Tesla տրանսֆորմատորը (ապարատի աշխատանքի սկզբունքը կքննարկվի ավելի ուշ) արտոնագրվել է 1896 թվականին, սեպտեմբերի 22-ին։ Սարքը ներկայացվել է որպես սարք, որն արտադրում է բարձր ներուժի և հաճախականության էլեկտրական հոսանքներ։ Սարքը հորինել է Նիկոլա Տեսլան և անվանակոչվել նրա անունով։ Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք այս սարքը:
Tesla տրանսֆորմատոր. աշխատանքի սկզբունք
Սարքի աշխատանքի էությունը կարելի է բացատրել հայտնի ճոճանակի օրինակով։ Երբ դրանք ճոճվում են հարկադիր տատանումների պայմաններում, ամպլիտուդը, որը կլինի առավելագույնը, համաչափ կդառնա կիրառվող ուժին։ Ազատ ռեժիմով ճոճվելիս առավելագույն ամպլիտուդը մի քանի անգամ կավելանա նույն ջանքերով: Սա Tesla տրանսֆորմատորի էությունն է: Որպես ճոճանակ սարքում օգտագործվում է տատանվող երկրորդական միացում։ Կիրառվող ջանքերի դերը խաղում է գեներատորը։ Իրենց հետևողականությամբ (խիստ անհրաժեշտ ժամանակահատվածներում հրում) տրամադրվում է հիմնական տատանվող կամ առաջնային միացում (սարքին համապատասխան):
Նկարագրություն
Պարզ Tesla տրանսֆորմատորը ներառում է երկու պարույր: Մեկը առաջնային է, մյուսը՝ երկրորդական։ Նաև Tesla-ի ռեզոնանսային տրանսֆորմատորը բաղկացած է տորոիդից (միշտ չէ, որ օգտագործվում է),կոնդենսատոր, կալանավոր: Վերջինը՝ ընդհատիչը, գտնվում է Spark Gap-ի անգլերեն տարբերակում: Tesla տրանսֆորմատորը պարունակում է նաև «ելքային» տերմինալ:
Կծիկներ
Առաջնայինը, որպես կանոն, պարունակում է մեծ տրամագծով մետաղալար կամ մի քանի պտույտ ունեցող պղնձե խողովակ։ Երկրորդական կծիկը ունի ավելի փոքր մալուխ: Նրա պտույտները մոտ 1000 են: Առաջնային կծիկը կարող է ունենալ հարթ (հորիզոնական), կոնաձև կամ գլանաձև (ուղղահայաց): Այստեղ, ի տարբերություն սովորական տրանսֆորմատորի, չկա ֆերոմագնիսական միջուկ: Դրա շնորհիվ էապես կրճատվում է կծիկների միջև փոխադարձ ինդուկտիվությունը։ Կոնդենսատորի հետ միասին առաջնային տարրը կազմում է տատանողական միացում: Այն ներառում է կայծային բացվածք՝ ոչ գծային տարր:
Երկրորդային կծիկը ձևավորում է նաև տատանողական շղթա։ Կոնդենսատորի դերը կատարում են տորոիդային և սեփական կծիկի (միջանկյալ) հզորությունները: Երկրորդային ոլորուն հաճախ ծածկված է լաքի կամ էպոքսիդային շերտով: Սա արվում է էլեկտրական խափանումից խուսափելու համար:
Լիցքաթափիչ
Տեսլայի տրանսֆորմատորային սխեման ներառում է երկու զանգվածային էլեկտրոդներ: Այս տարրերը պետք է դիմացկուն լինեն էլեկտրական աղեղով հոսող բարձր հոսանքներին: Կարգավորվող բացթողումը և լավ սառեցումը պարտադիր են:
Տերմինալ
Այս տարրը կարող է տեղադրվել տարբեր դիզայնի ռեզոնանսային Tesla տրանսֆորմատորում: Տերմինալը կարող է լինել գնդիկ, սրված քորոց կամ սկավառակ: Այն նախագծված է մեծ քանակությամբ կանխատեսելի կայծային արտանետումներ արտադրելու համարերկարությունը։ Այսպիսով, երկու միացված տատանողական սխեման ձևավորում է Տեսլայի տրանսֆորմատոր:
