Tesla transformer (kanuni ya utendakazi wa kifaa itajadiliwa baadaye) ilipewa hati miliki mnamo 1896, Septemba 22. Kifaa kiliwasilishwa kama kifaa kinachozalisha mikondo ya umeme ya uwezo wa juu na mzunguko. Kifaa hicho kiligunduliwa na Nikola Tesla na jina lake baada yake. Hebu tuzingatie kifaa hiki kwa undani zaidi.
Transfoma ya Tesla: kanuni ya kufanya kazi
Kiini cha uendeshaji wa kifaa kinaweza kuelezewa na mfano wa swing inayojulikana sana. Wakati wanasonga chini ya hali ya oscillations ya kulazimishwa, amplitude, ambayo itakuwa ya juu, itakuwa sawia na nguvu inayotumika. Wakati wa kuzunguka katika hali ya bure, amplitude ya juu itaongezeka mara nyingi kwa jitihada sawa. Hii ndio kiini cha kibadilishaji cha Tesla. Mzunguko wa sekondari wa oscillatory hutumiwa kama swing kwenye kifaa. Jenereta ina jukumu la jitihada zilizotumiwa. Kwa uthabiti wao (kusukuma kwa vipindi muhimu vya wakati), oscillator kuu au mzunguko wa msingi (kulingana na kifaa) hutolewa.
Maelezo
Transfoma rahisi ya Tesla inajumuisha koili mbili. Moja ni ya msingi, nyingine ni ya sekondari. Pia, kibadilishaji cha resonant cha Tesla kina toroid (isiyotumiwa kila wakati),capacitor, mkamataji. Ya mwisho - kikatiza - inapatikana katika toleo la Kiingereza la Spark Gap. Transfoma ya Tesla pia ina terminal ya "pato".
Koili
Msingi huwa na, kama sheria, waya wa kipenyo kikubwa au bomba la shaba lenye zamu kadhaa. Coil ya sekondari ina cable ndogo. Zamu yake ni kuhusu 1000. Coil ya msingi inaweza kuwa na sura ya gorofa (usawa), conical au cylindrical (wima). Hapa, tofauti na transformer ya kawaida, hakuna msingi wa ferromagnetic. Kutokana na hili, inductance ya pamoja kati ya coils imepunguzwa kwa kiasi kikubwa. Pamoja na capacitor, kipengele cha msingi huunda mzunguko wa oscillatory. Inajumuisha pengo la cheche - kipengele kisicho na mstari.
Koili ya pili pia huunda mzunguko wa oscillatory. Toroidal na coil yake mwenyewe (interturn) capacitances hufanya kama capacitor. Upepo wa sekondari mara nyingi hufunikwa na safu ya varnish au epoxy. Hii inafanywa ili kuepuka kukatika kwa umeme.
Mtoa maji
Saketi ya transfoma ya Tesla inajumuisha elektrodi mbili kubwa. Vipengele hivi lazima viwe sugu kwa mikondo ya juu inayopita kupitia safu ya umeme. Kibali kinachoweza kurekebishwa na ubaridi mzuri ni lazima.
Terminal
Kipengele hiki kinaweza kusakinishwa katika kibadilishaji sauti cha Tesla katika miundo tofauti. Terminal inaweza kuwa tufe, pini yenye ncha kali, au diski. Imeundwa kutoa uvujaji wa cheche unaotabirika na kubwaurefu. Kwa hivyo, mizunguko miwili ya oscillatory iliyounganishwa huunda kibadilishaji cha Tesla.
Nishati kutoka kwa etha ni mojawapo ya madhumuni ya kifaa kufanya kazi. Mvumbuzi wa kifaa alitaka kufikia nambari ya wimbi Z ya 377 ohms. Alitengeneza koili za saizi kubwa zaidi. Uendeshaji wa kawaida (kamili) wa transformer ya Tesla inahakikishwa wakati nyaya zote mbili zimewekwa kwa mzunguko sawa. Kama sheria, katika mchakato wa marekebisho, msingi hurekebishwa hadi sekondari. Hii inafanikiwa kwa kubadilisha uwezo wa capacitor. Idadi ya zamu kwenye vilima vya msingi pia hubadilika hadi kikomo cha juu cha voltage kionekane kwenye utoaji.
