kategória: Najlepšie články » Zaujímavé fakty
Počet zobrazení: 41767
Komentáre k článku: 4
Čo je Tesla Transformer
Dnes sa transformátor Tesla nazýva vysokofrekvenčný vysokonapäťový rezonančný transformátor av sieti nájdete veľa príkladov živých implementácií tohto neobvyklého zariadenia. Cievka bez feromagnetického jadra, pozostávajúca z mnohých zákrutov tenkého drôtu, zakončená torusom, vyžaruje skutočné blesky a zapôsobí na divákov. Pamätajú si však všetci, ako a prečo bol tento úžasný prístroj pôvodne vytvorený?
História tohto vynálezu sa začína koncom 19. storočia, keď bol vynikajúcim experimentálnym vedcom Nikola Teslapri práci v USA si sám stanovil za úlohu naučiť sa prenášať elektrickú energiu na veľké vzdialenosti bez káblov.
Je ťažko možné presne určiť konkrétny rok, keď sa táto myšlienka stala pre vedca určite, ale je známe, že 20. mája 1891 Nikola Tesla predniesol podrobnú prednášku na Kolumbijskej univerzite, kde predstavil svoje nápady zamestnancom Amerického inštitútu elektrotechnikov a ilustroval ukazujúce vizuálne experimenty.
Účelom prvých demonštrácií bolo ukázať nový spôsob získavania svetla pomocou vysokofrekvenčných a vysokonapäťových prúdov, ako aj odhaliť vlastnosti týchto prúdov. Poctivo si uvedomujeme, že moderné energeticky úsporné žiarivky fungujú na princípe, ktorý bol práve navrhnutý pre Teslovo svetlo.
Záverečná teória presne bezdrôtový prenos elektrickej energie postupne sa rozvíjal, vedec strávil niekoľko rokov premýšľaním o svojej technológii, veľa experimentoval a starostlivo zlepšoval každý prvok obvodu, vyvinul ističe, vymyslel odolné vysokonapäťové kondenzátory, vymyslel a upravil regulátory obvodu, ale nedokázal oživiť svoj plán v rozsahu, v akom chcel.
Teória nás však dosiahla. K dispozícii sú denníky, články, patenty a prednášky od Nikola Tesly, v ktorých nájdete počiatočné podrobnosti týkajúce sa tejto technológie. Princíp činnosti rezonančného transformátora je možné nájsť napríklad prečítaním patentov Nikola Tesly č. 787412 alebo 649621, ktoré sú už dnes dostupné v sieti.
Ak sa pokúsite stručne porozumieť tomu, ako funguje transformátor Tesla, zvážte jeho štruktúru a princíp činnosti, potom nie je nič zložité.
Sekundárne vinutie transformátora je vyrobené z izolovaného drôtu (napríklad zo smaltovaného drôtu), ktorý je v jednej vrstve položený na dutom valcovom ráme okolo jednej do druhej, pomer výšky rámu k jeho priemeru sa zvyčajne berie od 6 do 1 do 4 ku 1.
Po vinutí je sekundárne vinutie potiahnuté epoxidovou živicou alebo lakom. Primárne vinutie je vyrobené z relatívne veľkého drôtu s prierezom, zvyčajne obsahuje 2 až 10 závitov a zapadá do tvaru plochej špirály alebo je navinuté ako sekundárne - na valcový rám s priemerom mierne väčším ako je priemer sekundárneho.
Výška primárneho vinutia spravidla nepresahuje 1/5 výšky sekundárneho vinutia. Toroid je pripojený k hornému terminálu sekundárneho vinutia a jeho spodný terminál je uzemnený. Ďalej zvážte všetky podrobnejšie.
Napríklad: sekundárne vinutie je navinuté na ráme s priemerom 110 mm, smaltovaný drôt PETV-2 s priemerom 0,5 mm a obsahuje 1 200 závitov, takže jeho výška je asi 62 cm a dĺžka drôtu je asi 417 metrov. Nechajte primárne vinutie obsahovať 5 závitov hrubej medenej trubice navinuté okolo priemeru 23 cm a výšku 12 cm.
Ďalej urobte toroid. Jeho kapacita by mala byť v ideálnom prípade taká, aby rezonančná frekvencia sekundárneho obvodu (uzemnená sekundárna cievka spolu s toroidom a prostredím) zodpovedala dĺžke sekundárneho vinutia drôtu, takže táto dĺžka sa rovná štvrtine vlnovej dĺžky (pre náš príklad je frekvencia rovná 180 kHz) ,
Na presný výpočet môže byť užitočný špeciálny program na výpočet Teslových cievok, napríklad VcTesla alebo inca.Na primárne vinutie je vybraný vysokonapäťový kondenzátor, ktorého kapacita by spolu s indukčnosťou primárneho vinutia tvorila oscilačný obvod, ktorého prirodzená frekvencia by sa rovnala rezonančnej frekvencii sekundárneho obvodu. Spravidla sa vyberie kondenzátor s blízkou kapacitou a ladenie sa vykonáva výberom zákrutov primárneho vinutia.
Podstata Teslovho transformátora v kanonickej podobe je nasledovná: kondenzátor primárneho okruhu je nabitý z vhodného zdroja vysokého napätia, potom je prepínačom pripojený k primárnemu vinutiu, a preto sa opakuje mnohokrát za sekundu.
