فرکانس سیم پیچ تسلا کویل تسلا کوچک

سیم پیچ تسلا از دو سیم پیچ L1 و L2 تشکیل شده است که یک پالس جریان بزرگ را به سیم پیچ L1 می فرستد. کویل های تسلا هسته ندارند. بیش از 10 چرخش روی سیم پیچ اولیه پیچیده شده است. سیم پیچ ثانویه هزار دور است. یک خازن نیز برای به حداقل رساندن تلفات جرقه اضافه شده است.

سیم پیچ تسلا نسبت تبدیل بزرگی را ایجاد می کند. از نسبت تعداد چرخش سیم پیچ دوم به اول فراتر می رود. اختلاف پتانسیل خروجی سیم پیچ تسلا بیش از چند میلیون ولت است. این چنین ترشحاتی ایجاد می کند جریان الکتریسیتهکه اثر دیدنی است. طول این ترشحات چندین متر است.

اصل کویل تسلا

برای درک نحوه عملکرد سیم پیچ تسلا، باید قانون الکترونیک را به خاطر بسپارید: بهتر است یک بار ببینید تا صد بار. مدار سیم پیچ تسلا ساده است. این دستگاه کویل ساده تسلا استریمر ایجاد می کند.

یک جریان از انتهای ولتاژ بالا سیم پیچ تسلا خارج می شود. رنگ بنفش. میدان عجیبی در اطراف آن وجود دارد که باعث درخشش یک لامپ فلورسنت می شود که متصل نیست و در این میدان است.

استریمر اتلاف انرژی در سیم پیچ تسلا است. نیکولا تسلا سعی کرد با اتصال آن به یک خازن از شر استریمرها خلاص شود. بدون خازن، جریانی وجود ندارد و لامپ روشن تر می سوزد.

سیم پیچ تسلا را می توان یک اسباب بازی نامید که نشان می دهد اثر جالب. او با جرقه های قدرتمند خود مردم را شگفت زده می کند. طراحی ترانسفورماتور یک تجارت جالب است. در یک دستگاه، اثرات مختلف فیزیک ترکیب شده است. مردم نمی دانند که سیم پیچ چگونه کار می کند.

سیم پیچ تسلا دو سیم پیچ دارد. ولتاژ اول است جریان متناوب A که یک میدان جریان ایجاد می کند. انرژی به سیم پیچ دوم منتقل می شود. عمل مشابه برای ترانسفورماتور.

سیم پیچ دوم و شکل C نوسانات جمع بار را نشان می دهد. برای مدتی انرژی در اختلاف پتانسیل نگه داشته می شود. هرچه انرژی بیشتری وارد کنیم، خروجی اختلاف پتانسیل بیشتری خواهد داشت.

ویژگی های اصلی سیم پیچ تسلا:

• فرکانس مدار دوم
• ضریب هر دو سیم پیچ.
• فاکتور Q

ضریب کوپلینگ سرعت انتقال انرژی از یک سیم پیچ به سیم پیچ ثانویه را تعیین می کند. ضریب کیفیت زمان صرفه جویی انرژی مدار را نشان می دهد.

شباهت با تاب

برای درک بهتر انباشت، اختلاف پتانسیل زیاد در مدار، نوسانی را تصور کنید که توسط یک اپراتور در حال نوسان است. همان مدار نوسان، و شخص به عنوان سیم پیچ اولیه عمل می کند. حرکت نوسان جریان الکتریکی در سیم پیچ دوم است و افزایش آن اختلاف پتانسیل است.

اپراتور نوسان می کند، انرژی را انتقال می دهد. برای چندین بار آنها به شدت شتاب گرفته اند و بسیار بالا رفته اند، آنها انرژی زیادی را در خود متمرکز کرده اند. همین اثر در سیم پیچ تسلا رخ می دهد، انرژی اضافی وجود دارد، نفوذ رخ می دهد و یک جریان زیبا قابل مشاهده است.

باید تاب ها را مطابق با ضربان بچرخانید. فرکانس تشدید تعداد ارتعاشات در ثانیه است.

طول مسیر نوسان با ضریب جفت تعیین می شود. اگر تاب را بچرخانید، آنها به سرعت تاب می‌خورند، دقیقاً به اندازه طول بازوی شخص حرکت می‌کنند. این ضریب یک است. در مورد ما، سیم پیچ تسلا با ضریب افزایش یافته یکسان است.

یک نفر نوسان را فشار می دهد، اما آن را نگه نمی دارد، سپس ضریب جفت کوچک است، نوسان حتی بیشتر حرکت می کند. چرخاندن آنها بیشتر طول می کشد، اما نیازی به قدرت ندارد. ضریب جفت بیشتر است، انرژی سریعتر در مدار جمع می شود. اختلاف پتانسیل در خروجی کمتر است.

فاکتور کیفیت - برعکس اصطکاک در مثال تاب. وقتی اصطکاک زیاد باشد، فاکتور کیفیت کوچک است. این به این معنی است که ضریب کیفیت و ضریب برای بزرگترین ارتفاع نوسان یا بزرگترین جریان پخش کننده سازگار است. در ترانسفورماتور سیم پیچ دوم سیم پیچ تسلا، ضریب کیفیت یک مقدار متغیر است. توافق بر سر دو مقدار دشوار است؛ در نتیجه آزمایش ها انتخاب می شود.

کویل های اصلی تسلا

تسلا یک نوع سیم پیچ با شکاف جرقه ای ساخت. پایه عناصر بسیار بهبود یافته است، انواع مختلفی از سیم پیچ ها ظاهر شده اند، در شباهت به آنها کویل های تسلا نیز می گویند. گونه ها را در انگلیسی به صورت اختصاری نیز می نامند. آنها در زبان روسی اختصارات نامیده می شوند، بدون ترجمه.

• سیم پیچ تسلا با شکاف جرقه. این ساخت و ساز معمولی اولیه است. با قدرت کم، دو سیم است. با قدرت بزرگ- برقگیر با چرخش، پیچیده. اگر به یک استریمر قدرتمند نیاز دارید، این ترانسفورماتورها خوب هستند.
• ترانسفورماتور لوله رادیویی. روان اجرا می شود و استریمرهای ضخیم می دهد. چنین سیم پیچ هایی برای تسلا استفاده می شود فرکانس بالاشبیه مشعل هستند
• سیم پیچ روی دستگاه های نیمه هادی. اینها ترانزیستور هستند. ترانسفورماتورها دائماً کار می کنند. دید متفاوت است. کنترل این قرقره آسان است.
• کویل های تشدید به مقدار دو قطعه. نیمه هادی ها کلید هستند. این کویل ها سخت ترین کوک هستند. طول استریمرها نسبت به شکاف جرقه کمتر است و کمتر کنترل می شوند.

برای اینکه بتوانیم نما را کنترل کنیم، یک وقفه ایجاد کردیم. سرعت این دستگاه کاهش یافته بود تا زمانی برای شارژ خازن ها وجود داشته باشد تا دمای ترمینال کاهش یابد. این باعث افزایش طول ترشحات شد. در حال حاضر گزینه های دیگری (پخش موسیقی) وجود دارد.

عناصر اصلی سیم پیچ تسلا

در طرح های مختلف، ویژگی ها و جزئیات اصلی مشترک است.

