Tesla transformatörü (cihazın çalışma prensibi daha sonra tartışılacaktır) 22 Eylül 1896'da patentlenmiştir. Cihaz, yüksek potansiyel ve frekansta elektrik akımları üreten bir cihaz olarak sunuldu. Cihaz Nikola Tesla tarafından icat edildi ve adını ondan aldı. Bu cihazı daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Tesla transformatörü: çalışma prensibi
Cihazın çalışmasının özü, iyi bilinen salıncak örneği ile açıklanabilir. Zorlanmış salınım koşulları altında sallandıklarında, maksimum olacak olan genlik, uygulanan kuvvetle orantılı hale gelecektir. Serbest modda sallanırken, aynı çabalarla maksimum genlik birçok kez artacaktır. Tesla transformatörünün özü budur. Cihazda salınım olarak ikincil bir salınımlı devre kullanılır. Jeneratör, uygulanan çabanın rolünü oynar. Tutarlılıklarıyla (kesinlikle gerekli sürelerde itme), bir ana osilatör veya bir birincil devre (cihaza göre) sağlanır.
Açıklama
Basit bir Tesla transformatörü iki bobin içerir. Biri birincil, diğeri ikincil. Ayrıca Tesla rezonans transformatörü bir toroidden oluşur (her zaman kullanılmaz),kapasitör, tutucu. Sonuncusu - kesici - Spark Gap'in İngilizce versiyonunda bulunur. Tesla transformatörü ayrıca bir "çıkış" terminali içerir.
Bobinler
Birincil, kural olarak, büyük çaplı bir tel veya birkaç dönüşlü bir bakır boru içerir. İkincil bobin daha küçük bir kabloya sahiptir. Dönüşleri yaklaşık 1000'dir. Birincil bobin düz (yatay), konik veya silindirik (dikey) bir şekle sahip olabilir. Burada geleneksel bir transformatörün aksine ferromanyetik çekirdek yoktur. Bu nedenle, bobinler arasındaki karşılıklı endüktans önemli ölçüde azalır. Kondansatör ile birlikte birincil eleman bir salınım devresi oluşturur. Bir kıvılcım aralığı içerir - doğrusal olmayan bir öğe.
İkincil bobin ayrıca bir salınım devresi oluşturur. Toroidal ve kendi bobin (dönüş) kapasitansları bir kapasitör görevi görür. İkincil sargı genellikle bir vernik veya epoksi tabakası ile kaplanır. Bu, elektrik arızasını önlemek için yapılır.
Boş altıcı
Tesla transformatör devresi iki büyük elektrot içerir. Bu elemanlar, bir elektrik arkından geçen yüksek akımlara karşı dayanıklı olmalıdır. Ayarlanabilir boşluk ve iyi soğutma şarttır.
Terminal
Bu eleman, farklı tasarımlarda rezonanslı bir Tesla transformatörüne monte edilebilir. Terminal bir küre, keskinleştirilmiş bir pim veya bir disk olabilir. Büyük çaplı tahmin edilebilir kıvılcım deşarjları üretmek için tasarlanmıştır.uzunluk. Böylece birbirine bağlı iki salınım devresi bir Tesla transformatörü oluşturur.
Eterden gelen enerji, aparatın işleyişinin amaçlarından biridir. Cihazın mucidi, 377 ohm'luk bir Z dalga numarası elde etmeye çalıştı. Her zamankinden daha büyük boyutlarda bobinler yaptı. Her iki devre de aynı frekansa ayarlandığında Tesla transformatörünün normal (tam) çalışması sağlanır. Kural olarak, ayarlama sürecinde, birincil ikincil olarak ayarlanır. Bu, kapasitörün kapasitansını değiştirerek elde edilir. Birincil sargıdaki dönüş sayısı da çıkışta maksimum voltaj görünene kadar değişir.
Gelecekte basit bir Tesla trafosu oluşturulması planlanıyor. Eterden gelen enerji, insanlık için sonuna kadar çalışacak.