Katika siku zijazo, imepangwa kuunda kibadilishaji kibadilishaji rahisi cha Tesla. Nishati kutoka kwa etha itafanya kazi kwa ubinadamu kikamilifu.
Hatua
Transfoma ya Tesla hufanya kazi katika hali ya kupigika. Awamu ya kwanza ni malipo ya capacitor hadi voltage ya kuvunjika kwa kipengele cha kutokwa. Ya pili ni kizazi cha oscillations ya juu-frequency katika mzunguko wa msingi. Pengo la cheche lililounganishwa kwa sambamba hufunga transformer (chanzo cha nguvu), ukiondoa kutoka kwa mzunguko. Vinginevyo, atafanya hasara fulani. Hii, kwa upande wake, itapunguza sababu ya ubora wa mzunguko wa msingi. Kama inavyoonyesha mazoezi, ushawishi kama huo hupunguza sana urefu wa kutokwa. Katika suala hili, katika mzunguko uliojengwa vizuri, mkamataji daima huwekwa sambamba na chanzo.
Chaji
Inatolewa na chanzo cha volteji ya juu ya nje kulingana na kibadilishaji cha masafa ya chini cha kuongeza kasi. Uwezo wa capacitor huchaguliwa ili kuunda mzunguko fulani pamoja na inductor. Masafa ya mlio wake yanapaswa kuwa sawa na saketi ya volteji ya juu.
Katika mazoezi, kila kitu ni tofauti kwa kiasi fulani. Wakati hesabu ya transformer ya Tesla inafanywa, nishati ambayo itatumika kusukuma mzunguko wa pili haijazingatiwa. Voltage ya malipo ni mdogo na voltage katika kuvunjika kwa kukamatwa. Ni (ikiwa kipengele ni hewa) kinaweza kubadilishwa. Voltage ya kuvunjika inarekebishwa kwa kubadilisha sura au umbali kati ya electrodes. Kama sheria, kiashiria kiko katika safu ya 2-20 kV. Ishara ya voltage haipaswi "fupi" ya capacitor sana, ambayo ni ishara inayobadilika mara kwa mara.
Kizazi
Baada ya mgawanyiko wa voltage kati ya elektrodi kufikiwa, mgawanyiko wa gesi unaofanana na maporomoko ya umeme hutengenezwa kwenye mwanya wa cheche. Capacitor hutoka kwenye coil. Baada ya hayo, voltage ya kuvunjika hupungua kwa kasi kutokana na ions iliyobaki katika gesi (flygbolag za malipo). Matokeo yake, mzunguko wa mzunguko wa oscillation, unaojumuisha capacitor na coil ya msingi, inabaki imefungwa kwa njia ya pengo la cheche. Inazalisha mitetemo ya masafa ya juu. Wao hupungua hatua kwa hatua, hasa kutokana na hasara katika kukamatwa, pamoja na kutoroka kwa nishati ya umeme kwa coil ya sekondari. Hata hivyo, oscillations kuendelea mpaka sasa inajenga idadi ya kutosha ya flygbolag malipo ya kudumisha kwa kiasi kikubwa chini kuvunjika voltage katika cheche pengo kuliko amplitude ya oscillations ya mzunguko LC. Katika mzunguko wa sekondariresonance inaonekana. Hii husababisha volteji ya juu kwenye terminal.
Marekebisho
Chochote aina yoyote ya saketi ya kibadilishaji cha Tesla, saketi za upili na msingi zinasalia sawa. Hata hivyo, moja ya vipengele vya kipengele kikuu inaweza kuwa ya kubuni tofauti. Hasa, tunazungumzia juu ya jenereta ya oscillations ya juu-frequency. Kwa mfano, katika urekebishaji wa SGTC, kipengele hiki kinatekelezwa kwenye mwanya wa cheche.
RSG
Kibadilishaji chenye nguvu nyingi cha Tesla kinajumuisha muundo tata zaidi wa pengo la cheche. Hasa, hii inatumika kwa mfano wa RSG. Kifupi kinasimama kwa Rotary Spark Gap. Inaweza kutafsiriwa kama ifuatavyo: cheche inayozunguka / ya kuzunguka au pengo tuli na vifaa vya kuzimia vya arc (za ziada). Katika kesi hii, mzunguko wa operesheni ya pengo huchaguliwa kwa usawa na mzunguko wa malipo ya capacitor. Ubunifu wa pengo la rotor ya cheche ni pamoja na motor (kawaida ni umeme), diski (inayozunguka) na elektroni. Mwisho ama hufunga au kukaribia vipengele vya kupandisha ili kufunga.
