Tesla transformatori (qurilmaning ishlash printsipi keyinroq muhokama qilinadi) 1896 yil 22 sentyabrda patentlangan. Qurilma yuqori potentsial va chastotali elektr toklarini ishlab chiqaruvchi qurilma sifatida taqdim etildi. Qurilma Nikola Tesla tomonidan ixtiro qilingan va uning nomi bilan atalgan. Keling, ushbu qurilmani batafsil ko'rib chiqaylik.
Tesla transformatori: ishlash printsipi
Qurilmaning ishlashining mohiyatini taniqli tebranish misolida tushuntirish mumkin. Majburiy tebranishlar sharoitida ular tebranish paytida maksimal bo'lgan amplituda qo'llaniladigan kuchga proportsional bo'ladi. Erkin rejimda tebranish paytida maksimal amplituda bir xil harakatlar bilan bir necha bor ortadi. Bu Tesla transformatorining mohiyati. Asbobda tebranish sifatida tebranuvchi ikkilamchi sxema ishlatiladi. Jeneratör qo'llaniladigan harakat rolini o'ynaydi. Ularning mustahkamligi (qat'iy zaruriy vaqt oralig'ida bosish) bilan asosiy osilator yoki asosiy sxema (qurilmaga muvofiq) taqdim etiladi.
Tavsif
Oddiy Tesla transformatori ikkita bobinni o'z ichiga oladi. Biri asosiy, ikkinchisi ikkinchi darajali. Shuningdek, Tesla rezonans transformatori toroiddan iborat (har doim ham ishlatilmaydi),kondansatör, to'xtatuvchi. Oxirgi - to'xtatuvchi - Spark Gap-ning inglizcha versiyasida topilgan. Tesla transformatorida "chiqish" terminali ham mavjud.
Bobinlar
Birlamchi, qoida tariqasida, katta diametrli sim yoki bir nechta burilishli mis quvurni o'z ichiga oladi. Ikkilamchi lasan kichikroq kabelga ega. Uning burilishlari taxminan 1000. Birlamchi kangal tekis (gorizontal), konusning yoki silindrsimon (vertikal) shaklga ega bo'lishi mumkin. Bu erda an'anaviy transformatordan farqli o'laroq, ferromagnit yadro yo'q. Shu sababli, sariqlar orasidagi o'zaro indüktans sezilarli darajada kamayadi. Kondensator bilan birgalikda asosiy element tebranish davrini hosil qiladi. U uchqun bo'shlig'ini o'z ichiga oladi - chiziqli bo'lmagan element.
Ikkilamchi lasan ham tebranish zanjirini hosil qiladi. Toroidal va o'zining lasan (interturn) sig'imlari kondansatör vazifasini bajaradi. Ikkilamchi o'rash ko'pincha lak yoki epoksi qatlami bilan qoplangan. Bu elektr uzilishining oldini olish uchun qilingan.
Zaryadlovchi
Tesla transformator sxemasi ikkita massiv elektrodni o'z ichiga oladi. Ushbu elementlar elektr yoyi orqali oqadigan yuqori oqimlarga chidamli bo'lishi kerak. Sozlanishi mumkin bo'lgan bo'shliq va yaxshi sovutish shart.
Terminal
Ushbu element turli dizayndagi rezonansli Tesla transformatoriga oʻrnatilishi mumkin. Terminal shar, o'tkir pin yoki disk bo'lishi mumkin. U katta hajmli prognoz qilinadigan uchqun razryadlarini ishlab chiqarish uchun mo'ljallanganuzunligi. Shunday qilib, ikkita ulangan tebranish zanjiri Tesla transformatorini hosil qiladi.
Efirdan olinadigan energiya apparatning ishlash maqsadlaridan biridir. Qurilma ixtirochisi 377 ohmlik Z to'lqin raqamiga erishishga intildi. U tobora kattaroq o'lchamdagi rulonlarni yasadi. Tesla transformatorining normal (to'liq) ishlashi ikkala sxema ham bir xil chastotaga sozlanganda ta'minlanadi. Qoida tariqasida, sozlash jarayonida birlamchi ikkinchi darajaga o'rnatiladi. Bunga kondansatkichning sig'imini o'zgartirish orqali erishiladi. Birlamchi o'rashdagi burilishlar soni chiqishda maksimal kuchlanish paydo bo'lguncha o'zgaradi.
Kelajakda oddiy Tesla transformatorini yaratish rejalashtirilgan. Efirdan keladigan energiya insoniyat uchun to'liq ishlaydi.
