az elektromos áram gyakran varázslatos és titokzatos. Mielőtt az emberek tudtak volna a villamos energiáról, sok természeti jelenség jelent meg a dühös istenek által okozott természetfeletti eseményekként. Szerencsére a mai emberek ismerik a fizika törvényeit, és gond nélkül tudnak velük dolgozni az igényeiknek megfelelően.
a Tesla tekercs egy rezonáns áramkör, amely két LC áramkörből áll, induktív csatolással. Más szóval, ez egy transzformátor egy primer áramkör és a másodlagos áramkörök, amelyek növelik az elektromos feszültséget, hogy szikra., Normál körülmények között a levegő szigetelőnek tekinthető. A két elszigetelt pont között alkalmazott feszültség nem okoz elektromos áram áthaladását. Ha a feszültség növekszik, az elektromos mező elég intenzív lehet ahhoz, hogy megkapja az energiát más részecskék ionizálására. A jelenség felerősödik a mozgó ionok fokozatos növekedésével. Elektromos áram jön létre a terület fűtésével, amely a levegő további ionizációját okozza. Létrejön egy erősen ionizált gáznemű csatorna, amely elektromos vezetőként működik, amely képes fenntartani az elektromos ívet., A szikra nagyon rövid idő alatt intenzív ragyogást mutat egy cikcakk úton, robbanó hanggal. A villám nagy intenzitású szikra. A szikra kiváltásához az elektromos mezőnek meg kell haladnia a dielektrikum merevségi küszöbét. A normál levegő esetében körülbelül 3 kV/mm, de könnyen csökken a páratartalom mellett. 10 cm-es szikra előállításához körülbelül 300 000 V (300 kV) feszültséget kell biztosítania.
a szikra hossza
ezzel a nagyon általános képlettel mérheti a két vezető közötti feszültséget a szikrák hosszának mérésével., Két elektróda közötti potenciálkülönbség esetén elektromos mező alakul ki:
E = V * d
ahol ” V “A feszültség, a” d ” pedig az elektródák közötti távolság. Minden anyag esetében van egy érték, az úgynevezett törési pont, amely a szikra kiváltásához szükséges minimális elektromos mezőt jelenti. 1 cm-es szikra létrehozásához 30 kV-ot kell alkalmazni. A két elektróda közötti feszültség megismeréséhez egyszerűen szorozzuk meg a szikra hosszát (centiméterben) 30 kV-kal, 25°C-os hőmérsékleten száraz levegővel. Ez a módszer két gömb alakú elektródával működik., Az érték a nyomás és a páratartalom függvényében változhat. Amint az 1. ábrán látható, nagyon nehéz nagy szikrákat generálni. A 10 cm-es szikra esetében 300 000 V feszültségre van szükség, fél méteres szikra esetén pedig körülbelül 1 500 000 V — ot kell szolgáltatnia-nagyon veszélyes.
1. ábra: a spark vs. feszültség hosszának grafikonja
nagyon lenyűgöző, hogy a természet hogyan képes több millió voltos villámcsavarokat előállítani!
hogyan működik?,
tudjuk, hogy a Nikola Tesla által létrehozott Tesla tekercs egy speciális rezonáns transzformátor, két kapcsolt tekerccsel. A Tesla tekercs transzformátor másképp működik, mint egy hagyományos vasmagos transzformátor. Egy hagyományos transzformátorban a két tekercs feszültségnövekedést generál, amely a fordulatok számának arányától függ. Egy Tesla tekercsben viszont a nyereség sokkal nagyobb lehet, mert arányos: √L2/L1.
