kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » İlginç gerçekler
Görüntülenme sayısı: 41767
Makaleye yorum: 4
Tesla Transformatörü nedir
Bugün, Tesla transformatörüne yüksek frekanslı yüksek voltaj rezonant transformatörü denir ve ağda bu olağandışı cihazın canlı uygulamalarının birçok örneğini bulabilirsiniz. Ferromanyetik çekirdeği olmayan, bir torus ile taçlandırılmış birçok ince tel dönüşünden oluşan bir bobin, gerçek yıldırım yayar, hayran izleyicileri etkilemektedir. Ancak herkes bu şaşırtıcı cihazın orijinal olarak nasıl ve neden oluşturulduğunu hatırlıyor mu?
Bu buluşun tarihi, parlak bir deneysel bilim adamının 19. yüzyılın sonlarında başlar. Nikola TeslaABD'de çalışırken, sadece elektrik enerjisini uzun mesafeler boyunca telsiz olarak nasıl ileteceğini öğrenme görevini üstlendi.
Bu fikrin bilim adamına kesin olarak geldiği belirli bir yılı belirlemek mümkün değildir, ancak 20 Mayıs 1891'de Nikola Tesla'nın fikirlerini Amerikan Elektrik Mühendisleri Enstitüsü personeline sunduğu ve resimlendiği Columbia Üniversitesi'nde ayrıntılı bir konferans verdiği bilinmektedir. görsel deneyler.
İlk gösterilerin amacı, bunun için yüksek frekans ve yüksek voltaj akımları kullanarak ışık elde etmenin yeni bir yolunu göstermek ve bu akımların özelliklerini ortaya koymaktı. Adil olmak gerekirse, modern enerji tasarruflu floresan lambaların Tesla'nın ışığı için önerilen prensip üzerinde çalıştığını not ediyoruz.
Kesin olarak ilgili nihai teori kablosuz elektrik güç iletim yavaş yavaş belirdi, bilim adamı teknolojisini düşünmek için birkaç yıl geçirdi, çok fazla deney yaptı ve devrenin her bir unsurunu titizlikle geliştirdi, kesiciler geliştirdi, dirençli yüksek voltaj kapasitörleri icat etti, devre denetleyicilerini icat etti ve değiştirdi, ancak planını hayata geçiremedi. istediği ölçekte.
Ancak teori bize ulaştı. Nikola Tesla'nın günlükleri, makaleleri, patentleri ve dersleri mevcuttur, bu teknoloji ile ilgili ilk ayrıntıları bulabilirsiniz. Bir rezonans transformatörünün çalışma prensibi, örneğin ağda halihazırda mevcut olan Nikola Tesla'nın No. 787412 veya No. 649621 patentlerini okuyarak bulunabilir.
Tesla transformatörünün nasıl çalıştığını kısaca anlamaya çalışırsanız, yapısını ve çalışma prensibini düşünün, o zaman karmaşık bir şey yoktur.
Transformatörün sekonder sargısı, içi boş silindirik bir çerçeve üzerinde tek bir kat halinde yuvarlaktan yuvarlatılmış olan yalıtılmış telden (örneğin bir emaye telden) yapılır, çerçevenin yüksekliğinin çapına oranı genellikle 6 ila 1 ila 4 ila 1 arasında alınır.
Sarmadan sonra, ikincil sargı epoksi reçine veya vernik ile kaplanır. Birincil sargı nispeten büyük bir enine kesitli telden yapılır, genellikle 2 ila 10 tur içerir ve düz bir spiral şekline sığar veya ikincil olana - ikincil olandan biraz daha büyük bir çapa sahip silindirik bir çerçeveye sarılır.
Birincil sargının yüksekliği, kural olarak, ikincil yüksekliğin 1 / 5'ini geçmez. İkincil sargının üst terminaline bir toroid bağlanır ve alt terminali topraklanır. Sonra, hepsini daha ayrıntılı olarak düşünün.
Örneğin: ikincil sargı, 110 mm çapında bir çerçeveye, 0.5 mm çapında PETV-2 emaye teline sarılır ve 1200 dönüş içerir, bu nedenle yüksekliği yaklaşık 62 cm'dir ve telin uzunluğu yaklaşık 417 metredir. Birincil sargının 5 tur kalın bakır boru içermesine, 23 cm çapında sarılmasına ve 12 cm yüksekliğe sahip olmasına izin verin.
Ardından, toroid yapın. İdeal olarak, kapasitansı, sekonder devrenin rezonans frekansının (toroid ve çevresindeki ortamla birlikte topraklanmış ikincil bobin) ikincil sargı telinin uzunluğuna karşılık geleceği şekilde olmalıdır, böylece bu uzunluk dalga boyunun dörtte birine eşittir (örneğimiz için frekans 180 kHz'e eşittir) .
Doğru hesaplama için, Tesla bobinlerini, örneğin VcTesla veya inca, hesaplamak için özel bir program yararlı olabilir.Birincil sargı için yüksek voltajlı bir kapasitör seçilir, kapasitansı birincil sargının endüktansı ile birlikte, doğal frekansı ikincil devrenin rezonans frekansına eşit olacak bir salınım devresi oluşturur. Tipik olarak, kapasitede bir kapasitör kapanır ve ayarlama, birincil sargının dönüşlerinin seçilmesiyle gerçekleştirilir.
Tesla transformatörünün kanonik formdaki özü şöyledir: birincil devre kondansatörü uygun bir yüksek voltaj kaynağından şarj edilir, daha sonra anahtar ile birincil sargıya bağlanır ve böylece saniyede birçok kez tekrarlanır.
Her anahtarlama döngüsünün bir sonucu olarak, birincil devrede sönümlü salınımlar meydana gelir. Ancak birincil bobin, ikincil devre için bir indüktördür; bu nedenle, elektromanyetik dalgalar sırasıyla ikincil devrede uyarılır.
