določeno vezje. Njegova resonančna frekvenca mora biti enaka visokonapetostnemu vezju.
V praksi je vse nekoliko drugače. Ko se izvede izračun Teslinega transformatorja, se energija, ki bo uporabljena za črpanje drugega kroga, ne upošteva. Napetost polnjenja je omejena z napetostjo pri okvari odvodnika. To (če je element zrak) je mogoče prilagoditi. Propadna napetost se popravi s spremembo oblike ali razdalje med elektrodama. Praviloma je indikator v območju 2-20 kV. Znak napetosti ne sme preveč "skrajšati" kondenzatorja, ki nenehno spreminja predznak.
generacija
Ko je dosežena prelomna napetost med elektrodama, se v iskriščini tvori električni plazoviti razpad plina. Kondenzator se izprazni na tuljavo. Po tem se zaradi preostalih ionov v plinu (nosilcev naboja) prelomna napetost močno zmanjša. Posledično vezje nihajnega kroga, sestavljeno iz kondenzatorja in primarne tuljave, ostane zaprto skozi iskriško režo. Ustvarja visokofrekvenčne vibracije. Postopoma zbledijo, predvsem zaradi izgub v odvodniku, pa tudi zaradi uhajanja elektromagnetne energije v sekundarno tuljavo. Kljub temu se nihanja nadaljujejo, dokler tok ne ustvari zadostnega števila nosilcev naboja za vzdrževanje bistveno nižje prelomne napetosti v iskriščini kot je amplituda nihanja LC vezja. V sekundarnem krogupojavi se resonanca. To povzroči visoko napetost na terminalu.
Spremembe
Ne glede na vrsto Teslinega transformatorskega vezja, sekundarno in primarno vezje ostaneta enaka. Vendar je lahko ena od komponent glavnega elementa drugačne zasnove. Zlasti govorimo o generatorju visokofrekvenčnih nihanj. Na primer, v modifikaciji SGTC se ta element izvede na iskrišči.
RSG
Teslin transformator visoke moči vključuje bolj zapleteno zasnovo iskri. To še posebej velja za model RSG. Okrajšava pomeni Rotary Spark Gap. Prevedemo ga lahko na naslednji način: vrtljiva / vrtljiva iskra ali statična reža z (dodatnimi) napravami za gašenje obloka. V tem primeru je frekvenca delovanja vrzeli izbrana sinhrono s frekvenco polnjenja kondenzatorja. Zasnova reže rotorja iskrice vključuje motor (običajno je električni), disk (vrtljiv) z elektrodami. Slednji se bodisi zaprejo ali približajo spojenim komponentam, da se zaprejo.
Izbira razporeditve kontaktov in hitrosti vrtenja gredi temelji na zahtevani frekvenci nihajnih paketov. V skladu z vrsto krmiljenja motorja ločimo reže rotorja isker na asinhrone in sinhrone. Prav tako uporaba vrtljive iskriške reže znatno zmanjša verjetnost parazitskega loka med elektrodama.
V nekaterih primerih se zamenja običajna iskriška režavečstopenjski. Za hlajenje se ta komponenta včasih postavi v plinaste ali tekoče dielektrike (na primer v olje). Kot tipična tehnika za gašenje loka statistične iskre se uporablja čiščenje elektrod z močnim zračnim curkom. V nekaterih primerih je Teslin transformator klasične zasnove dopolnjen z drugim odvodnikom. Namen tega elementa je zaščititi nizkonapetostno (napajalno) območje pred visokonapetostnimi sunki.
tuljava žarnice
Modifikacija VTTC uporablja vakuumske cevi. Igrajo vlogo generatorja RF nihanj. Praviloma so to precej močne svetilke tipa GU-81. Toda včasih lahko najdete modele z nizko porabo. Ena od značilnosti v tem primeru je odsotnost potrebe po zagotavljanju visoke napetosti. Če želite dobiti relativno majhne razelektritve, potrebujete približno 300-600 V. Poleg tega VTTC skoraj ne ustvarja hrupa, ki se pojavi, ko transformator Tesla deluje na iskriško režo. Z razvojem elektronike je postalo mogoče znatno poenostaviti in zmanjšati velikost naprave. Namesto zasnove na svetilkah se je začel uporabljati Teslin transformator na tranzistorjih. Običajno se uporablja bipolarni element ustrezne moči in toka.
Kako narediti Teslin transformator?