az egyes részek közötti megfelelő egyensúly lehetővé teszi a csatlakozást, amely képes egy lumineszcencia lámpa megvilágítására alkalmas elektromágneses hullám létrehozására., Légmagja van. Működési frekvenciája 50 KHz és 30 MHz között van. A tekercs energiát továbbít az elsődlegesről a másodlagosra. A szekunder feszültsége addig növekszik, amíg az elsődleges áramkör összes energiája át nem kerül a másodlagosra. A rendszer RLC csoporton és szinuszos generátoron alapul, a 2. ábrán látható módon. Az RLC áramkör egy elektromos áramkör, amely egy ellenállásból (R), egy induktorból (L), valamint egy kondenzátorból (C) áll, sorba kötve. A transzformátor a levegő lépéseket a bemeneti feszültség akár 100×, hogy hozzon létre egy nagyfeszültségű., Néhány másodperc múlva a feszültség elég magas ahhoz, hogy meggyújtsa a szikrarést. A kondenzátor és a második transzformátor primer tekercse ezután rezonáns áramkört képez. A másodlagos transzformátor tekercs egy toroidhoz van csatlakoztatva, ami a talajhoz csatlakoztatott kondenzátort jelenti. Ugyanolyan rezonáns frekvenciájú rezonáns áramkört is képez. Az energiát fokozatosan átviszik az első áramkörről a másodikra, majd a szikrarés leáll, így az összes energia a toroid áramkörben marad. Miután a szikrarés leáll, egy ideig tart, amíg a feszültség elegendő ahhoz, hogy újra tüzeljen.,
2.ábra: egy RLC áramkör és a kimenet grafikonja, a frekvencia tartományában
az ábra egy 10 Ω ellenállásból áll (meghatározza az áramkör Q-tényezőjét), a 47 PF kondenzátor és 20 MH induktor. Az áramkör rezonancia frekvenciájának kiszámításához (a példában 164 155, 78 Hz) használhatja a dobozban látható képletet., Ha az RLC áramkört pontosan a rezonancia frekvenciáján szállítják, az induktoron sokkal nagyobb feszültséget kapunk, mint a bemenetre alkalmazott feszültség. Ilyen körülmények között az áramkör a feszültséggenerátor számára tökéletesen ellenálló terhelés. E jellemzők tekintetében megértjük, hogy a tekercsek felépítése nem lehet véletlen, hanem pontos és pontos kalkulus és képletek eredménye.
Általános sematikus
a 3. ábra egy Tesla tekercs általános, de teljesen működő vázlatát mutatja., A spinterométer és a kondenzátor (tartály) két különböző konfigurációnak megfelelően szerelhető fel. Illusztráljuk annak összetevőit. Az építkezés nem nehéz, de gondoskodást igényel.
3.ábra: a Tesla tekercs általános vázlata
a T1 transzformátor növeli és körülbelül 10 kV-ra emeli a bemeneti feszültséget. Ezt az összetevőt általában neon reklámtáblák megvilágítására használják. Nem használhat hagyományos transzformátort., A C1 kondenzátor, a Leyda palackja vagy a nagyfeszültségű kondenzátor párhuzamosan csatlakozik a transzformátor szekunderéhez. A C1 a bemeneti feszültség frekvenciáján tölti fel a feszültséget. Érdekes megjegyezni, hogy a bemeneti feszültség lehet egyenáramú feszültség is (de az első transzformátor nélkül). Ha a C1 potenciáljának különbsége meghaladja a spinterométer által előírt határértékeket, szikra lép fel a kapcsok között, és erős áram áramlik át az L1-en, kisütve a kondenzátort. A szikra bezárja az áramkört., Az L1 és az L2 egy transzformátor két összetevője — az L1 az elsődleges, az L2 pedig a másodlagos. Az L2 csatlakozóin nagyon magas feszültség lesz jelen. A tekercsek áramának teljesítménye a C1 kapacitásától függ. Több kondenzátort is csatlakoztathat párhuzamosan. Nagyon fontos, hogy ez a komponens alkalmas legyen a használt feszültségekre. Másrészt soros, párhuzamosan sok kondenzátort csatlakoztathat a kért operatív feszültség eléréséhez.
Építés
mint korábban említettük, a T1 transzformátor a bemeneti feszültség liftjeként működik. Legyen óvatos, amikor kezeli., Amint az A 4. ábrán látható, az L1 elsődleges tekercs vastag huzalból készül, amely 25 cm átmérőjű műanyag tartóhoz van csomagolva. Az L2 építése nagyon unalmas. Használhat egy hosszú, 12 cm átmérőjű műanyag csövet. Az optimális teljesítmény érdekében jó ötlet a tartót műanyag festékkel kezelni. A tekercs áll 2000 fordulat zománcozott huzal 0,4 mm (26 AWG).
