Transformatori Tesla (parimi i funksionimit të aparatit do të diskutohet më vonë) u patentua në 1896, 22 shtator. Pajisja u prezantua si një pajisje që prodhon rryma elektrike me potencial dhe frekuencë të lartë. Pajisja u shpik nga Nikola Tesla dhe u emërua pas tij. Le ta shqyrtojmë këtë pajisje në më shumë detaje.
transformatori Tesla: parimi i punës
Thelbi i funksionimit të pajisjes mund të shpjegohet me shembullin e lëkundjes së mirënjohur. Kur ato lëkunden në kushte të lëkundjeve të detyruara, amplituda, e cila do të jetë maksimale, do të bëhet proporcionale me forcën e aplikuar. Kur lëvizni në modalitetin e lirë, amplituda maksimale do të rritet shumë herë me të njëjtat përpjekje. Ky është thelbi i transformatorit Tesla. Një qark sekondar oscilues përdoret si lëkundje në aparat. Gjeneratori luan rolin e përpjekjes së aplikuar. Me qëndrueshmërinë e tyre (shtytje në periudha rreptësisht të nevojshme kohore), sigurohet një oshilator kryesor ose një qark primar (në përputhje me pajisjen).
Përshkrim
Një transformator i thjeshtë Tesla përfshin dy mbështjellje. Njëra është parësore, tjetra është dytësore. Gjithashtu, transformatori rezonant Tesla përbëhet nga një toroid (jo gjithmonë i përdorur),kondensator, kapës. E fundit - ndërprerësi - gjendet në versionin anglisht të Spark Gap. Transformatori Tesla përmban gjithashtu një terminal "dalje".
Rrotulla
Primary përmban, si rregull, një tel me diametër të madh ose një tub bakri me disa kthesa. Spiralja dytësore ka një kabllo më të vogël. Kthesat e saj janë rreth 1000. Bobina primare mund të ketë formë të sheshtë (horizontale), konike ose cilindrike (vertikale). Këtu, ndryshe nga një transformator konvencional, nuk ka bërthamë ferromagnetike. Për shkak të kësaj, induktiviteti i ndërsjellë midis mbështjellësve zvogëlohet ndjeshëm. Së bashku me kondensatorin, elementi parësor formon një qark oscilues. Ai përfshin një hendek shkëndijë - një element jolinear.
Bobina dytësore gjithashtu formon një qark oscilues. Kapacitetet toroidale dhe të mbështjelljes së saj (ndërprerjes) veprojnë si kondensator. Dredha-dredha dytësore shpesh mbulohet me një shtresë llak ose epoksi. Kjo është bërë për të shmangur prishjen elektrike.
Shkarkues
Qarku i transformatorit Tesla përfshin dy elektroda masive. Këta elementë duhet të jenë rezistent ndaj rrymave të larta që rrjedhin nëpër një hark elektrik. Hapësira e rregullueshme dhe ftohja e mirë janë një domosdoshmëri.
Terminal
Ky element mund të instalohet në një transformator rezonant Tesla në dizajne të ndryshme. Terminali mund të jetë një sferë, një kunj i mprehur ose një disk. Është projektuar për të prodhuar shkarkime të parashikueshme të shkëndijës me një të madhegjatësia. Kështu, dy qarqe osciluese të lidhura formojnë një transformator Tesla.
Energjia nga eteri është një nga qëllimet e funksionimit të aparatit. Shpikësi i pajisjes u përpoq të arrinte një numër vale Z prej 377 ohms. Ai bëri mbështjellje me përmasa gjithnjë e më të mëdha. Funksionimi normal (i plotë) i transformatorit Tesla sigurohet kur të dy qarqet akordohen në të njëjtën frekuencë. Si rregull, në procesin e rregullimit, primar përshtatet në sekondar. Kjo arrihet duke ndryshuar kapacitetin e kondensatorit. Numri i rrotullimeve në mbështjelljen parësore gjithashtu ndryshon derisa tensioni maksimal të shfaqet në dalje.
Në të ardhmen, është planifikuar të krijohet një transformator i thjeshtë Tesla. Energjia nga eteri do të funksionojë për njerëzimin në maksimum.
