Tesla trafo (aparaadi tööpõhimõttest tuleb juttu hiljem) patenteeriti 1896. aastal, 22. septembril. Seadet esitleti kui seadet, mis toodab suure potentsiaali ja sagedusega elektrivoolu. Seadme leiutas Nikola Tesla ja see sai tema järgi nime. Vaatleme seda seadet üksikasjalikum alt.
Tesla trafo: tööpõhimõte
Seadme töö olemust saab selgitada tuntud kiige näitel. Kui nad kõikuvad sundvõnkumiste tingimustes, muutub amplituud, mis on maksimaalne, proportsionaalseks rakendatava jõuga. Vabarežiimis õõtsudes tõuseb maksimaalne amplituud samade pingutustega kordades. See on Tesla trafo olemus. Aparaadis kasutatakse võnkuvat sekundaarahelat. Generaator mängib rakendatud pingutuse rolli. Nende järjepidevus (surumine rangelt vajalikel ajavahemikel) on varustatud peaostsillaatori või primaarahelaga (vastav alt seadmele).
Kirjeldus
Lihtne Tesla trafo sisaldab kahte mähist. Üks on esmane, teine sekundaarne. Samuti koosneb Tesla resonantstrafo toroidist (ei kasutata alati),kondensaator, piirik. Viimane – katkestaja – leidub Spark Gapi ingliskeelses versioonis. Tesla trafo sisaldab ka "väljund" terminali.
Coils
Esmane sisaldab reeglina suure läbimõõduga traati või mitme pöördega vasktoru. Sekundaarsel mähisel on väiksem kaabel. Selle pöördeid on umbes 1000. Primaarmähis võib olla tasase (horisontaalse), koonilise või silindrilise (vertikaalse) kujuga. Erinev alt tavapärasest trafost pole siin ferromagnetilist südamikku. Tänu sellele väheneb oluliselt mähiste vastastikune induktiivsus. Koos kondensaatoriga moodustab primaarelement võnkeahela. See sisaldab sädevahet – mittelineaarset elementi.
Sekundaarmähis moodustab samuti võnkeahela. Kondensaatorina toimivad toroid- ja omapooli (interturn) mahtuvused. Sekundaarmähis on sageli kaetud laki- või epoksiidikihiga. Seda tehakse elektrikatkestuse vältimiseks.
Tühjendaja
Tesla trafo ahel sisaldab kahte massiivset elektroodi. Need elemendid peavad olema vastupidavad elektrikaare kaudu voolavatele suurtele vooludele. Reguleeritav kliirens ja hea jahutus on kohustuslikud.
Terminal
Seda elementi saab paigaldada erineva kujundusega Tesla resonantstrafosse. Klemm võib olla kera, teritatud tihvt või ketas. See on loodud tootma prognoositavaid sädelahendusi suure võimsusegapikkus. Seega moodustavad kaks ühendatud võnkeahelat Tesla trafo.
Eetrist saadav energia on üks aparaadi tööeesmärke. Seadme leiutaja püüdis saavutada lainearvu Z 377 oomi. Ta valmistas üha suuremaid mähiseid. Tesla trafo normaalne (täis)töö on tagatud, kui mõlemad ahelad on häälestatud samale sagedusele. Reeglina reguleeritakse reguleerimise käigus esmane sekundaarseks. See saavutatakse kondensaatori mahtuvuse muutmisega. Ka primaarmähise pöörete arv muutub, kuni väljundisse ilmub maksimaalne pinge.
Tulevikus on plaanis luua lihtne Tesla trafo. Eetrist saadav energia töötab inimkonna jaoks täiel määral.
Action
Tesla trafo töötab impulssrežiimis. Esimene faas on kondensaatori laadimine kuni tühjenduselemendi läbilöögipingeni. Teine on kõrgsageduslike võnkumiste tekitamine primaarahelas. Paralleelselt ühendatud sädemevahe sulgeb trafo (toiteallika), jättes selle vooluringist välja. Vastasel juhul kannab ta teatud kahjusid. See omakorda vähendab primaarahela kvaliteeditegurit. Nagu praktika näitab, vähendab selline mõju märkimisväärselt tühjenemise pikkust. Sellega seoses asetatakse hästi ehitatud vooluringis piirik alati allikaga paralleelselt.
Laadige
Seda toodab väline kõrgepingeallikas, mis põhineb madalsageduslikul astmelisel trafol. Kondensaatori mahtuvus valitakse nii, et see moodustaks koos induktiivpooliga teatud vooluringi. Selle resonantssagedus peaks olema võrdne kõrgepingeahelaga.