4.ábra: a tekercsek tervezése és mérése
a kondenzátorokat óvatosan kell kiválasztani és megépíteni., Nem használhat normál kondenzátorokat. A potenciálkülönbség nagyon magas, az összetevők megsemmisülhetnek. Ez követheti a projekt egy Leyden jar vagy össze lehet kapcsolni sok poliészter kondenzátorok sorozatban / párhuzamosan, így a maximális kapacitás és feszültség legalább 15.000 V. A kondenzátorok nem lehet polarizált. Nagyon hatékony kondenzátort építhet két üveglapra ragasztott alumínium fóliával, az ellenkező felületeken. Az 50 × 50 cm méretű, 3 mm-es üvegvastagsággal 7,378 PF kondenzátort kaphat., Az üveg nagyon magas dielektromos állandó. Különben is, ez a kondenzátor kisebb lehet. Az 5. ábra a nagyfeszültségű kondenzátorok különböző példáit mutatja.
5.ábra: a nagyfeszültségű kondenzátorok különböző példái
a spinterométer nagyon egyszerű elem, és nagyon fontos. Ez egy olyan eszköz, amelyet elektromos kisülések generálására használnak a levegőben két elektródon keresztül. Két szférából áll., A terminálok közötti távolság fokozatosan csökkenthető, amíg az elektromos mező intenzitása meg nem haladja a levegő dielektromos merevségi értékét, és szikra keletkezik. A 6. ábrán látható egy spinterométer példája.
6.ábra: példa egy spinterométerre
az építés során ügyeljen az áramkör kritikus részeinek szigetelésére.
A
használata az építkezés befejezése után hamarosan tesztelheti az eszközt. Legyen óvatos minden művelettel., A beállítást elektromos csatlakozás nélkül kell végrehajtani. A szikrák nagyon fájdalmasak lehetnek. Amikor a készülék ki van kapcsolva, beállíthatja a spinterométer két szférája közötti távolságot, hogy szikra legyen. A szikra beállításához mozgassa a két gömböt körülbelül 5 cm-re egymástól. Ezután kis lépésekben közelítse meg az elektródákat, minden alkalommal kikapcsolva a készüléket. A szikrák teljesítménye arányos a kondenzátor kapacitásával. Miután megkapta a szikrákat a spinterométerben, a másodlagos tekercs készen áll arra, hogy különleges hatást fejtsen ki., A tetejétől nagy szikrákat hozhat létre, amelyek fémtárgyakat közelítenek a tekercs gömbjéhez. Meg kell tartani őket egy hosszú szigetelt fogantyúval (Fa vagy műanyag). A szikrák (elektromos ívek) hossza arányos a másodlagos tekercs feszültségével. Ne érintse meg az áramkör egyetlen részét a kezével. A 20 cm-es szikra nagyon jó eredmény.
Tuning
A Tesla tekercs hasonló a rádióvevőhöz. Meg kell hangolni a rezonancia frekvencia, hogy a legjobb teljesítményt belőle., A készülék hatékonyságának javítása érdekében a következő megoldásokat javasoljuk:
• növelje vagy csökkentse az elsődleges tekercs fordulóinak számát.
* növelje vagy csökkentse a másodlagos tekercs fordulatainak számát.
* mozgassa közelebb vagy távolabb a spinterométer két szféráját néhány milliméterrel (ne felejtse el kikapcsolni a tápellátást).
* a lehető legnagyobb mértékben növelje a kondenzátorok tartályának kapacitását.
* változtassa meg a kapcsolatot az elsődleges tekercs különböző körein, a 7. ábrán látható módon.
* jó minőségű anyagokat és jó alkatrészeket használjon.,
7.ábra: javíthatja az LC áramkör kapcsolását az elsődleges tekercs induktivitásának értékének megváltoztatásával a kapcsolat eltérő helyzetével.
következtetés
számos megoldás létezik egy Tesla tekercs felépítésére. Ez talán a legegyszerűbb. Legyen óvatos, miközben ezekkel az áramkörökkel dolgozik, mivel a feszültség nagyon magas. A Tesla tekercs működése során erős ózon szag marad a levegőben., Végül elkészítheti a készülék kisebb verzióját, majd növelheti a Tesla tekercs teljesítményét. A 8. ábrán látható egy teljes Tesla tekercs. Ebben tudunk megkülönböztetni (balról jobbra):
- a transzformátor (230 V-10000 V)
- a HV kondenzátor
- a spinterometer
- a két tekercs (elsődleges vagy másodlagos)
8. Ábra: Egy teljes Tesla tekercs