Трансформатор Теслы
Трансформа́тор Те́слы, или кату́шка Те́слы (англ. Tesla coil) — устройство, изобретённое Николой Теслой и носящее его имя. Является резонансным трансформатором, производящим высокое напряжение высокой частоты. Прибор был запатентован 22 сентября 1896 года как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».
Принцип действия
Трансформатор Теслы основан на использовании резонансных стоячих электромагнитных волн в катушках. Его первичная обмотка содержит небольшое число витков и является частью искрового колебательного контура, включающего в себя также конденсатор и искровой промежуток. Вторичной обмоткой служит прямая катушка провода. При совпадении частоты колебаний колебательного контура первичной обмотки с частотой одного из собственных колебаний (стоячих волн) вторичной обмотки вследствие явления резонанса во вторичной обмотке возникнет стоячая электромагнитная волна и между концами катушки появится высокое переменное напряжение.
Работу резонансного трансформатора можно объяснить на примере обыкновенных качелей. Если их раскачивать в режиме принудительных колебаний, то максимально достигаемая амплитуда будет пропорциональна прилагаемому усилию. Если раскачивать в режиме свободных колебаний, то при тех же усилиях максимальная амплитуда вырастает многократно. Так и с трансформатором Теслы — в роли качелей выступает вторичный колебательный контур, а в роли прилагаемого усилия — генератор. Их согласованность («подталкивание» строго в нужные моменты времени) обеспечивает первичный контур или задающий генератор (в зависимости от устройства).
Простейший трансформатор Теслы включает в себя входной трансформатор, катушку индуктивности, состоящую из двух обмоток — первичной и вторичной, разрядник (прерыватель, часто встречается английский вариант Spark Gap), конденсатор, тороид (используется не всегда) и терминал (на схеме показан как «выход»).
Первичная обмотка обычно содержит всего несколько витков медной трубки или провода большого диаметра, а вторичная около 1000 витков провода меньшей площади сечения. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической (вертикальной). В отличие от обычных трансформаторов, здесь нет ферромагнитного сердечника. Таким образом, взаимоиндукция между двумя катушками гораздо меньше, чем у трансформаторов с ферромагнитным сердечником. Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в который включён нелинейный элемент — разрядник.
Разрядник, в простейшем случае, обыкновенный газовый, представляет собой два массивных электрода с регулируемым зазором. Электроды должны быть устойчивы к протеканию больших токов через электрическую дугу между ними и иметь хорошее охлаждение.
Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора, главным образом, выполняют ёмкость тороида и собственная межвитковая ёмкость самой катушки. Вторичную обмотку часто покрывают слоем эпоксидной смолы или лака для предотвращения электрического пробоя.
Терминал может быть выполнен в виде диска, заточенного штыря или сферы и предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов большой длины.
Таким образом, трансформатор Теслы представляет собой два связанных колебательных контура, что и определяет его замечательные свойства и является главным его отличием от обычных трансформаторов. Для полноценной работы трансформатора эти два колебательных контура должны быть настроены на одну резонансную частоту. Обычно в процессе настройки подстраивают первичный контур под частоту вторичного путём изменения ёмкости конденсатора и числа витков первичной обмотки до получения максимального напряжения на выходе трансформатора.
Функционирование
Трансформатор Теслы рассматриваемой простейшей конструкции, показанной на схеме, работает в импульсном режиме. Первая фаза — это заряд конденсатора до напряжения пробоя разрядника. Вторая фаза — генерация высокочастотных колебаний в первичном контуре. Разрядник, включённый параллельно, замыкая источник питания (трансформатор), исключает его из контура, иначе источник питания вносит определенные потери в первичный контур и этим снижает его добротность. На практике это влияние может во много раз уменьшить длину разряда, поэтому в схеме трансформатора Теслы разрядник всегда ставится параллельно источнику питания.
Заряд
Заряд конденсатора производится внешним источником высокого напряжения на базе повышающего низкочастотного трансформатора. Ёмкость конденсатора выбирается таким образом, чтобы вместе с индуктором она составляла резонансный контур с частотой резонанса, равной высоковольтному контуру. Однако частота будет отличаться от расчетной по формуле Томсона, так как в первом контуре существуют заметные потери на «накачку» второго контура. Напряжение заряда ограничено напряжением пробоя разрядника, которое, (в случае воздушного разрядника), можно регулировать, изменяя расстояние между электродами или их форму. Обычно напряжение заряда конденсатора лежит в диапазоне 2—20 киловольт.
