Hvad er Tesla Transformer

I dag kaldes Tesla-transformeren en højfrekvent højspændingsresonanttransformator, og i netværket kan du finde mange eksempler på livlige implementeringer af denne usædvanlige enhed. En spole uden en ferromagnetisk kerne, der består af mange vendinger af en tynd tråd, kronet med en torus, udsender ægte lyn og imponerer forbløffede tilskuere. Men kan alle huske, hvordan og hvorfor denne fantastiske enhed oprindeligt blev oprettet?

Historien om denne opfindelse begynder i slutningen af ​​det 19. århundrede, da en strålende eksperimentel videnskabsmand Nikola Teslamens han arbejdede i USA, stillede han sig kun til opgave at lære at overføre elektrisk energi over lange afstande uden ledninger.

Det er næppe muligt at præcisere det specifikke år, da denne idé kom til videnskabsmanden med sikkerhed, men det vides, at den 20. maj 1891 holdt Nikola Tesla et detaljeret foredrag på Columbia University, hvor han præsenterede sine ideer til personalet i American Institute of Electrical Engineers og illustrerede viser visuelle eksperimenter.

Formålet med de første demonstrationer var at vise en ny måde at få lys ved at bruge højfrekvens- og højspændingsstrømme til dette og også at afsløre funktionerne i disse strømme. Af retfærdighed bemærker vi, at moderne energibesparende lysstofrør fungerer efter det princip, der netop blev foreslået til Teslas lys.

Endelig teori om nøjagtigt trådløs elektrisk transmission det trængte gradvist op, forskeren brugte adskillige år på at leve op til at tænke på sin teknologi, eksperimentere meget og omhyggeligt forbedre hvert element i kredsløbet, han udviklede afbrydere, opfandt resistente højspændingskondensatorer, opfandt og modificerede kredsløbskontrollere, men han kunne ikke bringe sin plan til live i den skala, som han ønskede.

Men teorien har nået os. Dagbøger, artikler, patenter og foredrag af Nikola Tesla er tilgængelige, hvor du kan finde de første detaljer vedrørende denne teknologi. Princippet om betjening af en resonanttransformer kan findes ved at læse for eksempel Nikola Teslas patenter nr. 787412 eller nr. 649621, der allerede findes i dag på netværket.

Hvis du forsøger kort at forstå, hvordan Tesla-transformeren fungerer, overveje dens struktur og driftsprincip, er der intet kompliceret.

Den sekundære vikling af transformeren er lavet af isoleret tråd (f.eks. Emaljekabel), der lægges rundt til runde i et enkelt lag på en hul cylindrisk ramme, forholdet mellem rammens højde og dens diameter tages normalt fra 6 til 1 til 4 til 1.

Efter vikling coates den sekundære vikling med epoxyharpiks eller lak. Den primære vikling er lavet af en relativt stor tværsnitswire, den indeholder normalt fra 2 til 10 omdrejninger og passer i form af en flad spiral eller er viklet som en sekundær en - på en cylindrisk ramme med en diameter, der er lidt større end den sekundære.

Højden på den primære vikling overstiger som regel ikke 1/5 af sekundærens højde. En toroid er forbundet til den øvre terminal på sekundærviklingen, og dens nederste terminal er jordet. Overvej derefter alt mere detaljeret.

For eksempel: den sekundære vikling vikles på en ramme med en diameter på 110 mm, PETV-2 emaljestråd med en diameter på 0,5 mm og indeholder 1200 omdrejninger, så dens højde er ca. 62 cm, og trådens længde er ca. 417 meter. Lad den primære vikling indeholde 5 omdrejninger af et tykt kobberrør, viklet omkring en diameter på 23 cm og har en højde på 12 cm.

Lav derefter en toroid. Dens kapacitans bør ideelt være sådan, at resonansfrekvensen for det sekundære kredsløb (jordet sekundær spole sammen med toroid og miljø) svarer til længden af ​​den sekundære viklingstråd, så denne længde er lig med en fjerdedel af bølgelængden (for eksempel er frekvensen lig med 180 kHz) .

For nøjagtig beregning kan et specielt program til beregning af Tesla-spoler, for eksempel VcTesla eller inca, være nyttigt.En højspændingskondensator er valgt til den primære vikling, hvis kapacitans sammen med induktansen af ​​den primære vikling danner et oscillerende kredsløb, hvis naturlige frekvens ville være lig med resonansfrekvensen for det sekundære kredsløb. Typisk tages en kondensator, der er tæt på kapacitet, og tuning udføres ved valg af drejninger i den primære vikling.

Essensen af ​​Tesla-transformeren i kanonisk form er som følger: den primære kredsløbskondensator lades fra en passende højspændingskilde, derefter forbindes den ved hjælp af kontakten til den primære vikling, og den gentages derfor mange gange i sekundet.

Som et resultat af hver koblingscyklus forekommer dæmpede svingninger i det primære kredsløb. Men den primære spole er en induktor til det sekundære kredsløb, og derfor ophidses elektromagnetiske bølger i henholdsvis det sekundære kredsløb.

Da det sekundære kredsløb er indstillet til resonans med de primære svingninger, opstår der en spændingsresonans på den sekundære vikling, og derfor må transformationskoefficienten (forholdet mellem de primære viklinger og de sekundære viklinger, der er dækket af det) multipliceres med Q - kvalitetskraften for det sekundære kredsløb, derefter det reelle forhold spænding på den sekundære vikling til spænding på den primære.

