O transformador Tesla (o princípio de funcionamento do aparelho será discutido mais adiante) foi patenteado em 1896, em 22 de setembro. O dispositivo foi apresentado como um dispositivo que produz correntes elétricas de alto potencial e frequência. O dispositivo foi inventado por Nikola Tesla e recebeu o nome dele. Vamos considerar este dispositivo com mais detalhes.
Transformador Tesla: princípio de funcionamento
A essência do funcionamento do dispositivo pode ser explicada pelo exemplo do conhecido swing. Quando oscilam sob condições de oscilações forçadas, a amplitude, que será máxima, se tornará proporcional à força aplicada. Ao balançar no modo livre, a amplitude máxima aumentará muitas vezes com os mesmos esforços. Esta é a essência do transformador Tesla. Um circuito secundário oscilatório é usado como um balanço no aparelho. O gerador desempenha o papel do esforço aplicado. Com sua consistência (empurrando em períodos de tempo estritamente necessários), é fornecido um oscilador mestre ou um circuito primário (de acordo com o dispositivo).
Descrição
Um simples transformador de Tesla inclui duas bobinas. Um é primário, o outro é secundário. Além disso, o transformador ressonante Tesla consiste em um toróide (nem sempre usado),capacitor, pára-raios. O último - o interruptor - é encontrado na versão em inglês do Spark Gap. O transformador Tesla também contém um terminal de "saída".
Bobinas
Primário contém, via de regra, um fio de grande diâmetro ou um tubo de cobre com várias voltas. A bobina secundária tem um cabo menor. Suas voltas são cerca de 1000. A bobina primária pode ter uma forma plana (horizontal), cônica ou cilíndrica (vertical). Aqui, ao contrário de um transformador convencional, não há núcleo ferromagnético. Devido a isso, a indutância mútua entre as bobinas é significativamente reduzida. Juntamente com o capacitor, o elemento primário forma um circuito oscilatório. Inclui um centelhador - um elemento não linear.
A bobina secundária também forma um circuito oscilatório. As capacitâncias toroidal e sua própria bobina (interturn) atuam como um capacitor. O enrolamento secundário é frequentemente coberto com uma camada de verniz ou epóxi. Isso é feito para evitar avarias elétricas.
Descarregador
O circuito transformador de Tesla inclui dois eletrodos maciços. Esses elementos devem ser resistentes a altas correntes que fluem através de um arco elétrico. Folga ajustável e boa refrigeração são imprescindíveis.
Terminal
Este elemento pode ser instalado em um transformador Tesla ressonante em diferentes designs. O terminal pode ser uma esfera, um pino afiado ou um disco. Ele é projetado para produzir descargas de faísca previsíveis com um grandecomprimento. Assim, dois circuitos oscilatórios conectados formam um transformador Tesla.
A energia do éter é uma das finalidades do funcionamento do aparelho. O inventor do dispositivo procurou alcançar um número de onda Z de 377 ohms. Ele fez bobinas de tamanhos cada vez maiores. A operação normal (completa) do transformador Tesla é garantida quando ambos os circuitos estão sintonizados na mesma frequência. Como regra, no processo de ajuste, o primário é ajustado ao secundário. Isto é conseguido alterando a capacitância do capacitor. O número de voltas no enrolamento primário também muda até que a tensão máxima apareça na saída.
No futuro, planeja-se criar um transformador Tesla simples. A energia do éter trabalhará para a humanidade ao máximo.
Ação
O transformador Tesla opera em modo pulsado. A primeira fase é uma carga do capacitor até a tensão de ruptura do elemento de descarga. A segunda é a geração de oscilações de alta frequência no circuito primário. Um centelhador conectado em paralelo fecha o transformador (fonte de energia), excluindo-o do circuito. Caso contrário, ele terá certas perdas. Isso, por sua vez, reduzirá o fator de qualidade do circuito primário. Como mostra a prática, tal influência reduz significativamente o comprimento da descarga. Nesse sentido, em um circuito bem construído, o pára-raios é sempre colocado em paralelo à fonte.
Carga
É produzido por uma fonte externa de alta tensão baseada em um transformador elevador de baixa frequência. A capacitância do capacitor é escolhida de modo que forme um determinado circuito junto com o indutor. Sua frequência de ressonância deve ser igual à do circuito de alta tensão.
