Детище Николы Тесла – резонансный трансформатор

Биографы Николы Тесла называют его «человеком, который изобрел ХХ век», желая указать на влияние его изобретений конца XIX- начала ХХ веков на весь дальнейший ход технического прогресса, тесно связанный с развитием электротехники.

Вот и резонансный трансформатор, часто называемый трансформатором или катушкой Тесла, запатентованный еще в 1896 году, не раскрыл всех своих возможностей. Выходное напряжение в этом устройстве достигает несколько миллионов вольт, при этом образуются многометровые разряды-молнии.резонансный трансформатор

Пока эти уникальные физические характеристики используются фактически только для создания впечатляющих спецэффектов в сценических или концертных шоу-представлениях или для декоративного украшения помещений.

Схема простейшей катушки Тесла

Простейший вариант устройства представлен всего лишь несколькими функциональными элементами (рис. 1):

  • источником питания;
  • маловитковой первичной обмоткой для инициирования колебаний в системе;
  • контурным конденсатором для «накопления» напряжения разрядного пробоя;
  • статическим разрядником для формирования электродуги, замыкающей контур;
  • многовитковой вторичной обмоткой для инициирования высокого напряжения на выходе из устройства;
  • разрядным терминалом) для формирования стримеров и спарков (на рис. 1 обозначен как «выход»).

схема 1

рис.1

Функционирование катушки Тесла

Первичка (маловитковая катушка) и контурный конденсатор (синий цвет на рис. 2) образуют специфический колебательный контур, имеющий в своем составе нелинейную составляющую — разрядник.

Другой колебательный контур образован вторичкой, представляющей собой катушку с тороидом в верхней части. Здесь в роли конденсаторных емкостей выступают межвитковая емкость обмотки-катушки и емкость тороида.катушка Тесла

Функционирование прибора Тесла происходит в двухфазном режиме импульсного характера:

  • в начальной фазе функционирования конденсатор заряжается вплоть до достижения разрядного напряжения;
  • в конечной фазе генерируются колебания сверхвысоких частот.

Рассмотрим поподробнее обе фазы функционирования резонансного трансформатора Николо Тесла.

Зарядка конденсатора

Контурный конденсатор заряжается от внешнего источника переменного тока. Максимальный вольтаж для накопления в емкости зависит от напряженности электродугового разряда. Конструктивно разрядник представлен двумя электродами с небольшим зазором.

На практике конденсатор «заряжают» до 20 кВ. Разрядное устройство включается параллельно к источнику питания, чтобы исключить его влияние на работу колебательного контура и на характеристики полученного разряда.

Генерация высокочастотных резонансных колебаний

Пробой в системе сопровождается образованием электродуги, замыкающей контур. При этом емкость разряжается на контурную первичку. В цепи магнитного контура, образованного первичкой и емкостью, возникают электромагнитные колебания высокой частоты.

Соответственно, во вторичной контурной цепи с катушкой-вторичкой образуются колебания резонансные, приводящие к возникновению сверхвысокого напряжения в несколько мегавольт на выходе разрядного терминала. Выходы терминалов выполняются сферическими, дисковыми или штырьевыми и служит для получения молниеподобных многометровых искровых зарядов.эксплуатация катушки Тесла

Конструктивные особенности обмоток в катушках Тесла

Уникальные физические свойства детища великого изобретателя привлекают многих мастеров к сборке резонансного трансформатора своими руками из незатейливых подручных средств.

  1. Первичная катушка. Обмотка первичной катушки навивается всего лишь из нескольких витков (от трех до пятнадцати) толстого электропровода или медной трубки (диаметра 6 мм достаточно). Шаг навивки 3-5 мм.
  2. Вторичная катушка. Для вторички достаточно 900-1000 витков медного провода небольшого диаметра (0,3-0,6 мм). Высоту вторички принимают равной 5 диаметрам. Во избежание пробоя вторичку покрывают эпоксидкой или лаком.

Главной особенностью катушек в трансформаторе Тесла является отсутствие ферромагнитных сердечников, столь необходимых для традиционных преобразователей напряжения.

Резонансные трансформаторы работают с высокими напряжениями. Особую опасность представляет терминал – кроме искровых разрядов он является источником весьма широкого спектра излучений, включая и рентгеновское излучение. При эксплуатации катушек Тесла всегда нужно соблюдать правила техники безопасности.

Статья была полезной? Оцени и поделись ей в соц. сетях:
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (голосов: 3 , среднее: 5,00 из 5)
Loading ... Loading ...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Comment Spam Protection by WP-SpamFree