Катушка тесла принцип работы: Принцип работы катушки Тесла, как работает катушка индуктивности

Принцип работы катушки Тесла, как работает катушка индуктивности

Никола Тесла великий сербский ученый, среди изобретений которого важнейшим можно считать переменный ток. Именно концепция переменного тока в итоге позволила развить энергетическую отрасль промышленности и электризовать большую часть Земли. Но ученый мечтал совсем не о этом. Одной из основных идей гения была передача энергии на расстояние без проводниковых линий. Катушка Тесла – основа данной концепции. Попробуем в подробностях разобрать что такое катушка Тесла и принцип работы катушки Тесла.

• Что это такое?
• Принцип работы классической катушки Тесла
• Принцип работы транзисторной катушки Тесла
• Историческая загадка катушки
• Противостояние Тесла и Эйнштейна
• Современное использование катушки Тесла

Что это такое?

Катушка представляет собой трансформатор. Целью устройства является повышение параметров тока до огромных высот (вплоть до миллионов вольт).

Основная цель: повысить до максимума частоту переменного тока. В идеале, в точке приема энергии должна находится такая же обратная катушка, которая вступит в резонанс с устройством, что позволит передать энергию на расстояние.

Разберем подробности того, как работает катушка Тесла. Для начала колебания: не сразу ясно, что колеблется в катушке. Постоянный ток, который использовал в своих изобретениях Эдисон дорог в производстве. Такая энергия имеет один, ярко выраженный вектор движения. Переменный ток постоянно меняет параметры электричества: напряжения и силы тока. Это и называется колебаниями электрического тока.

Интересно, что совпадают основные законы колебания электрического тока и механического маятника. В частности, для электричества так же существует эффект резонанса. При совпадении частот двух электрополей амплитуда колебаний становится больше. По задумке Тесло после вступления катушек в резонанс в приемнике должен был появиться электрический ток.

В реальности приемник так и не был изобретен. Катушка Теса используется в качестве пособия, на ней можно увидеть стрим: проще говоря электрическую дугу, проскользнувший разряд, искусственную молнию и для изучения беспроводной передачи электричества.

Принцип работы классической катушки Тесла

Классическое устройство катушки Тесла состоит из следующих элементов:

• Первичная обмотка, которая состоит из большого количества витков, порядка 800-1200 шт, провода малого диаметра.
• Вторичная обмотка. Это провод сравнительно большого диаметра. Катушка включает в себя меньшее количество витков.
• Конденсатор . Это накопитель заряда, который требуется для запуска первичной работы катушки.
• Разрядник. Два металлических шарика, которые находятся на небольшом расстоянии друг от друга.
• Сфера для распространения магнитного поля.

Первичная обмотка находится внутри вторичной. Разделителем служит обычная ПВХ труба. Разберем поэтапную работу катушки:

1. При подключении к сети в конденсаторе накапливается заряд.
2. Накопление заряда вызывает рост разности потенциалов между шариками разрядника. В итоге, как только напряжение достигает определенного значения, происходит стрим, то есть появляется электрическая дуга, которая соединяет между собой две части сети. Стрим в конструкции играет роль ключа-соединителя, который открывается при условии подходящих параметров напряжения.
3. Ток начинает течь первичной обмотке, создавая переменное магнитное поля. В свою очередь это переменное магнитное поле создает электричество во вторичной обмотке: явление индукции в действии.
4. В свою очередь ток вторичной обмотки создает магнитное поле, создающее индукционный ток в сфере. Ток в сфере вновь вызывает переменное магнитное поле, которое расходится в пространстве.
5. Если поднести к такой катушке электролампу, то она будет светится без всяческих проводов и источников электроэнергии. Собственно, источником в данном случае служит катушка.

Вот такая схема работы катушки Тесла.

