Tesla transformator (o principu rada aparata biće reči kasnije) patentiran je 1896. godine, 22. septembra. Uređaj je predstavljen kao uređaj koji proizvodi električne struje visokog potencijala i frekvencije. Uređaj je izumio Nikola Tesla i dobio ime po njemu. Razmotrimo ovaj uređaj detaljnije.
Tesla transformator: princip rada
Suština rada uređaja može se objasniti na primjeru dobro poznatog zamaha. Kada se ljuljaju u uslovima prisilnih oscilacija, amplituda, koja će biti maksimalna, postaće proporcionalna primenjenoj sili. Prilikom ljuljanja u slobodnom načinu rada, maksimalna amplituda će se višestruko povećati uz iste napore. Ovo je suština Teslinog transformatora. Kao zamah u aparatu koristi se oscilatorno sekundarno kolo. Generator igra ulogu primijenjenog napora. Njihovom konzistentnošću (guranjem u striktno potrebnim vremenskim periodima) obezbeđen je glavni oscilator ili primarni krug (u skladu sa uređajem).
Opis
Jednostavan Teslin transformator uključuje dva namotaja. Jedno je primarno, drugo je sekundarno. Takođe, Teslin rezonantni transformator se sastoji od toroida (ne koristi se uvek),kondenzator, odvodnik. Posljednji - prekidač - nalazi se u engleskoj verziji Spark Gap-a. Tesla transformator takođe sadrži "izlazni" terminal.
Coils
Primarni sadrži, po pravilu, žicu velikog prečnika ili bakrenu cijev sa nekoliko zavoja. Sekundarni kalem ima manji kabl. Njegovi zavoji su oko 1000. Primarni namotaj može imati ravan (horizontalni), konusni ili cilindrični (vertikalni) oblik. Ovdje, za razliku od konvencionalnog transformatora, nema feromagnetnog jezgra. Zbog toga je međusobna induktivnost između zavojnica značajno smanjena. Zajedno sa kondenzatorom, primarni element čini oscilatorno kolo. Uključuje iskrište - nelinearni element.
Sekundarni kalem takođe formira oscilatorno kolo. Kapacitivnost toroidne i vlastite zavojnice (međuskretnice) djeluje kao kondenzator. Sekundarni namotaj je često prekriven slojem laka ili epoksida. Ovo se radi kako bi se izbjegao električni kvar.
Istovarivač
Teslino kolo transformatora uključuje dvije masivne elektrode. Ovi elementi moraju biti otporni na velike struje koje teku kroz električni luk. Podesivi razmak i dobro hlađenje su obavezni.
Terminal
Ovaj element se može ugraditi u rezonantni Teslin transformator u različitim izvedbama. Terminal može biti kugla, naoštrena igla ili disk. Dizajniran je za proizvodnju predvidljivih iskri sa velikimdužina. Dakle, dva povezana oscilatorna kola formiraju Teslin transformator.
Energija iz etra je jedna od svrha funkcionisanja aparata. Izumitelj uređaja je nastojao postići talasni broj Z od 377 oma. Pravio je zavojnice sve većih veličina. Normalan (pun) rad Teslinog transformatora je osiguran kada su oba kola podešena na istu frekvenciju. Po pravilu, u procesu prilagođavanja primarno se prilagođava sekundarnom. To se postiže promjenom kapacitivnosti kondenzatora. Broj zavoja na primarnom namotu se također mijenja sve dok se na izlazu ne pojavi maksimalni napon.
U budućnosti se planira kreiranje jednostavnog Teslinog transformatora. Energija iz etera će raditi za čovječanstvo u potpunosti.
Akcija
Tesla transformator radi u pulsnom režimu. Prva faza je punjenje kondenzatora do probojnog napona elementa za pražnjenje. Drugi je stvaranje visokofrekventnih oscilacija u primarnom kolu. Paralelno spojen razmak zatvara transformator (izvor napajanja), isključujući ga iz kruga. U suprotnom će napraviti određene gubitke. To će zauzvrat smanjiti faktor kvalitete primarnog kruga. Kao što pokazuje praksa, takav utjecaj značajno smanjuje dužinu pražnjenja. U tom smislu, u dobro izgrađenom kolu, odvodnik je uvijek postavljen paralelno sa izvorom.
Charge
Proizveden je od eksternog izvora visokog napona baziranog na niskofrekventnom pojačavajućem transformatoru. Kapacitet kondenzatora je odabran tako da formira određeni krug zajedno sa induktorom. Njegova rezonantna frekvencija bi trebala biti jednaka visokonaponskom kolu.