Генерация
После достижения между электродами разрядника напряжения пробоя, в нём возникает лавинообразный электрический пробой газа. Конденсатор разряжается через разрядник на катушку. После разряда конденсатора, напряжение пробоя разрядника резко уменьшается из-за оставшихся в газе носителей заряда (ионов). Поэтому цепь колебательного контура, состоящего из первичной катушки и конденсатора, остаётся замкнутой через разрядник, и в ней возникают высокочастотные колебания. Колебания постепенно затухают, в основном, из-за потерь в разряднике и в цепи вторичной обмотки, но продолжаются до тех пор, пока ток создаёт достаточное количество носителей заряда для поддержания разряда. Во вторичной цепи возникают резонансные колебания, что приводит к появлению на терминале высокого напряжения.
Модификации трансформаторов Теслы
Во всех типах трансформаторов Теслы основной элемент конструкции — первичный и вторичный контуры — остается неизменным. Однако, одна из его частей — генератор высокочастотных колебаний может иметь различную конструкцию. В аббревиатурах названий катушек Теслы, питаемых постоянным током, часто присутствуют буквы DC, например DCSGTC.
На данный момент существуют:
- SGTC (англ. spark-gap Tesla coil) — классическая катушка Теслы — генератор колебаний выполнен на искровом промежутке (разряднике). Для мощных трансформаторов Теслы наряду с обычными разрядниками (статическими) используются более сложные конструкции разрядника. Например, RSG (от англ. rotary spark gap, можно перевести как роторный/вращающийся искровой промежуток) или статический искровой промежуток с дополнительными дугогасительными устройствами. В этом случае, частоту работы промежутка целесообразно выбирать синхронно частоте подзарядки конденсатора, и схема в этом случае ближе к картинке, а не тому, как она здесь описана. В конструкции роторного искрового промежутка используется двигатель (обычно это электродвигатель), вращающий диск с электродами, которые приближаются, (или просто замыкают), к ответным электродам для замыкания первичного контура. Скорость вращения вала и расположение контактов выбираются исходя из необходимой частоты следования пачек колебаний. Различают синхронные и асинхронные роторные искровые промежутки в зависимости от управления двигателем. Также использование вращающегося искрового промежутка сильно снижает вероятность возникновения паразитной дуги между электродами. Иногда обычный статический разрядник заменяют многоступенчатым статическим разрядником. Для охлаждения разрядников, их иногда помещают в жидкие или газообразные диэлектрики, например, в масло. Типовой прием для гашения дуги в статическом разряднике — это продувка электродов мощной струёй воздуха. Иногда классическую конструкцию дополняют вторым, защитным разрядником. Его задача — защита питающей (низковольтной части) от высоковольтных выбросов.
- Ламповая катушка Теслы (ЛКТ) (англ. vacuum-tube Tesla coil, VTTC). В ней в качестве генератора ВЧ колебаний используются электронные лампы. Обычно, это мощные генераторные лампы, такие как ГУ-81, однако встречаются и маломощные конструкции. Одна из особенностей — отсутствие необходимости в высоком напряжении. Для получения сравнительно небольших разрядов достаточно 300—600 В. Также VTTC практически не издает шума, появляющегося при работе катушки Теслы на искровом промежутке.
- SSTC (англ. solid-state Tesla coil) — генератор выполнен на полупроводниках. Он включает в себя задающий генератор (с регулируемой частотой, формой, длительностью импульсов) и силовые ключи (мощные полевые MOSFET транзисторы). Данный вид катушек Теслы является самым интересным по нескольким причинам: изменяя тип сигнала на ключах, можно кардинально изменять внешний вид разряда. Также ВЧ сигнал генератора можно промодулировать звуковым сигналом, например музыкой — звук будет исходить из самого разряда. Впрочем, аудиомодуляция возможна (с небольшими доработками) и в VTTC. К прочим достоинствам, можно отнести низкое питающее напряжение и отсутствие шумного искрового разрядника, как в SGTC.
- DRSSTC (англ. dual resonant solid-state Tesla coil) — за счёт двойного резонанса, разряды у такого вида катушек значительно больше чем у обычной SSTC. Для накачки первичного контура используется генератор на полупроводниковых ключах — IGBT или MOSFET транзисторах.
