Tesla transformátor (princip činnosti přístroje bude diskutován později) byl patentován v roce 1896, 22. září. Zařízení bylo prezentováno jako zařízení, které produkuje elektrické proudy o vysokém potenciálu a frekvenci. Zařízení vynalezl Nikola Tesla a pojmenoval jej po něm. Podívejme se na toto zařízení podrobněji.
Tesla transformátor: pracovní princip
Podstatu fungování zařízení lze vysvětlit na příkladu známé houpačky. Když se kývají za podmínek nucených oscilací, amplituda, která bude maximální, se stane úměrnou použité síle. Při kývání ve volném režimu se maximální amplituda při stejném úsilí mnohonásobně zvýší. To je podstata Teslovho transformátoru. Oscilační sekundární obvod se používá jako houpačka v zařízení. Generátor hraje roli vynaloženého úsilí. S jejich konzistencí (tlačí v nezbytně nutných časových úsecích) je zajištěn hlavní oscilátor nebo primární okruh (v souladu se zařízením).
Popis
Jednoduchý Tesla transformátor obsahuje dvě cívky. Jedna je primární, druhá je sekundární. Také Tesla rezonanční transformátor sestává z toroidu (ne vždy se používá),kondenzátor, svodič. Poslední - přerušovač - se nachází v anglické verzi Spark Gap. Tesla transformátor také obsahuje "výstupní" terminál.
Coils
Primární zpravidla obsahuje drát velkého průměru nebo měděnou trubku s několika závity. Sekundární cívka má menší kabel. Jeho závity jsou asi 1000. Primární cívka může mít plochý (horizontální), kuželový nebo válcový (vertikální) tvar. Zde na rozdíl od konvenčního transformátoru není žádné feromagnetické jádro. Díky tomu se výrazně snižuje vzájemná indukčnost mezi cívkami. Spolu s kondenzátorem tvoří primární prvek oscilační obvod. Zahrnuje jiskřiště - nelineární prvek.
Sekundární cívka rovněž tvoří oscilační obvod. Toroidní a jeho vlastní cívkové (mezizávitové) kapacity fungují jako kondenzátor. Sekundární vinutí je často pokryto vrstvou laku nebo epoxidu. To se provádí, aby se zabránilo elektrickému selhání.
Vybíječ
Okruh Tesla transformátoru obsahuje dvě masivní elektrody. Tyto prvky musí být odolné vůči vysokým proudům protékajícím elektrickým obloukem. Nastavitelná vůle a dobré chlazení jsou nutností.
Terminál
Tento prvek lze instalovat do rezonančního transformátoru Tesla v různých provedeních. Terminál může být koule, naostřený kolík nebo disk. Je navržen tak, aby produkoval předvídatelné jiskrové výboje s velkýmdélka. Dva spojené oscilační obvody tak tvoří Teslov transformátor.
Energie z éteru je jedním z účelů fungování přístroje. Vynálezce zařízení se snažil dosáhnout vlnového čísla Z 377 ohmů. Vyráběl cívky stále větších velikostí. Normální (plný) provoz Teslova transformátoru je zajištěn při naladění obou obvodů na stejnou frekvenci. Zpravidla se v procesu přizpůsobení primární nastavuje na sekundární. Toho je dosaženo změnou kapacity kondenzátoru. Počet závitů na primárním vinutí se také mění, dokud se na výstupu neobjeví maximální napětí.
V budoucnu se plánuje vytvoření jednoduchého Teslova transformátoru. Energie z éteru bude pracovat pro lidstvo naplno.
Akce
Tesla transformátor pracuje v pulzním režimu. První fází je nabití kondenzátoru až na průrazné napětí vybíjecího prvku. Druhým je generování vysokofrekvenčních oscilací v primárním okruhu. Paralelně zapojené jiskřiště uzavírá transformátor (zdroj energie) a vylučuje jej z obvodu. Jinak utrpí určité ztráty. To zase sníží faktor kvality primárního okruhu. Jak ukazuje praxe, takový vliv výrazně zkracuje délku výboje. V tomto ohledu je v dobře sestaveném obvodu svodič vždy umístěn paralelně ke zdroji.
Poplatek
Vyrábí se externím zdrojem vysokého napětí na bázi nízkofrekvenčního zvyšovacího transformátoru. Kapacita kondenzátoru se volí tak, aby tvořila spolu s induktorem určitý obvod. Jeho rezonanční frekvence by se měla rovnat vysokonapěťovému obvodu.