Na prática, tudo é um pouco diferente. Quando o cálculo do transformador Tesla é realizado, não é levada em consideração a energia que será utilizada para bombear o segundo circuito. A tensão de carga é limitada pela tensão na ruptura do pára-raios. Ele (se o elemento for ar) pode ser ajustado. A tensão de ruptura é corrigida alterando a forma ou a distância entre os eletrodos. Como regra, o indicador está na faixa de 2-20 kV. O sinal da tensão não deve "encurtar" muito o capacitor, que está constantemente mudando de sinal.
Geração
Depois que a tensão de ruptura entre os eletrodos é atingida, uma ruptura de gás tipo avalanche elétrica é formada no centelhador. O capacitor descarrega na bobina. Depois disso, a tensão de ruptura diminui drasticamente devido aos íons restantes no gás (portadores de carga). Como resultado, o circuito do circuito de oscilação, composto por um capacitor e uma bobina primária, permanece fechado através do centelhador. Gera vibrações de alta frequência. Eles desaparecem gradualmente, principalmente devido a perdas no pára-raios, bem como o escape de energia eletromagnética para a bobina secundária. No entanto, as oscilações continuam até que a corrente crie um número suficiente de portadores de carga para manter uma tensão de ruptura significativamente menor no centelhador do que a amplitude das oscilações do circuito LC. No circuito secundárioressonância aparece. Isso resulta em alta tensão no terminal.
Modificações
Qualquer que seja o tipo de circuito transformador de Tesla, os circuitos secundário e primário permanecem os mesmos. No entanto, um dos componentes do elemento principal pode ter um design diferente. Em particular, estamos falando de um gerador de oscilações de alta frequência. Por exemplo, na modificação SGTC, este elemento é executado no centelhador.
RSG
O transformador de alta potência da Tesla incorpora um design de centelhador mais complexo. Em particular, isso se aplica ao modelo RSG. A abreviatura significa Rotary Spark Gap. Pode ser traduzido da seguinte forma: faísca giratória / rotativa ou lacuna estática com dispositivos de extinção de arco (adicionais). Nesse caso, a frequência de operação do intervalo é selecionada de forma síncrona com a frequência de carregamento do capacitor. O design da folga do rotor de faísca inclui um motor (geralmente elétrico), um disco (rotativo) com eletrodos. O último fecha ou se aproxima dos componentes de acasalamento para fechar.
A escolha da disposição dos contatos e da velocidade de rotação do eixo é baseada na frequência necessária dos pacotes oscilatórios. De acordo com o tipo de controle do motor, as folgas do rotor de faísca são distinguidas como assíncronas e síncronas. Além disso, o uso de um centelhador rotativo reduz significativamente a probabilidade de um arco parasita entre os eletrodos.
Em alguns casos, um centelhador convencional é substituídomultiestágio. Para resfriamento, esse componente às vezes é colocado em dielétricos gasosos ou líquidos (em óleo, por exemplo). Como técnica típica para extinguir o arco de um centelhador estatístico, é usada a purga dos eletrodos usando um jato de ar potente. Em alguns casos, o transformador Tesla de design clássico é complementado com um segundo pára-raios. A finalidade deste elemento é proteger a zona de baixa tensão (alimentação) de surtos de alta tensão.
Bobina da Lâmpada
A modificação VTTC usa tubos de vácuo. Eles desempenham o papel de um gerador de oscilação de RF. Como regra, são lâmpadas bastante poderosas do tipo GU-81. Mas às vezes você pode encontrar designs de baixa potência. Uma das características neste caso é a ausência da necessidade de fornecer alta tensão. Para obter descargas relativamente pequenas, você precisa de cerca de 300-600 V. Além disso, o VTTC quase não faz ruído, que aparece quando o transformador Tesla opera no centelhador. Com o desenvolvimento da eletrônica, tornou-se possível simplificar e reduzir significativamente o tamanho do dispositivo. Em vez de um projeto em lâmpadas, um transformador Tesla em transistores começou a ser usado. Normalmente é usado um elemento bipolar de potência e corrente apropriadas.
Como fazer um transformador Tesla?
