El transformador Tesla (el principio de funcionamiento del aparato se discutirá más adelante) fue patentado en 1896, el 22 de septiembre. El dispositivo fue presentado como un dispositivo que produce corrientes eléctricas de alto potencial y frecuencia. El dispositivo fue inventado por Nikola Tesla y lleva su nombre. Consideremos este dispositivo con más detalle.
Transformador Tesla: principio de funcionamiento
La esencia del funcionamiento del dispositivo se puede explicar con el ejemplo del conocido columpio. Cuando se balancean en condiciones de oscilaciones forzadas, la amplitud, que será máxima, se hará proporcional a la fuerza aplicada. Al balancearse en modo libre, la amplitud máxima aumentará muchas veces con los mismos esfuerzos. Esta es la esencia del transformador Tesla. Se utiliza un circuito secundario oscilatorio como columpio en el aparato. El generador juega el papel del esfuerzo aplicado. Con su consistencia (empujando en los períodos de tiempo estrictamente necesarios), se proporciona un oscilador maestro o un circuito primario (según el dispositivo).
Descripción
Un transformador Tesla simple incluye dos bobinas. Uno es primario, el otro es secundario. Además, el transformador resonante de Tesla consiste en un toroide (no siempre se usa),condensador, pararrayos. El último, el interruptor, se encuentra en la versión en inglés de Spark Gap. El transformador Tesla también contiene un terminal de "salida".
Bobinas
Primary contiene, por regla general, un cable de gran diámetro o un tubo de cobre con varias vueltas. La bobina secundaria tiene un cable más pequeño. Sus vueltas son de unas 1000. La bobina primaria puede tener forma plana (horizontal), cónica o cilíndrica (vertical). Aquí, a diferencia de un transformador convencional, no hay núcleo ferromagnético. Debido a esto, la inductancia mutua entre las bobinas se reduce significativamente. Junto con el condensador, el elemento primario forma un circuito oscilatorio. Incluye un espacio de chispa, un elemento no lineal.
La bobina secundaria también forma un circuito oscilatorio. El toroidal y las capacidades de su propia bobina (entre vueltas) actúan como un capacitor. El devanado secundario a menudo se cubre con una capa de barniz o epoxi. Esto se hace para evitar averías eléctricas.
Descargador
El circuito del transformador de Tesla incluye dos electrodos masivos. Estos elementos deben ser resistentes a las altas corrientes que fluyen a través de un arco eléctrico. El espacio libre ajustable y una buena refrigeración son imprescindibles.
Terminal
Este elemento se puede instalar en un transformador Tesla resonante en diferentes diseños. El terminal puede ser una esfera, un pasador afilado o un disco. Está diseñado para producir descargas de chispas predecibles con un granlargo. Así, dos circuitos oscilatorios conectados forman un transformador Tesla.
La energía del éter es uno de los propósitos del funcionamiento del aparato. El inventor del dispositivo buscó lograr un número de onda Z de 377 ohmios. Hizo bobinas de tamaños cada vez más grandes. El funcionamiento normal (completo) del transformador Tesla está garantizado cuando ambos circuitos están sintonizados a la misma frecuencia. Como regla general, en el proceso de ajuste, el primario se ajusta al secundario. Esto se logra cambiando la capacitancia del capacitor. El número de vueltas en el devanado primario también cambia hasta que aparece el voltaje máximo en la salida.
En el futuro, se planea crear un transformador Tesla simple. La energía del éter trabajará para la humanidad al máximo.
Acción
El transformador Tesla funciona en modo pulsado. La primera fase es una carga de capacitor hasta el voltaje de ruptura del elemento de descarga. El segundo es la generación de oscilaciones de alta frecuencia en el circuito primario. Un espacio de chispas conectado en paralelo cierra el transformador (fuente de energía), excluyéndolo del circuito. De lo contrario, hará ciertas pérdidas. Esto, a su vez, reducirá el factor de calidad del circuito primario. Como muestra la práctica, tal influencia reduce significativamente la duración de la descarga. En este sentido, en un circuito bien construido, el pararrayos siempre se coloca paralelo a la fuente.
Cobro
Es producido por una fuente externa de alta tensión basada en un transformador elevador de baja frecuencia. La capacitancia del condensador se elige de modo que forme un cierto circuito junto con el inductor. Su frecuencia de resonancia debe ser igual a la del circuito de alto voltaje.