• تورید- دارای 3 گزینه اول کاهش رزونانس است.
  دوم انباشت انرژی تخلیه است. هرچه توروئید بزرگتر باشد، انرژی بیشتری دارد. توروئید انرژی را آزاد می کند، آن را تقویت می کند. این پدیده در صورت استفاده از قطع کننده مفید خواهد بود.
  سوم ایجاد میدانی با الکتریسیته ساکن است که از سیم پیچ دوم سیم پیچ دفع می شود. این گزینه توسط خود سیم پیچ دوم انجام می شود. توروئید به او کمک می کند. به دلیل دفع استریمر توسط میدان، به مسیر کوتاه به سیم پیچ دوم برخورد نمی کند. از استفاده از یک حلقوی، سیم پیچ های پالس پمپ شده با قطع کننده مفید است. مقدار قطر بیرونی حلقه دو برابر سیم پیچ دوم است.
  توروئیدها را می توان از راه راه و مواد دیگر ساخت.
• سیم پیچ ثانویه- جزء اصلی تسلا.
  طول آن پنج برابر قطر چله است.
  قطر سیم محاسبه می شود، 1000 دور بر روی سیم پیچ دوم قرار می گیرد، پیچ ها محکم پیچیده می شوند.
  سیم پیچ برای محافظت از آن در برابر آسیب لاک زده شده است. قابل اجرا در یک لایه نازک.
  فریم از لوله های فاضلاب PVC ساخته شده است که در فروشگاه های ساختمانی به فروش می رسد.
• حلقه حفاظت- برای وارد کردن استریمر به اولین سیم پیچ بدون آسیب رساندن به آن عمل می کند. حلقه روی سیم پیچ تسلا قرار می گیرد، استریمر طولانی تر از سیم پیچ دوم است. به نظر می رسد سیم پیچی از سیم مسی است که ضخیم تر از سیم سیم پیچ اول است و توسط یک کابل به زمین متصل شده است.
• سیم پیچ اولیه- ایجاد شده از یک لوله مسی مورد استفاده در تهویه مطبوع. مقاومت کمی دارد جریان بالابه راحتی روی آن راه رفت ضخامت لوله محاسبه نمی شود، آنها حدود 5-6 میلی متر می گیرند. سیم برای سیم پیچ اولیه با سطح مقطع بزرگ استفاده می شود.
  فاصله از سیم پیچ ثانویه بر اساس وجود ضریب جفت مورد نیاز انتخاب می شود.
  سیم پیچ زمانی قابل تنظیم است که اولین مدار تعریف شود. مکان، حرکت آن مقدار فرکانس اولیه را تنظیم می کند.
  این سیم پیچ ها به صورت استوانه ای، مخروطی ساخته می شوند.

• زمینبخش مهمی است
  استریمرها به زمین می خورند، جریان را ببندید.
  زمین کافی وجود نخواهد داشت، سپس استریمرها به سیم پیچ برخورد می کنند.

سیم پیچ ها از طریق زمین به برق متصل می شوند.

گزینه ای برای اتصال برق از ترانسفورماتور دیگر وجود دارد. به این روش «magnifer» می گویند.

سیم پیچ های دوقطبی تسلا تخلیه ای بین انتهای سیم پیچ ثانویه ایجاد می کنند. این باعث ایجاد جریان اتصال کوتاه بدون اتصال به زمین می شود.

برای یک ترانسفورماتور، زمین به عنوان یک زمین با یک جسم بزرگ که جریان الکتریکی را هدایت می کند استفاده می شود - این یک وزنه تعادل است. چنین سازه هایی کم هستند، آنها خطرناک هستند، زیرا اختلاف پتانسیل بالایی بین زمین وجود دارد. ظرفیت خازن وزنه تعادل و اشیاء اطراف بر آنها تأثیر منفی می گذارد.

این قانون برای سیم پیچ های ثانویه که طول آنها 5 برابر بیشتر از قطر و قدرت تا 20 کیلو ولت آمپر است اعمال می شود.

چگونه با توجه به اختراعات تسلا چیزی دیدنی بسازیم؟ با دیدن ایده ها و اختراعات او، یک سیم پیچ تسلا با دست ساخته می شود.

این یک ترانسفورماتور است که ایجاد می کند ولتاژ بالا. می توانید جرقه، لامپ را لمس کنید.

برای ساخت به یک سیم مسی در لعاب به قطر 0.15 میلی متر نیاز داریم. هر 0.1 تا 0.3 میلی متر انجام می شود. حدود دویست متر نیاز دارید. میشه از وسایل مختلف مثلا از ترانس تهیه کرد یا از بازار خرید بهتر میشه. شما همچنین به چند قاب نیاز خواهید داشت. در مرحله اول، این یک قاب برای سیم پیچ ثانویه است. گزینه عالی- این یک لوله فاضلاب 5 متری است، اما هر چیزی با قطر 4 تا 7 سانتی متر، طول 15-30 سانتی متر را انجام می دهد.

برای سیم پیچ اولیه، به یک قاب چند سانتی متر بزرگتر از اول نیاز دارید. شما همچنین به چند قطعه رادیویی نیاز خواهید داشت. این یک ترانزیستور D13007 یا مشابه آن، یک برد کوچک، چندین مقاومت، 5.75 کیلو اهم 0.25 وات است.

سیم را روی قاب حدود 1000 دور بدون همپوشانی، بدون شکاف بزرگ با دقت می پیچیم. در 2 ساعت قابل انجام است. وقتی سیم پیچی تمام شد سیم پیچ را با لاک چند لایه یا با ماده دیگری می پوشانیم تا غیر قابل استفاده نشود.

سیم پیچ اول را می پیچیم. بیشتر روی قاب پیچ می شود و با سیمی به اندازه 1 میلی متر پیچیده می شود. یک سیم در اینجا مناسب است، حدود 10 چرخش.

اگر یک ترانسفورماتور از نوع ساده ساخته شود، ترکیب آن دو سیم پیچ بدون هسته است. در سیم پیچ اول حدود ده دور سیم ضخیم وجود دارد، در دومی - حداقل هزار چرخش. در ساخت، یک سیم پیچ تسلا با دست خود دارای ضریب ده برابر بیشتر از تعداد چرخش سیم پیچ دوم و اول است.

ولتاژ خروجی ترانسفورماتور به میلیون ها ولت خواهد رسید. این منظره زیبای چندین متری را می دهد.

پیچیدن سیم پیچ تسلا با دستان خود دشوار است. ایجاد ظاهری برای یک حلقه برای جذب بینندگان حتی دشوارتر است.

ابتدا باید در مورد منبع تغذیه چندین کیلوولت تصمیم بگیرید، آن را به خازن ثابت کنید. با ظرفیت اضافی، مقدار پارامترهای پل دیود تغییر می کند. سپس یک شکاف جرقه برای ایجاد افکت انتخاب می شود.

• دو سیم در کنار هم قرار می گیرند، انتهای برهنه به طرفین چرخانده می شود.
• شکاف با نرخ شکستن ولتاژ کمی بالاتر از یک اختلاف پتانسیل معین تنظیم می شود. برای جریان متناوب، اختلاف پتانسیل بیشتر از یک معین خواهد بود.
• برق خود را انجام دهید به سیم پیچ تسلا متصل است.
• سیم پیچ ثانویه 200 دور بر روی یک لوله ساخته شده از مواد عایق پیچیده می شود. اگر همه چیز طبق قوانین انجام شود، پس از آن تخلیه خوب، با شاخه خواهد بود.
• زمین سیم پیچ دوم.

به نظر می رسد یک سیم پیچ تسلا با دستان خود، که می توانید با داشتن دانش اولیه در مورد برق، آن را در خانه بسازید.

ایمنی

سیم پیچ ثانویه دارای انرژی است و می تواند یک فرد را بکشد. جریان شکست به صدها آمپر می رسد. یک فرد می تواند تا 10 آمپر زنده بماند، بنابراین خزهای محافظ را فراموش نکنید.

محاسبه سیم پیچ تسلا

بدون محاسبات، می توان یک ترانسفورماتور بزرگ ساخت، اما تخلیه جرقه به شدت هوا را گرم می کند و رعد و برق ایجاد می کند. میدان الکتریکی وسایل برقی را از کار می‌اندازد، بنابراین ترانسفورماتور باید دورتر قرار گیرد.