Принцип работы транзисторной катушки Тесла

В транзисторной катушке нет конденсатора и разрядника. Их заменяют два резистора и транзистор. Процесс работы такой катушки выглядит следующим образом:

1. В нулевой момент происходит подключение к источнику. В результате происходит прохождение тока через резисторы.
2. Электрический ток открывает транзистор, попадая на первичную обмотку. В результате первичная обмотка генерирует переменное магнитное поле.
3. Магнитное поле вызывает индукционный ток во вторичной обмотке. Ток из вторичной обмотки движется навстречу току из источника. В итоге сопротивление второго резистора достигает больших высот, что разрывает транзистор.
4. Из-за разрыва связи ток из вторичной обмотки перестает поступать во второй резистор.
5. Цикл повторяется.

Вот простой и понятный принцип работы катушки Тесла.

Историческая загадка катушки

Если рассматривать катушку Тесло с исторической точки зрения, становится не ясно, почему ученый не развил идею до конца. Ведь это готовый способ передачи энергии на расстоянии без проводов, что существенно уменьшает потери на монтаж сетей, расходники, столбы и изоляцию.

При этом можно было бы забыть о перерывах с электроснабжением, энергию легко и просто получилось бы доставить в любую точку планеты. Как показывает историческая реальность, ученого интересовало совсем другое применение собственного изобретения. Ученый пытался доказать существование эфира, некой субстанции, которая пронизывает все мироздание.

Согласно теории Тесло эта среда упруга, что делает возможным распространение электромагнитных волн. Одной из утопичных идей ученого была выработка энергии из эфира напрямую. Тесла предлагал установить две катушки на полюсах, что в теории должно было создать огромное магнитное поле по всей Земле.

Так электричество могло бы попасть в любую точку планеты. Катушку ученый придумать успел, а вот создавать приемники для них не стал, занимаясь разработкой получения энергии из эфира.

Противостояние Тесла и Эйнштейна

Долгое время теория эфира имела превалирующее значение в физике. Однако ни разу ни один ученый не смог придумать математическую модель, описывающую поведение этой среды. Тесло умер слишком рано и не успел доказать или опровергнуть свою теорию, задумка с индукционной катушкой так же не была доведена до конца.

После на научном горизонте зажегся огонь другого гения. Альберт Эйнштейн получил Нобелевскую премию за изучение преломления световых лучей, а не за теорию относительности. Но именно вторая отлично описывала все, уже имеющиеся теории. Математическая модель, предложенная гением объясняла сам принцип распространения электромагнитных волн, тогда как философские рассуждения об эфире не имели широкого научного подтверждения.

Так идея гения физики канула в небытие, а принцип работы индуктивной катушки до сих пор не изучен до конца.

Современное использование катушки Тесла

Наиболее широкое распространение получила демонстрационная версия, которая позволяет увидеть электрическую дугу красивого фиолетового цвета и зажечь лампу без проводов. Однако принцип катушки Тесла все же иногда используется:

• В системах зажигания двигателя внутреннего сгорания. Там используется тот же принцип трансформации энергии в электрическую дугу. Вот только зажигание работает на низких частотах, тогда как катушка Тесло на высоких.
• Для обнаружения пробоин в вакуумных системах.
• Для подачи энергии в люминесцентные и неоновые лампы. Хотя последнее чаще используется как трюк.

Как видно, изобретение до сих пор не разработано до конца. Патент все еще дожидается инвестора. Но вполне вероятно, что инвестора не будет никогда.

 

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 12 чел.
Средний рейтинг: 3.6 из 5.

Катушка Теслы — гениальное изобретение, теория заговора и Тунгусский метеорит

Наверняка вы хотя бы раз краем уха слышали, что существует такая вещь, как ”катушка Теслы”. Кто-то просто не понимает, что это такое, другие думают, что это как-то связано с автомобилями Илона Маска, а третьи предполагают, что это что-то из книги о кройке и шитье. И лишь немногие по-настоящему знают, что это такое, и то, что это изобретение позапрошлого века может перевернуть весь мир энергетики, но до сих пор этого не сделало. Поговаривают, что именно это изобретение гениального Николы Теслы стало причиной ”падения Тунгусского метеорита”. Впрочем, я бы не спешил говорить о том, что катастрофа того времени была рукотворной. Сейчас катушка Теслы известна вам по красочным шоу, которые устраивают в кружках любителей физики. Помните? Там, где молнии бьют между клетками с людьми. Все это поверхностно, но что на самом деле представляет из себя катушка Теслы? Это гениальное изобретение или сплошная ”пыль в глаза”?