- QCW DRSSTC (англ. quasi-continious wave) — особый тип транзисторных катушек Теслы, характеризующийся, так называемой, плавной накачкой: постепенным и плавным, (а не резким ударным, как в обычных катушках), нарастанием ряда параметров, (а именно: напряжения первичного контура и тока первичного контура, и, возможно, напряжения вторичного контура). В классической импульсной катушке Теслы рост тока в первичной обмотке обычно происходит в течение времени, сравнимым с длительностью периода (от 2—3 до 7—10 и более периодов) резонансной частоты, то есть, за время порядка десятков — сотен микросекунд. В QCW время нарастания составляет десятки миллисекунд, то есть, больше примерно на два порядка. Простым примером около-QCW являются ламповые катушки Теслы с шифтером. Из-за синусоидального сигнала частотой 50 герц на его выходе возникает эффект полуплавной накачки, которая обеспечивает довольно внушительный прирост длины разряда относительно типичного жёсткого прерывания (по катоду, или сетке). В результате данного приёма достигается характерный вид молний в виде длинных и практически прямых, мечевидных разрядов, длина которых многократно превышает длину намотки вторичной обмотки. Дело в том, что полное напряжение на терминале QCW DRSSTC никогда не достигает пробойного для вторичной обмотки: оно всегда остаётся довольно небольшим, десятки киловольт. Возникший на небольшом напряжении продолжает подпитываться энергией в течение всего времени накачки, и поэтому растёт вверх, по силовым линиям поля, вместо того, чтобы пробиваться сбоку тороида на страйкринг. Именно для этого и делается плавная накачка в катушках Теслы. За счёт такого приёма достигается следующий эффект: вначале появляется небольшой разряд, который затем растёт не с высокой скоростью, пробивая плазменный канал в случайном направлении, а с низкой (так, что этот процесс развития можно даже заснять обычными видеокамерами), что обусловливает его неразветвление и огромную относительно длины вторичной обмотки длину. По сути, мы постоянно подогреваем небольшой возникший разряд, который удлиняется по мере перекачки энергии во вторичную обмотку. Но напряжение на выходе такой катушки Теслы невелико и не превышает десятков киловольт.
В отдельную категорию также относят магниферные катушки Теслы.
Использование трансформатора Теслы
Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких миллионов вольт. Это напряжение в частоте минимальной электрической прочности воздуха способно создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь многометровую длину. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому трансформатор Теслы используется как декоративное изделие.
Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (радиоуправление), беспроводной передачи данных (радио) и беспроводной передачи энергии. В начале XX века трансформатор Теслы также нашёл популярное использование в медицине. Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые, протекая по тонкому слою поверхности кожи, не причиняли вреда внутренним органам (см.: скин-эффект, Дарсонвализация), оказывая при этом «тонизирующее» и «оздоравливающее» влияние.
Неверно считать, что трансформатор Теслы не имеет широкого практического применения. Он используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах. Тем не менее, основное его применение в наши дни — познавательно-эстетическое. В основном это связано со значительными трудностями при необходимости управляемого отбора высоковольтной мощности или тем более передачи её на расстояние от трансформатора, так как при этом устройство неизбежно выходит из резонанса, а также значительно снижается добротность вторичного контура и напряжение на нём.
Эффекты, наблюдаемые при работе трансформатора Теслы
Во время работы катушка Теслы создаёт красивые эффекты, связанные с образованием различных видов газовых разрядов. Многие люди собирают трансформаторы Теслы ради того, чтобы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления. В целом катушка Теслы производит 4 вида разрядов:
- (от англ. Streamer) — тускло светящиеся тонкие разветвлённые каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Протекает от терминала (или от наиболее острых, искривлённых ВВ-частей) катушки прямо в воздух, не уходя в землю, так как заряд равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример — это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая ВВ-полем трансформатора.
- Спарк (от англ. Spark) — это искровой разряд. Идёт с терминала (или с наиболее острых, искривлённых ВВ частей) непосредственно в землю или в заземлённый предмет. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвлённых полосок — искровых каналов. Также имеет место особый вид искрового разряда — скользящий искровой разряд.
- Коронный разряд — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструкции с сильной кривизной поверхности.
- Дуговой разряд — образуется во многих случаях. Например, при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет, между ним и терминалом может загореться дуга (иногда нужно непосредственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, отводя предмет на большее расстояние). Особенно это свойственно ламповым катушкам Теслы. Если катушка недостаточно мощна и надёжна, то спровоцированный дуговой разряд может повредить её компоненты.
Часто можно наблюдать (особенно вблизи мощных катушек), как разряды идут не только от самой катушки (её терминала и т. д.), но и в её сторону от заземлённых предметов. Также на таких предметах может возникать и коронный разряд. Редко можно наблюдать также тлеющий разряд. Интересно заметить, что некоторые ионные химические вещества, нанесённые на разрядный терминал, способны менять цвет разряда. Например, ионы натрия меняют обычный окрас спарка на оранжевый, а бора — на зелёный.