برای محاسبه طول قوس و توان، فاصله بین سیم های الکترودها بر حسب سانتی متر بر 25/4 تقسیم می شود، سپس با مجذور، توان (W) به دست می آید.

برای تعیین فاصله، جذر توان در 4.25 ضرب می شود. سیم پیچی که تخلیه قوس 1.5 متری ایجاد می کند باید توان 1246 وات را دریافت کند. یک سیم پیچ با قدرت 1 کیلووات، جرقه ای به طول 1.37 متر ایجاد می کند.

کویل بی فیلار تسلا

این روش سیم پیچی ظرفیت بیشتری را نسبت به سیم پیچ استاندارد توزیع می کند.

چنین سیم پیچ هایی باعث تقریب چرخش ها می شود. شیب مخروطی شکل است، نه مسطح، در وسط سیم پیچ، یا با شیب.

ظرفیت فعلی تغییر نمی کند. به دلیل همگرایی مقاطع، اختلاف پتانسیل بین پیچ ها در طول نوسانات افزایش می یابد. بنابراین، مقاومت خازنی در فرکانس بالاچندین بار کاهش می یابد و ظرفیت افزایش می یابد.

نظرات، اضافات به مقاله را بنویسید، شاید چیزی را از دست داده ام. نگاهی به آن بیندازید، خوشحال می شوم اگر چیز دیگری برای من مفید باشد.

یکی از اختراعات معروف نیکولا تسلا، سیم پیچ تسلا بود. این اختراع یک ترانسفورماتور رزونانسی است که ولتاژ بالا با فرکانس بالا تولید می کند. در سال 1896 برای این اختراع حق اختراع صادر شد که نام آن دستگاهی برای تولید جریان الکتریکی با پتانسیل و فرکانس بالا بود.

دستگاه و کار

ترانسفورماتور ابتدایی تسلا شامل دو سیم پیچ، یک تورید، یک خازن، یک شکاف جرقه، یک حلقه محافظ و .

توروئید چندین عملکرد را انجام می دهد:

• کاهش فرکانس رزونانس، به ویژه برای نوع سیم پیچ تسلا با سوئیچ های نیمه هادی. در فرکانس های بالاتر عملکرد خوبی ندارند.
• انباشته شدن انرژی قبل از وقوع قوس الکتریکی. هرچه توروئید بزرگتر باشد، انرژی بیشتری ذخیره می شود. در لحظه شکسته شدن هوا، حلقوی این انرژی انباشته شده را در یک قوس الکتریکی آزاد می کند و در عین حال آن را افزایش می دهد.
• تشکیل میدان الکترواستاتیکی که قوس سیم پیچ ثانویه را دفع می کند. بخشی از این عملکرد توسط سیم پیچ ثانویه انجام می شود. با این حال، توروئید به او در این امر کمک می کند. بنابراین قوس الکتریکی در کوتاه ترین مسیر به سیم پیچ ثانویه برخورد نمی کند.

به طور معمول، قطر بیرونی حلقوی دو برابر قطر سیم پیچ ثانویه است. Toroids از راه راه آلومینیوم و مواد دیگر ساخته شده است.

سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور تسلا عنصر اصلی طراحی است. معمولا طول سیم پیچ به قطر 5:1 آن اشاره دارد. پیچ های سیم پیچ با چندین لایه لاک یا اپوکسی پوشیده شده اند. لوله های پی وی سی به عنوان یک قاب انتخاب می شوند که می توان آنها را در یک فروشگاه سخت افزار خریداری کرد.

حلقه محافظ برای محافظت در برابر خرابی قطعات الکترونیکی در صورت ورود قوس الکتریکی به سیم پیچ اولیه. حلقه محافظ در صورتی نصب می شود که اندازه جریان (قوس الکتریکی) از طول سیم پیچ ثانویه بیشتر باشد. این حلقه به شکل یک هادی باز مسی ساخته شده است که توسط یک سیم جداگانه به زمین مشترک متصل می شود.

سیم پیچ اولیه اغلب از لوله مسی ساخته شده در تهویه مطبوع استفاده می شود. مقاومت سیم پیچ اولیه باید کوچک باشد، زیرا جریان زیادی از آن عبور می کند. لوله اغلب با ضخامت 6 میلی متر انتخاب می شود. همچنین می توان از هادی هایی با سطح مقطع بزرگ برای سیم پیچی استفاده کرد. سیم پیچ اولیه نوعی عنصر تنظیم کننده در چنین سیم پیچ های تسلا است که در آن مدار اول تشدید کننده است. بنابراین، محل اتصال برق با در نظر گرفتن حرکت آن انجام می شود که به کمک آن فرکانس تشدید مدار اولیه تغییر می کند.

شکل سیم پیچ اولیه می تواند متفاوت باشد: مخروطی، مسطح یا استوانه ای.

سیم پیچ تسلا باید داشته باشد زمین. اگر آنجا نباشد، استریمرها به خود سیم پیچ برخورد می کنند تا جریان را ببندند.

مدار نوسانی توسط یک خازن همراه با سیم پیچ اولیه تشکیل می شود. یک شکاف جرقه نیز به این مدار متصل است که می باشد عنصر غیر خطی. یک مدار نوسانی نیز در سیم‌پیچ ثانویه تشکیل می‌شود که در آن ظرفیت حلقوی و ظرفیت وقفه‌ای سیم‌پیچ به عنوان خازن عمل می‌کنند. اغلب برای محافظت در برابر خرابی الکتریکی، سیم پیچ ثانویه با لاک یا اپوکسی پوشانده می شود.

در نتیجه سیم پیچ تسلا یا به عبارت دیگر ترانسفورماتور از دو مدار نوسانی متصل به یکدیگر تشکیل شده است. این به ترانسفورماتور تسلا خواص غیرعادی می دهد و کیفیت اصلی متمایز کننده از ترانسفورماتورهای معمولی است.

هنگامی که ولتاژ شکست بین الکترودهای شکاف جرقه به دست می آید، یک شکست الکتریکی بهمن مانند گاز ایجاد می شود. در این حالت خازن از طریق شکاف جرقه به سیم پیچ تخلیه می شود. در نتیجه مدار مدار نوسان که از یک خازن و یک سیم پیچ اولیه تشکیل شده است به شکاف جرقه بسته می ماند. در این مدار نوسانات فرکانس بالا رخ می دهد. نوسانات رزونانسی در مدار ثانویه ایجاد می شود که منجر به ولتاژ بالا می شود.

در همه انواع سیم پیچ های تسلا، عنصر اصلی مدارها هستند: اولیه و ثانویه. با این حال، نوسان ساز فرکانس بالا ممکن است در طراحی متفاوت باشد.

سیم پیچ تسلا در اصل از دو سیم پیچ تشکیل شده است که هسته فلزی ندارند. نسبت تبدیل سیم پیچ تسلا چندین ده برابر بیشتر از نسبت تعداد چرخش هر دو سیم پیچ است. بنابراین ولتاژ خروجی ترانسفورماتور به چندین میلیون ولت می رسد که تخلیه های الکتریکی قدرتمندی به طول چندین متر را فراهم می کند. یک شرط مهمتشکیل یک مدار نوسانی توسط سیم پیچ اولیه و خازن، ورود به رزونانس این مدار با سیم پیچ ثانویه است.

انواع

از زمان نیکولا تسلا، تعداد زیادی وجود داشته است انواع مختلفترانسفورماتورهای تسلا انواع اصلی ترانسفورماتورها مانند سیم پیچ تسلا را در نظر بگیرید.