Катушка Теслы интереснее, чем может показаться на первый взгляд.

Содержание

• 1 Что такое катушка Теслы
• 2 Катушка Теслы простыми словами
• 3 Для чего нужна катушка Теслы
• 4 Почему никто не развивает катушку Теслы
• 5 Где применяются катушки Теслы
• 6 Тесла и Тунгусский метеорит
• 7 Как сделать катушку Теслы

Что такое катушка Теслы

Сразу скажу, что в описании этого относительно простого прибора есть несколько довольно сложных для неподготовленного человека слов. Они относятся к электрике, и большинство даже если слышало их, то не сразу поймет, что они означают. Поэтому я дам два описания. Одно из них будет обычным, с небольшим уклоном в техническую сторону, в а второе, что называется, на пальцах.

10 доказательств того, что Никола Тесла был богом науки.

Итак, если говорить по науке, то катушка Теслы (или трансформатор Теслы) — это устройство, изобретенное Николой Теслой. Поэтому логично, что ему дали его имя. Более того, на него даже есть патент на имя великого физика. Он выдан 22 сентября 1896 года. В патенте изобретение называется ”Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала”.  На самом деле из этой заявки все должно быть понятно. Это прибор, который является резонансным трансформатором, производящим высокое напряжение высокой частоты.

Гениальный изобретатель не просто придумал катушку своего имени, но и запатентовал ее.

В основе работы приборы лежат резонансные стоячие электромагнитные волны. Сейчас поймете, как это!

У прибора есть две проводниковые катушки — первичная и вторичная. В первичной обмотке как правило небольшое количество витков. Вместе с ней идут конденсатор и искровой промежуток. Эта часть прибора обязательно должна быть заземлена.

Вторичная обмотка — это прямая катушка провода. Когда частоты колебания колебательного контура первичной обмотки совпадают с собственными колебаниями стоячих волн вторичной обмотки возникает резонанс и стоячая электромагнитная волна. В итоге между концами катушки появляется высокое переменное напряжение.

Упрощенно катушка Теслы выглядит так.

На самом деле все довольно просто, если понимать принцип действия законов физики, на которых основана работа прибора, но вот, как и обещал, более простое объяснение.

Катушка Теслы простыми словами

Представьте себе маятник с тяжелым грузом. Если вводить его в движение, толкая в какой-то определенный момент в одной точке, то амплитуда будет расти по мере увеличения усилия. Но если найти точку, в которой движение будет входить в резонанс, то амплитуда будет расти многократно. В случае с маятником она ограничена параметрами подвеса, но если мы говорим о напряжении, то расти оно может чуть ли не бесконечно. В обычных условиях наблюдается рост напряжения в десятки и даже сотни раз, достигая миллионов вольт даже в далеко не самых мощных приборах.

На Марсе есть электричество, но откуда оно берется?

Пример простого объяснения знаком нам всем с детства. Помните, когда мы раскачивали кого-то на качелях? Так вот, мы же толкали качели в той точке, в которой они максимально быстро разгонялись вниз. Это и есть грубое, но в целом верное объяснение резонанса, который используется в катушке Теслы.

Резонанс может делать великие вещи. В том числе и с электричеством.

В качестве основных элементов сам Никола Тесла использовал конденсатор, который подключался к источнику питания. Именно он и питал первичную обмотку, от которой возникал резонанс во вторичной. Важно было только правильно подобрать частоту тока ”на входе” и материал для вторичной обмотки. Если они не будут соответствовать друг другу, то роста напряжения не будет вовсе или он будет крайне незначительным.