Работа резонансного трансформатора сопровождается характерным электрическим треском. Появление этого явления связано с превращением стримеров в искровые каналы (см. статью искровой разряд), который сопровождается резким возрастанием силы тока и количества энергии, выделяющейся в них. Каждый канал быстро расширяется, в нём скачкообразно повышается давление, в результате чего на его границах возникает ударная волна. Совокупность ударных волн от расширяющихся искровых каналов порождает звук, воспринимаемый как «треск» искры.
См. также
- Резонанс
- Закон Пашена
- Плазменная лампа
- Ионофон
- Катушка Румкорфа
Примечания
- Патент США № 568 176 от 22 сентября 1896. Apparatus for producing electric currents of high frequency and potential. Описание патента на сайте Ведомства по патентам и товарным знакам США.
- Калашников С. Г., Электричество, М., ГИТТЛ, 1956, гл. XII «Электромагнитные волны вдоль проводов», п. 261 «Стоячие волны в катушках», с. 592—593.
- Трансформатор Тесла Архивная копия от 11 апреля 2010 на Wayback Machine // Библиотека. Проект Освоения Космоса.
- Ржонсницкий Б. Н. Никола Тесла Архивная копия от 16 февраля 2009 на Wayback Machine.
Ссылки
- Демидов Павел, Демидов Павел. Трансформатор Тесла своими руками (рус.). Интеллектуальный клуб Калейдоскоп. // intelogic.ru (13 ноября 2018). Дата обращения: 19 апреля 2021.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Трансформатор Теслы, Что такое Трансформатор Теслы? Что означает Трансформатор Теслы?
U etogo termina sushestvuyut i drugie znacheniya sm Transformator znacheniya Transforma tor Te sly ili katu shka Te sly angl Tesla coil ustrojstvo izobretyonnoe Nikoloj Tesloj i nosyashee ego imya Yavlyaetsya rezonansnym transformatorom proizvodyashim vysokoe napryazhenie vysokoj chastoty Pribor byl zapatentovan 22 sentyabrya 1896 goda kak Apparat dlya proizvodstva elektricheskih tokov vysokoj chastoty i potenciala Razryady s provoda na terminalePrincip dejstviyaTransformator Tesly osnovan na ispolzovanii rezonansnyh stoyachih elektromagnitnyh voln v katushkah Ego pervichnaya obmotka soderzhit nebolshoe chislo vitkov i yavlyaetsya chastyu iskrovogo kolebatelnogo kontura vklyuchayushego v sebya takzhe kondensator i iskrovoj promezhutok Vtorichnoj obmotkoj sluzhit pryamaya katushka provoda Pri sovpadenii chastoty kolebanij kolebatelnogo kontura pervichnoj obmotki s chastotoj odnogo iz sobstvennyh kolebanij stoyachih voln vtorichnoj obmotki vsledstvie yavleniya rezonansa vo vtorichnoj obmotke vozniknet stoyachaya elektromagnitnaya volna i mezhdu koncami katushki poyavitsya vysokoe peremennoe napryazhenie Rabotu rezonansnogo transformatora mozhno obyasnit na primere obyknovennyh kachelej Esli ih raskachivat v rezhime prinuditelnyh kolebanij to maksimalno dostigaemaya amplituda budet proporcionalna prilagaemomu usiliyu Esli raskachivat v rezhime svobodnyh kolebanij to pri teh zhe usiliyah maksimalnaya amplituda vyrastaet mnogokratno Tak i s transformatorom Tesly v roli kachelej vystupaet vtorichnyj kolebatelnyj kontur a v roli prilagaemogo usiliya generator Ih soglasovannost podtalkivanie strogo v nuzhnye momenty vremeni obespechivaet pervichnyj kontur ili zadayushij generator v zavisimosti ot ustrojstva Shema prostejshego transformatora Tesly Prostejshij transformator Tesly vklyuchaet v sebya vhodnoj transformator katushku induktivnosti sostoyashuyu iz dvuh obmotok pervichnoj i vtorichnoj razryadnik preryvatel chasto vstrechaetsya anglijskij variant Spark Gap kondensator toroid ispolzuetsya ne vsegda i terminal na sheme pokazan kak vyhod Pervichnaya obmotka obychno soderzhit vsego neskolko vitkov mednoj trubki ili provoda bolshogo diametra a vtorichnaya okolo 1000 vitkov provoda menshej ploshadi secheniya Pervichnaya katushka mozhet byt ploskoj gorizontalnoj