Էթերից ստացվող էներգիան ապարատի գործունեության նպատակներից մեկն է: Սարքի գյուտարարը ձգտել է հասնել 377 ohms ալիքի Z համարի: Նա ավելի մեծ չափերի կծիկներ էր պատրաստում: Tesla տրանսֆորմատորի նորմալ (լիարժեք) շահագործումն ապահովվում է, երբ երկու սխեմաները միացված են նույն հաճախականությանը: Որպես կանոն, ճշգրտման գործընթացում առաջնայինը հարմարեցվում է երկրորդականին։ Սա ձեռք է բերվում կոնդենսատորի հզորությունը փոխելով: Առաջնային ոլորուն պտույտների թիվը նույնպես փոխվում է, մինչև ելքի վրա հայտնվի առավելագույն լարումը:
Ապագայում նախատեսվում է ստեղծել պարզ Tesla տրանսֆորմատոր։ Եթերից ստացվող էներգիան առավելագույնս կաշխատի մարդկության համար:
Գործողություն
Tesla տրանսֆորմատորը աշխատում է իմպուլսային ռեժիմով: Առաջին փուլը կոնդենսատորի լիցքավորումն է մինչև լիցքաթափման տարրի քայքայման լարումը: Երկրորդը առաջնային շղթայում բարձր հաճախականության տատանումների առաջացումն է։ Զուգահեռաբար միացված կայծային բացը փակում է տրանսֆորմատորը (սնուցման աղբյուրը)՝ բացառելով այն միացումից։ Հակառակ դեպքում նա որոշակի կորուստներ կունենա։ Սա իր հերթին կնվազեցնի առաջնային շղթայի որակի գործոնը: Ինչպես ցույց է տալիս պրակտիկան, նման ազդեցությունը զգալիորեն նվազեցնում է արտանետման երկարությունը: Այս առումով, լավ կառուցված միացումում կալանիչը միշտ տեղադրվում է աղբյուրին զուգահեռ:
Գանձում
Այն արտադրվում է արտաքին բարձր լարման աղբյուրից, որը հիմնված է ցածր հաճախականության բարձրացման տրանսֆորմատորի վրա:Կոնդենսատորի հզորությունը ընտրվում է այնպես, որ այն ինդուկտորի հետ միասին կազմում է որոշակի շղթա: Նրա ռեզոնանսային հաճախականությունը պետք է հավասար լինի բարձր լարման միացմանը։
Գործնականում ամեն ինչ մի փոքր այլ է: Երբ կատարվում է Tesla տրանսֆորմատորի հաշվարկը, հաշվի չի առնվում էներգիան, որը կօգտագործվի երկրորդ շղթան մղելու համար: Լիցքավորման լարումը սահմանափակվում է կալանչի խզման ժամանակ լարմամբ: Այն (եթե տարրը օդ է) կարող է կարգավորվել: Խզման լարումը շտկվում է՝ փոխելով էլեկտրոդների ձևը կամ հեռավորությունը: Որպես կանոն, ցուցանիշը գտնվում է 2-20 կՎ-ի սահմաններում։ Լարման նշանը չպետք է շատ «կարճացնի» կոնդենսատորը, որն անընդհատ փոխում է նշանը:
Սերունդ