V praxi je všechno poněkud jinak. Když se provádí výpočet Teslova transformátoru, nebere se v úvahu energie, která bude použita k čerpání druhého okruhu. Nabíjecí napětí je omezeno napětím při průrazu svodiče. Lze jej (pokud je prvkem vzduch) nastavit. Průrazné napětí je korigováno změnou tvaru nebo vzdálenosti mezi elektrodami. Indikátor je zpravidla v rozmezí 2-20 kV. Znaménko napětí by nemělo příliš "zkratovat" kondenzátor, což se neustále mění.
Generace
Po dosažení průrazného napětí mezi elektrodami se v jiskřišti vytvoří elektrický průraz plynu podobný lavině. Kondenzátor se vybije na cívku. Poté průrazné napětí prudce klesá vlivem zbývajících iontů v plynu (nosičů náboje). V důsledku toho zůstává obvod oscilačního obvodu, sestávající z kondenzátoru a primární cívky, uzavřen přes jiskřiště. Vytváří vysokofrekvenční vibrace. Postupně slábnou, především v důsledku ztrát ve svodiči, a také únikem elektromagnetické energie do sekundární cívky. Přesto oscilace pokračují, dokud proud nevytvoří dostatečný počet nosičů náboje pro udržení podstatně nižšího průrazného napětí v jiskřišti, než je amplituda kmitů LC obvodu. V sekundárním okruhuobjeví se rezonance. To má za následek vysoké napětí na terminálu.
Úpravy
Bez ohledu na typ obvodu Tesla transformátoru zůstávají sekundární a primární obvody stejné. Jedna ze součástí hlavního prvku však může mít jinou konstrukci. Zejména mluvíme o generátoru vysokofrekvenčních kmitů. Například v modifikaci SGTC se tento prvek provádí na jiskřišti.
RSG
Vysokovýkonný transformátor Tesla obsahuje složitější konstrukci jiskřiště. Týká se to zejména modelu RSG. Zkratka znamená Rotary Spark Gap. Dá se to přeložit následovně: rotační / rotační jiskra nebo statická mezera se zhášecími (přídavnými) zařízeními. V tomto případě je frekvence provozu mezery zvolena synchronně s frekvencí nabíjení kondenzátoru. Konstrukce mezery jiskrového rotoru zahrnuje motor (obvykle elektrický), disk (rotující) s elektrodami. Ty buď zavřou, nebo se přiblíží k spojovacím komponentám, aby se uzavřely.
Volba uspořádání kontaktů a rychlosti otáčení hřídele je založena na požadované frekvenci oscilačních jednotek. Podle typu řízení motoru se mezery jiskrového rotoru rozlišují na asynchronní a synchronní. Také použití rotačního jiskřiště výrazně snižuje pravděpodobnost parazitního oblouku mezi elektrodami.
V některých případech je nahrazeno konvenční jiskřištěvícestupňový. Pro chlazení je tato součást někdy umístěna v plynném nebo kapalném dielektriku (například v oleji). Jako typická technika pro zhášení oblouku statistického jiskřiště se používá proplachování elektrod pomocí silného proudu vzduchu. V některých případech je Teslov transformátor klasické konstrukce doplněn o druhý svodič. Účelem tohoto prvku je chránit nízkonapěťovou (napájecí) zónu před vysokonapěťovými rázy.
Cívka lampy
Modifikace VTTC využívá elektronky. Hrají roli generátoru RF oscilací. Zpravidla se jedná o poměrně výkonné lampy typu GU-81. Ale někdy můžete najít návrhy s nízkou spotřebou. Jednou z funkcí v tomto případě je absence potřeby poskytovat vysoké napětí. Abyste získali relativně malé výboje, potřebujete asi 300-600 V. Navíc VTTC nevydává téměř žádný hluk, který se objeví, když Tesla transformátor pracuje na jiskřišti. S rozvojem elektroniky bylo možné zařízení výrazně zjednodušit a zmenšit. Místo designu na lampách se začal používat Teslov transformátor na tranzistorech. Obvykle se používá bipolární prvek vhodného výkonu a proudu.
Jak vyrobit Tesla transformátor?