U praksi je sve nešto drugačije. Kada se vrši proračun Teslinog transformatora, energija koja će se koristiti za pumpanje drugog kola se ne uzima u obzir. Napon punjenja je ograničen naponom pri kvaru odvodnika. Može se podesiti (ako je element zrak). Probojni napon se koriguje promjenom oblika ili udaljenosti između elektroda. U pravilu je indikator u rasponu od 2-20 kV. Znak napona ne bi trebao previše "skratiti" kondenzator, koji stalno mijenja predznak.
Generacija
Nakon što se dostigne probojni napon između elektroda, u iskrižnom razmaku se formira električni lavinski gasni slom. Kondenzator se prazni na zavojnicu. Nakon toga, probojni napon naglo opada zbog preostalih jona u plinu (nosača naboja). Kao rezultat toga, krug oscilacionog kruga, koji se sastoji od kondenzatora i primarnog namotaja, ostaje zatvoren kroz iskrište. Stvara visokofrekventne vibracije. Oni postepeno nestaju, uglavnom zbog gubitaka u odvodniku, kao i odlaska elektromagnetne energije u sekundarni kalem. Ipak, oscilacije se nastavljaju sve dok struja ne stvori dovoljan broj nosilaca naboja za održavanje značajno nižeg probojnog napona u iskrističnom razmaku od amplitude oscilacija LC kola. U sekundarnom kolujavlja se rezonancija. Ovo rezultira visokim naponom na terminalu.
Izmjene
Koji god tip kola Tesla transformatora, sekundarni i primarni krug ostaju isti. Međutim, jedna od komponenti glavnog elementa može biti drugačijeg dizajna. Konkretno, govorimo o generatoru visokofrekventnih oscilacija. Na primjer, u SGTC modifikaciji, ovaj element se izvodi na iskristi razmaku.
RSG
Teslin transformator velike snage uključuje složeniji dizajn iskrišta. To se posebno odnosi na RSG model. Skraćenica je skraćenica za Rotary Spark Gap. Može se prevesti na sljedeći način: rotirajuća / rotirajuća iskra ili statički razmak sa (dodatnim) uređajima za gašenje luka. U ovom slučaju, frekvencija rada jaza se bira sinhrono s frekvencijom punjenja kondenzatora. Dizajn razmaka rotora iskre uključuje motor (obično je električni), disk (rotirajući) s elektrodama. Potonji se ili zatvaraju ili približavaju komponentama koje se spajaju da bi se zatvorile.
Izbor rasporeda kontakata i brzine rotacije osovine se zasniva na potrebnoj frekvenciji oscilatornih paketa. U skladu sa vrstom upravljanja motorom, praznine rotora iskre se razlikuju na asinhrone i sinhrone. Također, upotreba rotirajuće iskrice značajno smanjuje vjerovatnoću pojave parazitskog luka između elektroda.
U nekim slučajevima se zamjenjuje konvencionalni razmakvišestepeni. Za hlađenje, ova komponenta se ponekad stavlja u plinovite ili tekuće dielektrike (u ulju, na primjer). Kao tipična tehnika za gašenje luka statističkog iskrišta, koristi se pročišćavanje elektroda snažnim mlazom zraka. U nekim slučajevima, Teslin transformator klasičnog dizajna dopunjen je drugim odvodnikom. Svrha ovog elementa je da zaštiti zonu niskog napona (napajanja) od prenapona visokog napona.
Zavojnica lampe
VTTC modifikacija koristi vakuumske cijevi. Oni igraju ulogu generatora RF oscilacija. U pravilu su to prilično moćne lampe tipa GU-81. Ali ponekad možete pronaći dizajne male snage. Jedna od karakteristika u ovom slučaju je odsustvo potrebe za obezbjeđivanjem visokog napona. Da biste dobili relativno mala pražnjenja, potrebno vam je oko 300-600 V. Osim toga, VTTC gotovo ne proizvodi buku, koja se pojavljuje kada Teslin transformator radi na razmaku. Razvojem elektronike postalo je moguće značajno pojednostaviti i smanjiti veličinu uređaja. Umjesto dizajna na lampama, počeo se koristiti Teslin transformator na tranzistorima. Obično se koristi bipolarni element odgovarajuće snage i struje.
Kako napraviti Teslin transformator?
Kao što je gore spomenuto, bipolarni element se koristi za pojednostavljenje dizajna. Bez sumnje, mnogo je bolje koristiti tranzistor sa efektom polja. Ali bipolarni je lakše raditi za one koji nemaju dovoljno iskustva u sklapanju generatora. Namotaj zavojnice ikolektor se izvodi žicom od 0,5-0,8 milimetara. Na visokonaponskom dijelu uzima se žica debljine 0,15-0,3 mm. Napravljeno je oko 1000 okretaja. Na "vrućem" kraju namotaja se postavlja spirala. Snaga se može preuzeti iz transformatora od 10 V, 1 A. Kada se koristi napajanje od 24 V ili više, dužina koronskog pražnjenja se značajno povećava. Za generator možete koristiti tranzistor KT805IM.