Harakat
Tesla transformatori impulsli rejimda ishlaydi. Birinchi bosqich - deşarj elementining buzilish kuchlanishiga qadar kondansatör zaryadidir. Ikkinchisi - birlamchi sxemada yuqori chastotali tebranishlarni yaratish. Parallel ulangan uchqun bo'shlig'i transformatorni (quvvat manbai) yopadi, uni kontaktlarning zanglashiga olib kiradi. Aks holda, u ma'lum yo'qotishlarni keltirib chiqaradi. Bu, o'z navbatida, birlamchi sxemaning sifat koeffitsientini kamaytiradi. Amaliyot shuni ko'rsatadiki, bunday ta'sir oqimning davomiyligini sezilarli darajada kamaytiradi. Shu munosabat bilan, yaxshi qurilgan sxemada to'xtatuvchi har doim manbaga parallel ravishda joylashtiriladi.
Toʻldirish
U past chastotali kuchaytiruvchi transformatorga asoslangan tashqi yuqori kuchlanish manbai tomonidan ishlab chiqariladi. Kondensatorning sig'imi shunday tanlanadiki, u induktor bilan birga ma'lum bir sxema hosil qiladi. Uning rezonans chastotasi yuqori kuchlanish zanjiriga teng bo'lishi kerak.
Amalda hammasi biroz boshqacha. Tesla transformatorini hisoblashda ikkinchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan energiya hisobga olinmaydi. Zaryadlash kuchlanishi to'xtatuvchining buzilishidagi kuchlanish bilan chegaralanadi. U (agar element havo bo'lsa) sozlanishi mumkin. Buzilish kuchlanishi elektrodlar orasidagi shakli yoki masofani o'zgartirish orqali tuzatiladi. Qoida tariqasida, indikator 2-20 kV oralig'ida. Kuchlanish belgisi doimiy ravishda ishorani o'zgartiradigan kondansatörni juda "qisqa qilmasligi" kerak.
Avlod
Elektrodlar orasidagi buzilish kuchlanishiga erishilgandan so'ng, uchqun oralig'ida elektr ko'chkisi kabi gaz parchalanishi hosil bo'ladi. Kondensator lasan ustiga zaryadsizlanadi. Shundan so'ng, gazda qolgan ionlar (zaryad tashuvchilar) tufayli parchalanish kuchlanishi keskin kamayadi. Natijada, kondansatör va birlamchi lasandan tashkil topgan tebranish pallasining sxemasi uchqun oralig'i orqali yopiq qoladi. U yuqori chastotali tebranishlarni hosil qiladi. Ular, asosan, to'xtatuvchidagi yo'qotishlar, shuningdek, elektromagnit energiyaning ikkilamchi lasanga tushishi tufayli asta-sekin yo'qoladi. Shunga qaramay, tebranishlar oqim LC pallasida tebranishlar amplitudasidan ko'ra uchqun oralig'ida sezilarli darajada past buzilish kuchlanishini saqlab qolish uchun etarli miqdordagi zaryad tashuvchilarni yaratmaguncha davom etadi. Ikkilamchi zanjirdarezonans paydo bo'ladi. Bu terminalda yuqori kuchlanishga olib keladi.
Oʻzgartirishlar
Tesla transformator sxemasining qaysi turidan qat'i nazar, ikkilamchi va birlamchi sxemalar bir xil bo'lib qoladi. Biroq, asosiy elementning tarkibiy qismlaridan biri boshqa dizaynga ega bo'lishi mumkin. Xususan, biz yuqori chastotali tebranishlar generatori haqida gapiramiz. Masalan, SGTC modifikatsiyasida bu element uchqun bo'shlig'ida bajariladi.
RSG
Tesla'ning yuqori quvvatli transformatori yanada murakkab uchqun bo'shlig'i dizaynini o'z ichiga oladi. Xususan, bu RSG modeliga tegishli. Qisqartma Rotary Spark Gap degan ma'noni anglatadi. Buni quyidagicha tarjima qilish mumkin: aylanuvchi / aylanadigan uchqun yoki yoyni o'chirish (qo'shimcha) qurilmalari bilan statik bo'shliq. Bunday holda, bo'shliqning ishlash chastotasi kondansatör zaryadlash chastotasi bilan sinxron ravishda tanlanadi. Uchqun rotori bo'shlig'ining dizayni dvigatelni (odatda u elektr), elektrodli diskni (aylanuvchi) o'z ichiga oladi. Ikkinchisi yopish uchun birlashtiruvchi komponentlarni yopadi yoki ularga yaqinlashadi.