Veprim
Transformatori Tesla funksionon në modalitetin pulsues. Faza e parë është një ngarkesë e kondensatorit deri në tensionin e prishjes së elementit të shkarkimit. E dyta është gjenerimi i lëkundjeve me frekuencë të lartë në qarkun primar. Një hendek shkëndijë i lidhur paralelisht mbyll transformatorin (burimin e energjisë), duke e përjashtuar atë nga qarku. Përndryshe, ai do të bëjë humbje të caktuara. Kjo, nga ana tjetër, do të zvogëlojë faktorin e cilësisë së qarkut primar. Siç tregon praktika, një ndikim i tillë zvogëlon ndjeshëm gjatësinë e shkarkimit. Në këtë drejtim, në një qark të ndërtuar mirë, shkarkuesi vendoset gjithmonë paralel me burimin.
Ngarkesë
Prodhohet nga një burim i jashtëm i tensionit të lartë i bazuar në një transformator ngritës me frekuencë të ulët. Kapaciteti i kondensatorit zgjidhet në mënyrë që të formojë një qark të caktuar së bashku me induktorin. Frekuenca e saj e rezonancës duhet të jetë e barabartë me qarkun e tensionit të lartë.
Në praktikë, gjithçka është disi ndryshe. Kur kryhet llogaritja e transformatorit Tesla, energjia që do të përdoret për të pompuar qarkun e dytë nuk merret parasysh. Tensioni i ngarkimit është i kufizuar nga tensioni në prishjen e shkarkuesit. Ai (nëse elementi është ajri) mund të rregullohet. Tensioni i prishjes korrigjohet duke ndryshuar formën ose distancën midis elektrodave. Si rregull, treguesi është në intervalin 2-20 kV. Shenja e tensionit nuk duhet të "shkurtojë" shumë kondensatorin, i cili vazhdimisht ndryshon shenjën.
Gjenerata
Pasi të arrihet tensioni i prishjes midis elektrodave, në hendekun e shkëndijës formohet një ndarje elektrike e gazit si ortek. Kondensatori shkarkohet në spirale. Pas kësaj, voltazhi i prishjes zvogëlohet ndjeshëm për shkak të joneve të mbetura në gaz (bartësit e ngarkesës). Si rezultat, qarku i qarkut të lëkundjes, i përbërë nga një kondensator dhe një spirale parësore, mbetet i mbyllur përmes hendekut të shkëndijës. Ai gjeneron dridhje me frekuencë të lartë. Ato zbehen gradualisht, kryesisht për shkak të humbjeve në shkarkues, si dhe për shkak të ikjes së energjisë elektromagnetike në bobinën dytësore. Sidoqoftë, lëkundjet vazhdojnë derisa rryma të krijojë një numër të mjaftueshëm të bartësve të ngarkesës për të mbajtur një tension të dukshëm më të ulët të ndarjes në hendekun e shkëndijës sesa amplituda e lëkundjeve të qarkut LC. Në qarkun dytësorshfaqet rezonanca. Kjo rezulton në tension të lartë në terminal.
Modifikime
Çfarëdo lloj qarku të transformatorit Tesla, qarqet dytësore dhe parësore mbeten të njëjta. Sidoqoftë, një nga komponentët e elementit kryesor mund të jetë i një dizajni të ndryshëm. Në veçanti, ne po flasim për një gjenerator të lëkundjeve me frekuencë të lartë. Për shembull, në modifikimin SGTC, ky element kryhet në hendekun e shkëndijës.
RSG
Transformatori i fuqisë së lartë të Tesla-s përfshin një dizajn më kompleks të hendekut të shkëndijës. Në veçanti, kjo vlen për modelin RSG. Shkurtesa qëndron për Rotary Spark Gap. Mund të përkthehet si më poshtë: shkëndija rrotulluese / rrotulluese ose hendek statik me pajisje shuarëse me hark (shtesë). Në këtë rast, frekuenca e funksionimit të hendekut zgjidhet në mënyrë sinkrone me frekuencën e ngarkimit të kondensatorit. Dizajni i hendekut të rotorit të shkëndijës përfshin një motor (zakonisht është elektrik), një disk (rrotullues) me elektroda. Ky i fundit ose mbyllet ose afrohet me komponentët e çiftëzimit për t'u mbyllur.
