Menu podstron:

Wieści z Elektrotechnika:

prace licencjackie
pisanie prac inżynierskich - rzetelnepisanie.edu.p
tłumacz niemieckiego wrocław

Transformator Tesli

Transformator Tesli cewka Tesli, transformator rezonansowy, prądnica Tesli) – transformator lotniczy wytwarzający wysokie napięcie rzędu milionów woltów. Twórcą cewki wysokonapięciowej jest Nikola Tesla Transformator można podzielić na 2 zasadnicze części (obwody rezonansowe):Obwód prymitywny składa się spośród transformatora zasilającego Tr1, dławików Lb1, Lb2 (chroniących Tr1 a sieć zasilającą , kondensatora C1, iskrownika (Iskr), a cewki pierwotnej L1 wewnątrz postaci kilku zwojów rurki czy też grubego drutu. Częstość drgań obwodu pierwotnego zależy od czasu pojemności kondensatora, indukcyjności cewki pierwotnej a wewnątrz pewnym stopniu od czasu przerwy iskrownika.Obwód wtórny owo kondensor C2, którego pojemność jest równa pojemności pomiędzy górną elektrodą (najczęściej wykonaną wewnątrz formie torusa) natomiast Ziemią, a cewka wtórna L2 składająca się spośród reguły spośród kilku-kilkunastu tysięcy zwojów cienkiego drutu. Częstość rezonansowa obwodu wtórnego wyraża się wzorem: Indukcyjność wzajemna uzwojeń pierwotnego a wtórnego sprzęga oba obwody rezonansowe, zaś różnica pojemności obwodu pierwotnego a wtórnego daje astronomiczny pomnożenie napięcia, zgodnie ze wzorem: , dokąd U jest napięciem, natomiast C pojemnością kondensatorów. Wzrost napięcia jest skutkiem prawa zachowania energii na rzecz kondensatorów, według którego jeśli wewnątrz kondensatorze o mniejszej pojemności ma się znajdować taka sama tupet gdy wewnątrz kondensatorze o większej pojemności, owo napięcie na tym pierwszym będzie wyższe.Aby transformator Tesli działał, częstotliwość rezonansowa obwodu wtórnego musi być taka sama gdy obwodu pierwotnego. Uzyskuje się owo w poprzek wstępne kalkulacja parametrów transformatora natomiast następnie regulację już zbudowanego urządzenia – polega kobieta na zmianie długości cewki pierwotnej (przez przesuwanie odczepu a regulację przerwy iskrownika Transformator zasilający ładuje kondensor prymitywny C1. Gdy napięcie na kondensatorze wystarczająco wzrośnie, powoduje skok iskry a rozpoczęcie drgań rezonansowych: Kondensator rozładowuje się wskroś cewkę L1, wytwarzając wewnątrz niej zasięg magnetyczne. Pole owo indukuje wysokie napięcie wewnątrz obwodzie wtórnym L2/C2. Prąd obwodu wtórnego w poprzek cewkę pierwotną ładuje kondensor prymitywny przeciwnym napięciem.Można obrazowo powiedzieć, że tupet spośród kondensatora jest "przesyłana" aż do obwodu wtórnego natomiast następnie "zwracana" aż do pierwotnego. Cały porządek powtarza się spośród częstotliwością rezonansową.Indukcyjność podtrzymuje iskrę wewnątrz ten sposób długo, aż straty mocy wewnątrz obwodzie negacja logiczna spowodują rozładowania kondensatora a zmniejszenia amplitudy. Następuje odstęp w toku której kondensor jest ładowany, zapala się kolejna iskierka a porządek się powtarza.Jak widać, wewnątrz pracy całego układu występują duet nałożone na siebie częstotliwości: Częstotliwość rezonansowa (rzędu kHz aż do MHz) a częstotliwość działania iskrownika (na ogół zgodna spośród częstotliwością sieci 50Hz)Niezwykłość cewki Tesli polega negacja logiczna na jej zasadzie działania – prostym następstwie praw Maxwella – toż na spektakularnych efektach optycznych. Rezonans spośród Ziemią powoduje, że spośród torusa wydobywają się różnej długości błyskawice.Przy projektowaniu należy pamiętać, że transformator zasilający oprócz odpowiedniego napięcia nominalnego, musi posiadać również dostateczną moc. Z oczywistych względów negacja logiczna należy oczekiwać, że napięcie wewnątrz obwodzie pierwotnym będzie równe napięciu transformatora na biegu jałowym. Przy rynek małej mocy napięcie może spaść wewnątrz ten sposób dalece, że negacja logiczna będzie wewnątrz stanie poniekąd przebić iskrownika.Na schemacie umyślnie pozostawiono skwitowany szczęka uziemiający wtyczki sieciowej, ażeby negacja logiczna sugerować jego połączenia spośród obwodem wtórnym – negacja logiczna jest dozwolone łączyć elektrycznosc .php'>masy obwodu wtórnego (oznaczonej na schemacie) spośród elektrycznosc .php'>masą sieci zasilającej Ciekawa jest "technologia" własnoręcznego wykonania kondensatora aż do cewki Tesli. Na ogół składa się go wewnątrz formie "kanapki" spośród kilkudziesięciu warstw folii aluminiowej przekładanej folią ogrodniczą. Innym rozwiązaniem jest zwinięcie długiego "chodnika" spośród folii wewnątrz mały rulon na rurze PCV.Ciekawym rozwiązaniem technicznym są cewki bliźniacze (Twin Coil), gdy również dipol półfalowy (Bipolar Coils):Urządzenie owo składa się spośród dwóch identycznych uzwojeń wtórnych zakończonych torusami, blisko czym uzwojenia wtórne nawinięte są wewnątrz przeciwnych kierunkach. Uzwojenia pierwotne również są identyczne a pracują w charakterze jeden obwód pierwotny, toż zakres nawijania zwojów jest różny na rzecz każdej spośród cewek. Za pomocą Twin Coil można uzyskać długie wyładowania pomiędzy toroidami Cewki zwane Bipolarami wykorzystują zasadę 1/2 długości fali. W tym typie cewek uzwojenie wtórne montowane jest poziomo, natomiast uzwojenie pierwotne znajduje się dokładnie wewnątrz środku uzwojenia wtórnego. Maksymalne napięcie uzyskiwane jest na wolnych końcach uzwojenia wtórnego, zaś wewnątrz jego centralnej części wynosi zero.W tej edycji, aż do klasycznej cewki dodane jest do tej pory jedno uzwojenie Jego dół podłączony jest aż do toroidu "wyjściowego" cewki natomiast góra aż do większego toroidu, a opcjonalnie aż do szpilki, ażeby wyładowania wychodziły spośród jednego punktu. ZdjęcieSolid State Tesla Coil, półprzewodnikowa cewka Tesli, owo urządzenie o identycznym działaniu gdy klasyczna SGTC (Spark Gap Tesla Coil), wprawdzie rolę przerwy iskrowej spełnia elektroniczny sterownik, średnio na tranzystorach MOSFET. Cewki SSTC umożliwiają modulowanie wyładowań - co pozwala na realizację MTC - Musical Tesla Coil. Trudność wewnątrz realizacji tych cewek stanowi sposób realizacji sprzężenia zwrotnego, koniecznego aż do zapewnienia pracy generatora sterującego wewnątrz częstotliwości rezonansowej obwodu, negacja logiczna bacząc na zmieniających się warunków otoczenia. Przy braku takiego sprzężenia cewka ma tendencję aż do rozstrajania się, natomiast owo może powodować nadzwyczaj duże obciążenia stopni sterujących, często prowadzące aż do zniszczenia tranzystorów MOSFET i/lub obwodów sterujących. W cewkach tych należy też pamiętać o odpowiednich układach sterujących bramkami tranzystorów MOSFET (szczególnie ich pojemnościami blisko przełączaniu), które wymagają odpowiedniego prądu sterującego. Stosuje się scalone sterowniki bramek, czy też transformatory sterujące bramką GDT (gate driver transformer) czy też też oba.Double Resonant Solid State Tesla Coil, półprzewodnikowa cewka Tesli o podwójnym rezonansie. Różni się od czasu SSTC tym że wewnątrz driverze ma moduły IGBT w zamian MOSFET. Inna jest też konstrukcja sterowników. Efektem jest zryw podwójnego rezonansu - napięciowego, gdy a prądowego; po stronie pierwotnej, gdy a wtórnej. Jest owo bohatersko najdroższa a w największym stopniu skomplikowana typ TC. Pozwala osiągać ogromne moce a spektakularne wyładowania. Jest wewnątrz dużym stopniu cichsza od czasu klasycznej cewki gdyż negacja logiczna posiada przerwy iskrowej. ZdjęcieVacuum Tube Tesla Coil - Lampowa cewka Tesli. Jest owo urządzenie o dość prostej budowie, blisko wykorzystaniu lamp próżniowych, najczęściej pentod mocy. Dość często wykorzystywane są polskiej produkcji lampy PL 504 (najsłabsza), radzieckie 6P45S (niewiele mocniejsza) - obie są dedykowane aż do odchylania poziomego wewnątrz telewizorach. Rzadziej wykorzystuje się pentody nadawcze GU-50 (znacznie mocniejsza) czy też GU-81M, gdyż są drogie. Ta ostatnia pozwala osiągnąć największą siła spośród wymienionych.Off Line Tesla Coil - nadzwyczaj podobna aż do klasycznej cewki Tesli, wewnątrz której magneto został zastąpiony wskroś układy tranzystorów IGBT (rzadko Power MOSFET). W przeciwieństwie aż do klasycznej cewki zasilanie po stronie pierwotnej negacja logiczna musi być wysokonapięciowe - stosuje się w ogóle napięcia rzędu od czasu 150 aż do ok. 1000V (np. wyprostowane jedno- czy też dwupołówkowo napięcie sieciowe 230V). Umożliwia owo stosowanie tańszych dostępnych kondensatorów wewnątrz obwodzie pierwotnym, negacja logiczna są wymagane zespoły kondensatorów (MMC), ani kondensatory robione spośród folii. Cewki OLTC, też gdy SSTC a DRSSTC umożliwiają modulowanie sygnału sterującego blokiem IGBT, co pozwala na realizację MSTC, alias Musical Tesla Coil - grającej cewki Tesli. W cewkach tych ważne jest to, ażeby uzyskać skłonny stopień sprzężenia uzwojeń pierwotnego a wtórnego (coupling). Najczęściej pierwotne uzwojenie nawija się bezpośrednio na wtórne, na cienkiej przekładce.Musical Tesla Coil (czasem MTC, MSTC, MSSTC) - cewki Tesli, najczęściej SSTC, VTTC czy też OLTC (czasem DRSSTC) - które są modulowane sygnałem audio. Dzięki temu wyładowania uzyskiwane spośród tych cewek - grają. W zależności od czasu konstrukcji uzyskać można różną jakość dźwięku, która zależy od czasu częstotliwości rezonansowych układu, stopnia (głębokości) a rodzaju modulacji (FM czy też PWM). Wyższą jakość dźwięku uzyskuje się blisko częstotliwościach rezonansowych większych od czasu 100kHz (zgodnie spośród twierdzeniem Kotielnikowa-Shannona).W obwodzie pierwotnym cewki Tesli panuje napięcie kilku tysięcy woltów, zaś we wtórnym – nieco milionów. Porażenie prądem spośród takimi napięciami może spowodować śmierć, natomiast długotrwałe wystawienie się na działanie iskry wiąże się spośród trudnymi aż do wyleczenia poparzeniami. Osoby spośród rozrusznikami serca, słabym sercem itp. negacja logiczna powinny narażać się na działanie transformatora