Eylem
Tesla trafosu darbeli modda çalışır. İlk faz, deşarj elemanının arıza gerilimine kadar bir kapasitör şarjıdır. İkincisi, birincil devrede yüksek frekanslı salınımların üretilmesidir. Paralel bağlı bir kıvılcım aralığı, transformatörü (güç kaynağını) devreden hariç tutarak kapatır. Aksi takdirde, belirli kayıplar verecektir. Bu da, birincil devrenin kalite faktörünü az altacaktır. Uygulamanın gösterdiği gibi, böyle bir etki deşarjın uzunluğunu önemli ölçüde az altır. Bu bakımdan, iyi kurulmuş bir devrede, arestör her zaman kaynağa paralel olarak yerleştirilir.
Şarj
Düşük frekanslı bir yükseltici transformatöre dayalı harici bir yüksek voltaj kaynağı tarafından üretilir. Kondansatör kapasitansı, indüktör ile birlikte belirli bir devre oluşturacak şekilde seçilir. Rezonans frekansı yüksek voltaj devresine eşit olmalıdır.
Pratikte her şey biraz farklıdır. Tesla transformatörünün hesabı yapılırken ikinci devreyi pompalamak için kullanılacak enerji dikkate alınmaz. Şarj voltajı, tutucunun arızalanmasındaki voltaj ile sınırlıdır. (Eğer eleman hava ise) ayarlanabilir. Arıza voltajı, elektrotlar arasındaki şekil veya mesafe değiştirilerek düzeltilir. Kural olarak, gösterge 2-20 kV aralığındadır. Voltajın işareti, sürekli işaret değiştiren kapasitörü çok fazla "kıs altmamalı".
Nesil
Elektrotlar arasındaki kırılma voltajına ulaşıldıktan sonra, kıvılcım aralığında elektriksel çığ benzeri bir gaz kırılması oluşur. Kondansatör bobine boşalır. Bundan sonra, gazda kalan iyonlar (yük taşıyıcılar) nedeniyle arıza voltajı keskin bir şekilde düşer. Sonuç olarak, bir kapasitör ve bir birincil bobinden oluşan salınım devresinin devresi, kıvılcım aralığı boyunca kapalı kalır. Yüksek frekanslı titreşimler üretir. Esas olarak tutucudaki kayıplar ve ayrıca elektromanyetik enerjinin ikincil bobine kaçışı nedeniyle yavaş yavaş kaybolurlar. Bununla birlikte, salınımlar, kıvılcım aralığında LC devresinin salınımlarının genliğinden önemli ölçüde daha düşük bir arıza voltajını sürdürmek için yeterli sayıda yük taşıyıcısı oluşturana kadar salınımlar devam eder. ikincil devrederezonans görünür. Bu, terminalde yüksek voltaj ile sonuçlanır.
Değişiklikler
Tesla transformatör devresinin türü ne olursa olsun, ikincil ve birincil devreler aynı kalır. Ancak, ana elemanın bileşenlerinden biri farklı bir tasarıma sahip olabilir. Özellikle, yüksek frekanslı salınımların üretecinden bahsediyoruz. Örneğin, SGTC modifikasyonunda bu eleman kıvılcım aralığı üzerinde gerçekleştirilir.
RSG
Tesla'nın yüksek güçlü transformatörü, daha karmaşık bir kıvılcım aralığı tasarımı içerir. Özellikle, bu RSG modeli için geçerlidir. Kıs altma, Rotary Spark Gap anlamına gelir. Şu şekilde tercüme edilebilir: döner / döner kıvılcım veya ark söndürme (ek) cihazlarıyla statik boşluk. Bu durumda, boşluğun çalışma frekansı, kapasitörün şarj frekansı ile senkronize olarak seçilir. Kıvılcım rotor boşluğunun tasarımı, bir motor (genellikle elektrikli), elektrotlu bir disk (dönen) içerir. İkincisi, kapatmak için eşleşen bileşenleri kapatır veya yaklaşır.