Kontaktlarning joylashishini va milning aylanish tezligini tanlash tebranish paketlarining kerakli chastotasiga asoslanadi. Dvigatelni boshqarish turiga ko'ra, uchqun rotorining bo'shliqlari asenkron va sinxron bo'linadi. Shuningdek, aylanadigan uchqun bo'shlig'idan foydalanish elektrodlar orasidagi parazit yoy ehtimolini sezilarli darajada kamaytiradi.
Ba'zi hollarda an'anaviy uchqun bo'shlig'i almashtiriladiko'p bosqichli. Sovutish uchun bu komponent ba'zan gazsimon yoki suyuq dielektriklarga (masalan, moyda) joylashtiriladi. Statistik uchqun bo'shlig'ining yoyini o'chirishning odatiy usuli sifatida kuchli havo oqimi yordamida elektrodlarni tozalash qo'llaniladi. Ba'zi hollarda klassik dizayndagi Tesla transformatori ikkinchi to'xtatuvchi bilan to'ldiriladi. Ushbu elementning maqsadi past kuchlanish (oziqlantirish) zonasini yuqori kuchlanish kuchlanishidan himoya qilishdir.
Chiroq bobini
VTTC modifikatsiyasi vakuum naychalaridan foydalanadi. Ular RF tebranish generatori rolini o'ynaydi. Qoida tariqasida, bu GU-81 tipidagi juda kuchli lampalar. Ammo ba'zida siz kam quvvatli dizaynlarni topishingiz mumkin. Bu holatda xususiyatlardan biri yuqori kuchlanishni ta'minlash zarurati yo'qligi hisoblanadi. Nisbatan kichik deşarjlarni olish uchun sizga taxminan 300-600 V kerak bo'ladi. Bundan tashqari, VTTC deyarli shovqin qilmaydi, bu Tesla transformatori uchqun bo'shlig'ida ishlaganda paydo bo'ladi. Elektronikaning rivojlanishi bilan qurilma hajmini sezilarli darajada soddalashtirish va kamaytirish mumkin bo'ldi. Chiroqlardagi dizayn o'rniga tranzistorlardagi Tesla transformatori ishlatila boshlandi. Odatda tegishli quvvat va oqimning bipolyar elementi ishlatiladi.
Tesla transformatorini qanday yasash mumkin?
Yuqorida aytib o'tilganidek, dizaynni soddalashtirish uchun bipolyar element ishlatiladi. Shubhasiz, dala effektli tranzistordan foydalanish ancha yaxshi. Ammo generatorlarni yig'ishda etarlicha tajribaga ega bo'lmaganlar uchun bipolyar bilan ishlash osonroq. Bobinni o'rash vakollektor 0,5-0,8 millimetrli sim bilan amalga oshiriladi. Yuqori kuchlanishli qismda sim 0,15-0,3 mm qalinlikda olinadi. Taxminan 1000 ga yaqin burilish amalga oshiriladi. Spiral o'rashning "issiq" uchiga o'rnatiladi. Quvvatni 10 V, 1 A transformatordan olish mumkin. 24 V yoki undan ko'p quvvatdan foydalanganda tojni tushirish uzunligi sezilarli darajada oshadi. Jeneratör uchun siz KT805IM tranzistoridan foydalanishingiz mumkin.
Asbobdan foydalanish
Chiqishda siz bir necha million volt kuchlanishni olishingiz mumkin. U havoda ta'sirchan oqimlarni yaratishga qodir. Ikkinchisi, o'z navbatida, ko'p metr uzunlikka ega bo'lishi mumkin. Bu hodisalar ko'pchilik uchun tashqi tomondan juda jozibali. Tesla transformatorlarini sevuvchilar dekorativ maqsadlarda ishlatiladi.
Ixtirochining oʻzi qurilmadan masofadagi qurilmalarni simsiz boshqarish (radio boshqaruv), maʼlumotlar va energiya uzatishga qaratilgan tebranishlarni targʻib qilish va yaratish uchun foydalangan. Yigirmanchi asrning boshlarida Tesla bobini tibbiyotda qo'llanila boshlandi. Bemorlarga yuqori chastotali zaif oqimlar bilan davolash qilindi. Ular terining yupqa sirt qatlamidan oqib o'tib, ichki organlarga zarar etkazmadi. Shu bilan birga, oqimlar tanaga shifobaxsh va tonik ta'sir ko'rsatdi. Bundan tashqari, transformator gaz deşarj lampalarini yoqish va vakuum tizimlarida qochqinlarni qidirish uchun ishlatiladi. Biroq, bizning davrimizda qurilmaning asosiy qo'llanilishi kognitiv va estetik ko'rib chiqilishi kerak.