Для чего нужна катушка Теслы

К визуальным эффектам мы еще вернемся, так как они являются только иллюстрацией работы прибора, а изначально он создавался для того, чтобы передавать электрическую энергию на расстояние без проводов. Именно этим и занимался один из самых загадочных ученых в истории.

Из-за чего бьет молния и как она появляется

Это не является секретной информацией и встречается в различных документах того времени. Суть в том, что если установить в нескольких километрах друг от друга достаточно мощные катушки Теслы, они смогут передавать энергию и решать многие проблемы, а увеличение напряжения и частоты почти из ничего может позволить решить многие энергетические проблемы.

Потенциально катушка Теслы может передавать энергию на большие расстояния.

Учитывая некоторые свойства прибора, он может даже опровергать ряд доказательств того, что создание вечного двигателя невозможно. Я уже рассказывал, как и кто пытался его создать, но в некотором роде именно катушка Теслы при определенных условиях могла бы стать одним из его компонентов.

Присоединяйтесь к нам в Telegram!

Почему никто не развивает катушку Теслы

Сказать, что кто-то всерьез занимается вопросом развития технологии, нельзя. Может быть она не так привлекательна в промышленном применении, а может быть она нужна только военным. Точного ответа на этот вопрос нет, но именно военные много работают в этом направлении.

Все просто! Если как следует ”раскочегарить” катушку Теслы, она может спалить всю электронику на очень большом расстоянии. Даже простейшие макеты, которые делаются в домашних условиях, могут вывести из строя домашние бытовые приборы, что уже говорит о действительно мощных установках.

Причин, по которым катушки Тесла развиваются недостаточно эффективно много — от недостаточно востребованности до секретности и опасности.

Реальное применение катушки Теслы находят только в шоу, которые основаны на электрических спецэффектах. Считается, что их использование безопасно для человека, но при этом оно позволяет создавать красочные фиолетовые молнии, которые можно видеть буквально перед собой. Это очень эффектно и заставляет многих детей увлечься наукой.

Где применяются катушки Теслы

Сами катушки или их действие применяется в некоторых сферах жизни. Кроме комнат, описанных выше, созданные молнии высокого напряжения могут применяться в красочных лампах, которые можно трогать рукой, и разряд будет стремиться к ней.

Интересные и малоизвестные факты о молниях

Созданные молнии могут показать, где есть повреждение вакуумной системы — они всегда стремятся к месту нарушения герметичности. Эффект находит место даже в косметологии. Дело в том, что параметры тока в катушке Теслы относительно безопасны для человека и лишь ходят по поверхности кожи, слега ”пробирая” ее изнутри. Приборы, основанные на таком эффекте, позволяют стимулировать и тонизировать кожу, решая некоторые проблемы с венами, морщинами и другими неприятными изменениями. Но пользоваться такими приборами должен профессионал, так как полностью безопасными назвать их нельзя.

Катушки Теслы применяются даже в косметологии.

Тесла и Тунгусский метеорит

Про Тунгусский метеорит сказано более чем много, и я сейчас не буду подробно пересказывать историю этого происшествия. Скажу только, что не все верят в метеорит, природное явление, крушение инопланетного корабля, столкновение с Землей миниатюрной черной дыры (есть и такая версия) или испытание какого-то оружия. Многие уверены, что катастрофа была связана именно с попыткой Николы Теслы передать энергию на большое расстояние.

Лично я к этой версии отношусь довольно скептически, но если ученый смог создать прибор, который мог сотворить такое, то только представьте, какой потенциал имели созданные им технологии, которые мы сейчас используем для развлечения.

Катушка Теслы несет в себе не только красоту, но и опасность.

Прямых доказательств или явных опровержений виновности Николы Теслы во взрыве в Сибири нет. Поэтому оставим версию конспирологами или простым людям для развития фантазии.

Что вызывает статическое электричество.