konicheskoj ili cilindricheskoj vertikalnoj V otlichie ot obychnyh transformatorov zdes net ferromagnitnogo serdechnika Takim obrazom vzaimoindukciya mezhdu dvumya katushkami gorazdo menshe chem u transformatorov s ferromagnitnym serdechnikom Pervichnaya katushka vmeste s kondensatorom obrazuet kolebatelnyj kontur v kotoryj vklyuchyon nelinejnyj element razryadnik Razryadnik v prostejshem sluchae obyknovennyj gazovyj predstavlyaet soboj dva massivnyh elektroda s reguliruemym zazorom Elektrody dolzhny byt ustojchivy k protekaniyu bolshih tokov cherez elektricheskuyu dugu mezhdu nimi i imet horoshee ohlazhdenie Vtorichnaya katushka takzhe obrazuet kolebatelnyj kontur gde rol kondensatora glavnym obrazom vypolnyayut yomkost toroida i sobstvennaya mezhvitkovaya yomkost samoj katushki Vtorichnuyu obmotku chasto pokryvayut sloem epoksidnoj smoly ili laka dlya predotvrasheniya elektricheskogo proboya Terminal mozhet byt vypolnen v vide diska zatochennogo shtyrya ili sfery i prednaznachen dlya polucheniya predskazuemyh iskrovyh razryadov bolshoj dliny Takim obrazom transformator Tesly predstavlyaet soboj dva svyazannyh kolebatelnyh kontura chto i opredelyaet ego zamechatelnye svojstva i yavlyaetsya glavnym ego otlichiem ot obychnyh transformatorov Dlya polnocennoj raboty transformatora eti dva kolebatelnyh kontura dolzhny byt nastroeny na odnu rezonansnuyu chastotu Obychno v processe nastrojki podstraivayut pervichnyj kontur pod chastotu vtorichnogo putyom izmeneniya yomkosti kondensatora i chisla vitkov pervichnoj obmotki do polucheniya maksimalnogo napryazheniya na vyhode transformatora FunkcionirovanieTransformator Tesly rassmatrivaemoj prostejshej konstrukcii pokazannoj na sheme rabotaet v impulsnom rezhime Pervaya faza eto zaryad kondensatora do napryazheniya proboya razryadnika Vtoraya faza generaciya vysokochastotnyh kolebanij v pervichnom konture Razryadnik vklyuchyonnyj parallelno zamykaya istochnik pitaniya transformator isklyuchaet ego iz kontura inache istochnik pitaniya vnosit opredelennye poteri v pervichnyj kontur i etim snizhaet ego dobrotnost Na praktike eto vliyanie mozhet vo mnogo raz umenshit dlinu razryada poetomu v sheme transformatora Tesly razryadnik vsegda stavitsya parallelno istochniku pitaniya Zaryad Zaryad kondensatora proizvoditsya vneshnim istochnikom vysokogo napryazheniya na baze povyshayushego nizkochastotnogo transformatora Yomkost kondensatora vybiraetsya takim obrazom chtoby vmeste s induktorom ona sostavlyala rezonansnyj kontur s chastotoj rezonansa ravnoj vysokovoltnomu konturu Odnako chastota budet otlichatsya ot raschetnoj po formule Tomsona tak kak v pervom konture sushestvuyut zametnye poteri na nakachku vtorogo kontura Napryazhenie zaryada ogranicheno napryazheniem proboya razryadnika kotoroe v sluchae vozdushnogo razryadnika mozhno regulirovat izmenyaya rasstoyanie mezhdu elektrodami ili ih formu Obychno napryazhenie zaryada kondensatora lezhit v diapazone 2 20 kilovolt Generaciya Posle dostizheniya mezhdu elektrodami razryadnika napryazheniya proboya v nyom voznikaet lavinoobraznyj elektricheskij proboj gaza Kondensator razryazhaetsya cherez razryadnik na katushku Posle razryada kondensatora napryazhenie proboya razryadnika rezko umenshaetsya iz za ostavshihsya v gaze nositelej zaryada ionov Poetomu cep kolebatelnogo kontura sostoyashego iz pervichnoj katushki i kondensatora ostayotsya zamknutoj cherez razryadnik i v nej voznikayut vysokochastotnye kolebaniya Kolebaniya postepenno zatuhayut v osnovnom iz za poter v razryadnike i v cepi vtorichnoj obmotki no prodolzhayutsya do teh por poka tok sozdayot dostatochnoe kolichestvo nositelej zaryada dlya podderzhaniya razryada Vo vtorichnoj cepi voznikayut rezonansnye kolebaniya chto privodit k poyavleniyu na