Transformator Tesli-Zasada działania(1), nauka, fizyka, FIZYKA-ZBIÓR MATERIAŁÓW

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Transformator Tesli jest dziełem rąk wielkiego (aczkolwiek
zapomnianego) serbskiego naukowca Nikoli Tesli. Urządzenie to
powstało ponad 100 lat temu w labolatorium Tesli w Colorado
Springs.
Transformator Tesli jest transformatorem bezrdzeniowym (tzn. o
rdzeniu powietrznym), działającym na zasadzie rezonansu
elektromagnetycznego. Zasada jego działania jest podobna do
zasady działania radia. Urządzienie to składa się z dwóch
obwodów LC (mających pojemość i indukcyjność). Wartość
pojemności i indukcyjności wyznacza częstotliwość pracy. Jeden
obwód LC (pierwotny) wytwarza i emituje pole
elektromagnetyczne o określonej częstotliwości, a drugi (wtórny
obwód LC), oscylujący z taką samą częstotliwością, pochłania to
pole (tzn. tą energię wypromieniowywaną przez układ pierwotny)
zamieniając je z powrotem na prąd elektryczny. Transformatory
Tesli pracują najczęściej na częstotliwości od 100kHz do 1MHz
(przy czym prąd zasilający taki transformator ma częstotliwość
sieciową, czyli 50 Hz w Polsce, 60 Hz w USA).
Jak już wspomniałem, obwód LC składa się z cewki o określonej
indukcji oraz kondensatora o określonej pojemności. Od tych
dwóch elementów zależy częstotliwość pracy Transformatora
Tesli. Cewka w obwodzie pierwotnym składa się z kilku tylko
zwojów (3-15). Kondensator natomiast ma pojemności rzędu
nanoFaradów. Głównym zaś elementem obwódu wtórnego jest
cewka posiadająca wiele zwojów (300-1200) nawiniętych tylko
jedną warstwą. Sama taka cewka ma pewną małą pojemość rzędu
kilku pikofaradów, ale w celu uzyskania odpowiedniej
częstotliwości i długich iskier dodaje się jeszcze toroid. Pojemność
takiego toroidu zależy od jego wielkości i wynosi 10-50 pF.
Aby sprawność w przenoszeniu mocy była możliwie największa,
wymagane jest aby oba obwody LC (pierwotny i wtórny) działały z
tą samą częstotliwością. Oba te obwody muszą być również
możliwie blisko siebie. Zwykle średnica cewki pierwotnej jest
średnio ok. 2 razy większa od średnicy cewki wtórnej, więc cewkę
wtórną wkłada się w cewkę pierwotną. Oto najczęściej używany
schemat transformatora tesli:
Oznaczenia do schematu:
Kolorem
czerwonym
zaznaczono elementy zabezpieczające
Kolorem
niebieskim
zaznaczono obwód pierwotny
Kolorem szarym zaznaczono obwód wtórny
Zdjęcia gotowych transformatorów tesli są do obejżenia w galerii zdjęć.
Najważniejszmi parametrami transformatorów teli są: moc i częstotliwość. Długość iskry
zależy głównie od mocy i wynosi około od 30-50 cm na każdy kilowat mocy (zakładając,
że oba obwody pracują z tą samą częstotliwością). Wszyscy zainteresowani wysoką
częstotliwocią spotkali się już pewnie ze zjawiskiem naskórkowym. Zjawisko to polega na
tym, że prąd o odpowiednio wysokiej częstotliwości nie wnika w głąb przewodnika, lecz
ślizga się po jego powierzchni. Takie prądy powinny ślizgać się po naskórku i nie porażać
układu nerwowego. Czym większa częstotliwość tym mniej prąd elektryczny wnika w głąb
przewodnika. Częstotliwość musi być więc dostatecznie wysoka. Sprawdzając to zjawisko
na własnej skórze stwierdzam, że prąd o częstotliwości ok. 150 kHz "kopie", więc jest to
częstotliwość stanowczo za mała by można było przepuszczeć przez siebie setki
kilowoltów. Zjawisko naskórkowe pojawia się przy częstotliwości ok. 300kHz. Nawet jeśli
częstotliwość pracy jest dość wysoka, to i tak z transformatora zasilającego "wypływa"
prąd o napięciu kilkunastu kilovoltów i częstotliwości sieciowej 50Hz. TEN PRĄD MOŻE
CIĘ ZABIĆ SZYBCIEJ NIŻ MYŚLISZ, A DRUGIEJ SZANSY JUŻ NIE BĘDZIE! Mówi się, że
saper myli się tylko raz... ty nie możesz się pomylić ani razu. Szkoda marnować życie w
ten sposób.
Pamiętaj, że wszystko co robisz, robisz na własną odpowiedzialność, więc zachowaj
maksymalną ostrożność.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]