Как сделать катушку Теслы

На самом деле было несколько некорректно расписывать, как сделать такой прибор дома самостоятельно, так как он может быть очень опасен как для людей, так и для домашней техники. Достаточно просто знать, что это возможно и на YouTube полно роликов о том, как приобщиться к этому явлению.

Добавлю только, что для создания миниатюрной катушки достаточно обзавестись несколькими вещами, которые можно найти в гараже более-менее запасливого ”самоделкина”.

Сделанная в домашних условиях катушка Теслы может даже зажигать лампочки рядом с ней.

По сути вам понадобится только источник питания, небольшой конденсатор, маленькая катушка проводника для первичной обмотки, пара сотен метров тонкой медной эмалированной проволоки для вторичной обмотки, диэлектрическая труба для ее намотки и все.

Если вы решили сделать что-то подобное, то в каждом ролике более точно расскажут, что нужно для эксперимента. Но помните, что без специальной подготовки это может быть смертельно опасно.

Беспроводное электричество? Как работает катушка Теслы

Когда вы совершаете покупку по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Студент Университета Иллинойса Стив Уорд и старший техник Fermilab Джефф Ларсон разработали двойные катушки Теслы, способные испускать искры на 12 футов (4 метра). (Изображение предоставлено Фермилаб)

Среди своих многочисленных инноваций Никола Тесла мечтал создать способ обеспечения мира электроэнергией без прокладки проводов по всему миру. Изобретатель был близок к этому, когда его эксперименты с электричеством в стиле «безумного ученого» привели к созданию катушки Теслы.

Первая система, которая могла передавать электричество по беспроводной связи, катушка Тесла была поистине революционным изобретением. Ранние радиоантенны и телеграфы использовали это изобретение, но варианты катушки также могут делать просто крутые вещи — например, стрелять молниями, посылать электрические токи через тело и создавать электронные ветры.

Тесла разработал катушку в 1891 году, до того, как обычные трансформаторы с железным сердечником использовались для питания таких устройств, как системы освещения и телефонные цепи. Эти обычные трансформаторы не могут выдержать высокую частоту и высокое напряжение, которые могут выдержать более свободные катушки в изобретении Теслы. Концепция катушки на самом деле довольно проста и использует электромагнитную силу и резонанс. Используя медную проволоку и стеклянные бутылки, электрик-любитель может построить катушку Тесла, которая может производить четверть миллиона вольт. [Инфографика: как работает катушка Теслы]

Установка

Катушка Тесла состоит из двух частей: первичной и вторичной, каждая со своим конденсатором. (Конденсаторы хранят электроэнергию точно так же, как батареи.) Две катушки и конденсаторы соединены искровым разрядником — воздушным зазором между двумя электродами, который генерирует электрическую искру. Внешний источник, подключенный к трансформатору, питает всю систему. По сути, катушка Тесла представляет собой две разомкнутые электрические цепи, соединенные с искровым разрядником.

Катушка Тесла нуждается в высоковольтном источнике питания. Обычный источник питания, питаемый через трансформатор, может выдать ток необходимой мощности (не менее тысячи вольт).

В этом случае трансформатор может преобразовывать низкое напряжение сети в высокое напряжение.

Как катушки Теслы генерируют электрические поля высокого напряжения. (Изображение предоставлено Россом Торо, художником по инфографике)

Как это работает

Источник питания подключен к первичной обмотке. Конденсатор первичной обмотки действует как губка и впитывает заряд. Сама первичная катушка должна выдерживать большой заряд и огромные скачки тока, поэтому катушку обычно делают из меди, которая хорошо проводит электричество. В конце концов, конденсатор накапливает столько заряда, что разрушает сопротивление воздуха в искровом промежутке. Затем, подобно выдавливанию смоченной губки, ток течет из конденсатора вниз по первичной обмотке и создает магнитное поле.