Como mencionado acima, um elemento bipolar é usado para simplificar o projeto. Sem dúvida, é muito melhor usar um transistor de efeito de campo. Mas bipolar é mais fácil de trabalhar para quem não tem experiência suficiente na montagem de geradores. Enrolamento da bobina eo coletor é realizado com um fio de 0,5-0,8 milímetros. Em uma peça de alta tensão, o fio é de 0,15 a 0,3 mm de espessura. Aproximadamente 1000 voltas são feitas. Uma espiral é colocada na extremidade "quente" do enrolamento. A energia pode ser obtida de um transformador de 10 V, 1 A. Ao usar energia de 24 V ou mais, o comprimento da descarga corona aumenta significativamente. Para o gerador, você pode usar o transistor KT805IM.
Uso do instrumento
Na saída, você pode obter uma tensão de vários milhões de volts. É capaz de criar descargas impressionantes no ar. Este último, por sua vez, pode ter um comprimento de muitos metros. Esses fenômenos são muito atraentes externamente para muitas pessoas. Os amantes de transformadores Tesla são usados para fins decorativos.
O próprio inventor utilizou o dispositivo para propagar e gerar oscilações, que visam o controle sem fio de dispositivos à distância (controle de rádio), transmissão de dados e energia. No início do século XX, a bobina de Tesla começou a ser usada na medicina. Os pacientes foram tratados com correntes fracas de alta frequência. Eles, fluindo através de uma fina camada superficial da pele, não prejudicaram os órgãos internos. Ao mesmo tempo, as correntes tinham um efeito curativo e tônico no corpo. Além disso, o transformador é usado para acender lâmpadas de descarga de gás e procurar vazamentos em sistemas de vácuo. No entanto, em nosso tempo, a principal aplicação do dispositivo deve ser considerada cognitiva e estética.
Efeitos
Eles estão associados à formação de vários tipos de descargas de gás durante a operação do dispositivo. Muitas pessoascolete transformadores Tesla para poder assistir aos efeitos de tirar o fôlego. No total, o dispositivo produz descargas de quatro tipos. Muitas vezes é possível observar como as descargas não apenas partem da bobina, mas também são direcionadas de objetos aterrados em sua direção. Eles também podem ter brilhos corona. Ress alta-se que alguns compostos químicos (iônicos) quando aplicados no terminal podem alterar a cor da descarga. Por exemplo, os íons de sódio tornam a faísca laranja, enquanto os íons de boro tornam a faísca verde.
Streamers
Estes são canais finos ramificados fracamente brilhantes. Eles contêm átomos de gás ionizado e elétrons livres se separam deles. Essas descargas fluem do terminal da bobina ou das partes mais afiadas diretamente para o ar. Em sua essência, o streamer pode ser considerado ionização de ar visível (brilho de íons), que é criado pelo campo BB próximo ao transformador.
Descarga de Arco
Forma com bastante frequência. Por exemplo, se o transformador tiver energia suficiente, um arco pode ser formado quando um objeto aterrado é levado ao terminal. Em alguns casos, é necessário tocar o objeto na saída e, em seguida, retrair a uma distância crescente e esticar o arco. Com confiabilidade e potência da bobina insuficientes, tal descarga pode danificar os componentes.
Faísca
Esta carga de faísca é emitida de partes afiadas ou do terminal diretamente para o solo (objeto aterrado). A faísca é apresentada na forma de listras filiformes brilhantes que mudam ou desaparecem rapidamente, fortemente ramificadas efrequentemente. Existe também um tipo especial de descarga de faísca. Isso se chama movimento.
Corona quitação
Este é o brilho dos íons contidos no ar. Ocorre em um campo elétrico de alta tensão. O resultado é um brilho azulado, agradável aos olhos perto dos componentes BB da estrutura com uma curvatura significativa da superfície.
Recursos
Durante o funcionamento do transformador, ouve-se um estalido elétrico característico. Esse fenômeno se deve ao processo durante o qual os streamers se transformam em canais de faísca. É acompanhado por um aumento acentuado na quantidade de energia e força atual. Há uma rápida expansão de cada canal e um aumento abrupto de pressão neles. Como resultado, ondas de choque são formadas nos limites. Sua combinação de canais em expansão forma um som que é percebido como crepitante.
Impacto humano
Como qualquer outra fonte de tensão tão alta, a bobina de Tesla pode ser mortal. Mas há uma opinião diferente em relação a alguns tipos de aparelhos. Uma vez que a alta tensão de alta frequência tem um efeito na pele, e a corrente está significativamente atrás da tensão em fase, e a força da corrente é muito pequena, apesar do potencial, a descarga no corpo humano não pode provocar parada cardíaca ou outros distúrbios graves em o corpo.