Praktikas on kõik mõnevõrra erinev. Tesla trafo arvutamisel ei võeta arvesse energiat, mida kasutatakse teise ahela pumpamiseks. Laadimispinge on piiratud pingega piiriku rikke ajal. Seda (kui element on õhk) saab reguleerida. Läbilöögipinget korrigeeritakse elektroodide kuju või kauguse muutmisega. Reeglina on indikaator vahemikus 2-20 kV. Pinge märk ei tohiks kondensaatorit liiga palju "lühistada", kuna see muutub pidev alt.
Generation
Pärast elektroodide vahelise läbilöögipinge saavutamist tekib sädevahes elektrilaviinilaadne gaasikatkestus. Kondensaator tühjeneb poolile. Pärast seda väheneb läbilöögipinge järsult gaasi allesjäänud ioonide (laengukandjate) tõttu. Selle tulemusena jääb kondensaatorist ja primaarpoolist koosnev võnkeahela ahel läbi sädemevahe suletuks. See tekitab kõrgsageduslikke vibratsioone. Need tuhmuvad järk-järgult, peamiselt piiriku kadude, samuti elektromagnetilise energia sekundaarmähisesse pääsemise tõttu. Sellest hoolimata jätkuvad võnked seni, kuni vool tekitab piisava arvu laengukandjaid, et hoida sädevahes oluliselt madalamat läbilöögipinget kui LC-ahela võnkumiste amplituud. Sekundaarses vooluringisilmub resonants. Selle tulemuseks on terminalis kõrge pinge.
Muudatused
Ükskõik millist Tesla trafo vooluringi tüüpi on, jäävad sekundaar- ja primaarahelad samaks. Kuid üks põhielemendi komponentidest võib olla erineva kujundusega. Eelkõige räägime kõrgsageduslike võnkumiste generaatorist. Näiteks SGTC modifikatsioonis tehakse see element sädevahele.
RSG
Tesla suure võimsusega trafol on keerukam sädevahe. Eelkõige kehtib see RSG mudeli kohta. Lühend tähistab Rotary Spark Gap. Seda saab tõlkida järgmiselt: pöörlev / pöörlev säde või staatiline vahe koos kaarekustutusseadmetega (lisa). Sel juhul valitakse tühimiku töösagedus sünkroonselt kondensaatori laadimise sagedusega. Säderootori vahe konstruktsioon sisaldab mootorit (tavaliselt on see elektriline), ketast (pöörlev) elektroodidega. Viimased kas sulguvad või lähenevad sulgemiseks paarituskomponentidele.
Kontaktide paigutuse ja võlli pöörlemiskiiruse valikul lähtutakse võnkepakettide vajalikust sagedusest. Vastav alt mootori juhtimise tüübile eristatakse säde rootori vahesid asünkroonsete ja sünkroonsetena. Samuti vähendab pöörleva sädemevahe kasutamine oluliselt elektroodide vahelise parasiitkaare tekkimise tõenäosust.
Mõnel juhul asendatakse tavaline sädevahemitmeastmeline. Jahutamiseks asetatakse see komponent mõnikord gaasilistesse või vedelatesse dielektrikutesse (näiteks õlisse). Tüüpilise statistilise sädemevahe kaare kustutamise tehnikana kasutatakse elektroodide puhastamist võimsa õhujoaga. Mõnel juhul on klassikalise disainiga Tesla trafo täiendatud teise piirikuga. Selle elemendi eesmärk on kaitsta madalpinge (toite) tsooni kõrgepinge tõusu eest.
Lambi mähis
VTTC modifikatsioonis kasutatakse vaakumtorusid. Nad mängivad RF võnkegeneraatori rolli. Reeglina on need üsna võimsad GU-81 tüüpi lambid. Kuid mõnikord võite leida väikese võimsusega disainilahendusi. Üks omadusi on sel juhul kõrgepinge tagamise vajaduse puudumine. Suhteliselt väikeste tühjenduste saamiseks on vaja umbes 300-600 V. Lisaks ei tee VTTC peaaegu üldse müra, mis ilmneb siis, kui Tesla trafo töötab sädevahe peal. Elektroonika arenedes sai võimalikuks oluliselt lihtsustada ja vähendada seadme suurust. Lampide kujunduse asemel hakati kasutama transistoride Tesla trafot. Tavaliselt kasutatakse sobiva võimsuse ja vooluga bipolaarset elementi.
Kuidas teha Tesla trafot?
Nagu eespool mainitud, kasutatakse disaini lihtsustamiseks bipolaarset elementi. Kahtlemata on palju parem kasutada väljatransistori. Kuid bipolaarsega on lihtsam töötada neil, kes pole generaatorite kokkupanemisel piisav alt kogenud. Pooli mähis jakollektor viiakse läbi 0,5-0,8 millimeetrise traadiga. Kõrgepingeosal võetakse traat paksusega 0,15-0,3 mm. Tehakse umbes 1000 pööret. Mähise "kuuma" otsa asetatakse spiraal. Toidet saab võtta trafost 10 V, 1 A. Kasutades voolu alates 24 V või enam, pikeneb koroonalahenduse pikkus oluliselt. Generaatori jaoks saate kasutada transistori KT805IM.
Instrumendi kasutamine
Väljundis võite saada mitme miljoni volti pinge. See on võimeline tekitama muljetavaldavaid heitmeid õhku. Viimased võivad omakorda olla mitme meetri pikkused. Need nähtused on paljude inimeste jaoks väliselt väga atraktiivsed. Tesla trafo armastajaid kasutatakse dekoratiivsetel eesmärkidel.
Leiutaja ise kasutas seadet võnkumiste levitamiseks ja genereerimiseks, mis on suunatud seadmete juhtmevabale juhtimisele distantsilt (raadiojuhtimine), andmete ja energia edastamiseks. Kahekümnenda sajandi alguses hakati Tesla mähist kasutama meditsiinis. Patsiente raviti kõrgsageduslike nõrkade vooludega. Need, voolates läbi õhukese nahapinnakihi, ei kahjustanud siseorganeid. Samas mõjusid hoovused kehale tervendav alt ja toniseeriv alt. Lisaks kasutatakse trafot gaaslahenduslampide süütamiseks ja vaakumsüsteemides lekete otsimiseks. Kuid meie ajal tuleks seadme peamist rakendust pidada kognitiivseks ja esteetiliseks.
Efektid
Neid seostatakse mitmesuguste gaasilahenduste tekkega seadme töötamise ajal. Palju inimesikoguge Tesla trafosid, et saaksite vaadata hingematvaid efekte. Kokku toodab seade nelja tüüpi heitmeid. Sageli on võimalik jälgida, kuidas tühjendused mitte ainult ei välju mähisest, vaid on suunatud ka maandatud objektidelt selle suunas. Neil võib olla ka koroona sära. Tähelepanuväärne on, et mõned keemilised ühendid (ioonsed) võivad terminalile kandmisel muuta väljavoolu värvi. Näiteks naatriumioonid muudavad sädeme oranžiks, boorioonid aga roheliseks.
Streemerid
Need on nõrg alt helendavad hargnenud õhukesed kanalid. Need sisaldavad ioniseeritud gaasi aatomeid ja nendest eraldunud vabad elektronid. Need heitmed voolavad mähise klemmist või kõige teravamatest osadest otse õhku. Voomeri tuuma võib pidada nähtavaks õhuionisatsiooniks (ioonide säraks), mille tekitab trafo lähedal asuv BB väli.
Kaarlahendus
See moodustub üsna sageli. Näiteks kui trafol on piisav alt võimsust, võib maandatud objekti terminali toomisel tekkida kaar. Mõnel juhul on vaja objekti puudutada väljapääsuni ja seejärel tõmbuda üha suuremale kaugusele ja venitada kaare. Ebapiisava töökindluse ja pooli võimsuse korral võib selline tühjendus komponente kahjustada.
Spark
Sädelaeng kiirgub teravatest osadest või klemmist otse maapinnale (maandatud objekt). Säde esitatakse kiiresti muutuvate või kaduvate heledate filiformsete triipudena, tugev alt hargnenud jasageli. Samuti on olemas spetsiaalne sädelahendus. Seda nimetatakse liikumiseks.
Korona eraldumine
See on õhus sisalduvate ioonide sära. See toimub kõrgepinge elektriväljas. Tulemuseks on sinakas, silmale meeldiv kuma konstruktsiooni BB-komponentide lähedal koos olulise pinnakõverusega.
Funktsioonid
Trafo töötamise ajal on kuulda iseloomulikku elektrilist praginat. See nähtus on tingitud protsessist, mille käigus striimijad muutuvad sädekanaliteks. Sellega kaasneb energiahulga ja voolutugevuse järsk kasv. Iga kanali kiire laienemine ja rõhu järsk tõus neis. Selle tulemusena tekivad piiridel lööklained. Nende kombinatsioon laienevatest kanalitest moodustab heli, mida tajutakse praksuvana.
Inimmõju
Nagu iga teine kõrgepingeallikas, võib Tesla mähis olla surmav. Kuid teatud tüüpi seadmete kohta on erinev arvamus. Kuna kõrgsageduslikul kõrgepingel on nahaefekt ja vool jääb faasipingest oluliselt maha ning voolutugevus on vaatamata potentsiaalile väga väike, ei saa inimkehasse sattumine esile kutsuda südameseiskust ega muid tõsiseid häireid. keha.
