Transformateur Tesla (le principe de fonctionnement de l'appareil sera discuté plus tard) a été breveté en 1896, le 22 septembre. L'appareil a été présenté comme un appareil qui produit des courants électriques à haut potentiel et à haute fréquence. L'appareil a été inventé par Nikola Tesla et porte son nom. Considérons cet appareil plus en détail.
Transformateur Tesla: principe de fonctionnement
L'essence du fonctionnement de l'appareil peut être expliquée par l'exemple du swing bien connu. Lorsqu'ils oscilleront dans des conditions d'oscillations forcées, l'amplitude, qui sera maximale, deviendra proportionnelle à la force appliquée. Lors du balancement en mode libre, l'amplitude maximale augmentera plusieurs fois avec les mêmes efforts. C'est l'essence du transformateur Tesla. Un circuit secondaire oscillant est utilisé comme balançoire dans l'appareil. Le générateur joue le rôle de l'effort appliqué. Avec leur cohérence (poussant à des périodes de temps strictement nécessaires), un oscillateur maître ou un circuit primaire (conformément à l'appareil) est fourni.
Description
Un simple transformateur Tesla comprend deux bobines. L'un est primaire, l'autre secondaire. De plus, le transformateur résonnant Tesla se compose d'un tore (pas toujours utilisé),condensateur, parafoudre. Le dernier - l'interrupteur - se trouve dans la version anglaise de Spark Gap. Le transformateur Tesla contient également une borne de "sortie".
Bobines
Le primaire contient, en règle générale, un fil de gros diamètre ou un tube de cuivre à plusieurs spires. La bobine secondaire a un câble plus petit. Ses spires sont d'environ 1000. La bobine primaire peut avoir une forme plate (horizontale), conique ou cylindrique (verticale). Ici, contrairement à un transformateur classique, il n'y a pas de noyau ferromagnétique. De ce fait, l'inductance mutuelle entre les bobines est considérablement réduite. Avec le condensateur, l'élément primaire forme un circuit oscillant. Il comprend un éclateur - un élément non linéaire.
La bobine secondaire forme également un circuit oscillant. Les capacités toroïdales et ses propres capacités de bobine (entre spires) agissent comme un condensateur. L'enroulement secondaire est souvent recouvert d'une couche de vernis ou d'époxy. Ceci est fait pour éviter les pannes électriques.
Déchargeur
Le circuit du transformateur Tesla comprend deux électrodes massives. Ces éléments doivent être résistants aux courants élevés traversant un arc électrique. Un dégagement réglable et un bon refroidissement sont indispensables.
Terminal
Cet élément peut être installé dans un transformateur Tesla résonnant de différentes conceptions. Le terminal peut être une sphère, une épingle pointue ou un disque. Il est conçu pour produire des décharges d'étincelles prévisibles avec une grandelongueur. Ainsi, deux circuits oscillants connectés forment un transformateur Tesla.
L'énergie de l'éther est l'un des buts du fonctionnement de l'appareil. L'inventeur du dispositif a cherché à atteindre un nombre d'onde Z de 377 ohms. Il fabriquait des bobines de tailles toujours plus grandes. Le fonctionnement normal (complet) du transformateur Tesla est assuré lorsque les deux circuits sont réglés sur la même fréquence. En règle générale, dans le processus d'ajustement, le primaire est ajusté au secondaire. Ceci est réalisé en modifiant la capacité du condensateur. Le nombre de tours à l'enroulement primaire change également jusqu'à ce que la tension maximale apparaisse à la sortie.
À l'avenir, il est prévu de créer un simple transformateur Tesla. L'énergie de l'éther fonctionnera pleinement pour l'humanité.
Action
Le transformateur Tesla fonctionne en mode pulsé. La première phase est une charge de condensateur jusqu'à la tension de claquage de l'élément de décharge. La seconde est la génération d'oscillations à haute fréquence dans le circuit primaire. Un éclateur connecté en parallèle ferme le transformateur (source d'alimentation), l'excluant du circuit. Sinon, il subira certaines pertes. Ceci, à son tour, réduira le facteur de qualité du circuit primaire. Comme le montre la pratique, une telle influence réduit considérablement la durée de la décharge. À cet égard, dans un circuit bien construit, le parafoudre est toujours placé parallèlement à la source.
Chargé
Il est produit par une source de haute tension externe basée sur un transformateur élévateur basse fréquence. La capacité du condensateur est choisie de manière à former un certain circuit avec l'inductance. Sa fréquence de résonance doit être égale au circuit haute tension.