En la práctica, todo es algo diferente. Cuando se realiza el cálculo del transformador Tesla, no se tiene en cuenta la energía que se utilizará para bombear el segundo circuito. El voltaje de carga está limitado por el voltaje en la ruptura del pararrayos. Se puede ajustar (si el elemento es aire). El voltaje de ruptura se corrige cambiando la forma o la distancia entre los electrodos. Como regla general, el indicador está en el rango de 2-20 kV. El signo del voltaje no debe "cortocircuitar" demasiado el condensador, que cambia constantemente de signo.
Generación
Una vez que se alcanza el voltaje de ruptura entre los electrodos, se forma una ruptura de gas similar a una avalancha eléctrica en el espacio de chispa. El condensador se descarga sobre la bobina. Después de eso, el voltaje de ruptura disminuye bruscamente debido a los iones restantes en el gas (portadores de carga). Como resultado, el circuito del circuito de oscilación, que consta de un condensador y una bobina primaria, permanece cerrado a través del espacio de chispa. Genera vibraciones de alta frecuencia. Se desvanecen gradualmente, principalmente debido a pérdidas en el pararrayos, así como al escape de energía electromagnética a la bobina secundaria. Sin embargo, las oscilaciones continúan hasta que la corriente crea un número suficiente de portadores de carga para mantener un voltaje de ruptura significativamente más bajo en el espacio de chispas que la amplitud de las oscilaciones del circuito LC. En el circuito secundarioaparece la resonancia. Esto da como resultado un alto voltaje en el terminal.
Modificaciones
Cualquiera que sea el tipo de circuito del transformador Tesla, los circuitos primario y secundario siguen siendo los mismos. Sin embargo, uno de los componentes del elemento principal puede tener un diseño diferente. En concreto, estamos hablando de un generador de oscilaciones de alta frecuencia. Por ejemplo, en la modificación SGTC, este elemento se realiza en el espacio de chispa.
RSG
El transformador de alta potencia de Tesla incorpora un diseño de vía de chispas más complejo. En particular, esto se aplica al modelo RSG. La abreviatura significa Rotary Spark Gap. Se puede traducir de la siguiente manera: chispa giratoria / rotatoria o espacio estático con dispositivos (adicionales) de extinción de arco. En este caso, la frecuencia de operación del espacio se selecciona sincrónicamente con la frecuencia de carga del capacitor. El diseño del espacio del rotor de chispa incluye un motor (generalmente es eléctrico), un disco (giratorio) con electrodos. Estos últimos cierran o se acercan a los componentes de acoplamiento para cerrar.
La elección de la disposición de los contactos y la velocidad de rotación del eje se basa en la frecuencia requerida de los paquetes oscilatorios. De acuerdo con el tipo de control del motor, los espacios del rotor de chispa se distinguen como asíncronos y síncronos. Además, el uso de un espacio de chispas giratorio reduce significativamente la probabilidad de un arco parásito entre los electrodos.
En algunos casos, se reemplaza una vía de chispas convencionalmultietapa Para el enfriamiento, este componente se coloca a veces en dieléctricos líquidos o gaseosos (en aceite, por ejemplo). Como técnica típica para extinguir el arco de una vía de chispas estadística, se utiliza la purga de los electrodos mediante un potente chorro de aire. En algunos casos, el transformador Tesla de diseño clásico se complementa con un segundo pararrayos. El propósito de este elemento es proteger la zona de baja tensión (alimentación) de sobretensiones de alta tensión.
Bobina de lámpara
La modificación VTTC utiliza tubos de vacío. Desempeñan el papel de un generador de oscilaciones de RF. Como regla general, estas son lámparas bastante potentes del tipo GU-81. Pero a veces puedes encontrar diseños de bajo consumo. Una de las características en este caso es la ausencia de la necesidad de proporcionar alta tensión. Para obtener descargas relativamente pequeñas, necesita alrededor de 300-600 V. Además, VTTC casi no hace ruido, lo que aparece cuando el transformador Tesla opera en el espacio de chispa. Con el desarrollo de la electrónica, fue posible simplificar y reducir significativamente el tamaño del dispositivo. En lugar de un diseño en lámparas, se comenzó a utilizar un transformador Tesla en transistores. Por lo general, se utiliza un elemento bipolar de potencia y corriente apropiadas.
¿Cómo hacer un transformador Tesla?