Korišćenje instrumenta
Na izlazu možete dobiti napon od nekoliko miliona volti. Sposoban je stvoriti impresivna pražnjenja u zraku. Potonji, zauzvrat, može imati dužinu od mnogo metara. Ovi fenomeni su vrlo privlačni spolja za mnoge ljude. Ljubitelji Tesla transformatora koriste se u dekorativne svrhe.
Sam pronalazač je koristio uređaj za širenje i generisanje oscilacija, koje imaju za cilj bežično upravljanje uređajima na daljinu (radio kontrola), prenos podataka i energije. Početkom dvadesetog veka Teslin kalem je počeo da se koristi u medicini. Pacijenti su liječeni visokofrekventnim slabim strujama. Oni, prolazeći kroz tanak površinski sloj kože, nisu štetili unutrašnjim organima. U isto vrijeme, struje su imale ljekovito i tonizirajuće djelovanje na organizam. Osim toga, transformator se koristi za paljenje plinskih lampi i za traženje curenja u vakuum sistemima. Međutim, u naše vrijeme, glavnu primjenu uređaja treba smatrati kognitivnom i estetskom.
Efekti
Povezani su sa stvaranjem raznih vrsta gasnih pražnjenja tokom rada uređaja. Mnogo ljudiprikupite Tesline transformatore da biste mogli gledati efekte koji oduzimaju dah. Ukupno, uređaj proizvodi četiri tipa pražnjenja. Često je moguće uočiti kako pražnjenja ne samo da odlaze iz zavojnice, već se i usmjeravaju od uzemljenih objekata u njegovom smjeru. Takođe mogu imati korona sjaj. Važno je napomenuti da neki hemijski spojevi (jonski) kada se nanose na terminal mogu promijeniti boju pražnjenja. Na primjer, joni natrijuma čine iskru narandžastom, dok joni bora čine iskru zelenom.
streamers
Ovo su slabo sjajni razgranati tanki kanali. Sadrže atome jonizovanog gasa i slobodni elektroni koji su se odvojili od njih. Ova pražnjenja teku sa terminala zavojnice ili iz najoštrijih dijelova direktno u zrak. U svojoj srži, streamer se može smatrati vidljivom jonizacijom zraka (sjaj jona), koju stvara BB polje u blizini transformatora.
Arc Discharge
Prilično se formira. Na primjer, ako transformator ima dovoljnu snagu, može se formirati luk kada se uzemljeni predmet dovede do terminala. U nekim slučajevima potrebno je dodirnuti predmet do izlaza, a zatim se povući na sve veću udaljenost i istegnuti luk. Uz nedovoljnu pouzdanost i snagu zavojnice, takvo pražnjenje može oštetiti komponente.
Spark
Ovo varničko punjenje se emituje iz oštrih delova ili sa terminala direktno na tlo (uzemljeni predmet). Iskra je predstavljena u obliku brzo mijenjajućih ili nestajajućih svijetlih filiformnih pruga, snažno razgranate ičesto. Postoji i posebna vrsta pražnjenja varnicom. To se zove kretanje.
Corona discharge
Ovo je sjaj jona sadržanih u vazduhu. To se odvija u visokonaponskom električnom polju. Rezultat je plavkasti, oku ugodan sjaj u blizini BB komponenti strukture sa značajnom zakrivljenošću površine.
Karakteristike
Tokom rada transformatora može se čuti karakteristično električno pucketanje. Ovaj fenomen nastaje zbog procesa tokom kojeg se strimeri pretvaraju u kanale za varnice. Prati ga naglo povećanje količine energije i jačine struje. Dolazi do brzog širenja svakog kanala i naglog povećanja pritiska u njima. Kao rezultat, na granicama se formiraju udarni valovi. Njihova kombinacija iz proširenih kanala formira zvuk koji se percipira kao pucketanje.
Ljudski uticaj
Kao i svaki drugi izvor tako visokog napona, Teslin kalem može biti smrtonosan. Ali postoji drugačije mišljenje o nekim vrstama aparata. Budući da visokofrekventni visoki napon ima skin efekt, te struja značajno zaostaje za naponom u fazi, a jakost struje je vrlo mala, uprkos potencijalu, pražnjenje u ljudsko tijelo ne može izazvati zastoj srca ili druge ozbiljne poremećaje u tijelo.
