Każda osoba najprawdopodobniej słyszała o tym, czym jest transformator Tesli, który jest często nazywany cewką Tesli. Ten bęben można zobaczyć w wielu filmach, grach komputerowych i programach telewizyjnych. Jednak nie wystarczy usłyszeć, że jest coś podobnego. Jeśli jesteś pytany, co dokładnie robi transformator Tesli, czy możesz odpowiedzieć na to pytanie? Najprawdopodobniej nie, a jeśli możesz, to nie możesz powiedzieć wystarczająco dużo szczegółów. Właśnie dlatego jest ten artykuł. Z jego pomocą można dowiedzieć się wszystkiego o transformatorze Tesli, o tym, jak działa, do czego jest używany, jak działa i tak dalej. Oczywiście, jeśli studiowałeś w specjalizacji fizycznej, to dla ciebie te dane nie będą nowościami, ale większość ludzi nadal nie jest świadoma szczegółów dotyczących cewki Tesli. Ale to bardzo interesujące dane, które pozwolą ci poszerzyć horyzonty. Jak łatwo się domyślić, wielki naukowiec Nikola Tesla, który opatentował swój wynalazek w 1896 roku, opisał go jako urządzenie zaprojektowane do wytwarzania prądów elektrycznych o wysokiej częstotliwości. W rzeczywistości to właśnie jest cewka Tesli i prawdopodobnie już o tym wiesz. Dlatego warto przyjrzeć się bardziej interesującym i mniej znanym danym.
Najpierw musisz wyjaśnić istotę cewki Tesli. Może wyglądać inaczej, ale wiele osób twierdzi, że w ten czy inny sposób wygląda imponująco, nawet w trybie spokojnym. Co możemy powiedzieć o tym, kiedy jest aktywowany i wokół niego powstają widoczne zrzuty elektryczności. Ale jak dokładnie to się dzieje? Transformator Tesli działa kosztem rezonansu fale elektromagnetyczne utworzone w dwóch uzwojeniach cewki, pierwotnej i wtórnej. Uzwojenie pierwotne jest częścią centrum oscylacji iskier. Jeśli chodzi o wtórny, jego rola jest już grana przez prostą cewkę drutu. Kiedy częstotliwość drgań obwodu pierwotnego i wtórnego się pokrywa, pojawia się wysokie napięcie przemienne między końcami cewki, które można zobaczyć gołym okiem. Jeśli tak naprawdę nie rozumiesz, jak działa transformator Tesli, to na przykład możesz zrobić zwykły zamach. Z ich pomocą znacznie łatwiej będzie wyjaśnić pracę. Jeśli wykonasz huśtawka z wymuszonymi wibracjami, amplituda będzie proporcjonalna do twojego wysiłku. Jeśli zdecydujesz się na swing w trybie wolne wibracje za każdym razem przesuwając huśtawkę w odpowiednim momencie, amplituda wzrośnie kilka razy. To samo dzieje się z cewką Tesli: gdy dochodzą do siebie oscylacje dwóch zwojów, powstaje znacznie silniejszy prąd.
Drugi punkt, który należy wziąć pod uwagę rozważając transformator Tesli, to obwód. Jak dokładnie działa cewka? W rzeczywistości, urządzenie tego transformatora może być bardzo różnorodne, więc teraz dowiesz się, jak jest zorganizowana jego najprostsza wersja, którą możesz następnie poprawić, jak chcesz. Tak więc najprostszy transformator Tesli składa się z kilku elementów, mianowicie transformatora wejściowego, cewki indukcyjnej, która zawiera uzwojenia pierwotne i wtórne, a także iskiernika, kondensatora i terminala. W rzeczywistości prąd zaczyna się przesuwać z transformatora wejściowego, który jest źródłem mocy, skąd przechodzi przez ogranicznik i kondensator do cewki indukcyjnej, a stamtąd jest przesyłany do terminala w pomnożonej wielkości. Ponadto, terminal jest często wybierany tak, aby mógł przenosić podobne napięcie, na przykład może mieć postać kulki lub dysku. Jak rozumiesz, jest to najprostszy transformator Tesli - obwód jest tego potwierdzeniem. W cewce Tesli może być więcej elementów. Może istnieć na przykład toroid, który nie jest opisany w tym schemacie, ponieważ nie jest kluczowym elementem. Jeśli chodzi o podstawowe elementy, wszystkie były wskazane.
Teraz już wiesz, jak działa transformator Tesli. Zasada jego działania jest również dla ciebie jasna, ale możesz także przejść do szczegółów. Jak dokładnie to działa? Okazuje się, że działa w trybie pulsacyjnym. Co to znaczy? Oznacza to, że kondensator jest ładowany po raz pierwszy do momentu zakończenia wyładowania i przekazania energii elektrycznej do cewki indukcyjnej. Następnie rozpoczyna się druga faza, podczas której generowane są oscylacje o wysokiej częstotliwości. Należy pamiętać, że ogranicznik musi być równoległy do źródła zasilania, tak aby zamykał obwód, gdy prąd jest doprowadzany do cewki, tym samym wyłączając źródło zasilania z obwodu. Dlaczego tego potrzebujesz? Jeśli źródło zasilania pozostaje częścią obwodu, może znacznie zmniejszyć napięcie na wyjściu transformatora. Oczywiście wynik nadal będzie, ale jednocześnie nie będzie najbardziej imponujący. W ten sposób działa transformator Tesli. Zasada działania jest teraz dla ciebie całkowicie jasna, ale wciąż pozostają pewne szczegóły, które mogą Cię zainteresować.