terminale vysokogo napryazheniya Modifikacii transformatorov TeslyVo vseh tipah transformatorov Tesly osnovnoj element konstrukcii pervichnyj i vtorichnyj kontury ostaetsya neizmennym Odnako odna iz ego chastej generator vysokochastotnyh kolebanij mozhet imet razlichnuyu konstrukciyu V abbreviaturah nazvanij katushek Tesly pitaemyh postoyannym tokom chasto prisutstvuyut bukvy DC naprimer DCSGTC Na dannyj moment sushestvuyut SGTC angl spark gap Tesla coil klassicheskaya katushka Tesly generator kolebanij vypolnen na iskrovom promezhutke razryadnike Dlya moshnyh transformatorov Tesly naryadu s obychnymi razryadnikami staticheskimi ispolzuyutsya bolee slozhnye konstrukcii razryadnika Naprimer RSG ot angl rotary spark gap mozhno perevesti kak rotornyj vrashayushijsya iskrovoj promezhutok ili staticheskij iskrovoj promezhutok s dopolnitelnymi dugogasitelnymi ustrojstvami V etom sluchae chastotu raboty promezhutka celesoobrazno vybirat sinhronno chastote podzaryadki kondensatora i shema v etom sluchae blizhe k kartinke a ne tomu kak ona zdes opisana V konstrukcii rotornogo iskrovogo promezhutka ispolzuetsya dvigatel obychno eto elektrodvigatel vrashayushij disk s elektrodami kotorye priblizhayutsya ili prosto zamykayut k otvetnym elektrodam dlya zamykaniya pervichnogo kontura Skorost vrasheniya vala i raspolozhenie kontaktov vybirayutsya ishodya iz neobhodimoj chastoty sledovaniya pachek kolebanij Razlichayut sinhronnye i asinhronnye rotornye iskrovye promezhutki v zavisimosti ot upravleniya dvigatelem Takzhe ispolzovanie vrashayushegosya iskrovogo promezhutka silno snizhaet veroyatnost vozniknoveniya parazitnoj dugi mezhdu elektrodami Inogda obychnyj staticheskij razryadnik zamenyayut mnogostupenchatym staticheskim razryadnikom Dlya ohlazhdeniya razryadnikov ih inogda pomeshayut v zhidkie ili gazoobraznye dielektriki naprimer v maslo Tipovoj priem dlya gasheniya dugi v staticheskom razryadnike eto produvka elektrodov moshnoj struyoj vozduha Inogda klassicheskuyu konstrukciyu dopolnyayut vtorym zashitnym razryadnikom Ego zadacha zashita pitayushej nizkovoltnoj chasti ot vysokovoltnyh vybrosov Lampovaya katushka Tesly LKT angl vacuum tube Tesla coil VTTC V nej v kachestve generatora VCh kolebanij ispolzuyutsya elektronnye lampy Obychno eto moshnye generatornye lampy takie kak GU 81 odnako vstrechayutsya i malomoshnye konstrukcii Odna iz osobennostej otsutstvie neobhodimosti v vysokom napryazhenii Dlya polucheniya sravnitelno nebolshih razryadov dostatochno 300 600 V Takzhe VTTC prakticheski ne izdaet shuma poyavlyayushegosya pri rabote katushki Tesly na iskrovom promezhutke SSTC angl solid state Tesla coil generator vypolnen na poluprovodnikah On vklyuchaet v sebya zadayushij generator s reguliruemoj chastotoj formoj dlitelnostyu impulsov i silovye klyuchi moshnye polevye MOSFET tranzistory Dannyj vid katushek Tesly yavlyaetsya samym interesnym po neskolkim prichinam izmenyaya tip signala na klyuchah mozhno kardinalno izmenyat vneshnij vid razryada Takzhe VCh signal generatora mozhno promodulirovat zvukovym signalom naprimer muzykoj zvuk budet ishodit iz samogo razryada Vprochem audiomodulyaciya vozmozhna s nebolshimi dorabotkami i v VTTC K prochim dostoinstvam mozhno otnesti nizkoe pitayushee napryazhenie i otsutstvie shumnogo iskrovogo razryadnika kak v SGTC DRSSTC angl dual resonant solid state Tesla coil za schyot dvojnogo rezonansa razryady u takogo vida katushek znachitelno bolshe chem u obychnoj SSTC Dlya nakachki pervichnogo kontura ispolzuetsya generator na poluprovodnikovyh klyuchah IGBT ili MOSFET tranzistorah QCW DRSSTC angl quasi continious wave osobyj tip tranzistornyh katushek Tesly harakterizuyushijsya tak nazyvaemoj plavnoj nakachkoj postepennym i plavnym a ne rezkim udarnym kak v obychnyh katushkah