SGTC- یک سیم پیچ تخلیه جرقه دارای یک دستگاه کلاسیک است که توسط خود تسلا استفاده می شود. در این طرح، عنصر سوئیچینگ یک شکاف جرقه است. برای دستگاه های کم مصرف، برقگیر به صورت دو بخش از یک هادی ضخیم واقع در فاصله معین ساخته می شود. دستگاه‌های با قدرت بالاتر از شکاف‌های جرقه چرخشی با طراحی پیچیده با استفاده از موتورهای الکتریکی استفاده می‌کنند. چنین ترانسفورماتورهایی در مواقعی تولید می شوند که نیاز به تهیه جریانی با طول زیاد و بدون هیچ گونه تأثیری باشد.

VTTC- یک سیم پیچ بر اساس یک لامپ الکترونی، که یک عنصر سوئیچینگ است. چنین ترانسفورماتورهایی قادر به کار در داخل هستند حالت پیوستهو ترشحاتی با ضخامت زیاد خارج می کند. این نوع منبع تغذیه معمولا برای ایجاد کویل های فرکانس بالا استفاده می شود. آنها یک اثر استریمر را به شکل مشعل ایجاد می کنند.

SSTC- سیم پیچی که در طراحی آن از یک عنصر نیمه هادی به شکل قدرتمند به عنوان کلید استفاده می شود. این نوع ترانسفورماتور قابلیت کار در حالت پیوسته را نیز دارد. فرم خارجیپخش کننده از چنین دستگاهی بسیار متفاوت است. کنترل با یک کلید نیمه هادی ساده تر است، سیم پیچ های تسلا وجود دارد که می توانند موسیقی پخش کنند.

DRSSTC- ترانسفورماتور دارای دو مدار تشدید. نقش کلیدها نیز توسط اجزای نیمه هادی ایفا می شود. این سخت ترین ترانسفورماتور برای راه اندازی و کنترل است، با این حال، از آن برای ایجاد جلوه های چشمگیر استفاده می شود. در این حالت رزونانس بزرگی در مدار اولیه به دست می آید. درخشان ترین جریان های ضخیم و بلند به صورت رعد و برق در مدار دوم تشکیل می شوند.

انواع افکت از سیم پیچ تسلا

• تخلیه قوس - در بسیاری از موارد رخ می دهد. مشخصه ترانسفورماتورهای لامپ است.
• ترشحات کرونا درخشش یون های هوا در میدان الکتریکی است اضافه ولتاژ، با ولتاژ بالا و همچنین دارای انحنای سطحی زیاد، درخششی زیبا مایل به آبی در اطراف عناصر دستگاه ایجاد می کند.
• جرقهدر غیر این صورت تخلیه جرقه نامیده می شود. از ترمینال به زمین یا به یک شی زمین‌دار به شکل دسته‌ای از نوارهای شاخه‌دار روشن جریان می‌یابد که به سرعت ناپدید می‌شوند یا تغییر می‌کنند.
• استریمرها -اینها کانالهای انشعاب نازک با نور ضعیفی هستند که حاوی اتمهای گاز یونیزه و الکترونهای آزاد هستند. آنها به زمین نمی روند، بلکه در هوا جریان می یابند. استریمر یونیزاسیون هوا است که توسط میدان ترانسفورماتور ولتاژ بالا ایجاد می شود.

عملکرد سیم پیچ تسلا با صدای ترق جریان الکتریکی همراه است. استریمرها می توانند به کانال های جرقه تبدیل شوند. همراه است افزایش بزرگجریان و انرژی کانال استریمر به سرعت منبسط می شود، فشار به شدت افزایش می یابد، بنابراین یک موج ضربه ای تشکیل می شود. مجموع چنین امواجی مانند یک جرقه است.

اثرات کمتر شناخته شده سیم پیچ تسلا

برخی افراد ترانسفورماتور تسلا را وسیله ای خاص با خواص استثنایی می دانند. همچنین عقیده ای وجود دارد که چنین دستگاهی می تواند به یک مولد انرژی و یک ماشین حرکت دائمی تبدیل شود.

گاهی اوقات گفته می شود که با کمک چنین ترانسفورماتور می توان انتقال داد انرژی الکتریکیدر فواصل قابل توجه بدون استفاده از سیم و همچنین ایجاد ضد گرانش. چنین ویژگی هایی توسط علم تأیید یا تأیید نشده است، اما تسلا از در دسترس بودن قریب الوقوع چنین توانایی هایی برای انسان ها صحبت کرد.

در پزشکی، با قرار گرفتن طولانی مدت در معرض جریان ها و ولتاژ فرکانس بالا، بیماری های مزمن و سایر پدیده های منفی می توانند شکل بگیرند. همچنین حضور فرد در میدان فشار قوی بر سلامتی وی تأثیر نامطلوبی می گذارد. شما می توانید توسط گازهای ساطع شده در حین کار ترانسفورماتور بدون تهویه مسموم شوید.

کاربرد

• ولتاژ خروجی سیم پیچ تسلا گاهی به میلیون ها ولت می رسد که تخلیه الکتریکی قابل توجهی از هوا را به طول چندین متر تشکیل می دهد. بنابراین از این گونه افکت ها به عنوان نمایش نمایشی استفاده می شود.
• سیم پیچ تسلا در اوایل قرن گذشته در پزشکی کاربرد پیدا کرد. بیماران با جریان های کم توان با فرکانس بالا درمان شدند. چنین جریان هایی بر روی سطح پوست جاری می شوند، بدون اینکه آسیبی به بدن انسان وارد کنند، اثر شفابخش و مقوی دارند. با این حال، جریان های فرکانس بالا قدرتمند تأثیر منفی دارند.
• سیم پیچ تسلا در تجهیزات نظامی برای تخریب سریع تجهیزات الکترونیکی در ساختمان، کشتی، تانک استفاده می شود. در این حالت یک تکانه قدرتمند از امواج الکترومغناطیسی برای مدت کوتاهی ایجاد می شود. در نتیجه، ترانزیستورها، میکرو مدارها و سایر موارد در شعاع چند ده متری می سوزند. قطعات الکترونیکی. این دستگاه کاملا بی صدا می باشد. شواهدی وجود دارد که فرکانس فعلی در حین کار چنین دستگاهی می تواند به 1 THz برسد.
• گاهی اوقات از چنین ترانسفورماتور برای احتراق استفاده می شود لامپ های تخلیه، و همچنین جستجو برای نشت در خلاء.

گاهی اوقات از جلوه های سیم پیچ تسلا در فیلمبرداری استفاده می شود. بازی های کامپیوتری. در حال حاضر، سیم پیچ تسلا کاربرد گسترده ای در عمل در زندگی روزمره پیدا نکرده است.

سیم پیچ تسلا روشن استآینده

در حال حاضر باقی مانده است مسائل موضوعیتوسط دانشمند تسلا توجه به این مسائل مشکل ساز این امکان را برای دانشجویان و مهندسان موسسات فراهم می کند که به مسائل علم نگاه گسترده تری داشته باشند، مطالب را ساختاردهی و تعمیم دهند و افکار کلیشه ای را کنار بگذارند.

دیدگاه های تسلا امروزه نه تنها در زمینه فناوری و علم، بلکه برای کار در اختراعات جدید، استفاده از فناوری های جدید در تولید، مرتبط است. آینده ما توضیحی برای پدیده ها و اثرات کشف شده توسط تسلا خواهد داد. او پایه های جدیدترین تمدن را برای هزاره سوم بنا نهاد.

نیکولا تسلا، یک سیم پیچ یا ترانسفورماتور رزونانسی است که قادر به ارائه ولتاژ بالا در فرکانس بالا است. برای نمایش عملکرد این دستگاه، لازم است که اصل سیم پیچ تسلا را بدانید.

ترانسفورماتور تسلا: اصل کار

اصل عملیات این دستگاهقابل مقایسه با عملکرد یک نوسان معمولی است. در حالت نوسان اجباری، حداکثر دامنه متناسب با نیروهای اعمال شده است. اگر تکان دادن در حالت آزاد انجام شود، افزایش حتی بیشتر در حداکثر دامنه وجود دارد.