Էլեկտրոդների միջև խզման լարման հասնելուց հետո կայծային բացվածքում ձևավորվում է էլեկտրական ավալանշի նման գազի խզում: Կոնդենսատորը լիցքաթափվում է կծիկի վրա: Դրանից հետո խզման լարումը կտրուկ նվազում է գազի մեջ մնացած իոնների (լիցքակիրների) պատճառով։ Արդյունքում, տատանումների շղթայի շղթան, որը բաղկացած է կոնդենսատորից և առաջնային կծիկից, մնում է փակ կայծային բացվածքի միջով։ Այն առաջացնում է բարձր հաճախականության թրթռումներ: Դրանք աստիճանաբար գունաթափվում են հիմնականում կալանիչում կորուստների, ինչպես նաև էլեկտրամագնիսական էներգիայի արտահոսքի պատճառով դեպի երկրորդական կծիկ։ Այնուամենայնիվ, տատանումները շարունակվում են այնքան ժամանակ, մինչև հոսանքը ստեղծի բավարար քանակությամբ լիցքավորող կրիչներ՝ կայծային բացվածքում զգալիորեն ավելի ցածր խզման լարման պահպանման համար, քան LC շղթայի տատանումների ամպլիտուդը: Երկրորդական շղթայումհայտնվում է ռեզոնանս. Սա հանգեցնում է բարձր լարման տերմինալում:
Փոփոխություններ
Թեսլայի տրանսֆորմատորային շղթայի ինչ տեսակ էլ լինի, երկրորդական և առաջնային շղթաները մնում են նույնը: Այնուամենայնիվ, հիմնական տարրի բաղադրիչներից մեկը կարող է լինել այլ դիզայնի: Խոսքը, մասնավորապես, բարձր հաճախականության տատանումների գեներատորի մասին է։ Օրինակ, SGTC փոփոխության մեջ այս տարրը կատարվում է կայծային բացվածքի վրա։
RSG
Tesla-ի բարձր հզորության տրանսֆորմատորը ներառում է կայծային բացվածքի ավելի բարդ դիզայն: Մասնավորապես, դա վերաբերում է RSG մոդելին։ Հապավումը նշանակում է Rotary Spark Gap: Այն կարող է թարգմանվել հետևյալ կերպ՝ պտտվող/պտտվող կայծ կամ ստատիկ բացը աղեղը մարող (լրացուցիչ) սարքերով։ Այս դեպքում բացվածքի գործարկման հաճախականությունը ընտրվում է կոնդենսատորի լիցքավորման հաճախականության հետ համաժամանակյա: Կայծային ռոտորի բացվածքի դիզայնը ներառում է շարժիչ (սովորաբար այն էլեկտրական է), սկավառակ (պտտվող) էլեկտրոդներով: Վերջիններս կամ փակում են, կամ մոտենում են զուգավորման բաղադրիչներին, որպեսզի փակվեն:
Կոնտակտների դասավորության և լիսեռի պտտման արագության ընտրությունը հիմնված է տատանողական փաթեթների պահանջվող հաճախականության վրա: Շարժիչի կառավարման տեսակին համապատասխան՝ կայծային ռոտորի բացերը տարբերվում են որպես ասինխրոն և համաժամանակյա։ Նաև պտտվող կայծային բացվածքի օգտագործումը զգալիորեն նվազեցնում է էլեկտրոդների միջև մակաբույծ աղեղի հավանականությունը:
Որոշ դեպքերում փոխարինվում է սովորական կայծային բացըբազմաստիճան. Սառեցման համար այս բաղադրիչը երբեմն տեղադրվում է գազային կամ հեղուկ դիէլեկտրիկների մեջ (օրինակ՝ նավթի մեջ)։ Որպես վիճակագրական կայծային բացվածքի աղեղի մարման տիպիկ տեխնիկա, օգտագործվում է էլեկտրոդների մաքրումը հզոր օդային շիթով: Որոշ դեպքերում դասական դիզայնի Tesla տրանսֆորմատորը համալրվում է երկրորդ արգելակով: Այս տարրի նպատակն է պաշտպանել ցածր լարման (սնուցման) գոտին բարձր լարման ալիքներից:
Լամպի կծիկ