Chaguo la mpangilio wa anwani na kasi ya kuzunguka kwa shimoni inategemea mzunguko unaohitajika wa pakiti za oscillatory. Kwa mujibu wa aina ya udhibiti wa gari, mapungufu ya rotor ya cheche yanajulikana kama asynchronous na synchronous. Pia, matumizi ya mwanya wa cheche unaozunguka hupunguza kwa kiasi kikubwa uwezekano wa safu ya vimelea kati ya elektrodi.
Katika baadhi ya matukio, mwanya wa kawaida wa cheche hubadilishwahatua nyingi. Kwa baridi, sehemu hii wakati mwingine huwekwa kwenye dielectri ya gesi au kioevu (katika mafuta, kwa mfano). Kama mbinu ya kawaida ya kuzima arc ya pengo la cheche za takwimu, kusafisha kwa elektroni kwa kutumia ndege yenye nguvu ya hewa hutumiwa. Katika baadhi ya matukio, transformer ya Tesla ya kubuni ya classical inaongezewa na kukamatwa kwa pili. Madhumuni ya kipengele hiki ni kulinda eneo la umeme wa chini (kulisha) dhidi ya mawimbi ya voltage ya juu.
Taa Coil
Marekebisho ya VTTC hutumia mirija ya utupu. Wanacheza jukumu la jenereta ya oscillation ya RF. Kama sheria, hizi ni taa zenye nguvu za aina ya GU-81. Lakini wakati mwingine unaweza kupata miundo ya chini ya nguvu. Moja ya vipengele katika kesi hii ni kutokuwepo kwa haja ya kutoa voltage ya juu. Ili kupata kutokwa kidogo, unahitaji kuhusu 300-600 V. Kwa kuongeza, VTTC hufanya karibu hakuna kelele, ambayo inaonekana wakati transformer ya Tesla inafanya kazi kwenye pengo la cheche. Pamoja na maendeleo ya umeme, iliwezekana kurahisisha kwa kiasi kikubwa na kupunguza ukubwa wa kifaa. Badala ya kubuni kwenye taa, transformer ya Tesla kwenye transistors ilianza kutumika. Kwa kawaida kipengele cha msongo wa mawazo cha nguvu zinazofaa na mkondo hutumiwa.
Jinsi ya kutengeneza kibadilishaji cha Tesla?
Kama ilivyotajwa hapo juu, kipengele cha bipolar kinatumika kurahisisha muundo. Bila shaka, ni bora zaidi kutumia transistor ya athari ya shamba. Lakini bipolar ni rahisi kufanya kazi kwa wale ambao hawana uzoefu wa kutosha katika kukusanya jenereta. Upepo wa coil namtoza unafanywa kwa waya wa milimita 0.5-0.8. Kwenye sehemu ya juu-voltage, waya inachukuliwa 0.15-0.3 mm nene. Takriban zamu 1000 zinafanywa. Ond imewekwa kwenye mwisho wa "moto" wa vilima. Nguvu inaweza kuchukuliwa kutoka kwa transformer ya 10 V, 1 A. Wakati wa kutumia nguvu kutoka 24 V au zaidi, urefu wa kutokwa kwa corona huongezeka kwa kiasi kikubwa. Kwa jenereta, unaweza kutumia transistor KT805IM.
Kutumia chombo
Katika utoaji, unaweza kupata voltage ya volti milioni kadhaa. Ina uwezo wa kuunda uvujaji wa kuvutia angani. Mwisho, kwa upande wake, unaweza kuwa na urefu wa mita nyingi. Matukio haya yanavutia sana nje kwa watu wengi. Wapenzi wa transfoma ya Tesla hutumiwa kwa madhumuni ya mapambo.
Mvumbuzi mwenyewe alitumia kifaa kueneza na kuzalisha mizunguko, ambayo inalenga udhibiti wa wireless wa vifaa vilivyo mbali (kidhibiti cha redio), data na usambazaji wa nishati. Mwanzoni mwa karne ya ishirini, coil ya Tesla ilianza kutumika katika dawa. Wagonjwa walitibiwa na mikondo dhaifu ya juu-frequency. Wao, wakipita kwenye safu nyembamba ya ngozi, hawakudhuru viungo vya ndani. Wakati huo huo, mikondo ilikuwa na athari ya uponyaji na tonic kwenye mwili. Kwa kuongeza, transformer hutumiwa kuwasha taa za kutokwa kwa gesi na kutafuta uvujaji katika mifumo ya utupu. Hata hivyo, katika wakati wetu, utumizi mkuu wa kifaa unapaswa kuchukuliwa kuwa wa utambuzi na uzuri.