Zgjedhja e renditjes së kontakteve dhe shpejtësia e rrotullimit të boshtit bazohet në frekuencën e kërkuar të paketave oshiluese. Në përputhje me llojin e kontrollit të motorit, boshllëqet e rotorit të shkëndijave dallohen si asinkrone dhe sinkrone. Gjithashtu, përdorimi i një hendeku rrotullues të shkëndijës redukton ndjeshëm mundësinë e një harku parazitar midis elektrodave.
Në disa raste, një hendek konvencional i shkëndijës zëvendësohetshumëshkallëshe. Për ftohje, ky komponent ndonjëherë vendoset në dielektrikë të gaztë ose të lëngshëm (për shembull, në vaj). Si një teknikë tipike për shuarjen e harkut të një hendeku statistikor të shkëndijës, përdoret pastrimi i elektrodave duke përdorur një avion të fuqishëm ajri. Në disa raste, transformatori Tesla i dizajnit klasik plotësohet me një shkarkues të dytë. Qëllimi i këtij elementi është të mbrojë zonën e tensionit të ulët (ushqyes) nga mbitensionet e tensionit të lartë.
Spirale llambë
Modifikimi VTTC përdor tuba vakum. Ata luajnë rolin e një gjeneratori të lëkundjeve RF. Si rregull, këto janë llamba mjaft të fuqishme të llojit GU-81. Por ndonjëherë mund të gjeni modele me fuqi të ulët. Një nga veçoritë në këtë rast është mungesa e nevojës për të siguruar tension të lartë. Për të marrë shkarkime relativisht të vogla, ju nevojiten rreth 300-600 V. Përveç kësaj, VTTC nuk bën pothuajse asnjë zhurmë, e cila shfaqet kur transformatori Tesla funksionon në hendekun e shkëndijës. Me zhvillimin e elektronikës, u bë e mundur të thjeshtohej dhe zvogëlohej ndjeshëm madhësia e pajisjes. Në vend të një modeli në llamba, filloi të përdoret një transformator Tesla në transistorë. Zakonisht përdoret një element bipolar i fuqisë dhe rrymës së duhur.
Si të bëni një transformator Tesla?
Siç u përmend më lart, një element bipolar përdoret për të thjeshtuar dizajnin. Pa dyshim, është shumë më mirë të përdorni një transistor me efekt në terren. Por puna me bipolar është më e lehtë për ata që nuk kanë përvojë të mjaftueshme në montimin e gjeneratorëve. Mbështjellja e mbështjelljes dhekolektori kryhet me një tel prej 0,5-0,8 milimetra. Në një pjesë të tensionit të lartë, tela merret me trashësi 0,15-0,3 mm. Bëhen rreth 1000 rrotullime. Një spirale vendoset në skajin "të nxehtë" të mbështjelljes. Fuqia mund të merret nga një transformator 10 V, 1 A. Kur përdorni energji nga 24 V ose më shumë, gjatësia e shkarkimit të koronës rritet ndjeshëm. Për gjeneratorin, mund të përdorni transistorin KT805IM.
Përdorimi i instrumentit
Në dalje, mund të merrni një tension prej disa milionë volt. Është në gjendje të krijojë shkarkime mbresëlënëse në ajër. Kjo e fundit, nga ana tjetër, mund të ketë një gjatësi prej shumë metrash. Këto dukuri janë shumë tërheqëse nga jashtë për shumë njerëz. Dashamirët e transformatorëve Tesla përdoren për qëllime dekorative.
Vetë shpikësi e përdori pajisjen për të përhapur dhe gjeneruar lëkundje, të cilat synojnë kontrollin me valë të pajisjeve në distancë (kontroll radio), transmetimin e të dhënave dhe energjisë. Në fillim të shekullit të njëzetë, spiralja Tesla filloi të përdoret në mjekësi. Pacientët trajtoheshin me rryma të dobëta me frekuencë të lartë. Ata, duke rrjedhur nëpër një shtresë të hollë sipërfaqësore të lëkurës, nuk dëmtuan organet e brendshme. Në të njëjtën kohë, rrymat kishin një efekt shërues dhe tonik në trup. Përveç kësaj, transformatori përdoret për të ndezur llambat e shkarkimit të gazit dhe për të kërkuar rrjedhje në sistemet e vakumit. Megjithatë, në kohën tonë, aplikimi kryesor i pajisjes duhet të konsiderohet njohës dhe estetik.
