Трансформатор на Tesla (принципът на работа на апарата ще бъде обсъден по-късно) е патентован през 1896 г., 22 септември. Устройството беше представено като устройство, което произвежда електрически токове с висок потенциал и честота. Устройството е изобретено от Никола Тесла и е кръстено на него. Нека разгледаме това устройство по-подробно.
Трансформатор на Tesla: принцип на работа
Същността на работата на устройството може да се обясни с примера на добре познатия замах. Когато се люлеят в условия на принудителни трептения, амплитудата, която ще бъде максимална, ще стане пропорционална на приложената сила. При люлеене в свободен режим максималната амплитуда ще се увеличи многократно със същите усилия. Това е същността на трансформатора на Tesla. Като люлка в апарата се използва осцилаторна вторична верига. Генераторът играе ролята на приложеното усилие. С тяхната последователност (натискане в строго необходими периоди от време) се осигурява главен осцилатор или първична верига (в съответствие с устройството).
Описание
Прост трансформатор на Tesla включва две намотки. Единият е първичен, другият е вторичен. Също така, резонансният трансформатор на Tesla се състои от тороид (не винаги се използва),кондензатор, отводител. Последният - прекъсвачът - се намира в английската версия на Spark Gap. Трансформаторът на Tesla също съдържа "изходен" терминал.
Намотки
Първичният съдържа, като правило, тел с голям диаметър или медна тръба с няколко завоя. Вторичната намотка има по-малък кабел. Неговите завои са около 1000. Първичната намотка може да има плоска (хоризонтална), конична или цилиндрична (вертикална) форма. Тук, за разлика от обикновен трансформатор, няма феромагнитна сърцевина. Поради това взаимната индуктивност между намотките е значително намалена. Заедно с кондензатора първичният елемент образува осцилаторна верига. Включва искрова междина - нелинеен елемент.
Вторичната намотка също образува осцилаторна верига. Тороидалният и неговата собствена намотка (междувитови) капацитети действат като кондензатор. Вторичната намотка често е покрита със слой лак или епоксидна смола. Това се прави, за да се избегне електрически повред.
Разрядник
Трансформаторната верига на Tesla включва два масивни електрода. Тези елементи трябва да са устойчиви на високи токове, протичащи през електрическа дъга. Регулируемият просвет и доброто охлаждане са задължителни.
Терминал
Този елемент може да бъде инсталиран в резонансен трансформатор на Tesla в различни дизайни. Терминалът може да бъде сфера, заточен щифт или диск. Той е проектиран да произвежда предсказуеми искрови разряди с голямдължина. Така две свързани осцилаторни вериги образуват трансформатор на Тесла.
Енергия от етера е една от целите на функционирането на апарата. Изобретателят на устройството се стреми да постигне вълново число Z от 377 ома. Той правеше намотки с все по-големи размери. Нормалната (пълна) работа на трансформатора на Tesla се осигурява, когато и двете вериги са настроени на една и съща честота. Като правило, в процеса на настройка, първичният се настройва към вторичния. Това се постига чрез промяна на капацитета на кондензатора. Броят на завоите на първичната намотка също се променя, докато на изхода се появи максимално напрежение.
В бъдеще се планира създаването на обикновен трансформатор на Tesla. Енергията от етера ще работи за човечеството докрай.
Действие
Трансформаторът на Tesla работи в импулсен режим. Първата фаза е зареждане на кондензатор до напрежението на пробив на разрядния елемент. Вторият е генерирането на високочестотни трептения в първи контур. Паралелно свързан искрова междина затваря трансформатора (източник на захранване), изключвайки го от веригата. В противен случай той ще направи определени загуби. Това от своя страна ще намали качествения фактор на първичната верига. Както показва практиката, такова влияние значително намалява продължителността на изхвърлянето. В тази връзка, в добре изградена верига, отводителят винаги е поставен успоредно на източника.
Зареждане
Произвежда се от външен източник на високо напрежение, базиран на нискочестотен усилващ трансформатор. Капацитетът на кондензатора е избран така, че да образува определена верига заедно с индуктора. Неговата резонансна честота трябва да е равна на веригата за високо напрежение.