Kot je navedeno zgoraj, se za poenostavitev dizajna uporablja bipolarni element. Nedvomno je veliko bolje uporabiti tranzistor z učinkom polja. Toda bipolarno je lažje delati za tiste, ki nimajo dovolj izkušenj pri sestavljanju generatorjev. Navijanje tuljave inkolektor se izvede z žico 0,5-0,8 milimetrov. Na visokonapetostnem delu se vzame žica debeline 0,15-0,3 mm. Opravljenih je približno 1000 zavojev. Na "vročem" koncu navitja je nameščena spirala. Moč je mogoče vzeti iz transformatorja 10 V, 1 A. Pri uporabi moči od 24 V ali več se dolžina koronskega razelektritve znatno poveča. Za generator lahko uporabite tranzistor KT805IM.
Uporaba instrumenta
Na izhodu lahko dobite napetost več milijonov voltov. Sposoben je ustvariti impresivne izpuste v zraku. Slednji pa ima lahko dolžino več metrov. Ti pojavi so za mnoge ljudi navzven zelo privlačni. Ljubitelji Teslinih transformatorjev se uporabljajo za dekorativne namene.
Izumitelj je sam napravo uporabljal za širjenje in generiranje nihanj, ki so namenjena brezžičnemu nadzoru naprav na daljavo (radio nadzor), prenosu podatkov in energije. Na začetku dvajsetega stoletja se je Teslova tuljava začela uporabljati v medicini. Bolnike so zdravili z visokofrekvenčnimi šibkimi tokovi. Tečejo skozi tanko površinsko plast kože in niso poškodovali notranjih organov. Hkrati so tokovi na telo delovali zdravilno in tonično. Poleg tega se transformator uporablja za vžig plinskih žarnic in iskanje puščanja v vakuumskih sistemih. Vendar pa je v našem času treba glavno uporabo naprave obravnavati kot kognitivno in estetsko.
Učinki
Povezani so s tvorbo različnih vrst plinskih izpustov med delovanjem naprave. Veliko ljudizbirajte Tesle transformatorje, da boste lahko opazovali dih jemajoče učinke. Skupno naprava proizvaja izpuste štirih vrst. Pogosto je mogoče opaziti, kako razelektritve ne odstopajo le od tuljave, ampak so usmerjene tudi od ozemljenih predmetov v njeno smer. Lahko imajo tudi koronski žarek. Omeniti velja, da lahko nekatere kemične spojine (ionske), ko jih nanesejo na terminal, spremenijo barvo izpusta. Na primer, natrijevi ioni naredijo iskro oranžno, borovi ioni pa zeleno.
streamers
To so rahlo žareči razvejani tanki kanali. Vsebujejo atome ioniziranega plina in od njih se odcepijo prosti elektroni. Ti izpusti tečejo s terminala tuljave ali iz najostrejših delov neposredno v zrak. V svojem jedru lahko strimer štejemo za vidno ionizacijo zraka (sijaj ionov), ki jo ustvari BB polje v bližini transformatorja.
obločni izpust
Nastane precej pogosto. Na primer, če ima transformator zadostno moč, lahko nastane lok, ko se na terminal pripelje ozemljen predmet. V nekaterih primerih se je potrebno dotakniti predmeta do izhoda, nato pa se umakniti na naraščajočo razdaljo in raztegniti lok. Zaradi nezadostne zanesljivosti in moči tuljave lahko takšen izpust poškoduje komponente.
Spark
Ta iskrični naboj se oddaja iz ostrih delov ali iz terminala neposredno na tla (ozemljen predmet). Iskra je predstavljena v obliki hitro spreminjajočih se ali izginjajočih svetlih nitastih črt, močno razvejanih inpogosto. Obstaja tudi posebna vrsta iskre. Imenuje se premikanje.
Corona discharge
To je sij ionov v zraku. Poteka v visokonapetostnem električnem polju. Rezultat je modrikast, prijeten za oči sijaj v bližini BB komponent strukture s precejšnjo ukrivljenostjo površine.
Funkcije
Med delovanjem transformatorja se sliši značilen električni prask. Ta pojav je posledica procesa, med katerim se strimeri spremenijo v iskriške kanale. Spremlja ga močno povečanje količine energije in tokovne moči. Vsak kanal se hitro razširi in tlak v njih nenadoma naraste. Posledično na mejah nastanejo udarni valovi. Njihova kombinacija iz razširitvenih kanalov tvori zvok, ki se zazna kot prasketanje.
Človeški vpliv
Kot kateri koli drug vir tako visoke napetosti je lahko Teslova tuljava smrtonosna. Toda glede nekaterih vrst aparatov obstaja drugačno mnenje. Ker ima visokofrekvenčna visoka napetost kožni učinek, tok pa znatno zaostaja za fazno napetostjo in je jakost toka zelo majhna, kljub potencialu izpust v človeško telo ne more izzvati zastoja srca ali drugih resnih motenj pri telo.