Большое количество энергии приводит к быстрому разрушению магнитного поля и генерирует электрический ток во вторичной обмотке. Напряжение, пронизывающее воздух между двумя катушками, создает искры в искровом промежутке. Энергия перебрасывается туда и обратно между двумя катушками несколько сотен раз в секунду и накапливается во вторичной катушке и конденсаторе. В конце концов, заряд во вторичном конденсаторе становится настолько высоким, что он вырывается на свободу в результате мощного выброса электрического тока.

Возникающее в результате высокочастотное напряжение может освещать люминесцентные лампы на расстоянии нескольких футов без подключения к электрическому проводу. [Фотографии: Историческая лаборатория Николы Теслы в Уорденклиффе]

В идеально спроектированной катушке Теслы, когда вторичная катушка достигает максимального заряда, весь процесс должен начаться заново, и устройство должно стать самоподдерживающимся. Однако на практике этого не происходит. Нагретый воздух в искровом промежутке отводит часть электричества от вторичной катушки обратно в зазор, так что в конечном итоге катушка Тесла исчерпает энергию. Вот почему катушка должна быть подключена к внешнему источнику питания.

Принцип работы катушки Теслы заключается в достижении явления, называемого резонансом. Это происходит, когда первичная катушка пропускает ток во вторичную катушку как раз в нужное время, чтобы максимизировать энергию, передаваемую во вторичную катушку. Думайте об этом как о моменте, когда нужно подтолкнуть кого-то на качелях, чтобы они качнулись как можно выше.

Настройка катушки Тесла с регулируемым поворотным разрядником дает оператору больше контроля над напряжением тока, который она производит. Вот как катушки могут создавать сумасшедшие вспышки молнии и даже могут быть настроены для воспроизведения музыки, приуроченной к вспышкам тока.

Хотя катушка Теслы больше не имеет практического применения, изобретение Теслы полностью изменило понимание и использование электричества. В радиоприемниках и телевизорах до сих пор используются разновидности катушки Теслы.

Подпишитесь на Келли Дикерсон в Twitter . Подпишитесь на нас @livescience , Facebook  и Google+ . Оригинальная статья о Live Science .

Будьте в курсе последних научных новостей, подписавшись на нашу рассылку Essentials.

Свяжитесь со мной, чтобы сообщить о новостях и предложениях от других брендов Future. Получайте электронные письма от нас от имени наших надежных партнеров или спонсоров.

Келли Дикерсон — штатный сотрудник Live Science и Space.com. Она регулярно пишет о физике, астрономии и проблемах окружающей среды, а также на общенаучные темы. Келли работает над степенью магистра гуманитарных наук в Высшей школе журналистики Городского университета Нью-Йорка, а также имеет степень бакалавра наук и степень бакалавра гуманитарных наук в колледже Берри. Келли занимается плаванием в течение 13 лет, увлекается скимбордингом и бегом на длинные дистанции.

Схема, работа, типы, преимущества и применение

До изобретения катушки Тесла были введены трансформаторы с воздушным сердечником и электрические колебания, а первое изобретение катушки Тесла было сделано Томсоном Элиху в 1889 году, затем после патентные права на катушку тесла были получены Теслой в 1891 году. Первая схема тесла стала известна общественности как состоящая из элементов конденсатора, высоковольтного трансформатора, искрового разрядника и трансформатора колебаний.

В настоящее время устройства катушек Тесла в основном включают в себя контуры бака, контуры LC, терминальную емкость и другие элементы. Сегодня эта статья в основном посвящена объяснению того, как работает схема Тесла, ее принципиальная схема, области применения и преимущества.

Катушка Тесла рассматривается как схема резонансного трансформатора, которая используется для генерирования напряжения высокого диапазона, минимальных токов, электричества переменного тока частоты. Выход собирается от 120 В переменного тока и передается на схемы драйверов и трансформаторы, а затем обеспечивает высокий уровень напряжения. Уровень подаваемого напряжения может быть более 1 000 000 вольт и высвобождаться в виде электрических разрядов. Отличительной особенностью катушки Тесла является ее способность создавать сильные электрические поля.

Принцип катушки Тесла основан на принципе электромагнитной индукции. Согласно этому принципу, когда проводник находится в переменном магнитном поле, в проводнике возникает индукция тока. В катушке Теслы этот проводник называется вторичной катушкой, а генерация переменного магнитного поля осуществляется первичной катушкой за счет прохождения через нее колебательного контура.

Схема катушки Тесла

На рисунке ниже показана схема катушки Тесла. Цепь состоит из двух секций, которые представляют собой первичную и вторичную катушки, где каждая из катушек имеет свой собственный конденсатор. Конденсаторы используются для хранения электроэнергии так же, как работает батарея.

Принципиальная схема

Соединение между катушками и конденсаторами осуществляется с помощью искрового промежутка, что означает, что это воздушный зазор, создающий электрическую искру. Питание всей цепи обеспечивается трансформатором, подключенным к внешнему источнику. В основном катушку Тесла можно рассматривать как две разомкнутые электрические цепи, которые связаны с помощью искрового разрядника.

В общем случае для катушки тесла требуется источник питания высокого уровня, и это может быть обеспечено трансформатором, обеспечивающим необходимое количество энергии в диапазоне тысяч вольт. В этой ситуации трансформатор обладает способностью преобразовывать низкое напряжение в высокое. Кроме того, иногда в цепи используется емкостной электрод, который подключается к вторичному выводу катушки. Огромная площадь электрода устраняет любые виды дуговых разрядов и воздушных пробоев, тем самым повышая уровень выходного напряжения и добротность.

Рабочий

Как уже говорилось, первичная катушка подключена к источнику питания, а конденсатор, который находится сбоку от первичной катушки, действует как губка и поглощает заряд. Кроме того, первичная катушка должна выдерживать высокие заряды и обширные скачки тока, поэтому эта катушка изготовлена ​​из медного материала, который действует как идеальный проводник для электричества.

В конце концов, конденсатор накапливает больше заряда, и это разрушает сопротивление воздуха, присутствующее в разряднике. Точно так же, как выдавливается губка, конденсатор выдавливает ток из первичной катушки и создает магнитное поле. Огромное количество энергии заставляет магнитное поле быстро разрушаться и создает ток во вторичной обмотке.

Генерируемое напряжение между катушками вызывает искры в искровом промежутке. Здесь энергия булькает вперед и назад между катушками много раз, и это, наконец, накапливается в конденсаторе и вторичной катушке. Наконец, заряд, который существует во вторичном конденсаторе, увеличивается еще больше.

Этот результирующий уровень напряжения высокой частоты может зажечь люминесцентные лампы, которые находятся на большем расстоянии, не имея проводного соединения. В идеальной катушке Тесла в тот момент, когда вторичная катушка достигает своего максимального диапазона, начинается вся процедура, и устройство приобретает способность быть самостоятельным. В то время как в сценариях реального времени этого не происходит. Воздух, который нагревается в искровом промежутке, вытягивает некоторое количество электричества из вторичной катушки в этот искровой промежуток, что в конечном итоге приводит к тому, что катушка тесла теряет энергию. Из-за этого катушка должна быть постоянно подключена к внешнему источнику питания.

Теория катушки тесла заключается в том, чтобы реализовать явление резонанса, и это может быть достигнуто, когда первичная катушка пропускает ток во вторичную катушку, что соответствует правильному времени для увеличения энергии, передаваемой во вторичную катушку.

Это катушка Тесла, работающая по принципу и как она генерирует напряжение.

Частота колебаний в катушке Теслы

Для создания высоких уровней выходного напряжения первичная и вторичная цепи настроены так, чтобы они находились в резонансе друг с другом. Итак, резонансные частоты в обеих цепях можно узнать по значениям индуктивности и емкости в цепях.

Где f1 = [1/[2π sqrt(L ₁ C ₁ )]] и f2 = [1/[2π sqrt(L ₂ C ₂ )]]

Здесь

43,

4 «f1» соответствует резонансной частоте в первичном настроенном контуре, а

«f2» соответствует резонансной частоте во вторичном настроенном контуре. частоты обоих совпадений.

Итак, f = [1/[2π sqrt(L ₁ C ₁ )]] = [1/[2π sqrt(L ₂ C ₂ )]]

В условиях резонанса 113 = Л ₂ C ₂

В катушке Тесла диапазон резонансной частоты лежит в диапазоне от 50 кГц до 1 МГц, что является диапазоном низких радиочастот. Принимая во внимание, что из-за импульсивных характеристик искры резонансная частота может быть также в широкополосном диапазоне.

Типы катушек Теслы

Катушки Тесла можно разделить на несколько типов в зависимости от типа возбуждения, которое они используют, типа схемы, используемой для подачи питания на первичную обмотку резонансного трансформатора, и количества катушек, присутствующих в цепи Тесла. Вот несколько типов схем катушек Тесла.

Типы катушек Тесла

Искровой разрядник

Здесь искровой разрядник используется для замыкания первичной цепи и возбуждения колебаний в трансформаторе. Другими особенностями этого типа являются высокий уровень шума при работе устройства, выделение вредного газа озона и необходимость в дополнительной системе охлаждения из-за высоких уровней температуры.

Твердотельный

В твердотельных катушках Тесла силовое полупроводниковое оборудование, такое как транзисторы, IGBT, тиристоры, которые запускаются генераторами, используется для коммутации импульсов напряжения от прямого источника питания через первичную обмотку трансформатора. Эти устройства генерируют импульсное возбуждение, не имея таких недостатков, как огромный шум, повышенный уровень температуры, искровой промежуток и минимальный КПД.

Кроме того, можно легко управлять частотой, формой волны и уровнями напряжения.

Непрерывная волна

Здесь генератор обратной связи используется для управления трансформатором, где импульсы тока подаются на первичную обмотку, чтобы обеспечить непрерывное возбуждение. Первичная схема функционирует как схема резервуара для генераторов, а схема аналогична радиопередатчику.

Выходной сигнал непрерывной цепи катушки Тесла представляет собой непрерывную синусоидальную волну. Кроме того, в качестве замены транзисторам можно использовать электронные лампы, если они могут работать как активные устройства, выдерживая высокие уровни нагрузки. Как правило, непрерывное возбуждение обеспечивает минимальные уровни напряжения по сравнению с импульсным возбуждением.

Преимущества/Недостатки

Преимущества использования катушки Тесла:

1. Показывает повышенную производительность.
2. Уровни напряжения увеличиваются медленно, что не свидетельствует о повреждении устройства.
3. По всем виткам обмотки распределяется одинаковый уровень напряжения.

Недостатки катушки Тесла:

1. На построение схемы требуется больше времени, потому что цепь должна поддерживаться в состоянии резонанса.
2. Схема стоит дорого, если используется огромный сглаживающий конденсатор КЗ.
3. Кроме того, катушки тесла представляют различные риски для здоровья из-за высокого уровня радиочастотного излучения, и рисками могут быть ожоги кожи и сердца, повреждение нервной системы.

Применение

Применение катушки Тесла поясняется ниже:

 Домен развлечений — катушки Тесла используются в индустрии развлечений для создания различных эффектов. Чтобы придать ослепительный эффект, используются вентиляторы с катушкой Тесла, а также они используются для магических концертов.

ЭЛТ-дисплеи — катушки Тесла также используются в различных ЭЛТ-дисплеях, таких как мониторы ПК, экраны ноутбуков, телевизионные экраны и многие другие. Катушки Тесла, которые используются в ЭЛТ-дисплеях, называются обратноходовыми трансформаторами. Они обеспечивают высокий уровень напряжения, так что происходит ускорение электронов от электронной пушки до фосфорного покрытия, присутствующего на экране.

Сварочные аппараты – Катушки Тесла также можно использовать для сварочного оборудования.