Effektlar
Ular qurilmaning ishlashi paytida turli xil gaz razryadlarining shakllanishi bilan bog'liq. Ko'p odamlarhayajonli effektlarni tomosha qilish uchun Tesla transformatorlarini yig'ing. Hammasi bo'lib, qurilma to'rt turdagi razryadlarni ishlab chiqaradi. Ko'pincha razryadlar nafaqat lasandan chiqib ketishini, balki uning yo'nalishi bo'yicha tuproqli narsalardan ham yo'n altirilganligini kuzatish mumkin. Ular shuningdek, korona porlashiga ega bo'lishi mumkin. Shunisi e'tiborga loyiqki, ba'zi kimyoviy birikmalar (ionli) terminalga qo'llanilganda, oqim rangini o'zgartirishi mumkin. Masalan, natriy ionlari to'q sariq rangga, bor ionlari esa yashil rangga aylanadi.
Streamerlar
Bular xira porlayotgan tarvaqaylab ketgan ingichka kanallar. Ularda ionlangan gaz atomlari va ulardan ajralib chiqqan erkin elektronlar mavjud. Bu razryadlar bobinning terminalidan yoki eng o'tkir qismlaridan to'g'ridan-to'g'ri havoga oqadi. O'z mohiyatiga ko'ra, oqim transformator yaqinidagi BB maydoni tomonidan yaratilgan ko'rinadigan havo ionlanishi (ionlar porlashi) deb hisoblanishi mumkin.
Ark zaryadsizlanishi
U juda tez-tez shakllanadi. Misol uchun, agar transformator etarli quvvatga ega bo'lsa, terminalga tuproqli ob'ektni olib kelganda yoy hosil bo'lishi mumkin. Ba'zi hollarda ob'ektni chiqish joyiga tegizish, keyin esa ortib borayotgan masofaga chekinish va yoyni cho'zish talab qilinadi. Ishonchliligi va lasan kuchi etarli bo'lmaganda, bunday zaryadsizlanish komponentlarga zarar etkazishi mumkin.
Spark
Bu uchqun zaryadi o'tkir qismlardan yoki terminaldan to'g'ridan-to'g'ri erga (tuproqli ob'ekt) chiqariladi. Spark tez o'zgaruvchan yoki yo'qolib ketadigan yorqin filiform chiziqlar shaklida taqdim etiladi, kuchli tarvaqaylab ketgan vatez-tez. Bundan tashqari, uchqun chiqarishning maxsus turi mavjud. Bu harakat deyiladi.
Korona chiqishi
Bu havodagi ionlarning porlashi. U yuqori kuchlanishli elektr maydonida sodir bo'ladi. Natijada strukturaning BB komponentlari yaqinida yuzaning sezilarli egriligi bilan ko‘zni quvontiradigan zangori rang paydo bo‘ladi.
Xususiyatlar
Transformatorning ishlashi vaqtida xarakterli elektr shitirlashi eshitiladi. Ushbu hodisa oqimlarning uchqun kanallariga aylanishi jarayoni bilan bog'liq. Bu energiya miqdori va oqim kuchining keskin ortishi bilan birga keladi. Har bir kanalning tez kengayishi va ulardagi bosimning keskin oshishi mavjud. Natijada, chegaralarda zarba to'lqinlari hosil bo'ladi. Ularning kengayuvchi kanallar birikmasi xirillagan tovushni hosil qiladi.
Inson ta'siri
Bunday yuqori kuchlanishning boshqa manbalari singari, Tesla bobini ham halokatli bo'lishi mumkin. Ammo ba'zi turdagi qurilmalar haqida boshqacha fikr mavjud. Yuqori chastotali yuqori kuchlanish teri ta'siriga ega va oqim fazadagi kuchlanishdan sezilarli darajada orqada va oqim kuchi juda kichik bo'lganligi sababli, potentsialga qaramay, inson tanasiga tushish yurak tutilishi yoki boshqa jiddiy buzilishlarni keltirib chiqara olmaydi. tana.