Jak již bylo zmíněno výše, pro zjednodušení designu je použit bipolární prvek. Mnohem lepší je nepochybně použít tranzistor s efektem pole. Ale s bipolárními je snazší pracovat pro ty, kteří nemají dostatečné zkušenosti s montáží generátorů. Vinutí cívky akolektor se provádí drátem 0,5-0,8 milimetru. Na vysokonapěťové části se odebírá drát o tloušťce 0,15-0,3 mm. Je provedeno přibližně 1000 otáček. Na "horkém" konci vinutí je umístěna spirála. Napájení lze odebírat z transformátoru 10 V, 1 A. Při použití výkonu od 24 V a více se výrazně prodlužuje délka koronového výboje. Pro generátor můžete použít tranzistor KT805IM.
Použití nástroje
Na výstupu můžete získat napětí několik milionů voltů. Je schopen vytvářet působivé výboje ve vzduchu. Ten zase může mít délku mnoho metrů. Tyto jevy jsou pro mnoho lidí navenek velmi atraktivní. Milovnice Tesla transformátorů se používají pro dekorativní účely.
Sám vynálezce použil zařízení k šíření a generování oscilací, které jsou zaměřeny na bezdrátové ovládání zařízení na dálku (rádiové ovládání), přenos dat a energie. Na začátku dvacátého století se Teslova cívka začala používat v medicíně. Pacienti byli léčeni vysokofrekvenčními slabými proudy. Ty, protékající tenkou povrchovou vrstvou kůže, nepoškodily vnitřní orgány. Proudy zároveň působily na tělo hojivě a tonicky. Kromě toho se transformátor používá k zapalování plynových výbojek a vyhledávání netěsností ve vakuových systémech. V dnešní době by však hlavní použití zařízení mělo být považováno za kognitivní a estetické.
Efekty
Jsou spojeny s tvorbou různých druhů výbojů plynu během provozu zařízení. Mnoho lidísbírejte Tesla transformátory, abyste mohli sledovat dechberoucí efekty. Celkem zařízení produkuje výboje čtyř typů. Často je možné pozorovat, jak výboje nejen odcházejí z cívky, ale jsou také směrovány z uzemněných předmětů v jejím směru. Mohou mít také koronové záře. Je pozoruhodné, že některé chemické sloučeniny (iontové) při aplikaci na terminál mohou změnit barvu výboje. Například ionty sodíku dělají jiskru oranžovou, zatímco ionty boru dělají jiskru zelenou.
Streamers
Jsou to matně zářící rozvětvené tenké kanály. Obsahují atomy ionizovaného plynu a odštěpují se z nich volné elektrony. Tyto výboje proudí z koncovky cívky nebo z nejostřejších částí přímo do vzduchu. Ve svém jádru lze streamer považovat za viditelnou ionizaci vzduchu (záření iontů), kterou vytváří pole BB v blízkosti transformátoru.
Výboj oblouku
Tvoří se poměrně často. Pokud má například transformátor dostatečný výkon, může se při přivedení uzemněného předmětu ke svorce vytvořit oblouk. V některých případech je nutné dotknout se objektu k východu a poté se stáhnout do rostoucí vzdálenosti a natáhnout oblouk. Při nedostatečné spolehlivosti a výkonu cívky může takový výboj poškodit součásti.
Spark
Tento jiskrový náboj je vyzařován z ostrých částí nebo z terminálu přímo na zem (uzemněný předmět). Jiskra je prezentována ve formě rychle se měnících nebo mizejících jasných nitkových pruhů, silně rozvětvených ačasto. Existuje také speciální typ jiskrového výboje. Říká se tomu pohyb.
Koronový výboj
Toto je záře iontů obsažených ve vzduchu. Probíhá ve vysokonapěťovém elektrickém poli. Výsledkem je namodralá, pro oči příjemná záře v blízkosti BB komponentů struktury s výrazným zakřivením povrchu.
Funkce
Během provozu transformátoru je slyšet charakteristické elektrické praskání. Tento jev je způsoben procesem, během kterého se streamery mění v jiskrové kanály. Je doprovázeno prudkým nárůstem množství energie a proudové síly. Dochází k rychlé expanzi každého kanálu a prudkému zvýšení tlaku v nich. V důsledku toho se na hranicích tvoří rázové vlny. Jejich kombinace z rozšiřujících se kanálů tvoří zvuk, který je vnímán jako praskání.
Dopad na člověka
Jako každý jiný zdroj tak vysokého napětí může být Teslova cívka smrtící. Na některé typy přístrojů je ale jiný názor. Vzhledem k tomu, že vysokofrekvenční vysoké napětí má kožní efekt a proud je výrazně za fázovým napětím a síla proudu je velmi malá, nemůže výboj do lidského těla vyvolat zástavu srdce nebo jiné závažné poruchy tělo.