narastaniem ryada parametrov a imenno napryazheniya pervichnogo kontura i toka pervichnogo kontura i vozmozhno napryazheniya vtorichnogo kontura V klassicheskoj impulsnoj katushke Tesly rost toka v pervichnoj obmotke obychno proishodit v techenie vremeni sravnimym s dlitelnostyu perioda ot 2 3 do 7 10 i bolee periodov rezonansnoj chastoty to est za vremya poryadka desyatkov soten mikrosekund V QCW vremya narastaniya sostavlyaet desyatki millisekund to est bolshe primerno na dva poryadka Prostym primerom okolo QCW yavlyayutsya lampovye katushki Tesly s shifterom Iz za sinusoidalnogo signala chastotoj 50 gerc na ego vyhode voznikaet effekt poluplavnoj nakachki kotoraya obespechivaet dovolno vnushitelnyj prirost dliny razryada otnositelno tipichnogo zhyostkogo preryvaniya po katodu ili setke V rezultate dannogo priyoma dostigaetsya harakternyj vid molnij v vide dlinnyh i prakticheski pryamyh mechevidnyh razryadov dlina kotoryh mnogokratno prevyshaet dlinu namotki vtorichnoj obmotki Delo v tom chto polnoe napryazhenie na terminale QCW DRSSTC nikogda ne dostigaet probojnogo dlya vtorichnoj obmotki ono vsegda ostayotsya dovolno nebolshim desyatki kilovolt Voznikshij na nebolshom napryazhenii prodolzhaet podpityvatsya energiej v techenie vsego vremeni nakachki i poetomu rastyot vverh po silovym liniyam polya vmesto togo chtoby probivatsya sboku toroida na strajkring Imenno dlya etogo i delaetsya plavnaya nakachka v katushkah Tesly Za schyot takogo priyoma dostigaetsya sleduyushij effekt vnachale poyavlyaetsya nebolshoj razryad kotoryj zatem rastyot ne s vysokoj skorostyu probivaya plazmennyj kanal v sluchajnom napravlenii a s nizkoj tak chto etot process razvitiya mozhno dazhe zasnyat obychnymi videokamerami chto obuslovlivaet ego nerazvetvlenie i ogromnuyu otnositelno dliny vtorichnoj obmotki dlinu Po suti my postoyanno podogrevaem nebolshoj voznikshij razryad kotoryj udlinyaetsya po mere perekachki energii vo vtorichnuyu obmotku No napryazhenie na vyhode takoj katushki Tesly neveliko i ne prevyshaet desyatkov kilovolt V otdelnuyu kategoriyu takzhe otnosyat magnifernye katushki Tesly Ispolzovanie transformatora TeslyRazryad transformatora TeslyRazryad s konca provoda Vyhodnoe napryazhenie transformatora Tesly mozhet dostigat neskolkih millionov volt Eto napryazhenie v chastote minimalnoj elektricheskoj prochnosti vozduha sposobno sozdavat vnushitelnye elektricheskie razryady v vozduhe kotorye mogut imet mnogometrovuyu dlinu Eti yavleniya ocharovyvayut lyudej po raznym prichinam poetomu transformator Tesly ispolzuetsya kak dekorativnoe izdelie Transformator ispolzovalsya Tesloj dlya generacii i rasprostraneniya elektricheskih kolebanij napravlennyh na upravlenie ustrojstvami na rasstoyanii bez provodov radioupravlenie besprovodnoj peredachi dannyh radio i besprovodnoj peredachi energii V nachale XX veka transformator Tesly takzhe nashyol populyarnoe ispolzovanie v medicine Pacientov obrabatyvali slabymi vysokochastotnymi tokami kotorye protekaya po tonkomu sloyu poverhnosti kozhi ne prichinyali vreda vnutrennim organam sm skin effekt Darsonvalizaciya okazyvaya pri etom toniziruyushee i ozdoravlivayushee vliyanie Neverno schitat chto transformator Tesly ne imeet shirokogo prakticheskogo primeneniya On ispolzuetsya dlya podzhiga gazorazryadnyh lamp i dlya poiska techej v vakuumnyh sistemah Tem ne menee osnovnoe ego primenenie v nashi dni poznavatelno esteticheskoe V osnovnom eto svyazano so znachitelnymi trudnostyami pri neobhodimosti upravlyaemogo otbora vysokovoltnoj moshnosti ili tem bolee peredachi eyo na rasstoyanie ot transformatora tak kak pri etom ustrojstvo neizbezhno vyhodit iz rezonansa a takzhe znachitelno snizhaetsya dobrotnost vtorichnogo kontura i napryazhenie na nyom Effekty nablyudaemye pri