Athari
Zinahusishwa na uundaji wa aina mbalimbali za utokaji wa gesi wakati wa uendeshaji wa kifaa. Watu wengikukusanya transfoma ya Tesla ili kuweza kutazama athari za kupendeza. Kwa jumla, kifaa hutoa kutokwa kwa aina nne. Mara nyingi inawezekana kuchunguza jinsi kutokwa sio tu kutoka kwa coil, lakini pia huelekezwa kutoka kwa vitu vilivyowekwa kwenye mwelekeo wake. Wanaweza pia kuwa na mwanga wa corona. Ni vyema kutambua kwamba baadhi ya misombo ya kemikali (ionic) inapotumiwa kwenye terminal inaweza kubadilisha rangi ya kutokwa. Kwa mfano, ayoni za sodiamu hutengeneza cheche za chungwa, huku ioni za boroni hufanya cheche kuwa kijani.
Vipeperushi
Hizi ni chaneli nyembamba zenye matawi zinazong'aa kwa ufinyu. Zina atomi za gesi zenye ionized na elektroni za bure zimegawanyika kutoka kwao. Uvujaji huu unapita kutoka kwa terminal ya coil au kutoka kwa sehemu kali zaidi moja kwa moja kwenye hewa. Katika msingi wake, kipeperushi kinaweza kuzingatiwa kuwa ionization ya hewa inayoonekana (mwangaza wa ioni), ambayo hutengenezwa na uga wa BB karibu na kibadilishaji umeme.
Utoaji wa Tao
Inatokea mara nyingi. Kwa mfano, ikiwa transformer ina nguvu ya kutosha, arc inaweza kuundwa wakati kitu cha msingi kinaletwa kwenye terminal. Katika baadhi ya matukio, inahitajika kugusa kitu kwa exit, na kisha kurudi kwa umbali unaoongezeka na kunyoosha arc. Kwa kutegemewa na nguvu za coil, utiririshaji kama huo unaweza kuharibu vipengee.
Cheche
Chaji hii ya cheche hutolewa kutoka sehemu zenye ncha kali au kutoka kwenye terminal moja kwa moja hadi chini (kitu kilichowekwa chini). Spark inawasilishwa kwa namna ya kubadilika kwa kasi au kutoweka kwa kupigwa kwa filiform mkali, matawi yenye nguvu namara nyingi. Pia kuna aina maalum ya kutokwa kwa cheche. Inaitwa kusonga.
Kutoka kwa Corona
Huu ni mwanga wa ayoni uliomo angani. Inafanyika katika uwanja wa umeme wa juu. Matokeo yake ni rangi ya samawati, inayopendeza macho karibu na viambajengo vya BB vya muundo na mkunjo mkubwa wa uso.
Vipengele
Wakati wa uendeshaji wa kibadilishaji umeme, mlio wa umeme unaweza kusikika. Jambo hili linatokana na mchakato ambao vimiminiko hugeuka kuwa chaneli za cheche. Inafuatana na ongezeko kubwa la kiasi cha nishati na nguvu za sasa. Kuna upanuzi wa haraka wa kila channel na ongezeko la ghafla la shinikizo ndani yao. Matokeo yake, mawimbi ya mshtuko yanaundwa kwenye mipaka. Mchanganyiko wao kutoka kwa chaneli zinazopanuka hutengeneza sauti inayotambulika kama msukosuko.
Athari za binadamu
Kama chanzo kingine chochote cha volteji ya juu kama hii, koili ya Tesla inaweza kuwa mbaya. Lakini kuna maoni tofauti kuhusu aina fulani za vifaa. Kwa kuwa voltage ya juu-frequency ina athari ya ngozi, na ya sasa iko nyuma ya voltage katika awamu, na nguvu ya sasa ni ndogo sana, licha ya uwezo, kutokwa ndani ya mwili wa binadamu hawezi kusababisha kukamatwa kwa moyo au matatizo mengine makubwa. mwili.