VTTC մոդիֆիկացիան օգտագործում է վակուումային խողովակներ: Նրանք կատարում են ՌԴ տատանումների գեներատորի դեր։ Որպես կանոն, դրանք GU-81 տիպի բավականին հզոր լամպեր են։ Բայց երբեմն դուք կարող եք գտնել ցածր էներգիայի նմուշներ: Այս դեպքում առանձնահատկություններից մեկն էլ բարձր լարման ապահովման անհրաժեշտության բացակայությունն է։ Համեմատաբար փոքր արտանետումներ ստանալու համար անհրաժեշտ է մոտ 300-600 Վ: Բացի այդ, VTTC-ն գրեթե աղմուկ չի բարձրացնում, որն առաջանում է, երբ Tesla տրանսֆորմատորը աշխատում է կայծային բացվածքի վրա: Էլեկտրոնիկայի զարգացման հետ մեկտեղ հնարավոր դարձավ զգալիորեն պարզեցնել և նվազեցնել սարքի չափերը: Լամպերի վրա դիզայնի փոխարեն սկսեց օգտագործվել տրանզիստորների վրա Tesla տրանսֆորմատոր: Սովորաբար օգտագործվում է համապատասխան հզորության և հոսանքի երկբևեռ տարր:
Ինչպե՞ս պատրաստել Tesla տրանսֆորմատոր:
Ինչպես նշվեց վերևում, դիզայնը պարզեցնելու համար օգտագործվում է երկբևեռ տարր: Անկասկած, շատ ավելի լավ է օգտագործել դաշտային ազդեցության տրանզիստոր: Բայց երկբևեռի հետ ավելի հեշտ է աշխատել նրանց համար, ովքեր բավականաչափ փորձառու չեն գեներատորների հավաքման հարցում: Կծիկ ոլորուն ևկոլեկտորն իրականացվում է 0,5-0,8 միլիմետր մետաղալարով: Բարձրավոլտ մասի վրա լարը վերցվում է 0,15-0,3 մմ հաստությամբ։ Կատարված է մոտ 1000 պտույտ։ Ոլորման «տաք» վերջում տեղադրվում է պարույր: Էլեկտրաէներգիան կարող է վերցվել 10 Վ, 1 Ա տրանսֆորմատորից: 24 Վ և ավելի լարման հզորություն օգտագործելիս պսակի արտանետման երկարությունը զգալիորեն մեծանում է: Գեներատորի համար կարող եք օգտագործել տրանզիստորը KT805IM:
Գործիքի օգտագործում
Ելքի վրա կարող եք ստանալ մի քանի միլիոն վոլտ լարում: Այն ունակ է օդում տպավորիչ արտանետումներ ստեղծել։ Վերջինս իր հերթին կարող է ունենալ բազմաթիվ մետր երկարություն։ Այս երեւույթները շատերի համար արտաքուստ շատ գրավիչ են։ Tesla տրանսֆորմատորների սիրահարները օգտագործվում են դեկորատիվ նպատակներով:
Գյուտարարն ինքը սարքն օգտագործել է տատանումներ տարածելու և առաջացնելու համար, որոնք ուղղված են հեռավորության վրա սարքերի անլար կառավարմանը (ռադիոհեռավար), տվյալների և էներգիայի փոխանցմանը։ 20-րդ դարի սկզբին Տեսլայի կծիկը սկսեց օգտագործել բժշկության մեջ։ Հիվանդները բուժվել են բարձր հաճախականության թույլ հոսանքներով: Դրանք, հոսելով մաշկի բարակ մակերեսային շերտով, չեն վնասել ներքին օրգաններին։ Միաժամանակ հոսանքները բուժիչ ու տոնուսային ազդեցություն են թողել օրգանիզմի վրա։ Բացի այդ, տրանսֆորմատորը օգտագործվում է գազի արտանետման լամպերը բռնկելու և վակուումային համակարգերում արտահոսքի որոնման համար: Սակայն մեր ժամանակներում սարքի հիմնական կիրառությունը պետք է համարել ճանաչողական և էսթետիկ։
Էֆեկտներ