En pratique, tout est quelque peu différent. Lorsque le calcul du transformateur Tesla est effectué, l'énergie qui sera utilisée pour pomper le deuxième circuit n'est pas prise en compte. La tension de charge est limitée par la tension au claquage du parafoudre. Il (si l'élément est de l'air) peut être ajusté. La tension de claquage est corrigée en modifiant la forme ou la distance entre les électrodes. En règle générale, l'indicateur se situe dans la plage de 2 à 20 kV. Le signe de la tension ne doit pas trop "court-circuiter" le condensateur, qui change constamment de signe.
Génération
Une fois la tension de claquage entre les électrodes atteinte, un claquage de gaz électrique semblable à une avalanche se forme dans l'éclateur. Le condensateur se décharge sur la bobine. Après cela, la tension de claquage diminue fortement en raison des ions restants dans le gaz (porteurs de charge). En conséquence, le circuit du circuit oscillant, composé d'un condensateur et d'une bobine primaire, reste fermé à travers l'éclateur. Il génère des vibrations à haute fréquence. Ils s'estompent progressivement, principalement en raison des pertes dans le parafoudre, ainsi que de la fuite d'énergie électromagnétique vers la bobine secondaire. Néanmoins, les oscillations se poursuivent jusqu'à ce que le courant crée un nombre suffisant de porteurs de charge pour maintenir une tension de claquage nettement inférieure dans l'éclateur à l'amplitude des oscillations du circuit LC. Dans le circuit secondairela résonance apparaît. Il en résulte une haute tension au niveau de la borne.
Modifications
Quel que soit le type de circuit de transformateur Tesla, les circuits secondaire et primaire restent les mêmes. Cependant, l'un des composants de l'élément principal peut être de conception différente. En particulier, nous parlons d'un générateur d'oscillations à haute fréquence. Par exemple, dans la modification SGTC, cet élément est effectué sur l'éclateur.
RSG
Le transformateur haute puissance de Tesla intègre une conception d'éclateur plus complexe. Cela s'applique en particulier au modèle RSG. L'abréviation signifie Rotary Spark Gap. Cela peut être traduit comme suit: étincelle rotative / rotative ou espace statique avec dispositifs d'extinction d'arc (supplémentaires). Dans ce cas, la fréquence de fonctionnement de l'entrefer est choisie de manière synchrone avec la fréquence de charge du condensateur. La conception de l'entrefer du rotor à étincelles comprend un moteur (généralement électrique), un disque (tournant) avec des électrodes. Ces derniers se ferment ou s'approchent des composants d'accouplement pour se fermer.
Le choix de la disposition des contacts et de la vitesse de rotation de l'arbre est basé sur la fréquence requise des packs oscillants. Selon le type de commande du moteur, les entrefers du rotor à étincelles sont distingués en asynchrones et synchrones. De plus, l'utilisation d'un éclateur rotatif réduit considérablement la probabilité d'un arc parasite entre les électrodes.
Dans certains cas, un éclateur conventionnel est remplacémulti-étapes. Pour le refroidissement, ce composant est parfois placé dans des diélectriques gazeux ou liquides (dans l'huile par exemple). Comme technique typique d'extinction de l'arc d'un éclateur statistique, on utilise la purge des électrodes à l'aide d'un puissant jet d'air. Dans certains cas, le transformateur Tesla de conception classique est complété par un deuxième parafoudre. Le but de cet élément est de protéger la zone basse tension (alimentation) des surtensions haute tension.
Bobine de lampe
La modification VTTC utilise des tubes à vide. Ils jouent le rôle de générateur d'oscillations RF. En règle générale, ce sont des lampes assez puissantes de type GU-81. Mais parfois, vous pouvez trouver des conceptions à faible consommation d'énergie. L'une des caractéristiques dans ce cas est l'absence de nécessité de fournir une haute tension. Pour obtenir des décharges relativement faibles, vous avez besoin d'environ 300 à 600 V. De plus, le VTTC ne fait presque aucun bruit, ce qui apparaît lorsque le transformateur Tesla fonctionne sur l'éclateur. Avec le développement de l'électronique, il est devenu possible de simplifier et de réduire considérablement la taille de l'appareil. Au lieu d'une conception sur lampes, un transformateur Tesla sur transistors a commencé à être utilisé. Habituellement, un élément bipolaire de puissance et de courant appropriés est utilisé.
Comment fabriquer un transformateur Tesla ?
Comme mentionné ci-dessus, un élément bipolaire est utilisé pour simplifier la conception. Sans aucun doute, il est bien préférable d'utiliser un transistor à effet de champ. Mais le bipolaire est plus facile à utiliser pour ceux qui ne sont pas suffisamment expérimentés dans l'assemblage de générateurs. Bobinage etle collecteur est réalisé avec un fil de 0,5-0,8 millimètres. Sur une partie haute tension, le fil est pris de 0,15 à 0,3 mm d'épaisseur. Environ 1000 tours sont effectués. Une spirale est placée à l'extrémité "chaude" de l'enroulement. L'alimentation peut être tirée d'un transformateur de 10 V, 1 A. Lors de l'utilisation d'une alimentation de 24 V ou plus, la durée de la décharge corona augmente considérablement. Pour le générateur, vous pouvez utiliser le transistor KT805IM.