Kontakların düzeninin seçimi ve milin dönüş hızı, salınım paketlerinin gerekli frekansına bağlıdır. Motor kontrol tipine göre kıvılcım rotor boşlukları asenkron ve senkron olarak ayırt edilir. Ayrıca, dönen bir kıvılcım aralığının kullanılması elektrotlar arasında parazitik ark olasılığını önemli ölçüde az altır.
Bazı durumlarda, geleneksel bir kıvılcım aralığı değiştirilirçok aşamalı. Soğutma için bu bileşen bazen gaz veya sıvı dielektriklere (örneğin yağa) yerleştirilir. İstatistiksel bir kıvılcım aralığının arkını söndürmek için tipik bir teknik olarak, güçlü bir hava jeti kullanılarak elektrotların temizlenmesi kullanılır. Bazı durumlarda, klasik tasarımlı Tesla transformatörü ikinci bir tutucu ile desteklenir. Bu elemanın amacı, düşük voltaj (besleme) bölgesini yüksek voltaj dalgalanmalarından korumaktır.
Lamba Bobini
VTTC modifikasyonu vakum tüpleri kullanır. Bir RF salınım üretecinin rolünü oynarlar. Kural olarak, bunlar GU-81 tipi oldukça güçlü lambalardır. Ancak bazen düşük güçlü tasarımlar bulabilirsiniz. Bu durumdaki özelliklerden biri, yüksek voltaj sağlama ihtiyacının olmamasıdır. Nispeten küçük deşarjlar elde etmek için yaklaşık 300-600 V'a ihtiyacınız var. Ek olarak, VTTC, Tesla transformatörü kıvılcım aralığı üzerinde çalıştığında ortaya çıkan neredeyse hiç ses çıkarmaz. Elektroniğin gelişmesiyle, cihazın boyutunu önemli ölçüde basitleştirmek ve küçültmek mümkün hale geldi. Lambalar üzerinde bir tasarım yerine, transistörler üzerinde bir Tesla transformatörü kullanılmaya başlandı. Genellikle uygun güç ve akıma sahip iki kutuplu bir eleman kullanılır.
Tesla transformatörü nasıl yapılır?
Yukarıda bahsedildiği gibi, tasarımı basitleştirmek için bir bipolar eleman kullanılır. Şüphesiz, alan etkili transistör kullanmak çok daha iyidir. Ancak jeneratör montajında yeterli deneyime sahip olmayanlar için bipolar ile çalışmak daha kolaydır. Bobin sarma vetoplayıcı 0,5-0,8 milimetrelik bir tel ile gerçekleştirilir. Yüksek voltajlı bir kısımda tel 0,15-0,3 mm kalınlığında alınır. Yaklaşık 1000 dönüş yapılır. Sargının "sıcak" ucuna bir spiral yerleştirilir. 10 V, 1 A'lik bir transformatörden güç alınabilir. 24 V veya daha fazla güç kullanıldığında, korona deşarjının uzunluğu önemli ölçüde artar. Jeneratör için KT805IM transistörünü kullanabilirsiniz.
Enstrümanı kullanma
Çıkışta birkaç milyon voltluk bir voltaj elde edebilirsiniz. Havada etkileyici deşarjlar yaratma yeteneğine sahiptir. İkincisi, sırayla, birçok metre uzunluğa sahip olabilir. Bu fenomenler birçok insan için dışarıdan çok çekici. Tesla trafo severler dekoratif amaçlı kullanılmaktadır.
Mucidin kendisi cihazı, uzaktan cihazların kablosuz kontrolünü (radyo kontrolü), veri ve enerji iletimini amaçlayan salınımları yaymak ve oluşturmak için kullandı. Yirminci yüzyılın başında Tesla bobini tıpta kullanılmaya başlandı. Hastalar yüksek frekanslı zayıf akımlarla tedavi edildi. Derinin ince bir yüzey tabakasından geçerek iç organlara zarar vermezler. Aynı zamanda, akımların vücut üzerinde iyileştirici ve tonik bir etkisi vardı. Ayrıca transformatör, gaz deşarj lambalarını ateşlemek ve vakum sistemlerinde kaçak aramak için kullanılır. Ancak zamanımızda cihazın ana uygulaması bilişsel ve estetik olarak düşünülmelidir.