V dôsledku každého spínacieho cyklu sa v primárnom okruhu vyskytujú tlmené kmity. Ale primárna cievka je induktorom pre sekundárny obvod, a preto sú v sekundárnom obvode excitované elektromagnetické vlny.
Pretože sekundárny obvod je naladený na rezonanciu s primárnymi kmitmi, na sekundárnom vinutí vzniká rezonancia napätia, a preto musí byť transformačný koeficient (pomer otáčok primárneho vinutia a sekundárnych vinutí ním pokrytých) vynásobený Q - faktor kvality sekundárneho obvodu, potom skutočný pomer napätie na sekundárnom vinutí na napätie na primárnom.
A keďže dĺžka drôtu sekundárneho vinutia sa rovná jednej štvrtine vlnovej dĺžky kmitov indukovaných v ňom, je na toroide, že bude existovať napäťová antinóda (a v bode uzemnenia - súčasná antinóda), a tu sa môže uskutočniť najúčinnejšie rozdelenie.
Na napájanie primárneho okruhu sa používajú rôzne obvody, od statickej iskrovej medzery (iskrovej medzery) napájanej MOT (ILO - vysokonapäťový transformátor z mikrovlnnej rúry) po rezonančné tranzistorové obvody na programovateľných riadiacich jednotkách napájaných usmerneným sieťovým napätím, podstata sa však nemení.
Toto sú najbežnejšie typy cievok Tesla v závislosti od toho, ako ich ovládate:
SGTC (SSTC, cievka Tesla Coil) - Tesla transformátor v iskrovej medzere. Jedná sa o klasický dizajn, podobnú schému pôvodne použil aj Tesla. Ako spínací prvok sa tu používa iskrová medzera. V konštrukciách s nízkym výkonom sú zvodiče dva kúsky hrubého drôtu umiestnené v určitej vzdialenosti, zatiaľ čo v silnejších konštrukciách sa používajú zložité rotačné výbojky využívajúce motory. Transformátory tohto typu sa vyrábajú, ak je potrebný iba dlhý streamer a účinnosť nie je dôležitá.
VTTC (WTC, vákuová skúmavka Tesla Coil) - Tesla transformátor na elektronickej žiarovke. Ako spínací prvok sa tu používa výkonná rádiová trubica, napríklad GU-81. Takéto transformátory môžu pracovať nepretržite a produkovať pomerne silné výboje. Tento typ energie sa najčastejšie používa na vytváranie vysokofrekvenčných cievok, ktoré sa v dôsledku typického vzhľadu svojich prúdov nazývajú horáky.
SSTC (SSTC, polovodičová Tesla Coil) - Tesla transformátor, v ktorom sa polovodiče používajú ako kľúčový prvok. Zvyčajne to je Tranzistory IGBT alebo MOSFET, Tento typ transformátora môže pracovať nepretržite. Vzhľad streamerov vytvorených takouto cievkou môže byť veľmi odlišný. Tento typ transformátora Tesla sa ľahšie ovláda, napríklad môžete na nich prehrávať hudbu.
DRSSTC (DRSTC, Tesla Coil s dvojitou rezonanciou) - Tesla transformátor s dvoma rezonančnými obvodmi, tu sa ako kľúče v SSTC používajú polovodiče. ДРССТЦ - najťažší typ transformátorov Tesla pri kontrole a ladení.
Aby sa dosiahla efektívnejšia a efektívnejšia prevádzka transformátora Tesla, používajú sa topologické schémy DRSSTC, keď sa dosiahne silná rezonancia v samotnom primárnom okruhu a v sekundárnom poradí, jasnejší obraz, dlhšie a silnejšie blesky (streamery).
Tesla sám sa snažil čo najlepšie dosiahnuť taký režim činnosti svojho transformátora a začiatky tejto myšlienky sú viditeľné v patente č. 568176, kde sa používajú nábojové reaktory, potom Tesla vyvinul obvod pozdĺž tejto cesty, čo znamená, že sa snažil čo najúčinnejšie využívať primárny obvod a vytvoriť tak rezonancie. O vedeckých pokusoch si môžete prečítať v jeho denníku (vedecké poznámky o pokusoch v Colorado Springs, ktoré uskutočnil v rokoch 1899 - 1900, už boli uverejnené v tlačenej podobe).
Keď už hovoríme o praktickom použití transformátora Tesla, človek by sa nemal obmedzovať na obdiv pre estetický charakter prijatých výbojov a zaobchádzať so zariadením ako s dekoratívnym. Napätie na sekundárnom vinutí transformátora môže dosiahnuť milióny voltov, čo je nakoniec efektívnym zdrojom ultra vysokého napätia.
Tesla sám vyvinul svoj systém na prenos elektriny na veľké vzdialenosti bez drôtov s využitím vodivosti horných vrstiev vzduchu v atmosfére. Predpokladalo sa, že existuje prijímací transformátor podobného prevedenia, ktorý by znížil akceptované vysoké napätie na hodnotu prijateľnú pre spotrebiteľa, o tom sa dozviete v prečítaní Teslovho patentu č. 649621.
Osobitne pozoruhodná je povaha interakcie Teslaho transformátora s prostredím. Sekundárny obvod je otvorený obvod a systém nie je termodynamicky izolovaný, nie je ani uzavretý, je otvoreným systémom. Moderný výskum týmto smerom vedie veľa výskumníkov a bod na tejto ceste ešte nebol stanovený.
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: