Naprava, princip delovanja in Teslin transformatorski krog
Vsaka oseba je najverjetneje slišala o tem, kaj je transformator Tesla, kar se pogosto imenuje tudi Teslina tuljava. Ta kolut je mogoče videti v številnih filmih, računalniških igrah in televizijskih programih. Vendar pa ni dovolj slišati, da je nekaj podobnega. Če vas vprašajo, kaj natančno dela transformator Tesla, ali lahko odgovorite na to vprašanje? Najverjetneje ne, in če lahko, potem komaj povejte dovolj podrobnosti. Zato je ta članek. Z njegovo pomočjo se lahko naučite vse o Teslinem transformatorju, kako deluje, za kaj se uporablja, kako deluje, in tako naprej. Seveda, če ste se učili v fizični specializaciji, potem za vas ti podatki ne bodo novice, vendar se večina ljudi še vedno ne zaveda podrobnosti glede Teslinih tuljav. Ampak to je zelo zanimiv podatek, ki vam bo omogočil, da razširite svoja obzorja. Kot je mogoče zlahka uganiti, je velik znanstvenik Nikola Tesla, ki je patentiral svoj izum leta 1896, opisal kot napravo, ki je namenjena proizvodnji visokofrekvenčnih električnih tokov. Pravzaprav je to točno tuljava Tesla in za to ste najverjetneje vedeli. Zato je vredno preučiti bolj zanimive in manj znane podatke.
Kaj je smisel?
Najprej morate pojasniti bistvo Tesline tuljave. Morda je videti drugače, vendar mnogi pravijo, da je tako ali drugače videti zelo impresivno, tudi v mirnem načinu. Kaj lahko rečemo o tem, kdaj se aktivira, in okoli njega se oblikujejo vidni izpusti električne energije. Toda kako se to točno zgodi? Teslin transformator deluje na račun resonančnega elektromagnetna valovanja oblikovani v dveh navitjih tuljave, primarni in sekundarni. Primarno navijanje je del oscilatornega središča. Kar se tiče sekundarnega, svojo vlogo že igra tuljava z ravnimi žicami. Ko se frekvenca nihanja primarnega in sekundarnega tokokroga ujema, se med konicama tuljave pojavi velika izmenična napetost, ki jo lahko vidite s prostim očesom. Če ne razumete, kako deluje transformator Tesla, lahko na primer vzamete običajno gugalnico. Z njihovo pomočjo bo veliko lažje pojasniti delo. Če zanihate z nihanjem, bo amplituda sorazmerna z vašim naporom. Če se odločite za gugalnico v načinu proste vibracije vsakič, ko v pravem trenutku pritisnete swing, se bo amplituda večkrat povečala. Enako se zgodi s Teslinim tuljavom: ko nihajo obe navitiji resonirajo, se pojavi veliko močnejši tok.
Oblika transformatorja
Druga točka, ki jo je treba upoštevati pri obravnavi transformatorja Tesla, je vezje. Kako točno deluje tuljava? Pravzaprav je naprava tega transformatorja lahko zelo raznolika, tako da se boste sedaj seznanili z ureditvijo najpreprostejše različice, ki jo lahko izboljšate, kot želite. Tako je najenostavnejši Teslin transformator sestavljen iz več elementov, in sicer vhodnega transformatorja, induktivne tuljave, ki vključuje primarni in sekundarni navitje, kot tudi iskrilo, kondenzator in terminal. Pravzaprav se tok začne premikati iz vhodnega transformatorja, ki je vir energije, od koder prehaja skozi odvodnik in kondenzator do induktivne tuljave in od tam prenaša na terminal v pomnoženi velikosti. Poleg tega je terminal pogosto izbran tako, da lahko najbolje prenaša podobno napetost, npr. Lahko je v obliki krogle ali diska. Kot razumete, je to najpreprostejši Teslin transformator - to je potrditev. V Teslinem tuljavi je lahko več elementov. Morda obstaja npr. Toroid, ki ni opisan v tej shemi, ker ni ključni element. Glede osnovnih elementov so bili vsi navedeni.
Delovanje
Torej, zdaj veste, kako deluje transformator Tesla. Načelo njegovega dela je jasno tudi za vas kot celoto, lahko pa tudi podrobnosti. Kako točno deluje? Izkazalo se je, da deluje v pulziranem načinu. Kaj to pomeni? To pomeni, da se kondenzator najprej napolni do trenutka, ko se izprazni polnilnik in električna energija preide na induktivno tuljavo. Nato se začne druga faza, v kateri se generirajo visokofrekvenčna nihanja. Upoštevajte, da mora biti odvodnik vzporeden z virom napajanja, tako da zapre tokokrog, ko se tok namesti na tuljavo, s čimer se izključi vir energije iz tokokroga. Zakaj ga potrebujete? Če vir energije ostaja del vezja, lahko bistveno zmanjša napetost na izhodu transformatorja. Seveda bo rezultat še vedno, vendar obenem ne bo najbolj impresiven. Tako deluje Teslin transformator. Načelo delovanja je zdaj popolnoma jasno, vendar še vedno ostaja nekaj podrobnosti, ki bi vas lahko zanimale.
Transformatorsko polnjenje
Kot ste morda že opazili, če nameravate ustvariti močan Teslin transformator, bo to zahtevalo upoštevanje absolutno vseh podrobnosti, saj bodo vsa odstopanja od norme povzročila, da izhodna napetost ni dovolj visoka, zato bo učinek manj impresiven. Posebno pozornost je treba nameniti zagonskemu naboju, torej izbiri vira energije. V tem primeru je treba izbrati pravilen kondenzator, tako da je izhodna napetost idealna, kondenzator pa se ne »kratkostično« poveže. Obstaja celo Tesla transformator s samozaklepanjem, tako da ni raznovrstnih modelov. Ne pozabite, da je v tem primeru upoštevana najpreprostejša zasnova Tesline tuljave.
Generacija
No, zadnja stvar, ki jo je treba podrobneje preučiti, je proces generiranja visokofrekvenčnega toka samega. Torej se Teslin transformator napaja z izbranim virom napajanja, ki prenaša naboj na kondenzator, kjer se akumulira, dokler ne pride do okvare, zaradi česar se kondenzator izprazni skozi izpust v primarno tuljavo. Ker napetost odvodnika močno pade, se tokokrog zapre in, kot je navedeno zgoraj, je vir energije izključen iz tokokroga. V tem času se na primarni tuljavi pojavijo visokofrekvenčna nihanja, ki se nato prenesejo na sekundarno tuljavo, zaradi katere vibracije postanejo resonančne, na terminalu pa se pojavi visokonapetostni tok. Tako deluje najpreprostejši Teslin transformator, vendar obstaja veliko število njegovih najrazličnejših modifikacij.
Spremembe
Najprej morate vedeti, da je klasična različica Tesline tuljave, ki je bila opisana zgoraj, označena na naslednji način - SGTC. Zadnji dve črki sta dekodirani kot Tesla Coil, ki se prevaja neposredno kot "Tesla tuljava". Ti dve črki bosta prisotni v vsaki kratici in le prva dva se bosta spremenila. V tem primeru SG pomeni Spark Gap, to pomeni, da ta Tesla tuljava deluje na iskriškem reži, ki jo ustvari iskrilo. Vendar pa to nikakor ni vedno tako, zato je treba razmisliti o različnih možnostih, kot je Teslin transformator na tranzistorjih ali na polprevodnikih. Prva sprememba, na katero lahko pazite, je RSGTC, to je tuljava, ki deluje na rotacijsko iskrilo. V tem primeru se za napajanje uporablja električni motor, ki zavrti disk z elektrodami. Obstaja tudi VTTC, ki je znan kot tuljava cevi Tesla, ki jo poganjajo vakuumske cevi. Ta možnost ne zahteva visoke napetosti, prav tako se razlikuje po tihem delu. Naslednja možnost je SSTC, tj. Teslina tuljava, ki jo poganja generator na osnovi polprevodnikov. Ta modifikacija je ena najbolj zanimivih vidikov, saj lahko s pomočjo stikalnega stikala spremenite obliko razelektritve. Sprememba te različice Teslinih tuljav je DRSSTC. V tem primeru se uporablja dvojna resonanca, ki daje veliko bolj impresivno velikost praznjenja. Oglejmo si tudi QCW DRSSTC - to Teslino tuljavo, za katero je značilno »gladko črpanje«, torej gladko, ne pa močno povečanje vseh parametrov. V vsakem od teh primerov se bo izračun Teslinih transformatorjev razlikoval na enak način kot njegove strukture in s tem tudi njegove sheme.
Uporabite Tesla Coil
Toda kako lahko uporabimo energijo transformatorja Tesla? To vprašanje postavi vsaka oseba, ki prvič vidi delo te naprave. Strogo gledano, občudovanje neverjetnih izpustov, ki so ogromni in so zelo impresivni, so ena najpomembnejših in najbolj priljubljenih uporab. Ta transformator vam omogoča, da poskrbi za resnično predstavo, ki je sposobna očarati vsako osebo, ker to ni magija, ampak najčistejša znanost. Tako lahko rečemo, da je ena glavnih vlog transformatorja Tesla dekoracija in zabava. Vendar se izkaže, da obstajajo drugi načini za uporabo te tehnologije. Na primer, najprej so bile Tesline tuljave uporabljene za radijsko vodenje, brezžični prenos podatkov in za prenos energije. Seveda so se sčasoma pojavili bolj učinkoviti načini za izvedbo vsake od teh funkcij, zato je postopno uporaba Teslinih tuljav postajala vse manj pomembna. Prav tako je treba omeniti, da je bila uporabljena v medicini. Dejstvo je, da visokofrekvenčni izcedek, ko je šel skozi kožo, ni škodljivo vplival na notranje organe osebe, hkrati pa je toniral človeško kožo. V sodobnem svetu se Tesla tuljava dejansko ne uporablja s praktičnega vidika zaradi težav pri ohranjanju stalnega dela. Včasih se uporablja za vžig plinske sijalke ali v vakuumskih sistemih, kjer transformator pomaga najti puščanje. Tako je uporaba transformatorja Tesla v sodobnem svetu v večini primerov še vedno dekorativna, zabavna in informativna.
Učinki
Zamislite si že Teslino transformatorsko napravo, zato ni smiselno govoriti o tem drugem. Vendar to ne pomeni, da se je sama tema Teslinske tuljave izčrpala. Na primer, pogledate lahko, kakšne vrste izpusti nastanejo zaradi njegovih dejavnosti. Izkazalo se je, da niso naključni: obstajajo štiri glavne vrste. Najprej si lahko ogledate trakove, ki so dolgočasno razvejani kanali, ki segajo od terminala v zrak. Dejansko gre za vizualizacijo ionizacije zraka. Drugič, morda boste opazili iskre - to so razelektritve isker, ki segajo od terminala neposredno do tal. Razlikujemo jih lahko zaradi dejstva, da izstopajo zelo močno navzven - to je veliko svetlih iskalnih kanalov. Tretjič, obstaja koronski izpust - tako imenovana luminiscenca ionov neposredno v polju visoke napetosti. In končno, obstaja tudi razelektritev obloka kar se zgodi, če v transformator vstavite ozemljeni objekt. To tehniko uporabljajo mnogi, ko se Tesla tuljava uporablja za rekreativne dejavnosti.
Učinki na zdravje
Zgoraj je bilo navedeno, da se je po izumu Teslovega tuljave uporabljal za medicinske namene, vendar pa številni viri poročajo, da je Teslin transformator smrtonosen. Kdo ima prav in kdo zavara? V večini primerov je visoka napetost za človeka usodna, saj povzroča opekline in srčni zastoj. Vendar pa imajo nekatere vrste transformatorjev Tesla tako imenovani učinek kože, ki omogoča električno energijo, da deluje le na površini predmeta, v tem primeru pa na človeški koži. Kot že omenjeno, tonira kožo in jo pomlajuje. Ponovno ni nobenega medicinskega dokaza za to dejstvo, toda o tem je bilo pravočasno veliko napisanega.
Tesla kot del kulture
Tudi če vam ni všeč znanost, je vseeno, najverjetneje, ste že videli Tesla tuljavo, saj se uporablja na različnih področjih zabave. Prvič, to je mogoče videti v številnih filmih, ki so se pojavljali na zaslonih kinematografov v različnih letih. Eden najbolj znanih filmov, v katerih je igral zelo pomembno vlogo Teslin transformator, je bila adaptacija istoimenskega romana Prestige. Zelo pogosto je mogoče najti tudi Teslino tuljavo v računalniških igrah, kjer je najpogosteje močno orožje. Tesla transformatorje lahko najdete tudi v glasbeni umetnosti. Izkazalo se je, da lahko zvok električnega praznjenja spremenite s povečanjem in zmanjšanjem frekvence toka. Nekateri umetniki in pasovi to uporabljajo za snemanje glasbe. In tisti, ki ne želi vse zapletati, se zateče k uporabi Teslinih tuljav, da ustvari realistične zvoke strele, kot je to storil znani pevec Bjork. Tako se v sodobnem svetu uporabljajo transformatorji Tesla zelo široko, vendar ne moremo reči, da se uporabljajo za njihov namen. Čas njegovega delovanja kot funkcionalne naprave Tesline tuljave je že preživel, pravzaprav pa je bil, kot večina starih naprav, potonil v pozabo. Toda zaradi vizualnih učinkov, ki jih ustvarja, je Tesla tuljava lahko preživela do danes in se še naprej uporablja, čeprav kot predmet zabave. Prav tako je vredno omeniti, da se uporablja tudi v izobraževalne namene, saj lahko tukaj fizičarjem začetnikom jasno pokažete, kako izgleda električna razelektritev, kako se obnaša in tako naprej. Preprosto povedano, transformator Tesla je naprava, ki obstaja že sto let in ni izgubila svojega pomena niti v 21. stoletju, ki je znana vsem po svojem izjemnem napredku na področju visokih tehnologij.