Тесла трансформатор (төхөөрөмжийн ажиллах зарчмын талаар дараа ярих болно) 1896 оны 9-р сарын 22-нд патентлагдсан. Уг төхөөрөмжийг өндөр потенциал, давтамжтай цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг төхөөрөмж болгон танилцуулсан. Энэ төхөөрөмжийг Никола Тесла зохион бүтээсэн бөгөөд түүний нэрээр нэрлэсэн. Энэ төхөөрөмжийг илүү дэлгэрэнгүй авч үзье.
Tesla трансформатор: ажиллах зарчим
Төхөөрөмжийн үйл ажиллагааны мөн чанарыг сайн мэдэх савлуурын жишээгээр тайлбарлаж болно. Албадан хэлбэлзлийн нөхцөлд тэд савлах үед хамгийн их байх далайц нь хэрэглэсэн хүчтэй пропорциональ болно. Чөлөөт горимд дүүжин байх үед хамгийн их далайц нь ижил хүчин чармайлтаар олон дахин нэмэгдэх болно. Энэ бол Тесла трансформаторын мөн чанар юм. Тербеллийн хоёрдогч хэлхээг төхөөрөмжид дүүжин болгон ашигладаг. Генератор нь ашигласан хүчин чармайлтын үүргийг гүйцэтгэдэг. Тэдгээрийн тууштай байдлын хувьд (заавал шаардлагатай үед дарах) мастер осциллятор эсвэл үндсэн хэлхээг (төхөөрөмжийн дагуу) хангана.
Тодорхойлолт
Энгийн Тесла трансформатор нь хоёр ороомогтой. Нэг нь анхдагч, нөгөө нь хоёрдогч. Мөн Тесла резонансын трансформатор нь тороид (үргэлж ашиглагддаггүй) -ээс бүрдэнэ.конденсатор, баривчлагч. Сүүлийнх нь таслагчийг Spark Gap-ийн англи хувилбараас олж болно. Тесла трансформатор нь мөн "гаралтын" терминал агуулдаг.
Ороомог
Анхдагч нь дүрмээр бол том диаметртэй утас эсвэл хэд хэдэн эргэлттэй зэс хоолойг агуулдаг. Хоёрдогч ороомог нь жижиг кабельтай. Түүний эргэлт нь ойролцоогоор 1000. Анхдагч ороомог нь хавтгай (хэвтээ), конус эсвэл цилиндр (босоо) хэлбэртэй байж болно. Энд ердийн трансформатораас ялгаатай нь ферросоронзон цөм байдаггүй. Үүний улмаас ороомог хоорондын харилцан индукц мэдэгдэхүйц буурдаг. Конденсаторын хамт үндсэн элемент нь хэлбэлзлийн хэлхээг үүсгэдэг. Үүнд шугаман бус элемент болох оч цоорхой орно.
Хоёрдогч ороомог нь мөн хэлбэлзлийн хэлхээ үүсгэдэг. Тороид ба өөрийн ороомог (хоорондоо) багтаамж нь конденсаторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Хоёрдогч ороомог нь ихэвчлэн лак эсвэл эпокси давхаргаар хучигдсан байдаг. Энэ нь цахилгааны эвдрэлээс зайлсхийхийн тулд хийгддэг.
Цэнэглэгч
Тесла трансформаторын хэлхээнд хоёр том электрод багтдаг. Эдгээр элементүүд нь цахилгаан нумаар урсах өндөр гүйдэлд тэсвэртэй байх ёстой. Тохируулах зай, сайн хөргөлт нь зайлшгүй шаардлагатай.
Терминал
Энэ элементийг өөр өөр загвартай резонансын Тесла трансформаторт суулгаж болно. Терминал нь бөмбөрцөг, хурц үзүүртэй зүү эсвэл диск байж болно. Энэ нь урьдчилан таамаглах боломжтой оч ялгаруулалтыг их хэмжээгээр үйлдвэрлэх зорилготой юмурт. Ийнхүү холбогдсон хоёр хэлбэлзлийн хэлхээ нь Tesla трансформаторыг үүсгэдэг.
Эфирээс гарах энерги нь аппаратын үйл ажиллагааны нэг зорилго юм. Төхөөрөмжийг зохион бүтээгч Z долгионы тоо 377 Ом хүрэхийг эрэлхийлсэн. Тэрээр илүү том хэмжээтэй ороомог хийсэн. Хоёр хэлхээг ижил давтамжтайгаар тохируулсан тохиолдолд Тесла трансформаторын хэвийн (бүрэн) ажиллагаа хангагдана. Дүрмээр бол тохируулах явцад анхдагч нь хоёрдогч руу тохируулагддаг. Энэ нь конденсаторын багтаамжийг өөрчлөх замаар хийгддэг. Анхдагч ороомгийн эргэлтүүдийн тоо нь гаралт дээр хамгийн их хүчдэл гарч ирэх хүртэл өөрчлөгдөнө.
Ирээдүйд энгийн Тесла трансформатор бүтээхээр төлөвлөж байна. Эфирийн энерги хүн төрөлхтний төлөө бүрэн дүүрэн ажиллах болно.
Үйлдэл
Тесла трансформатор импульсийн горимд ажилладаг. Эхний үе шат нь гадагшлуулах элементийн эвдрэлийн хүчдэл хүртэл конденсаторын цэнэг юм. Хоёр дахь нь анхдагч хэлхээнд өндөр давтамжийн хэлбэлзэл үүсгэх явдал юм. Зэрэгцээ холбогдсон оч завсар нь трансформаторыг (цахилгаан тэжээлийн эх үүсвэр) хааж, хэлхээнээс хасдаг. Үгүй бол тэрээр тодорхой алдагдал хүлээх болно. Энэ нь эргээд анхдагч хэлхээний чанарын хүчин зүйлийг бууруулна. Практикаас харахад ийм нөлөөлөл нь гадагшлуулах хугацааг эрс багасгадаг. Үүнтэй холбоотойгоор сайн баригдсан хэлхээнд баривчлагчийг үргэлж эх үүсвэртэй зэрэгцүүлэн байрлуулна.
Цэнэглэх
Энэ нь нам давтамжийн өсгөгч трансформатор дээр суурилсан гадаад өндөр хүчдэлийн эх үүсвэрээр үйлдвэрлэгддэг. Конденсаторын багтаамжийг индуктортой хамт тодорхой хэлхээ үүсгэдэг байхаар сонгосон. Түүний резонансын давтамж нь өндөр хүчдэлийн хэлхээтэй тэнцүү байх ёстой.
Практикт бүх зүйл арай өөр байдаг. Тесла трансформаторын тооцоог хийхдээ хоёр дахь хэлхээг шахахад зарцуулагдах энергийг тооцохгүй. Цэнэглэх хүчдэл нь баривчлагчийн эвдрэлийн үед хүчдэлээр хязгаарлагддаг. Үүнийг (хэрэв элемент нь агаар бол) тохируулж болно. Электродуудын хоорондох хэлбэр эсвэл зайг өөрчлөх замаар эвдрэлийн хүчдэлийг засдаг. Дүрмээр бол индикатор нь 2-20 кВ-ын хүрээнд байна. Хүчдэлийн тэмдэг нь конденсаторыг хэт "богино" болгох ёсгүй бөгөөд энэ нь тэмдэг байнга өөрчлөгддөг.
Үе
Электродуудын хоорондох эвдрэлийн хүчдэлд хүрсний дараа оч цоорхойд цахилгаан нуранги шиг хийн эвдрэл үүсдэг. Конденсатор нь ороомог руу цэнэглэгддэг. Үүний дараа хийн (цэнэг зөөгч) үлдсэн ионуудын улмаас эвдрэлийн хүчдэл огцом буурдаг. Үүний үр дүнд конденсатор ба анхдагч ороомогоос бүрдэх хэлбэлзлийн хэлхээний хэлхээ нь оч цоорхойгоор хаалттай хэвээр байна. Энэ нь өндөр давтамжийн чичиргээ үүсгэдэг. Тэдгээр нь ихэвчлэн баривчлагчийн алдагдал, мөн цахилгаан соронзон энерги хоёрдогч ороомог руу урсах зэргээс шалтгаалан аажмаар алга болдог. Гэсэн хэдий ч гүйдэл нь LC хэлхээний хэлбэлзлийн далайцаас хамаагүй бага задралын хүчдэлийг оч завсарт байлгахын тулд хангалттай тооны цэнэглэгчийг бий болгох хүртэл хэлбэлзэл үргэлжилнэ. Хоёрдогч хэлхээндрезонанс гарч ирнэ. Үүний үр дүнд терминал дээр өндөр хүчдэл үүсдэг.
Өөрчлөлт
Ямар ч төрлийн Tesla трансформаторын хэлхээний хоёрдогч болон анхдагч хэлхээ нь ижил хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч үндсэн элементийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг нь өөр загвартай байж болно. Ялангуяа өндөр давтамжийн хэлбэлзлийн генераторын тухай ярьж байна. Жишээлбэл, SGTC-ийн өөрчлөлтөд энэ элементийг оч завсар дээр гүйцэтгэдэг.
RSG
Теслагийн өндөр чадлын трансформатор нь илүү төвөгтэй оч зайны загварыг агуулсан. Ялангуяа энэ нь RSG загварт хамаатай. Товчлол нь Rotary Spark Gap гэсэн үг юм. Үүнийг дараах байдлаар орчуулж болно: эргэдэг / эргэлтэт оч эсвэл нуман унтраах (нэмэлт) төхөөрөмжтэй статик цоорхой. Энэ тохиолдолд завсарын ажиллах давтамжийг конденсаторыг цэнэглэх давтамжтай синхроноор сонгоно. Оч роторын цоорхойн дизайн нь мотор (ихэвчлэн энэ нь цахилгаан), электрод бүхий диск (эргэдэг) багтдаг. Сүүлийнх нь холбох бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хаах юм уу ойртох хэрэгтэй.
Контактуудын зохион байгуулалт ба босоо амны эргэлтийн хурдыг сонгохдоо хэлбэлзлийн багцын шаардлагатай давтамж дээр суурилдаг. Хөдөлгүүрийн удирдлагын төрлөөс хамааран оч роторын цоорхойг асинхрон ба синхрон гэж ялгадаг. Мөн эргэдэг оч зайг ашиглах нь электродуудын хооронд шимэгчийн нум үүсэх магадлалыг эрс багасгадаг.
Зарим тохиолдолд ердийн оч цоорхойг сольдоголон үе шаттай. Хөргөхийн тулд энэ бүрэлдэхүүн хэсгийг заримдаа хий эсвэл шингэн диэлектрикт (жишээлбэл, газрын тосонд) байрлуулдаг. Статистикийн оч цоорхойн нумыг унтраах ердийн техникийн хувьд хүчирхэг агаарын тийрэлтэт ашиглан электродыг цэвэрлэх аргыг ашигладаг. Зарим тохиолдолд сонгодог загварын Тесла трансформаторыг хоёр дахь баривчлагчаар нэмж өгдөг. Энэ элементийн зорилго нь бага хүчдэлийн (тэжээлийн) бүсийг өндөр хүчдэлийн гүйдэлээс хамгаалах явдал юм.
Чийдэнгийн ороомог
VTTC-ийн өөрчлөлт нь вакуум хоолой ашигладаг. Тэд RF-ийн хэлбэлзлийн генераторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Дүрмээр бол эдгээр нь GU-81 төрлийн нэлээд хүчирхэг чийдэн юм. Гэхдээ заримдаа та бага чадалтай загваруудыг олж болно. Энэ тохиолдолд нэг онцлог шинж чанар нь өндөр хүчдэлийг хангах шаардлагагүй юм. Харьцангуй бага хэмжээний ялгадас авахын тулд танд ойролцоогоор 300-600 В хэрэгтэй. Үүнээс гадна VTTC нь бараг ямар ч дуу чимээ гаргадаггүй бөгөөд энэ нь Tesla трансформаторын оч завсар дээр ажиллах үед гарч ирдэг. Электроникийг хөгжүүлснээр төхөөрөмжийн хэмжээг ихээхэн хялбарчилж, багасгах боломжтой болсон. Дэнлүүний дизайны оронд транзистор дээрх Тесла трансформаторыг ашиглаж эхэлсэн. Ихэвчлэн тохирох чадал, гүйдлийн хоёр туйлт элементийг ашигладаг.
Тесла трансформаторыг хэрхэн хийх вэ?
Дээр дурдсанчлан дизайныг хялбарчлахын тулд хоёр туйлт элементийг ашигладаг. Хээрийн эффектийн транзистор ашиглах нь илүү дээр байх нь дамжиггүй. Гэхдээ генератор угсрах талаар хангалттай туршлагагүй хүмүүст биполяртай ажиллах нь илүү хялбар байдаг. Ороомог ороомог баколлекторыг 0.5-0.8 миллиметрийн утсаар гүйцэтгэдэг. Өндөр хүчдэлийн хэсэгт утсыг 0.15-0.3 мм зузаантай авдаг. Ойролцоогоор 1000 эргэлт хийдэг. Ороомгийн "халуун" төгсгөлд спираль байрлуулсан байна. Эрчим хүчийг 10 В, 1 А трансформатораас авч болно. 24 В ба түүнээс дээш хүчдэлийг ашиглах үед титмийн цэнэгийн урт ихээхэн нэмэгддэг. Генераторын хувьд та транзистор KT805IM ашиглаж болно.
Хэрэгслийг ашиглах
Гаралт дээр та хэдэн сая вольтын хүчдэл авах боломжтой. Энэ нь агаарт гайхалтай ялгадас үүсгэх чадвартай. Сүүлийнх нь эргээд олон метр урттай байж болно. Эдгээр үзэгдлүүд нь олон хүмүүст гаднаасаа маш их сэтгэл татам байдаг. Tesla трансформаторын дурлагчдыг гоёл чимэглэлийн зориулалтаар ашигладаг.
Зохион бүтээгч өөрөө төхөөрөмжийг алсаас утасгүй удирдах (радио удирдлага), өгөгдөл болон эрчим хүч дамжуулахад чиглэгдсэн хэлбэлзлийг тарааж, үүсгэхийн тулд уг төхөөрөмжийг ашигласан. 20-р зууны эхэн үед Тесла ороомог нь анагаах ухаанд ашиглагдаж эхэлсэн. Өвчтөнүүдийг өндөр давтамжийн сул гүйдлээр эмчилсэн. Тэд арьсны нимгэн гадаргуугийн давхаргаар урсаж, дотоод эрхтнүүдэд хор хөнөөл учруулаагүй. Үүний зэрэгцээ гүйдэл нь бие махбодид эдгээх, тоник нөлөө үзүүлдэг. Үүнээс гадна трансформаторыг хий ялгаруулах чийдэнг асаах, вакуум систем дэх алдагдлыг хайхад ашигладаг. Гэсэн хэдий ч бидний цаг үед төхөөрөмжийн гол хэрэглээ нь танин мэдэхүйн болон гоо зүйн шинж чанартай байх ёстой.
Эффект
Тэдгээр нь төхөөрөмжийг ажиллуулах явцад янз бүрийн төрлийн хийн ялгадас үүсэхтэй холбоотой. Олон хүмүүсгайхалтай эффектүүдийг үзэхийн тулд Tesla трансформаторуудыг цуглуул. Нийтдээ төхөөрөмж нь дөрвөн төрлийн ялгадас гаргадаг. Цутгах нь зөвхөн ороомогоос салж зогсохгүй газардуулсан объектуудаас түүний чиглэлд хэрхэн чиглэгдэж байгааг ажиглах боломжтой байдаг. Тэд бас титэмтэй байж болно. Зарим химийн нэгдлүүдийг (ион) терминал дээр хэрэглэх үед ялгадасын өнгийг өөрчилж болно гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Жишээлбэл, натрийн ион нь улбар шар өнгөтэй болгодог бол борын ионууд нь ногоон өнгөтэй болдог.
Streamers
Эдгээр нь бүдэгхэн гэрэлтдэг салаалсан нимгэн сувгууд юм. Тэдгээр нь ионжуулсан хийн атомуудыг агуулдаг бөгөөд тэдгээрээс салсан чөлөөт электронууд байдаг. Эдгээр ялгадас нь ороомгийн терминалаас эсвэл хамгийн хурц хэсгүүдээс шууд агаарт урсдаг. Үндсэндээ дамжуулагчийг трансформаторын ойролцоох BB талбараар үүсгэгддэг харагдахуйц агаарын ионжуулалт (ионуудын гэрэлтэлт) гэж үзэж болно.
Нум ялгадас
Энэ нь ихэвчлэн үүсдэг. Жишээлбэл, трансформатор хангалттай хүч чадалтай бол газардуулгатай объектыг терминал дээр авчрах үед нум үүсч болно. Зарим тохиолдолд гарах гарц руу объектод хүрч, дараа нь өсөн нэмэгдэж буй зайд ухарч, нумыг сунгах шаардлагатай байдаг. Найдвартай байдал, ороомгийн хүч хангалтгүй үед ийм цэнэг нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гэмтээж болно.
Оч
Энэ очны цэнэг нь хурц үзүүртэй хэсгүүдээс эсвэл терминалаас шууд газарт (газардсан объект) ялгардаг. Оч нь хурдан өөрчлөгддөг эсвэл алга болдог тод судлууд хэлбэртэй, хүчтэй салаалсан,ихэвчлэн. Мөн оч ялгаруулах тусгай төрөл байдаг. Үүнийг хөдлөх гэж нэрлэдэг.
Корона ялгадас
Энэ бол агаарт агуулагдах ионуудын гэрэлтэлт юм. Энэ нь өндөр хүчдэлийн цахилгаан талбарт явагддаг. Үүний үр дүнд гадаргын мэдэгдэхүйц муруйлттай бүтцийн BB бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ойролцоо хөхөвтөр, нүдэнд тааламжтай гэрэлтэх болно.
Онцлогууд
Трансформаторыг ажиллуулах явцад цахилгааны шуугиан сонсогддог. Энэ үзэгдэл нь дамжуулагч нь оч суваг болж хувирах үйл явцтай холбоотой юм. Энэ нь эрчим хүчний хэмжээ, одоогийн хүч чадлын огцом өсөлт дагалддаг. Суваг бүрийн хурдацтай тэлэлт, тэдгээрийн даралт огцом нэмэгдэж байна. Үүний үр дүнд цохилтын долгион нь хил дээр үүсдэг. Өргөтгөсөн сувгуудын хослол нь шажигнах мэт сонсогддог дуу чимээг үүсгэдэг.
Хүний нөлөө
Ийм өндөр хүчдэлийн бусад эх үүсвэрийн нэгэн адил Тесла ороомог нь үхлийн аюултай. Гэхдээ зарим төрлийн төхөөрөмжийн талаар өөр үзэл бодол байдаг. Өндөр давтамжийн өндөр хүчдэл нь арьсанд нөлөөлдөг, гүйдэл нь фазын хүчдэлээс ихээхэн хоцорч, гүйдлийн хүч нь маш бага байдаг тул боломжит байгаа хэдий ч хүний биед урсах нь зүрхний шигдээс болон бусад ноцтой эмгэгийг өдөөж чадахгүй. бие.