Jak już pewnie zauważyliście, jeśli planujecie stworzyć potężny transformator Tesli, będzie to wymagało wzięcia pod uwagę absolutnie wszystkich szczegółów, ponieważ wszelkie odchylenia od normy spowodują, że napięcie wyjściowe nie będzie wystarczająco wysokie, dlatego efekt będzie mniej imponujący. Szczególną uwagę należy zwrócić na opłatę początkową, czyli na wybór źródła zasilania. W tym przypadku należy dobrać właściwy kondensator, aby napięcie wyjściowe było idealne, a kondensator nie "sam się zwiąże". Istnieje nawet transformator Tesli z samoblokowaniem, więc nie ma ograniczeń co do różnorodności wzorów. Należy więc pamiętać, że w tym przypadku rozważa się najprostszy projekt cewki Tesli.
Cóż, ostatnią rzeczą, na którą warto zwrócić uwagę, jest proces generowania samego prądu o wysokiej częstotliwości. Tak więc transformator Tesli zasilany jest przez wybrane źródło zasilania, które przenosi ładunek na kondensator, gdzie gromadzi się, aż do wystąpienia awarii, w wyniku czego kondensator jest rozładowywany przez rozładowarkę do cewki pierwotnej. Ponieważ napięcie ogranicznika gwałtownie spada, obwód zamyka się i, jak wspomniano powyżej, źródło zasilania jest wyłączone z obwodu. W tym momencie na pierwotnej cewce występują drgania o wysokiej częstotliwości, które następnie są przesyłane do cewki wtórnej, dzięki czemu drgania stają się rezonujące, a na zacisku powstaje prąd o wysokim napięciu. W ten sposób działa najprostszy transformator Tesli, ale istnieje wiele jego najbardziej różnorodnych modyfikacji.
Przede wszystkim powinieneś wiedzieć, że klasyczna wersja cewki Tesli, która została opisana powyżej, jest wskazana następująco - SGTC. Dwie ostatnie litery są dekodowane jako cewka Tesli, co tłumaczy się bezpośrednio jako "cewka Tesli". Te dwie litery będą obecne w każdym ze skrótów, a tylko pierwsze dwa ulegną zmianie. W tym przypadku SG oznacza Spark Gap, czyli ta cewka Tesli działa na iskierniku utworzonym przez iskiernik. Jednak nie zawsze tak jest, dlatego konieczne jest rozważenie różnych opcji, takich jak transformator Tesli na tranzystorach lub półprzewodnikach. Pierwszą modyfikacją, na którą można zwrócić uwagę, jest RSGTC, czyli cewka, która działa na iskierniku obrotowym. W tym przypadku do zasilania wykorzystuje się silnik elektryczny, który obraca dysk elektrodami. Istnieje również VTTC, zwana cewką Tesli, zasilaną przez lampy próżniowe. Ta opcja nie wymaga wysokiego napięcia, a także różni się pracą cichą. Następną opcją jest SSTC, tj. Cewka Tesli, która jest zasilana przez generator półprzewodnikowy. Ta modyfikacja jest jedną z najciekawszych pod względem wyrazistości, ponieważ za pomocą przełączników mocy można zmienić kształt wyładowania. Modyfikacją tej wersji cewki Tesli jest DRSSTC. W tym przypadku stosuje się podwójny rezonans, który daje o wiele bardziej imponujący rozmiar wyładowania. Powinniśmy również przyjrzeć się QCW DRSSTC - ta cewka Tesli charakteryzuje się "płynnym pompowaniem", to jest gładkim, a nie ostrym wzrostem wszystkich parametrów. W każdym z tych przypadków obliczenie transformatora Tesli będzie się różnić w taki sam sposób, jak w przypadku jego konstrukcji i, odpowiednio, jego schematu.