İkincil devre birincil salınımlarla rezonansa ayarlandığından, ikincil sargı üzerinde bir voltaj rezonansı ortaya çıkar ve bu nedenle dönüşüm katsayısı (birincil sargı dönüşlerinin oranı ve onun tarafından kapsanan ikincil sargılar) Q ile çarpılmalıdır - ikincil devrenin kalite faktörü, daha sonra gerçek oran sekonder sargıdaki voltaj primer voltaj.
İkincil sargının telinin uzunluğu, içinde indüklenen salınımların dalga boyunun dörtte birine eşit olduğundan, toroid üzerinde bir voltaj antinodunun (ve toprak noktasında - mevcut antinodun) olacağı ve bu en etkili bozulmanın gerçekleşeceği yerdir.
Birincil devreye, MOTs tarafından sağlanan statik bir kıvılcım boşluğundan (kıvılcım boşluğu) (ILO - bir mikrodalga fırınından gelen yüksek voltajlı bir transformatör), rektifiye edilmiş bir şebeke voltajıyla çalışan programlanabilir kontrolörler üzerindeki rezonant transistör devrelerine kadar farklı devreler kullanılır, ancak bunun özü değişmez.
Bunları nasıl kontrol ettiğinize bağlı olarak en yaygın Tesla bobinleri şunlardır:
SGTC (SSTC, Kıvılcım Aralığı Tesla Bobini) - Kıvılcım boşluğunda Tesla transformatörü. Bu klasik bir tasarım, benzer bir şema aslında Tesla'nın kendisi tarafından kullanıldı. Bir anahtarlama elemanı olarak, burada bir kıvılcım aralığı kullanılır. Düşük güçlü yapılarda, arestör belirli bir mesafede bulunan iki adet kalın teldir, daha güçlü olanlarda ise motorları kullanan karmaşık dönen deşarjlar kullanılır. Bu tip transformatörler sadece uzun bir flama gerektiğinde yapılır ve verimlilik önemli değildir.
VTTC (WTC, Vakum Tüpü Tesla Bobini) - Elektronik lamba üzerindeki tesla transformatörü. Bir anahtarlama elemanı olarak, güçlü bir radyo tüpü, örneğin GU-81 burada kullanılır. Bu tür transformatörler sürekli çalışabilir ve oldukça kalın deşarjlar üretebilir. Bu tür bir güç, çoğunlukla, flamalarının tipik görünümü nedeniyle, "el fenerleri" olarak adlandırılan yüksek frekanslı bobinler oluşturmak için kullanılır.
SSTC (SSTC, Katı Hal Tesla Bobini) - Yarı iletkenlerin anahtar bir eleman olarak kullanıldığı Tesla transformatörü. Genellikle IGBT veya MOSFET Transistörler. Bu tip transformatör sürekli olarak çalışabilir. Böyle bir bobin tarafından oluşturulan flamaların görünümü çok farklı olabilir. Bu tip Tesla transformatörünü kontrol etmek daha kolaydır, örneğin, bunlarda müzik çalabilirsiniz.
DRSSTC (DRSTC, Çift Rezonant Katı Hal Tesla Bobini) - Burada iki rezonans devresine sahip Tesla transformatörü, SSTC'deki anahtarlar olarak yarı iletkenler kullanılır. ДРССТЦ - kontrol ve ayarlamada en zor Tesla transformatörleri.
Tesla transformatörünün daha verimli ve etkili çalışmasını sağlamak için, birincil devrenin kendisinde ve ikincilde daha parlak bir resim, daha uzun ve daha kalın aydınlatmalar (flamalar) güçlü rezonans elde edildiğinde kullanılan DRSSTC topoloji şemalarıdır.
Tesla'nın kendisi, transformatörünün böyle bir çalışma modunu elde etmek için elinden gelenin en iyisini yapmaya çalıştı ve bu fikrin başlangıcı, şarj reaktörlerinin kullanıldığı 568176 numaralı patentte görülebilir, daha sonra Tesla, devreyi bu yol boyunca geliştirdi, yani birincil devreyi mümkün olduğunca verimli bir şekilde kullanmaya çalıştı. rezonans. Bilim adamının deneylerini günlüğünde okuyabilirsiniz (bilim adamının 1899'dan 1900'e kadar gerçekleştirdiği Colorado Springs'teki deneylerle ilgili notlar zaten basılı olarak yayınlanmıştır).
Tesla transformatörünün pratik uygulaması hakkında konuşmak gerekirse, kişi alınan deşarjların estetik doğasına hayran kalacak şekilde sınırlandırılmamalı ve cihazı dekoratif bir şekilde değerlendirmelidir. Transformatörün sekonder sargısındaki voltaj, sonunda ultra yüksek voltajın etkili bir kaynağı olan milyonlarca volta ulaşabilir.
Tesla'nın kendisi, atmosferin üst hava katmanlarının iletkenliğini kullanarak, kabloları uzun mesafelerde elektrik iletmek için sistemini geliştirdi. Kabul edilen yüksek voltajı tüketici tarafından kabul edilebilir bir değere düşürecek benzer bir tasarımın bir alıcı transformatörü olduğu varsayılmıştır, bunu Tesla'nın 649621 sayılı patentini okuyarak öğrenebilirsiniz.
Tesla transformatörünün çevre ile etkileşiminin doğası özellikle belirtilmiştir. İkincil devre açık bir devredir ve sistem termodinamik olarak izole edilmemiştir, kapalı bile değildir, açık bir sistemdir. Bu yönde modern araştırma birçok araştırmacı tarafından yürütülmektedir ve bu yolda henüz bir nokta belirlenmemiştir.
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: