Какво е Tesla Coil: Електрическа схема, работа и нейните приложения

Какво е Tesla Coil: Електрическа схема, работа и нейните приложения

Светът на безжична технология е тук! Безброй безжични приложения като безжично осветление, безжични интелигентни домове, безжични зарядни устройства и т.н. са разработени благодарение на безжичната технология. През 1891 г. най-известното откритие на намотката Тесла е изобретено от изобретателя Никола Тесла. Тесла беше обсебен от осигуряването на безжична енергия, което доведе до изобретяването на бобината на Тесла. Тази намотка не изисква сложна верига и затова е част от нашето ежедневие като дистанционно управление, смартфони, компютри, рентгенови лъчи, неонови и флуоресцентни лампи и т.н.



Какво е Tesla Coil?

Определение: Намотката на Тесла е радиочестота осцилатор което задвижва двойно настроения резонанс на въздушното ядро трансформатор за производство на високо напрежение с ниски токове.


Tesla-Coil

тесла-бобина





За да разберем по-добре, нека дефинираме какво е радиочестотен генератор. На първо място, ние сме наясно, че електронен генератор е устройство, което произвежда електрически сигнали от синусоида или квадратна вълна. Този електронен генератор генерира сигнали в радиочестотния диапазон от 20 kHz до 100 GHz, известен като радиочестотен генератор.

Принцип на работа на бобината на Тесла

Тази намотка има способността да произвежда изходни напрежения до няколко милиона волта в зависимост от размера на намотката. Намотката на Tesla работи на принцип за постигане на състояние, наречено резонанс . Тук първичната намотка излъчва огромни количества ток във вторичната намотка, за да задвижва вторичната верига с максимална енергия. Фино настроената верига помага за изстрелване на тока от първична към вторична верига с настроена резонансна честота.



Диаграма на бобината на Тесла

Тази намотка има две основни части - първична и вторична намотка, като всяка намотка има свой собствен кондензатор. Искрова междина свързва намотките и кондензатори .Функционалността на искрата е да генерира искрата, която да възбужда системата.

Тесла-бобина-схема-схема

Тесла-бобина-схема-схема

Работа на бобина на Tesla

Тази намотка използва специализиран трансформатор, наречен резонансен трансформатор, радиочестотен трансформатор или колебателен трансформатор.


Първичната намотка е свързана към източника на енергия, а вторичната намотка на трансформатора е свързана свободно, за да се гарантира, че тя резонира. Кондензаторът, свързан паралелно с веригата на трансформатора, действа като настройваща верига или като LC верига за генериране на сигнали с определена честота.

Първичната част на трансформатора, иначе наричана резонансен трансформатор, се засилва, за да генерира много високи нива на напрежение, вариращи между 2kv и 30 kV, което от своя страна зарежда кондензатора. С натрупването на огромни количества заряд в кондензатора, в крайна сметка, разгражда въздуха на искрената междина. Кондензаторът излъчва огромно количество ток през намотката на Тесла (L1, L2), което от своя страна генерира високо напрежение на изхода.

Честота на трептенията

Комбинацията от кондензатор и първична намотка ‘L1’ на веригата образува настроена верига. Тази настроена верига гарантира, че както първичната, така и вторичната верига са фино настроени да резонират с една и съща честота. Резонансните честоти на първичната „f1“ и вторичната верига „f2“ и се дават от,

f1 = 1 / 2π L1C1 и f2 = 1 / 2π L2C2

Тъй като вторичната верига не може да се регулира, подвижният кран на „L1“ се използва за настройка на първичната верига, докато двете вериги резонират с една и съща честота. Следователно, честотата на първичната е същата като вторичната.

f = 1 / 2π√L1C1 = 1 / 2π L2C2

Условието първичен и вторичен да резонират с една и съща честота е,

L1C1 = L2C2

Изходното напрежение в резонансния трансформатор не зависи от съотношението брой обороти, както при обикновения трансформатор. Веднага след като цикълът започне и когато лонжерът се настрои, енергията на първичната верига се съхранява в първичния кондензатор „C1“ и напрежението, при което искрата се разрушава, е „V1“.

W1 = 1 / 2C1V1две

По същия начин енергията във вторичната намотка се дава от,

W2 = 1 / 2C2V2две

Ако приемем, че няма загуба на енергия, W2 = W1. Опростявайки горното уравнение, получаваме

V2 = V1√C1 / C2 = V1√L2 / L1

В горното уравнение пиковото напрежение може да бъде постигнато, когато въздухът не се разпада. Пиковото напрежение е напрежението, при което въздухът се разпада и започва да се провежда.

Предимства / недостатъци на Tesla Coil

Предимствата са

  • Позволява равномерно разпределение на напрежението в намотките на намотката.
  • Натрупва напрежението с бавни темпове и следователно няма повреди.
  • Голяма производителност.
  • Използването на трифазни токоизправители за по-високи мощности може да предложи огромно разпределение на товара.

Недостатъците са

  • Намотката на Tesla представлява няколко опасности за здравето поради радиочестотното излъчване с високо напрежение, което включва изгаряне на кожата, увреждане на нервната система и сърцето.
  • Включва високи разходи за закупуване на голям изглаждащ кондензатор с постоянен ток.
  • Изграждането на верига отнема много време, тъй като трябва да бъде перфектно, за да резонира

Приложения на Tesla Coil

Понастоящем тези намотки не изискват големи сложни вериги за производство на високо напрежение. Въпреки това малките бобини на Tesla намират своето приложение в редица сектори.

  • Алуминиево заваряване
  • Автомобилите използват тези намотки за запалване на свещта
  • Създадени фенове на бобини Tesla, използвани за генериране на изкуствено осветление, звучат като музикални бобини Tesla в индустрията за забавление и образование се използват като атракции на панаирите на електрониката и научните музеи
  • Високо вакуумни системи и дъгови запалки
  • Детектори за вакуумна система

Често задавани въпроси

1). Какво правят намотките на Tesla?

Тази намотка е радиочестотен генератор, който задвижва резонансен трансформатор, за да генерира високо напрежение при нисък ток.

2). Може ли намотка на Tesla да зарежда телефон?

В наши дни се пускат смартфони с вградено безжично зареждане, което използва принципа на бобина на Tesla.

3). Опасна ли е спиралата на Тесла?

Намотката и нейното оборудване са много опасни, тъй като произвеждат много високи напрежения и токове, които не могат да бъдат осигурени от човешкото тяло

4). Защо бобините на tesla правят музика?

Като цяло тази намотка преобразува въздуха около себе си в плазма, която променя силата на звука и кара вълните да се разпространяват във всички посоки, създавайки звук / музика. Това се случва при висока честота от 20 до 100 kHz.

5). Как Тесла е предавал електричество безжично?

За свързване на кондензаторите и две намотки се използва искрово пространство. Тъй като мощността се подава през трансформатор, той произвежда необходимия ток и захранва цялата верига.

По този начин става въпрос за всичко преглед на бобината на Тесла които могат да се използват за генериране на електричество с високо напрежение, нисък ток и висока честота. Tesla Coil има способността да предава електричество безжично до няколко километра. Уверихме се, че тази статия дава на читателя представа за работата на бобината на Tesla, предимствата и недостатъците и приложенията. Наистина изобретението му за безжично предаване на електрическа енергия е променило начина, по който светът общува.