Efektler
Cihazın çalışması sırasında çeşitli gaz deşarjlarının oluşumu ile ilişkilidirler. Birçok insannefes kesen etkileri izleyebilmek için Tesla transformatörlerini toplayın. Toplamda, cihaz dört tip deşarj üretir. Boşalmaların yalnızca bobinden nasıl ayrıldığını değil, aynı zamanda topraklanmış nesnelerden de kendi yönünde yönlendirildiğini gözlemlemek çoğu zaman mümkündür. Ayrıca korona parıltılarına da sahip olabilirler. Terminale uygulandığında bazı kimyasal bileşiklerin (iyonik) deşarjın rengini değiştirebilmesi dikkat çekicidir. Örneğin, sodyum iyonları kıvılcım turuncusunu, bor iyonları ise kıvılcım yeşilini yapar.
Yayıncılar
Bunlar loş bir şekilde parlayan dallı ince kanallardır. İyonize gaz atomları ve onlardan ayrılan serbest elektronlar içerirler. Bu deşarjlar, bobinin terminalinden veya en keskin kısımlarından doğrudan havaya akar. Özünde, flama, transformatörün yakınındaki BB alanı tarafından oluşturulan görünür hava iyonizasyonu (iyonların parlaması) olarak kabul edilebilir.
Ark Deşarjı
Oldukça sık oluşur. Örneğin trafo yeterli güce sahipse, terminale topraklanmış bir nesne getirildiğinde ark oluşabilir. Bazı durumlarda, nesneye çıkışa dokunmak ve ardından artan bir mesafeye geri çekilmek ve yayı germek gerekir. Yetersiz güvenilirlik ve bobin gücü ile böyle bir deşarj bileşenlere zarar verebilir.
Kıvılcım
Bu kıvılcım yükü, keskin parçalardan veya terminalden doğrudan toprağa (topraklanmış nesne) yayılır. Kıvılcım, hızla değişen veya kaybolan parlak ipliksi şeritler şeklinde sunulur, güçlü bir şekilde dallanır vesıklıkla. Ayrıca özel bir kıvılcım deşarjı türü vardır. Hareket etmek denir.
Korona deşarjı
Bu, havada bulunan iyonların parıltısıdır. Yüksek voltajlı bir elektrik alanında gerçekleşir. Sonuç, önemli bir yüzey eğriliği ile yapının BB bileşenlerinin yakınında göze hoş gelen mavimsi bir parıltıdır.
Özellikler
Transformatörün çalışması sırasında, karakteristik bir elektrik çatırtısı duyulabilir. Bu fenomen, flamaların kıvılcım kanallarına dönüştüğü süreçten kaynaklanmaktadır. Enerji miktarında ve akım gücünde keskin bir artış eşlik eder. Her kanalda hızlı bir genişleme ve içlerindeki basınçta ani bir artış var. Sonuç olarak, sınırlarda şok dalgaları oluşur. Genişleyen kanallardan gelen kombinasyonları, çatırdama olarak algılanan bir ses oluşturur.
İnsan etkisi
Bu kadar yüksek voltajın diğer kaynakları gibi, Tesla bobini de ölümcül olabilir. Ancak bazı aparat türleri hakkında farklı bir görüş var. Yüksek frekanslı yüksek voltajın bir cilt etkisi olduğundan ve akım, fazdaki voltajın önemli ölçüde gerisinde olduğundan ve potansiyele rağmen akım gücü çok küçük olduğundan, insan vücuduna deşarj, kalp durması veya diğer ciddi rahatsızlıkları tetikleyemez. vücut.