در سیم پیچ، نوسان مدار نوسان ثانویه است و نیروی اعمال شده توسط ژنراتور انجام می شود. آنها در زمان مشخصی کار می کنند.

طراحی کویل تسلا

ساده ترین ترانسفورماتور دارای دو سیم پیچ - اولیه و ثانویه است. علاوه بر این، طراحی شامل یک شکاف جرقه، یک خازن و یک ترمینال است. در پایان، دو کانتور از نوسانات متصل به یکدیگر تشکیل می شود. این تفاوت اصلی بین سیم پیچ تسلا و ترانسفورماتور معمولی است.

برای اینکه سیم پیچ به طور کامل کار کند، هر دو مدار نوسان بر روی یک فرکانس رزونانس تنظیم می شوند. تنظیم با تنظیم مدار اولیه به مدار ثانویه، تغییر ظرفیت خازن و تعداد چرخش انجام می شود. در نتیجه حداکثر ولتاژ در خروجی سیم پیچ تشکیل می شود.

برای عملکرد ترانسفورماتور تسلا از حالت پالسی استفاده می شود. در مرحله اول مقدار شارژ خازن باید برابر با ولتاژی باشد که باعث خرابی برقگیر می شود. در مرحله دوم، نوسانات فرکانس بالا در مدار اولیه ایجاد می شود. به موازات آن، یک شکاف جرقه روشن می شود و ترانسفورماتور را می بندد و آن را از مدار مشترک خارج می کند. در غیر این صورت ممکن است تلفاتی در مدار اولیه رخ دهد که ممکن است بر کیفیت عملکرد آن تأثیر بگذارد. در مدار معمولی برقگیر معمولاً به موازات منبع تغذیه نصب می شود.

بنابراین، مقدار ولتاژ در خروجی سیم پیچ تسلا می تواند چندین میلیون ولت باشد. با کمک چنین ولتاژی، به طول قابل توجهی می رسد. آنها ظاهربه معنای واقعی کلمه جادوگر است و در بسیاری از موارد از ترانسفورماتور به عنوان یک آیتم تزئینی استفاده می شود.

اصل عملکرد سیم پیچ تسلا به پیدا کردن کمک می کند استفاده عملیاین دستگاه. به عنوان یک قاعده، نقش شناختی و زیبایی شناختی به آن اختصاص می یابد. این به دلیل مشکلات خاصی در کنترل دستگاه و انتقال دریافتی از راه دور است.

همه، به احتمال زیاد، در مورد چیستی ترانسفورماتور تسلا، که اغلب سیم پیچ تسلا نیز نامیده می شود، شنیده اند. این حلقه را می توان در بسیاری از فیلم ها، بازی های رایانه ای و برنامه های تلویزیونی مشاهده کرد. با این حال، شنیدن وجود چنین چیزی کافی نیست. اگر از شما بپرسند که ترانسفورماتور تسلا دقیقا چه کار می کند، می توانید به این سوال پاسخ دهید؟ به احتمال زیاد نه، و اگر بتوانید، بعید است که بتوانید جزئیات کافی را بگویید. به همین دلیل این مقاله وجود دارد. با کمک آن می توانید همه چیز را در مورد ترانسفورماتور تسلا، نحوه کارکرد، کاربرد آن، نحوه عملکرد و غیره بیاموزید. به طور طبیعی، اگر در تخصص فیزیکی تحصیل کرده باشید، این داده ها برای شما خبری نخواهد بود، اما اکثر مردم هنوز از جزئیات مربوط به سیم پیچ تسلا آگاه نیستند. اما این داده های بسیار جالبی است که به شما امکان می دهد افق های خود را گسترش دهید. همانطور که می توانید به راحتی حدس بزنید، مخترع این دستگاه دانشمند بزرگ نیکولا تسلا بود که اختراع خود را در سال 1896 به ثبت رساند و آن را به عنوان دستگاهی طراحی شده برای تولید جریان های الکتریکی با فرکانس بالا توصیف کرد. در واقع، این دقیقا همان چیزی است که سیم پیچ تسلا است، و شما به احتمال زیاد قبلاً در مورد آن می دانستید. بنابراین، ارزش نگاهی به داده های جالب تر و کمتر شناخته شده را دارد.

نکته چیست؟

ابتدا باید ماهیت کار سیم پیچ تسلا را توضیح دهید. ممکن است متفاوت به نظر برسد، اما بسیاری از مردم توجه دارند که به هر نحوی، حتی در حالت آرام نیز بسیار چشمگیر به نظر می رسد. چه می توانیم بگوییم زمانی که فعال می شود و تخلیه های قابل مشاهده الکتریسیته در اطراف آن تشکیل می شود. اما دقیقاً چگونه این اتفاق می افتد؟ ترانسفورماتور تسلا به دلیل امواج الکترومغناطیسی تشدید کننده تولید شده در دو سیم پیچ سیم پیچ اولیه و ثانویه کار می کند. سیم پیچ اولیه بخشی از مرکز نوسانی جرقه است. در مورد ثانویه، نقش آن در حال حاضر توسط سیم پیچ مستقیم سیم ایفا می شود. هنگامی که فرکانس نوسان مدارهای اولیه و ثانویه منطبق می شود، فرکانس بالایی بین انتهای سیم پیچ ظاهر می شود. ولتاژ ACکه با چشم غیر مسلح می توانید آن را ببینید. اگر واقعاً درک نمی کنید که ترانسفورماتور تسلا چگونه کار می کند، به عنوان مثال، می توانید نوسان معمول را انجام دهید. با کمک آنها، توضیح کار بسیار ساده تر خواهد بود. اگر تاب را با استفاده از نوسانات اجباری بچرخانید، دامنه متناسب با تلاش شما خواهد بود. اگر تصمیم دارید تاب را در حالت نوسان آزاد بچرخانید، هر بار که نوسان را در لحظه مناسب فشار دهید، دامنه چندین برابر افزایش می یابد. همین اتفاق در مورد سیم پیچ تسلا می افتد: هنگامی که ارتعاشات دو سیم پیچ در رزونانس هستند، جریان بسیار قوی تری تولید می شود.

طراحی ترانسفورماتور

دومین نکته ای که هنگام در نظر گرفتن ترانسفورماتور تسلا باید مورد توجه قرار گیرد مدار است. کویل دقیقاً چگونه تنظیم می شود؟ در واقع، دستگاه این ترانسفورماتور می تواند متنوع ترین باشد، بنابراین اکنون با نحوه عملکرد آن آشنا خواهید شد. ساده ترین نسخه، که سپس می توانید آن را همانطور که می خواهید بهبود بخشید. بنابراین، ساده ترین ترانسفورماتور تسلا از چندین عنصر تشکیل شده است، یعنی یک ترانسفورماتور ورودی، یک سلف که شامل یک سیم پیچ اولیه و ثانویه، و همچنین یک شکاف جرقه، خازن و ترمینال است. در واقع جریان از ترانسفورماتور ورودی که منبع تغذیه است حرکت خود را آغاز می کند و از آنجا از طریق برقگیر و خازن وارد سلف می شود و از آنجا به مقدار چند برابر به ترمینال منتقل می شود. علاوه بر این، ترمینال اغلب به گونه ای انتخاب می شود که بتواند چنین ولتاژی را به بهترین شکل انتقال دهد، به عنوان مثال، می تواند به شکل یک توپ یا دیسک باشد. همانطور که می دانید، این ساده ترین ترانسفورماتور تسلا است - نمودار تأییدی بر این است. ممکن است عناصر بیشتری در سیم پیچ تسلا وجود داشته باشد. برای مثال ممکن است یک توروئید وجود داشته باشد که در این نمودار توضیح داده نشده است، زیرا اینطور نیست عنصر کلیدی. در مورد عناصر اصلی، همه آنها نشان داده شدند.