Ale jak wykorzystać energię transformatora Tesli? To pytanie jest zadawane przez każdą osobę, która po raz pierwszy zobaczy pracę tego urządzenia. Ściśle mówiąc, podziwianie niesamowitych wyładowań, które są ogromne i wyglądają imponująco, jest jednym z najważniejszych i popularnych zastosowań. Ten transformator pozwala ci zaaranżować prawdziwe show, które jest w stanie oczarować każdą osobę, ponieważ nie jest to magia, ale najczystsza nauka. Można więc bezpiecznie powiedzieć, że jedną z głównych ról transformatora Tesli jest dekoracja i rozrywka. Okazuje się jednak, że istnieją inne sposoby korzystania z tej technologii. Na przykład początkowo cewki Tesli były używane do sterowania radiowego, bezprzewodowej transmisji danych i do przesyłania energii. Oczywiście z biegiem czasu pojawiły się bardziej skuteczne sposoby wykonywania każdej z tych funkcji, więc stopniowe stosowanie cewki Tesli stawało się coraz mniej istotne. Warto również zauważyć, że był on stosowany w medycynie. Faktem jest, że wyładowanie o wysokiej częstotliwości, gdy przechodziło przez skórę, nie wpłynęło niekorzystnie na narządy wewnętrzne osoby, ale jednocześnie stonowało ludzką skórę. We współczesnym świecie cewka Tesli nie jest właściwie używana z praktycznego punktu widzenia, ze względu na trudności z utrzymaniem jej stałej pracy. Czasami jest używany do zapłonu lampy wyładowcze lub w systemach próżniowych, w których transformator pomaga wykryć nieszczelności. Tak więc zastosowanie transformatora Tesli we współczesnym świecie wciąż jest w większości przypadków dekoracyjne, rozrywkowe i informacyjne.
Wyobraźcie sobie już transformator Tesli, więc nie ma sensu mówić czegoś innego na ten temat. Nie oznacza to jednak, że sam temat cewki Tesli wyczerpał się. Na przykład możesz sprawdzić, jakie rodzaje zrzutów są tworzone w wyniku jego działań. Okazuje się, że nie są przypadkowe: istnieją cztery główne typy. Po pierwsze, możesz zobaczyć streamery, które są nudnymi rozgałęzionymi kanałami, które przechodzą od terminalu w powietrze. W rzeczywistości są wizualizacją jonizacji powietrza. Po drugie, możesz zauważyć iskry - są to wyładowania iskrowe, które trafiają z terminala bezpośrednio na ziemię. Można je odróżnić ze względu na to, że wyróżniają się one bardzo mocno zewnętrznie - jest to wiązka jasnych iskrzących kanałów. Po trzecie, wyładowanie koronowe - tak zwana luminescencja jonów bezpośrednio w polu wysokiego napięcia. I na końcu też jest wyładowanie łukowe który występuje, jeśli wprowadzasz uziemiony obiekt do transformatora. Ta technika jest używana przez wielu, gdy cewka Tesli jest używana do zajęć rekreacyjnych.
Stwierdzono powyżej, że po wynalezieniu cewki Tesli był on używany do celów medycznych, jednak wiele źródeł podaje, że transformator Tesli jest zabójczy. Kto ma rację i kto oszukuje? W większości przypadków wysokie napięcie jest śmiertelne dla osoby, ponieważ prowadzi do oparzeń, a także zatrzymania akcji serca. Jednak niektóre rodzaje transformatorów Tesli mają tzw. Efekt skóry, który pozwala elektryczności działać tylko na powierzchnię obiektu, a w tym przypadku na ludzką skórę. Jak wspomniano powyżej, tonizuje skórę i odmładza ją. Ponownie, nie ma medycznych dowodów na ten fakt, ale dużo napisano o tym w odpowiednim czasie.
Nawet jeśli nie lubisz nauki, najprawdopodobniej widziałeś już cewkę Tesli, ponieważ jest używana w różnych dziedzinach rozrywki. Po pierwsze można to zobaczyć w wielu filmach, które pojawiły się na ekranach kin w różnych latach. Jednym z najbardziej znanych filmów, w których transformator Tesli odegrał bardzo ważną rolę, była adaptacja powieści pod tym samym tytułem "Prestige". Bardzo często cewkę Tesli można znaleźć w grach komputerowych, gdzie najczęściej działa ona jako potężna broń. Co więcej, transformatory Tesli można znaleźć nawet w sztuce muzycznej. Okazuje się, że możesz zmienić dźwięk wyładowania elektrycznego, zwiększając i zmniejszając częstotliwość prądu. Niektórzy artyści i zespoły używają tego do nagrywania muzyki. A ten, który nie chce komplikować wszystkiego, ucieka się do używania cewki Tesli do tworzenia realistycznych dźwięków wyładowań atmosferycznych, jak na przykład słynny piosenkarz Bjork. Tak więc we współczesnym świecie transformatory Tesli są używane bardzo szeroko, ale nie można powiedzieć, że są one używane zgodnie z ich przeznaczeniem. Jego czas jako funkcjonalnego urządzenia cewki Tesli już przeżył, i tak naprawdę zapadł w zapomnienie, jak większość starych urządzeń. Jednak dzięki efektom wizualnym, które on tworzy, cewka Tesli przetrwała do dnia dzisiejszego i nadal jest używana stale, choć jako temat rozrywki. Warto również zauważyć, że jest on również wykorzystywany do celów edukacyjnych, ponieważ tutaj można wyraźnie pokazać początkującym fizykom, jak wyładowanie elektryczne wygląda, jak się zachowuje, i tak dalej. Mówiąc najprościej, transformator Tesli to urządzenie, które istnieje od stu lat i nie straciło na znaczeniu nawet w dwudziestym pierwszym wieku, które znane jest wszystkim ze swojego niesamowitego postępu w dziedzinie zaawansowanych technologii.