Como se mencionó anteriormente, se utiliza un elemento bipolar para simplificar el diseño. Sin duda, es mucho mejor utilizar un transistor de efecto de campo. Pero bipolar es más fácil de trabajar para aquellos que no tienen suficiente experiencia en el montaje de generadores. Bobinado de bobina yel colector se realiza con un cable de 0,5-0,8 milímetros. En una parte de alto voltaje, el cable se toma con un grosor de 0,15-0,3 mm. Se dan aproximadamente 1000 vueltas. Se coloca una espiral en el extremo "caliente" del devanado. La energía se puede tomar de un transformador de 10 V, 1 A. Cuando se usa energía de 24 V o más, la duración de la descarga de corona aumenta significativamente. Para el generador, puede usar el transistor KT805IM.
Uso del instrumento
En la salida, puede obtener un voltaje de varios millones de voltios. Es capaz de crear impresionantes descargas en el aire. Este último, a su vez, puede tener una longitud de muchos metros. Estos fenómenos son muy atractivos exteriormente para muchas personas. Los amantes de los transformadores de Tesla se utilizan con fines decorativos.
El propio inventor utilizó el dispositivo para propagar y generar oscilaciones, que tienen como objetivo el control inalámbrico de dispositivos a distancia (radio control), transmisión de datos y energía. A principios del siglo XX, la bobina de Tesla comenzó a utilizarse en medicina. Los pacientes fueron tratados con corrientes débiles de alta frecuencia. Ellos, que fluyen a través de una capa superficial delgada de la piel, no dañan los órganos internos. Al mismo tiempo, las corrientes tenían un efecto curativo y tónico en el cuerpo. Además, el transformador se utiliza para encender lámparas de descarga de gas y para buscar fugas en sistemas de vacío. Sin embargo, en nuestro tiempo, la aplicación principal del dispositivo debe considerarse cognitiva y estética.
Efectos
Están asociados con la formación de varios tipos de descargas de gas durante el funcionamiento del dispositivo. Muchas personascolecciona transformadores Tesla para poder ver los impresionantes efectos. En total, el dispositivo produce descargas de cuatro tipos. A menudo es posible observar cómo las descargas no solo parten de la bobina, sino que también se dirigen desde objetos conectados a tierra en su dirección. También pueden tener destellos de corona. Cabe mencionar que algunos compuestos químicos (iónicos) cuando se aplican al terminal pueden cambiar el color de la descarga. Por ejemplo, los iones de sodio generan chispas de color naranja, mientras que los iones de boro generan chispas de color verde.
Serpentinas
Estos son canales delgados ramificados que brillan tenuemente. Contienen átomos de gas ionizado y electrones libres separados de ellos. Estas descargas fluyen desde la terminal de la bobina o desde las partes más puntiagudas directamente al aire. En esencia, la serpentina puede considerarse ionización de aire visible (resplandor de iones), que es creada por el campo BB cerca del transformador.
Descarga de arco
Se forma bastante a menudo. Por ejemplo, si el transformador tiene suficiente potencia, se puede formar un arco cuando se lleva un objeto conectado a tierra a la terminal. En algunos casos, se requiere tocar el objeto hasta la salida y luego retraerse a una distancia cada vez mayor y estirar el arco. Con una fiabilidad y potencia de bobina insuficientes, una descarga de este tipo puede dañar los componentes.
Chispa
Esta carga de chispa se emite desde partes afiladas o desde el terminal directamente al suelo (objeto conectado a tierra). La chispa se presenta en forma de rayas filiformes brillantes que cambian rápidamente o desaparecen, fuertemente ramificadas ya menudo. También hay un tipo especial de descarga de chispa. Se llama mudanza.
Corona de descarga
Este es el resplandor de los iones contenidos en el aire. Tiene lugar en un campo eléctrico de alto voltaje. El resultado es un brillo azulado agradable a la vista cerca de los componentes BB de la estructura con una curvatura significativa de la superficie.
Características
Durante el funcionamiento del transformador, se puede escuchar un crepitar eléctrico característico. Este fenómeno se debe al proceso durante el cual las serpentinas se convierten en canales de chispa. Se acompaña de un fuerte aumento en la cantidad de energía y la fuerza actual. Se produce una rápida expansión de cada canal y un brusco aumento de presión en los mismos. Como resultado, se forman ondas de choque en los límites. Su combinación de canales en expansión forma un sonido que se percibe como un crujido.
Impacto humano
Como cualquier otra fuente de alto voltaje, la bobina de Tesla puede ser mortal. Pero hay una opinión diferente con respecto a algunos tipos de aparatos. Dado que el alto voltaje de alta frecuencia tiene un efecto de piel, y la corriente está significativamente detrás del voltaje en fase, y la intensidad de la corriente es muy pequeña, a pesar del potencial, la descarga en el cuerpo humano no puede provocar un paro cardíaco u otros trastornos graves en el cuerpo.