عملکرد

بنابراین، اکنون می دانید که ترانسفورماتور تسلا چگونه کار می کند. اصل عملکرد آن نیز به طور کلی برای شما روشن است، اما می توانید وارد جزئیات شوید. دقیقا چگونه کار می کند؟ معلوم می شود که در حالت پالس کار می کند. این یعنی چی؟ این بدان معنی است که خازن ابتدا شارژ می شود تا زمانی که شکاف جرقه شکسته شود و الکتریسیته به سلف منتقل شود. سپس مرحله دوم آغاز می شود که طی آن نوسانات با فرکانس بالا ایجاد می شود. توجه داشته باشید که برقگیر باید موازی با منبع تغذیه قرار گیرد، به طوری که با وارد شدن جریان به سیم پیچ مدار را ببندد و به این ترتیب منبع تغذیه از مدار خارج شود. چرا این مورد نیاز است؟ اگر به عنوان بخشی از مدار باقی بماند، می تواند ولتاژ خروجی ترانسفورماتور را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. به طور طبیعی، نتیجه همچنان خواهد بود، اما در عین حال معلوم می شود که از چشمگیرترین آن فاصله دارد. ترانسفورماتور تسلا اینگونه کار می کند. اصل کار اکنون برای شما کاملاً روشن است، با این حال، هنوز جزئیاتی وجود دارد که ممکن است برای شما جالب باشد.

شارژ ترانسفورماتور

همانطور که قبلاً متوجه شده اید، اگر قصد ایجاد یک ترانسفورماتور قدرتمند تسلا را دارید، باید تمام جزئیات را در نظر بگیرید، زیرا هر گونه انحراف از هنجار باعث می شود ولتاژ خروجی به اندازه کافی بالا نباشد که این امر باعث می شود اثر را کمتر چشمگیر کنید. و باید توجه ویژه ای به شارژ شروع، یعنی انتخاب منبع تغذیه شود. دقیقا در این موردشما باید خازن مناسب را انتخاب کنید تا ولتاژ خروجی ایده آل باشد و خازن خود را "کوتاه" نکند. حتی یک ترانسفورماتور تسلا نیز وجود دارد، بنابراین هیچ محدودیتی برای تنوع طرح‌ها وجود ندارد. پس باید به یاد داشته باشید که در این مورد ساده ترین طراحی سیم پیچ تسلا در نظر گرفته شده است.

نسل

خوب، آخرین چیزی که ارزش دارد با جزئیات بیشتر بررسی شود، همان فرآیند تولید جریان با فرکانس بالا است. بنابراین، ترانسفورماتور تسلا توسط منبع تغذیه انتخاب شده تغذیه می شود، که شارژ را به خازن منتقل می کند، جایی که تا زمانی که خرابی رخ دهد، انباشته می شود، در نتیجه خازن از طریق شکاف جرقه به سیم پیچ اولیه تخلیه می شود. از آنجایی که ولتاژ برقگیر به شدت کاهش می یابد، مدار بسته می شود و همانطور که در بالا ذکر شد منبع تغذیه از مدار خارج می شود. در این زمان نوسانات با فرکانس بالا روی سیم پیچ اولیه رخ می دهد که سپس به سیم پیچ ثانویه منتقل می شود که به دلیل آن نوسانات تشدید می شوند و جریان ولتاژ بالا روی ترمینال ظاهر می شود. ساده ترین ترانسفورماتور تسلا اینگونه کار می کند، اما وجود دارد تعداد زیادی ازتنوع گسترده ای از تغییرات

اصلاحات

برای شروع، باید بدانید که نسخه کلاسیک سیم پیچ تسلا، که در بالا توضیح داده شد، به شرح زیر است - SGTC. دو حرف آخر مخفف سیم پیچ تسلا است که مستقیماً به عنوان "کویل تسلا" ترجمه می شود. این دو حرف در هر یک از اختصارات وجود دارد و فقط دو حرف اول تغییر می کند. در این مورد، SG مخفف Spark Gap است، یعنی این سیم پیچ تسلا بر روی یک شکاف جرقه ایجاد شده توسط یک شکاف جرقه عمل می کند. با این حال، همیشه اینطور نیست، بنابراین لازم است گزینه های مختلفی مانند ترانسفورماتور تسلا روی ترانزیستورها یا نیمه هادی ها در نظر گرفته شود. اولین اصلاحی که می توانید به آن توجه کنید RSGTC است، یعنی سیم پیچی که بر روی شکاف جرقه چرخشی کار می کند. در این حالت از یک موتور الکتریکی برای تغذیه استفاده می شود که دیسک را با الکترودها می چرخاند. همچنین VTTC وجود دارد که به سیم پیچ لوله تسلا معروف است که توسط آن تغذیه می شود لوله های الکترونیکی. این گزینه نیازی به ولتاژ بالا ندارد و همچنین بی صدا است. گزینه بعدی SSTC است، یعنی سیم پیچ تسلا که با استفاده از یک نوسان ساز نیمه هادی کار می کند. این اصلاح از نظر اثربخشی یکی از جالب ترین ها است، زیرا با کمک کلیدهای پاور می توانید شکل تخلیه را تغییر دهید. اصلاح این نسخه از سیم پیچ تسلا DRSSTC است. در این مورد از رزونانس دوگانه استفاده می شود که اندازه تخلیه بسیار چشمگیرتری می دهد. به طور جداگانه، ارزش نگاهی به QCW DRSSTC را دارد - این سیم پیچ تسلا با "پمپاژ صاف" مشخص می شود، یعنی صاف و نه افزایش شدید در تمام پارامترها. در هر یک از این موارد، محاسبه ترانسفورماتور تسلا، درست مانند طرح های آن و بر این اساس، مدار آن متفاوت خواهد بود.

استفاده از کویل تسلا

اما چگونه می توان از انرژی ترانسفورماتور تسلا استفاده کرد؟ هر فردی که برای اولین بار کارکرد این دستگاه را می بیند این سوال را می پرسد. در واقع، تحسین ترشحات باورنکردنی، که بسیار زیاد و بسیار چشمگیر به نظر می رسند، یکی از مهم ترین و محبوب ترین کاربردها است. این ترانسفورماتور به شما امکان می دهد یک نمایش واقعی ترتیب دهید که می تواند هر شخصی را مجذوب خود کند، زیرا این جادو نیست، بلکه علم خالص است. بنابراین به جرات می توان گفت که یکی از نقش های اصلی ترانسفورماتور تسلا دکوراسیون و سرگرمی است. با این حال، به نظر می رسد که راه های دیگری برای استفاده از این فناوری وجود دارد. به عنوان مثال، در ابتدا از سیم پیچ های تسلا برای کنترل رادیویی استفاده می شد. انتقال بی سیمداده ها و برای انتقال نیرو. طبیعتاً با گذشت زمان بیشتر می شود راه های موثرانجام هر یک از این عملکردها، بنابراین به تدریج استفاده از سیم پیچ تسلا کمتر و کمتر مرتبط شد. همچنین شایان ذکر است که از آن در پزشکی استفاده می شد. واقعیت این است که ترشحات با فرکانس بالا، زمانی که از پوست عبور می‌کردند، چنین نبود تاثیر منفیروی اندام های داخلی یک فرد، اما در عین حال پوست یک فرد را رنگ می کند. که در دنیای مدرنسیم پیچ تسلا به دلیل دشواری های حفظ کار مداوم خود، دیگر از نظر عملی استفاده نمی شود. گاهی اوقات از آن برای احتراق لامپ های تخلیه یا در سیستم های خلاء استفاده می شود که در آن ترانسفورماتور به یافتن نشتی کمک می کند. بنابراین، استفاده از ترانسفورماتور تسلا در دنیای مدرن هنوز هم در بیشتر موارد تزئینی، سرگرم کننده و آموزشی است.