На практика всичко е малко по-различно. Когато се извършва изчислението на трансформатора на Tesla, енергията, която ще бъде използвана за изпомпване на втората верига, не се взема предвид. Напрежението на заряда е ограничено от напрежението при повреда на разрядника. Той (ако елементът е въздух) може да се регулира. Напрежението на пробив се коригира чрез промяна на формата или разстоянието между електродите. По правило индикаторът е в диапазона от 2-20 kV. Знакът на напрежението не трябва да "късо" кондензатора твърде много, който постоянно променя знака.
Generation
След достигане на напрежението на пробив между електродите, в искровата междина се образува електрически лавинообразен газов пробив. Кондензаторът се разрежда върху бобината. След това напрежението на пробив рязко намалява поради останалите йони в газа (носители на заряд). В резултат на това веригата на трептящата верига, състояща се от кондензатор и първична намотка, остава затворена през искровата междина. Той генерира високочестотни вибрации. Те постепенно избледняват, главно поради загуби в разрядника, както и изтичане на електромагнитна енергия към вторичната намотка. Независимо от това, трептенията продължават, докато токът създаде достатъчен брой носители на заряд, за да поддържа значително по-ниско напрежение на пробив в искровата междина от амплитудата на трептенията на LC веригата. Във вторичната веригасе появява резонанс. Това води до високо напрежение на терминала.
Промени
Какъвто и да е тип трансформаторна верига на Tesla, вторичната и първичната верига остават същите. Въпреки това, един от компонентите на основния елемент може да бъде с различен дизайн. По-специално, говорим за генератор на високочестотни трептения. Например, в модификацията на SGTC този елемент се изпълнява върху искровата междина.
RSG
Трансформаторът с висока мощност на Tesla включва по-сложен дизайн на искровата междина. По-специално това се отнася за модела RSG. Съкращението означава Rotary Spark Gap. Може да се преведе по следния начин: въртяща се / въртяща се искра или статичен процеп с дъгогасителни (допълнителни) устройства. В този случай честотата на работа на пролуката се избира синхронно с честотата на зареждане на кондензатора. Конструкцията на междината на искровия ротор включва двигател (обикновено електрически), диск (въртящ се) с електроди. Последните или затварят, или се приближават към съвпадащите компоненти, за да затворят.
Изборът на разположението на контактите и скоростта на въртене на вала се основава на необходимата честота на осцилаторните пакети. В съответствие с вида на управлението на двигателя, междините на искровия ротор се разграничават като асинхронни и синхронни. Също така, използването на въртяща се искрова междина значително намалява вероятността от паразитна дъга между електродите.
В някои случаи се заменя конвенционален искрови междинникмногостепенна. За охлаждане този компонент понякога се поставя в газообразни или течни диелектрици (например в масло). Като типична техника за гасене на дъгата на статистическа искрова междина се използва продухване на електродите с мощна въздушна струя. В някои случаи трансформаторът на Tesla с класически дизайн е допълнен с втори отводител. Целта на този елемент е да предпази зоната на ниско напрежение (захранване) от пренапрежения на високо напрежение.
Намотка на лампата
Модификацията VTTC използва вакуумни тръби. Те играят ролята на генератор на RF колебания. По правило това са доста мощни лампи от типа GU-81. Но понякога можете да намерите дизайни с ниска мощност. Една от характеристиките в този случай е липсата на необходимост от осигуряване на високо напрежение. За да получите сравнително малки разряди, ви трябват около 300-600 V. Освен това VTTC почти не издава шум, който се появява, когато трансформаторът на Tesla работи върху искровата междина. С развитието на електрониката стана възможно значително да се опрости и намали размерът на устройството. Вместо дизайн върху лампи, започна да се използва трансформатор на Тесла върху транзистори. Обикновено се използва биполярен елемент с подходяща мощност и ток.
Как да направя трансформатор на Tesla?