Og da længden af ​​tråden i den sekundære vikling er lig med en fjerdedel af bølgelængden af ​​de svingninger, der er induceret deri, er det på toroidet, at der vil være en spændingsantinode (og ved jordpunktet - den aktuelle antinode), og det er her den mest effektive nedbrydning kan finde sted.

Forskellige kredsløb bruges til at drive det primære kredsløb, fra et statisk gnistgap (gnistgap) drevet af MOTs (ILO - en højspændingstransformator fra en mikrobølgeovn) til resonanserende transistorkredsløb på programmerbare controllere drevet af en berigtiget netspænding, men essensen af ​​dette ændrer ikke.

Her er de mest almindelige typer Tesla-spoler, afhængigt af hvordan du styrer dem:

SGTC (SSTC, Spark Gap Tesla Coil) - Tesla-transformer i gnistgabet. Dette er et klassisk design, et lignende skema blev oprindeligt brugt af Tesla selv. Som et skifteelement bruges en gnistgap her. I konstruktioner med lav effekt er afskærmningen to stykker tyk ledning placeret i nogen afstand, mens der i mere kraftfulde er brugt komplekse roterende afladere ved hjælp af motorer. Transformatorer af denne type fremstilles, hvis der kun kræves en lang streamer, og effektiviteten ikke er vigtig.

VTTC (WTC, vakuumrør Tesla coil) - Tesla-transformer på en elektronisk lampe. Som et skifteelement bruges et kraftfuldt radiorør, for eksempel GU-81, her. Sådanne transformere kan arbejde kontinuerligt og producere temmelig tykke udledninger. Denne type strøm bruges ofte til at bygge høyfrekvente spoler, som på grund af deres typiske streamers typiske udseende kaldes ”fakler”.

SSTC (SSTC, Solid State Tesla Coil) - Tesla-transformer, hvor halvledere bruges som et nøgleelement. Normalt det IGBT- eller MOSFET-transistorer. Denne type transformer kan fungere kontinuerligt. Udseendet af streamere oprettet af en sådan spole kan være meget anderledes. Denne type Tesla-transformer er lettere at kontrollere, for eksempel kan du afspille musik på dem.

DRSSTC (DRSTC, Dual Resonant Solid State Tesla Coil) - Tesla-transformer med to resonanskredsløb, her, som nøgler i SSTC, anvendes halvledere. ДРССТЦ - den vanskeligste type Tesla-transformere i kontrol og tuning.

For at opnå en mere effektiv og effektiv betjening af Tesla-transformeren er det DRSSTC-topologiordninger, der bruges, når der opnås kraftig resonans i selve det primære kredsløb, og i henholdsvis sekundæren et lysere billede, længere og tykkere lyn (streamere).

Tesla selv forsøgte så godt han kunne at opnå netop en sådan driftsform af sin transformer, og begyndelsen af ​​denne idé kan ses i patent nr. 568176, hvor ladningsreaktorer bruges, så udviklede Tesla kredsløbet langs denne bane, det vil sige, han søgte at bruge det primære kredsløb så effektivt som muligt og skabe resonans. Du kan læse om videnskabsmandens eksperimenter i hans dagbog (videnskabsmandens notater om eksperimenter i Colorado Springs, som han udførte fra 1899 til 1900, er allerede blevet offentliggjort i trykt form).

Når man taler om den praktiske anvendelse af Tesla-transformeren, bør man ikke begrænse sig til beundring for den modtagne udlednings æstetiske karakter og behandle enheden som en dekorativ. Spændingen på den sekundære vikling af transformeren kan nå millioner af volt, hvilket til sidst er en effektiv kilde til ultrahøj spænding.

Tesla udviklede selv sit system til transmission af elektricitet over lange afstande uden ledninger ved hjælp af konduktiviteten i de øvre luftlag i atmosfæren. Det blev antaget, at der var en modtagende transformator af et lignende design, som ville sænke den accepterede højspænding til en værdi, der er acceptabel for forbrugeren, kan du finde ud af om dette ved at læse Teslas patent nr. 649621.

Navnlig er arten af ​​Tesla-transformatorens interaktion med miljøet. Det sekundære kredsløb er et åbent kredsløb, og systemet er ikke termodynamisk isoleret, det er ikke engang lukket, det er et åbent system. Moderne forskning i denne retning udføres af mange forskere, og et punkt på denne vej er endnu ikke fastlagt.

Comments

[#1]

Velkommen! Måske uden for emnet. Der er en strømledning ved siden af ​​dachaen, og de fortalte mig, at du kan bruge dens gratis energi til belysning, hvis det er tilfældet, hvordan man gør det for at få elektricitet, i det mindste til at tænde LED-lamperne. Tak

[#2]

Victor Dzyuba,
Jeg hørte et sted, at hvis du installerer en spole under en strømledning, så vil der blive induceret en emk i den. Jeg ved ikke, måske er sandheden måske ikke. Prøv, eksperiment.

[#3 Michael]

Victor, dette vil ikke være fri energi. Fri energi opnås ikke fra kraftledninger.

[#4]

En gang i fjernsynet viste de, hvordan hyrderne i steppen bragte en træpind med en ledning til et højspændingsledning i en vis afstand og endda formåede at se tv ved at justere afstanden fra den aktuelle ledning.