اثرات

شما قبلاً طراحی ترانسفورماتور تسلا را تصور می کنید، بنابراین هیچ فایده ای برای گفتن چیز دیگری در مورد این موضوع وجود ندارد. با این حال، این بدان معنا نیست که موضوع سیم پیچ تسلا خود را خسته کرده است. به عنوان مثال، می توانید ببینید که در نتیجه فعالیت های آن چه نوع ترشحاتی ایجاد می شود. معلوم می شود که آنها تصادفی نیستند: در کل چهار نوع اصلی وجود دارد. ابتدا می‌توانید استریمرها را ببینید که کانال‌هایی با شاخه‌های کم نور هستند که از ترمینال به هوا منشعب می‌شوند. در واقع، آنها تجسم یونیزاسیون هوا هستند. در مرحله دوم، می توانید جرقه ها را متوجه شوید - اینها تخلیه جرقه هایی هستند که مستقیماً از ترمینال به زمین می روند. آنها را می توان به دلیل این واقعیت متمایز کرد که از نظر خارجی بسیار قوی هستند - این یک دسته از کانال های جرقه روشن است. ثالثاً ، تخلیه تاج وجود دارد - این نام برای درخشش یون ها به طور مستقیم در یک میدان ولتاژ بالا است. و در نهایت، تخلیه قوس نیز وجود دارد، که اگر هر جسم زمین شده به ترانسفورماتور آورده شود، رخ می دهد. این تکنیک توسط بسیاری از سیم پیچ های تسلا برای فعالیت های تفریحی استفاده می شود.

تاثیر سلامتی

در بالا گفته شد که پس از اختراع سیم پیچ تسلا، از آن برای مقاصد پزشکی استفاده می شد، با این حال، بسیاری از منابع گزارش می دهند که ترانسفورماتور تسلا کشنده است. چه کسی راست می گوید و چه کسی دروغ می گوید؟ در بیشتر موارد، ولتاژ بالا برای فرد کشنده است، زیرا منجر به سوختگی و همچنین ایست قلبی می شود. با این حال، برخی از انواع ترانسفورماتورهای تسلا به اصطلاح اثر پوستی دارند که به الکتریسیته اجازه می‌دهد فقط روی سطح یک جسم و در این مورد روی پوست انسان تأثیر بگذارد. همانطور که در بالا ذکر شد، پوست را تقویت می کند و آن را جوان می کند. باز هم هیچ مدرک پزشکی دال بر این واقعیت وجود ندارد، اما در یک زمان مطالب زیادی در مورد آن نوشته شده است.

سیم پیچ تسلا به عنوان بخشی از فرهنگ

حتی اگر اهل علم نباشید، احتمالا قبلاً سیم پیچ تسلا را دیده اید، زیرا در طیف گسترده ای از برنامه های سرگرمی استفاده می شود. اولاً در بسیاری از فیلم‌هایی که در سال‌های مختلف روی پرده سینماها اکران شده‌اند، دیده می‌شود. یکی از معروف ترین فیلم هایی که در آن بسیار نقش مهمبازی ترانسفورماتور تسلا، اقتباس سینمایی از رمانی به همین نام "پرستیژ" بود. همچنین اغلب اوقات سیم پیچ تسلا را می توان در بازی های رایانه ای یافت، جایی که اغلب به عنوان یک سلاح قدرتمند عمل می کند. علاوه بر این، شما می توانید ترانسفورماتورهای تسلا را حتی در هنر موسیقی ملاقات کنید. به نظر می رسد که می توانید صدای تخلیه الکتریکی را با افزایش و کاهش فرکانس جریان تغییر دهید. و تعدادی از مجریان گروه های موسیقیاز آن برای ضبط موسیقی استفاده کنید. و کسانی که نمی خواهند مسائل را پیچیده کنند، برای ایجاد صداهای واقعی رعد و برق، مانند خواننده معروف Björk، به کمک سیم پیچ تسلا متوسل می شوند. بنابراین، در دنیای مدرن، ترانسفورماتورهای تسلا بسیار مورد استفاده قرار می گیرند، اما نمی توان گفت که آنها برای هدف مورد نظر خود استفاده می شوند. وقت شما به عنوان دستگاه کاربردیسیم پیچ تسلا قبلاً منسوخ شده است و در واقع باید مانند اکثر دستگاه های قدیمی به فراموشی سپرده می شد. با این حال، به لطف جلوههای بصریسیم پیچ تسلا، که او ایجاد می کند، تا به امروز باقی مانده است، و به طور مداوم استفاده می شود، هرچند به عنوان یک موضوع سرگرمی. همچنین شایان ذکر است که از آن برای اهداف آموزشی نیز استفاده می شود ، زیرا روی آن است که می توان به وضوح به فیزیکدانان تازه کار نشان داد که تخلیه الکتریکی چگونه است ، چگونه رفتار می کند و غیره. به عبارت ساده تر، ترانسفورماتور تسلا دستگاهی است که برای صد سال وجود داشته است و حتی در قرن بیست و یکم ارتباط خود را از دست نداده است، که برای همه به دلیل پیشرفت باورنکردنی خود در فناوری بالا شناخته شده است.

در سال 1997، من به سیم پیچ تسلا علاقه مند شدم و تصمیم گرفتم خودم را بسازم. متأسفانه، قبل از اینکه بتوانم آن را راه اندازی کنم، علاقه به آن را از دست دادم. بعد از چند سال کلاف قدیمی ام را پیدا کردم و کمی شمردم و به ساختن ادامه دادم. و دوباره آن را رها کردم. در سال 2007، یکی از دوستان قرقره خود را به من نشان داد و پروژه های ناتمامم را به من یادآوری کرد. دوباره قرقره قدیمی ام را پیدا کردم، همه چیز را شمردم و این بار پروژه را تکمیل کردم.

کویل تسلایک ترانسفورماتور رزونانسی است. اساساً، اینها مدارهای LC هستند که روی یک فرکانس تشدید تنظیم شده اند.

برای شارژ خازن از ترانسفورماتور ولتاژ بالا استفاده می شود.

به محض اینکه خازن به سطح شارژ کافی رسید، به شکاف جرقه تخلیه می شود و جرقه ای در آنجا می پرد. در جریان مدار کوتاهسیم پیچ اولیه ترانسفورماتور و نوسانات در آن شروع می شود.

از آنجایی که ظرفیت خازن ثابت است، مدار با تغییر مقاومت سیم پیچ اولیه و تغییر نقطه اتصال به آن تنظیم می شود. در تنظیم صحیح، ولتاژ بسیار بالایی در بالای سیم پیچ ثانویه خواهد بود که منجر به تخلیه های دیدنی در هوا می شود. برخلاف ترانسفورماتورهای سنتی، نسبت چرخش بین سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه تأثیر کمی بر ولتاژ دارد.

مراحل ساخت و ساز

طراحی و ساخت سیم پیچ تسلا بسیار آسان است. برای یک مبتدی این یک کار دلهره آور به نظر می رسد (برای من نیز دشوار است)، اما می توانید با پیروی از دستورالعمل های این مقاله و انجام کمی محاسبه، یک سیم پیچ کارآمد تهیه کنید. البته اگر یک سیم پیچ بسیار قدرتمند می خواهید راهی جز یادگیری تئوری و انجام محاسبات زیاد ندارید.