Efektet
Ato shoqërohen me formimin e llojeve të ndryshme të shkarkimeve të gazit gjatë funksionimit të pajisjes. Shume njerezmblidhni transformatorët e Teslës për të qenë në gjendje të shikoni efektet befasuese. Në total, pajisja prodhon shkarkime të katër llojeve. Shpesh është e mundur të vërehet se si shkarkimet jo vetëm që largohen nga spiralja, por drejtohen edhe nga objektet e tokëzuara në drejtimin e saj. Ata gjithashtu mund të kenë shkëlqim korona. Vlen të përmendet se disa përbërje kimike (jonike) kur aplikohen në terminal mund të ndryshojnë ngjyrën e shkarkimit. Për shembull, jonet e natriumit e bëjnë shkëndijën portokalli, ndërsa jonet e borit e bëjnë shkëndijën jeshile.
Transmetuesit
Këto janë kanale të hollë të degëzuara me shkëlqim të zbehtë. Ato përmbajnë atome të gazit të jonizuar dhe elektrone të lira që shkëputen prej tyre. Këto shkarkime rrjedhin nga terminali i spirales ose nga pjesët më të mprehta direkt në ajër. Në thelbin e tij, transmetuesi mund të konsiderohet jonizimi i dukshëm i ajrit (shkëlqimi i joneve), i cili krijohet nga fusha BB pranë transformatorit.
Shkarkim hark
Formohet mjaft shpesh. Për shembull, nëse transformatori ka fuqi të mjaftueshme, mund të formohet një hark kur një objekt i tokëzuar sillet në terminal. Në disa raste, kërkohet të prekni objektin në dalje, dhe më pas të tërhiqeni në një distancë në rritje dhe të zgjasni harkun. Me besueshmëri dhe fuqi të pamjaftueshme të spirales, një shkarkim i tillë mund të dëmtojë komponentët.
Shkëndija
Kjo ngarkesë shkëndijë lëshohet nga pjesë të mprehta ose nga terminali direkt në tokë (objekt i tokëzuar). Shkëndija paraqitet në formën e shiritave filiformë të shndritshëm që ndryshojnë ose zhduken me shpejtësi, të degëzuar fort dheshpesh. Ekziston gjithashtu një lloj i veçantë i shkarkimit të shkëndijës. Quhet lëvizja.
Shkarkim nga Corona
Ky është shkëlqimi i joneve që përmbahen në ajër. Ajo zhvillohet në një fushë elektrike të tensionit të lartë. Rezultati është një shkëlqim i k altërosh, i këndshëm për syrin pranë komponentëve BB të strukturës me një lakim të konsiderueshëm të sipërfaqes.
Karakteristikat
Gjatë funksionimit të transformatorit dëgjohet një kërcitje karakteristike elektrike. Ky fenomen është për shkak të procesit gjatë të cilit transmetuesit kthehen në kanale shkëndija. Ajo shoqërohet me një rritje të mprehtë të sasisë së energjisë dhe fuqisë aktuale. Ekziston një zgjerim i shpejtë i secilit kanal dhe një rritje e papritur e presionit në to. Si rezultat, valët e goditjes formohen në kufij. Kombinimi i tyre nga kanalet në zgjerim formon një tingull që perceptohet si kërcitje.
Ndikimi njerëzor
Ashtu si çdo burim tjetër i tensionit të tillë të lartë, spiralja Tesla mund të jetë vdekjeprurëse. Por ka një mendim të ndryshëm në lidhje me disa lloje të aparateve. Meqenëse tensioni i lartë me frekuencë të lartë ka një efekt të lëkurës, dhe rryma është dukshëm prapa tensionit në fazë, dhe forca e rrymës është shumë e vogël, pavarësisht potencialit, shkarkimi në trupin e njeriut nuk mund të provokojë arrest kardiak ose çrregullime të tjera serioze në trupi.