Utilisation de l'instrument
À la sortie, vous pouvez obtenir une tension de plusieurs millions de volts. Il est capable de créer des décharges impressionnantes dans l'air. Ce dernier, à son tour, peut avoir une longueur de plusieurs mètres. Ces phénomènes sont très attrayants extérieurement pour beaucoup de gens. Les amateurs de transformateurs Tesla sont utilisés à des fins décoratives.
L'inventeur lui-même a utilisé l'appareil pour propager et générer des oscillations, qui visent le contrôle sans fil d'appareils à distance (radiocommande), la transmission de données et d'énergie. Au début du XXe siècle, la bobine de Tesla a commencé à être utilisée en médecine. Les patients ont été traités avec des courants faibles à haute fréquence. Ils, traversant une fine couche superficielle de la peau, n'ont pas nui aux organes internes. En même temps, les courants avaient un effet cicatrisant et tonique sur le corps. De plus, le transformateur est utilisé pour allumer les lampes à décharge de gaz et pour rechercher des fuites dans les systèmes de vide. Cependant, à notre époque, l'application principale de l'appareil doit être considérée comme cognitive et esthétique.
Effets
Ils sont associés à la formation de divers types de décharges gazeuses lors du fonctionnement de l'appareil. Beaucoup de genscollectionnez les transformateurs Tesla pour pouvoir observer les effets à couper le souffle. Au total, l'appareil produit des décharges de quatre types. Il est souvent possible d'observer comment les décharges non seulement partent de la bobine, mais sont également dirigées à partir d'objets mis à la terre dans sa direction. Ils peuvent également avoir des lueurs corona. Il est à noter que certains composés chimiques (ioniques) lorsqu'ils sont appliqués sur le terminal peuvent modifier la couleur de la décharge. Par exemple, les ions sodium produisent un orange étincelant, tandis que les ions bore produisent un vert étincelant.
Streamers
Ce sont de minces canaux ramifiés faiblement brillants. Ils contiennent des atomes de gaz ionisés et des électrons libres qui en sont séparés. Ces décharges s'écoulent du terminal de la bobine ou des parties les plus pointues directement dans l'air. En son cœur, le streamer peut être considéré comme une ionisation de l'air visible (lueur des ions), qui est créée par le champ BB près du transformateur.
Décharge d'arc
Il se forme assez souvent. Par exemple, si le transformateur a une puissance suffisante, un arc peut se former lorsqu'un objet mis à la terre est amené à la borne. Dans certains cas, il est nécessaire de toucher l'objet jusqu'à la sortie, puis de se rétracter à une distance croissante et d'étirer l'arc. Avec une fiabilité et une puissance de bobine insuffisantes, une telle décharge peut endommager les composants.
Étincelle
Cette charge d'étincelle est émise par des pièces tranchantes ou par la borne directement vers le sol (objet mis à la terre). L'étincelle se présente sous la forme de bandes filiformes lumineuses changeant rapidement ou disparaissant, fortement ramifiées etsouvent. Il existe également un type spécial de décharge par étincelle. C'est ce qu'on appelle bouger.
Décharge corona
C'est la lueur des ions contenus dans l'air. Elle se déroule dans un champ électrique à haute tension. Le résultat est une lueur bleutée agréable à l'œil près des composants BB de la structure avec une courbure importante de la surface.
Caractéristiques
Pendant le fonctionnement du transformateur, un craquement électrique caractéristique peut être entendu. Ce phénomène est dû au processus au cours duquel les streamers se transforment en canaux d'étincelles. Elle s'accompagne d'une forte augmentation de la quantité d'énergie et de l'intensité du courant. Il y a une expansion rapide de chaque canal et une augmentation brutale de la pression dans ceux-ci. En conséquence, des ondes de choc se forment aux frontières. Leur combinaison à partir de canaux en expansion forme un son qui est perçu comme un crépitement.
Impact humain
Comme toute autre source de haute tension, la bobine Tesla peut être mortelle. Mais il y a une opinion différente concernant certains types d'appareils. Étant donné que la haute tension à haute fréquence a un effet cutané et que le courant est nettement en retard sur la tension en phase et que l'intensité du courant est très faible, malgré le potentiel, la décharge dans le corps humain ne peut pas provoquer d'arrêt cardiaque ou d'autres troubles graves chez le corps.