در اینجا مراحل اساسی برای شروع شما وجود دارد:

1. انتخاب منبع تغذیه ترانسفورماتورهای مورد استفاده در تابلوهای نئون احتمالاً برای مبتدیان بهترین هستند زیرا نسبتاً ارزان هستند. من ترانسفورماتورهایی با ولتاژ خروجی حداقل 4 کیلو ولت را توصیه می کنم.
2. تولید تخلیه کننده. ممکن است فقط دو پیچ با فاصله چند میلی متری از هم پیچ شده باشند، اما توصیه می کنم کمی بیشتر تلاش کنید. کیفیت برقگیر تاثیر زیادی بر عملکرد سیم پیچ دارد.
3. محاسبه ظرفیت خازن با استفاده از فرمول زیر، ظرفیت رزونانس ترانسفورماتور را محاسبه کنید. مقدار خازن باید حدود 1.5 برابر این مقدار باشد. احتمالا بهترین و بهترین راه حل موثرمونتاژی از خازن ها وجود خواهد داشت. اگر نمی خواهید هزینه کنید، می توانید سعی کنید خودتان خازن بسازید، اما ممکن است کار نکند و تعیین ظرفیت آن دشوار است.
4. تولید سیم پیچ ثانویه از 900-1000 نوبت میناکاری شده استفاده کنید سیم مسی 0.3-0.6 میلی متر ارتفاع سیم پیچ معمولاً برابر با 5 قطر آن است. لوله پایین پی وی سی ممکن است بهترین ماده موجود برای یک قرقره نباشد. یک توپ فلزی توخالی به قسمت بالایی سیم پیچ ثانویه وصل شده و قسمت پایین آن به زمین متصل شده است. برای این، مطلوب است که از یک زمین جداگانه استفاده کنید، زیرا. هنگام استفاده از زمین مشترک خانه، احتمال خراب شدن سایر وسایل برقی وجود دارد.
5. تولید سیم پیچ اولیه. سیم پیچ اولیه می تواند از یک کابل ضخیم یا حتی بهتر از یک لوله مسی ساخته شود. هر چه لوله ضخیم تر باشد، از دست دادن مقاومت کمتری برخوردار است. لوله 6 میلی متری برای اکثر کویل ها کافی است. به یاد داشته باشید که خم شدن لوله های ضخیم بسیار دشوارتر است و مسی با پیچ خوردگی های متعدد ترک می خورد. بسته به اندازه سیم پیچ ثانویه، 5 تا 15 دور در گام های 3 تا 5 میلی متری کافی است.
6. همه اجزا را به هم وصل کنید، سیم پیچ را تنظیم کنید و کارتان تمام شد!

قبل از شروع ساخت سیم پیچ تسلا، اکیداً توصیه می شود که با قوانین ایمنی و کار با ولتاژ بالا آشنا شوید!

همچنین توجه داشته باشید که مدارهای حفاظتی ترانسفورماتور ذکر نشده است. استفاده نشده و تا الان مشکلی نداشته. کلمه کلیدیفعلا اینجا

جزئیات

کویل عمدتاً از قطعات موجود ساخته شده است.
این ها بودند:
ترانسفورماتور نئون 4 کیلوولت 35 میلی آمپر.
سیم مسی 0.3 میلی متری
خازن های 0.33μF 275V.
مجبور شدم یک لوله تخلیه 75 میلی متری PVC و 5 متر لوله مسی 6 میلی متری بخرم.

سیم پیچ ثانویه

سیم پیچ ثانویه با عایق پلاستیکی در بالا و پایین پوشانده شده است تا از خرابی جلوگیری شود.

سیم پیچ ثانویه اولین قطعه ای بود که ساخته شد. من حدود 900 دور سیم را دور یک لوله تخلیه حدود 37 سانتی متر پیچیدم. طول سیم مورد استفاده تقریباً 209 متر بود.

اندوکتانس و ظرفیت سیم پیچ ثانویه و کره فلزی (یا حلقوی) را می توان با استفاده از فرمول هایی که در سایت های دیگر یافت می شود محاسبه کرد. با این داده ها می توانید فرکانس تشدید سیم پیچ ثانویه را محاسبه کنید:
L = [(2πf) 2 C] -1

با استفاده از یک کره با قطر 14 سانتی متر، فرکانس تشدید سیم پیچ تقریباً 452 کیلوهرتز است.

کره فلزی یا حلقوی

اولین تلاش برای ساختن یک کره فلزی با پیچیدن یک کره پلاستیکی در فویل بود. من نتوانستم فویل روی توپ را به اندازه کافی صاف کنم، بنابراین تصمیم گرفتم یک توری بسازم. من با پیچیدن نوار آلومینیومی دور یک لوله راه راه که به صورت دایره ای در آمده بود، یک حلقه کوچک درست کردم. من نتونستم یک توروئید خیلی صاف بگیرم اما به دلیل شکل و شکلش بهتر از کره کار می کند اندازه بزرگتر. برای پشتیبانی از تورید، یک دیسک تخته سه لا در زیر آن قرار داده شد.

سیم پیچ اولیه

سیم پیچ اولیه شامل لوله های مسی با قطر 6 میلی متر است که به صورت مارپیچی در اطراف ثانویه پیچیده شده است. قطر داخلی سیم پیچ 17 سانتی متر، بیرونی 29 سانتی متر. سیم پیچ اولیه شامل 6 دور با فاصله 3 میلی متر بین آنها است. به دلیل فاصله زیاد بین سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه، ممکن است به‌طور سست کوپل شوند.
سیم پیچ اولیه همراه با خازن یک نوسان ساز LC است. اندوکتانس مورد نیاز را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
L = [(2πf) 2 C] -1
C ظرفیت خازن ها، F فرکانس تشدید سیم پیچ ثانویه است.

اما این فرمول و ماشین حساب های مبتنی بر آن فقط یک مقدار تقریبی می دهد. سایز درستسیم پیچ باید به صورت تجربی انتخاب شود، بنابراین بهتر است آن را خیلی بزرگ کنید تا خیلی کوچک. کویل من از 6 پیچ تشکیل شده و در پیچ 4 وصل می شود.

خازن ها

مونتاژ 24 خازن با مقاومت خاموش کننده 10MΩ هر کدام

از آنجایی که تعداد زیادی خازن کوچک داشتم، تصمیم گرفتم آنها را در یک خازن بزرگ جمع کنم. مقدار خازن ها را می توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
C = I ⁄ (2πfU)

مقدار خازن برای ترانسفورماتور من 27.8nF است. مقدار واقعی باید کمی بیشتر یا کمتر از این باشد، زیرا افزایش سریع ولتاژ به دلیل تشدید می تواند به ترانسفورماتور و/یا خازن آسیب برساند. مقدار کمی از محافظت در برابر این توسط مقاومت های خاموش کننده ارائه می شود.

مجموعه خازن من از سه مجموعه با 24 خازن تشکیل شده است. ولتاژ در هر مجموعه 6600 ولت، ظرفیت کلهمه مجموعه ها 41.3nF.

هر خازن دارای مقاومت کششی 10 مگا اهم خود است. این مهم است زیرا خازن های جداگانه می توانند شارژ خود را برای مدت طولانی پس از قطع برق حفظ کنند. همانطور که در شکل زیر مشاهده می شود، ولتاژ نامی خازن حتی برای ترانسفورماتور 4 کیلو ولت بسیار کم است. برای کارکرد خوب و ایمن، باید حداقل 8 یا 12 کیلو ولت باشد.

تخلیه کننده

برقگیر من فقط دو پیچ با یک توپ فلزی در وسط است.
فاصله طوری تنظیم می شود که برقگیر فقط زمانی جرقه بزند که تنها به ترانسفورماتور متصل باشد. افزایش فاصله بین آنها از نظر تئوری می تواند طول جرقه را افزایش دهد، اما خطر تخریب ترانسفورماتور وجود دارد. برای یک سیم پیچ بزرگتر، لازم است یک برقگیر با هوا خنک شود.