Դրանք կապված են սարքի աշխատանքի ընթացքում տարբեր տեսակի գազի արտանետումների առաջացման հետ։ Շատ մարդիկհավաքեք Tesla տրանսֆորմատորներ, որպեսզի կարողանաք դիտել ցնցող էֆեկտները: Ընդհանուր առմամբ, սարքը արտադրում է չորս տեսակի արտանետումներ. Հաճախ կարելի է դիտարկել, թե ինչպես են արտանետումները ոչ միայն հեռանում կծիկից, այլև ուղղվում են դրա ուղղությամբ հիմնավորված առարկաներից: Նրանք կարող են ունենալ նաև կորոնային փայլեր: Հատկանշական է, որ որոշ քիմիական միացություններ (իոնային) տերմինալի վրա կիրառելիս կարող են փոխել արտահոսքի գույնը: Օրինակ՝ նատրիումի իոնները դարձնում են կայծ նարնջագույն, իսկ բորի իոնները՝ կայծը կանաչ։
հոսողներ
Սրանք աղոտ շողացող ճյուղավորված բարակ ալիքներ են: Դրանք պարունակում են իոնացված գազի ատոմներ և դրանցից անջատված ազատ էլեկտրոններ։ Այս արտանետումները հոսում են կծիկի տերմինալից կամ ամենասուր մասերից անմիջապես օդի մեջ: Իր հիմքում հոսքագիծը կարելի է համարել տեսանելի օդի իոնացում (իոնների փայլ), որը ստեղծվում է տրանսֆորմատորի մոտ գտնվող BB դաշտի կողմից:
Arc discharge
Այն առաջանում է բավականին հաճախ։ Օրինակ, եթե տրանսֆորմատորն ունի բավարար հզորություն, ապա կարող է ձևավորվել աղեղ, երբ հիմնավորված օբյեկտը բերվում է տերմինալին: Որոշ դեպքերում պահանջվում է առարկան դիպչել դեպի ելքը, այնուհետև հետ քաշվել աճող հեռավորության վրա և ձգել աղեղը: Անբավարար հուսալիության և կծիկի հզորության դեպքում նման արտանետումը կարող է վնասել բաղադրիչները:
Կայծ
Այս կայծային լիցքը արտանետվում է սուր մասերից կամ տերմինալից անմիջապես գետնին (հիմնավորված առարկա): Կայծը ներկայացված է արագ փոփոխվող կամ անհետացող վառ թելանման շերտերի տեսքով, խիստ ճյուղավորված ևհաճախ. Կա նաև կայծային արտանետման հատուկ տեսակ: Այն կոչվում է շարժվող։
Կորոնային դուրսգրում
Սա օդում պարունակվող իոնների փայլն է: Այն տեղի է ունենում բարձր լարման էլեկտրական դաշտում։ Արդյունքը կապտավուն, աչքին հաճելի փայլ է կառուցվածքի BB բաղադրիչների մոտ՝ մակերեսի զգալի կորությամբ:
Հատկություններ
Տրանսֆորմատորի աշխատանքի ընթացքում լսվում է բնորոշ էլեկտրական ճռճռոց։ Այս երեւույթը պայմանավորված է այն գործընթացով, որի ընթացքում սթրիմերը վերածվում են կայծային ալիքների։ Այն ուղեկցվում է էներգիայի քանակի և ընթացիկ ուժի կտրուկ աճով։ Յուրաքանչյուր ալիքի արագ ընդլայնում կա և դրանցում ճնշման կտրուկ աճ: Արդյունքում սահմաններում առաջանում են հարվածային ալիքներ։ Ընդլայնվող ալիքներից դրանց համակցությունը ձևավորում է ձայն, որն ընկալվում է որպես ճռճռոց։
Մարդկային ազդեցություն
Ինչպես նման բարձր լարման ցանկացած այլ աղբյուր, Tesla-ի կծիկը կարող է մահացու լինել: Սակայն ապարատի որոշ տեսակների վերաբերյալ կա այլ կարծիք։ Քանի որ բարձր հաճախականության բարձր լարումն ունի մաշկի ազդեցություն, և հոսանքը զգալիորեն զիջում է լարմանը փուլային փուլում, և ընթացիկ ուժը շատ փոքր է, չնայած պոտենցիալին, մարդու մարմն արտահոսքը չի կարող առաջացնել սրտի կանգ կամ այլ լուրջ խանգարումներ: մարմինը.