Както бе споменато по-горе, биполярен елемент се използва за опростяване на дизайна. Несъмнено е много по-добре да използвате полеви транзистор. Но биполярно е по-лесно за работа за тези, които нямат достатъчно опит в сглобяването на генератори. Намотка на бобина иколекторът се извършва с тел от 0,5-0,8 милиметра. На част с високо напрежение проводникът се взема с дебелина 0,15-0,3 мм. Правят се приблизително 1000 завъртания. В "горещия" край на намотката се поставя спирала. Мощността може да се вземе от трансформатор от 10 V, 1 A. При използване на мощност от 24 V или повече, дължината на коронния разряд се увеличава значително. За генератора можете да използвате транзистора KT805IM.
Използване на инструмента
На изхода можете да получите напрежение от няколко милиона волта. Той е в състояние да създава впечатляващи изхвърляния във въздуха. Последният от своя страна може да има дължина от много метри. Тези явления са много привлекателни външно за много хора. Любителите на трансформаторите на Tesla се използват за декоративни цели.
Самият изобретател е използвал устройството за разпространение и генериране на трептения, които са насочени към безжично управление на устройства от разстояние (радиоконтрол), предаване на данни и енергия. В началото на двадесети век бобината на Тесла започва да се използва в медицината. Пациентите са лекувани с високочестотни слаби токове. Те, преминавайки през тънък повърхностен слой на кожата, не увреждат вътрешните органи. В същото време теченията имали лечебно и тонизиращо действие върху организма. Освен това трансформаторът се използва за запалване на газоразрядни лампи и за търсене на течове във вакуумни системи. Въпреки това, в наше време, основното приложение на устройството трябва да се счита за когнитивно и естетическо.
Ефекти
Свързани са с образуването на различни видове газови разряди по време на работа на устройството. Много хорасъбирайте трансформатори на Tesla, за да можете да наблюдавате спиращите дъха ефекти. Като цяло устройството произвежда разряди от четири вида. Често е възможно да се наблюдава как разрядите не само се отклоняват от намотката, но и се насочват от заземени обекти в нейната посока. Те също могат да имат корона светещи. Трябва да се отбележи, че някои химични съединения (йонни), когато се прилагат към терминала, могат да променят цвета на изхвърлянето. Например, натриевите йони правят искрата оранжева, докато борните йони правят искрата зелена.
Стриймъри
Това са слабо светещи разклонени тънки канали. Те съдържат йонизирани газови атоми и свободни електрони се отделят от тях. Тези разряди изтичат от терминала на бобината или от най-острите части директно във въздуха. В основата си стримерът може да се счита за видима йонизация на въздуха (сияние на йони), което се създава от BB полето близо до трансформатора.
Дъгово разреждане
Образува се доста често. Например, ако трансформаторът има достатъчна мощност, може да се образува дъга, когато заземен обект бъде доведен до терминала. В някои случаи се изисква да докоснете обекта до изхода и след това да се приберете на нарастващо разстояние и да разтегнете дъгата. При недостатъчна надеждност и мощност на бобината, такова разреждане може да повреди компонентите.
Spark
Този искров заряд се излъчва от остри части или от клемата директно към земята (заземен обект). Искрата се представя под формата на бързо променящи се или изчезващи ярки нишковидни ивици, силно разклонени ичесто. Има и специален вид искров разряд. Нарича се преместване.
Коронен разряд
Това е сиянието на йоните, съдържащи се във въздуха. Провежда се в електрическо поле с високо напрежение. Резултатът е синкав, приятен за окото блясък близо до BB компонентите на структурата със значителна кривина на повърхността.
Функции
По време на работа на трансформатора се чува характерно електрическо пукане. Това явление се дължи на процеса, по време на който стримерите се превръщат в искрови канали. То е придружено от рязко увеличаване на количеството енергия и силата на тока. Има бързо разширяване на всеки канал и рязко повишаване на налягането в тях. В резултат на това на границите се образуват ударни вълни. Комбинацията им от разширяващи се канали образува звук, който се възприема като пращене.
Човешко въздействие
Като всеки друг източник на такова високо напрежение, бобината на Тесла може да бъде смъртоносна. Но има различно мнение относно някои видове апарати. Тъй като високочестотното високо напрежение има скин ефект и токът изостава значително от напрежението във фаза, а силата на тока е много малка, въпреки потенциала, изхвърлянето в човешкото тяло не може да провокира спиране на сърцето или други сериозни нарушения в тялото.