rabote transformatora TeslyVo vremya raboty katushka Tesly sozdayot krasivye effekty svyazannye s obrazovaniem razlichnyh vidov gazovyh razryadov Mnogie lyudi sobirayut transformatory Tesly radi togo chtoby posmotret na eti vpechatlyayushie krasivye yavleniya V celom katushka Tesly proizvodit 4 vida razryadov Za spinoj Tesly katushka ego transformatora na banknote SFRYu 1970Transformator na dinarah 1992Transformator Tesly na banknote 1993 g ot angl Streamer tusklo svetyashiesya tonkie razvetvlyonnye kanaly kotorye soderzhat ionizirovannye atomy gaza i otsheplyonnye ot nih svobodnye elektrony Protekaet ot terminala ili ot naibolee ostryh iskrivlyonnyh VV chastej katushki pryamo v vozduh ne uhodya v zemlyu tak kak zaryad ravnomerno stekaet s poverhnosti razryada cherez vozduh v zemlyu Strimer eto po suti dela vidimaya ionizaciya vozduha svechenie ionov sozdavaemaya VV polem transformatora Spark ot angl Spark eto iskrovoj razryad Idyot s terminala ili s naibolee ostryh iskrivlyonnyh VV chastej neposredstvenno v zemlyu ili v zazemlyonnyj predmet Predstavlyaet soboj puchok yarkih bystro ischezayushih ili smenyayushih drug druga nitevidnyh chasto silno razvetvlyonnyh polosok iskrovyh kanalov Takzhe imeet mesto osobyj vid iskrovogo razryada skolzyashij iskrovoj razryad Koronnyj razryad svechenie ionov vozduha v elektricheskom pole vysokogo napryazheniya Sozdayot krasivoe golubovatoe svechenie vokrug VV chastej konstrukcii s silnoj kriviznoj poverhnosti Dugovoj razryad obrazuetsya vo mnogih sluchayah Naprimer pri dostatochnoj moshnosti transformatora esli k ego terminalu blizko podnesti zazemlyonnyj predmet mezhdu nim i terminalom mozhet zagoretsya duga inogda nuzhno neposredstvenno prikosnutsya predmetom k terminalu i potom rastyanut dugu otvodya predmet na bolshee rasstoyanie Osobenno eto svojstvenno lampovym katushkam Tesly Esli katushka nedostatochno moshna i nadyozhna to sprovocirovannyj dugovoj razryad mozhet povredit eyo komponenty Chasto mozhno nablyudat osobenno vblizi moshnyh katushek kak razryady idut ne tolko ot samoj katushki eyo terminala i t d no i v eyo storonu ot zazemlyonnyh predmetov Takzhe na takih predmetah mozhet voznikat i koronnyj razryad Redko mozhno nablyudat takzhe tleyushij razryad Interesno zametit chto nekotorye ionnye himicheskie veshestva nanesyonnye na razryadnyj terminal sposobny menyat cvet razryada Naprimer iony natriya menyayut obychnyj okras sparka na oranzhevyj a bora na zelyonyj Rabota rezonansnogo transformatora soprovozhdaetsya harakternym elektricheskim treskom Poyavlenie etogo yavleniya svyazano s prevrasheniem strimerov v iskrovye kanaly sm statyu iskrovoj razryad kotoryj soprovozhdaetsya rezkim vozrastaniem sily toka i kolichestva energii vydelyayushejsya v nih Kazhdyj kanal bystro rasshiryaetsya v nyom skachkoobrazno povyshaetsya davlenie v rezultate chego na ego granicah voznikaet udarnaya volna Sovokupnost udarnyh voln ot rasshiryayushihsya iskrovyh kanalov porozhdaet zvuk vosprinimaemyj kak tresk iskry Sm takzheRezonans Zakon Pashena Plazmennaya lampa Ionofon Katushka RumkorfaPrimechaniyaPatent SShA 568 176 ot 22 sentyabrya 1896 Apparatus for producing electric currents of high frequency and potential Opisanie patenta na sajte Vedomstva po patentam i tovarnym znakam SShA Kalashnikov S G Elektrichestvo M GITTL 1956 gl XII Elektromagnitnye volny vdol provodov p 261 Stoyachie volny v katushkah s 592 593 Transformator Tesla Arhivnaya kopiya ot 11 aprelya 2010 na Wayback Machine Biblioteka Proekt Osvoeniya Kosmosa Rzhonsnickij B N Nikola Tesla Arhivnaya kopiya ot 16 fevralya 2009 na Wayback Machine SsylkiDemidov Pavel Demidov Pavel Transformator Tesla svoimi rukami rus Intellektualnyj klub Kalejdoskop intelogic ru 13 noyabrya 2018 Data obrasheniya 19 aprelya 2021
