1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Устрій і робота котушки Тесла

Устрій і робота котушки Тесла

Елементарний трансформатор Тесла включає в себе дві котушки, торохд, конденсатор, розрядник, захисне кільце і заземлення.

Торохд виконує кілька функцій:
Зниження частоти резонансу, особливо для виду котушки Тесла з напівпровідниковими ключами. Напівпровідникові елементи погано функціонують на підвищених частотах.

Накопичення світовим співтовариством енергії перед виникненням електричної дуги. Чим більше розмір тороида, тим більше енергії накопичено. У момент пробою повітря тороид видає цю накопичену енергію в електричну дугу, при цьому збільшуючи її.

Утворення електростатичного поля, відразливого дугу від вторинної обмотки. Частина цієї функції виконує вторинна обмотка. Однак тороид допомагає їй в цьому. Тому електрична дуга не б’є у вторинну обмотку по найкоротшому шляху.

Зазвичай зовнішній діаметр тороїда в два рази більше діаметра вторинної обмотки. Тороіди виробляють з алюмінієвої гофри і інших матеріалів.

Вторинна обмотка трансформатора Тесла є основним елементом конструкції. Зазвичай довжина обмотки відноситься до її діаметру 5: 1. Діаметр провідника для котушки вибирають з розрахунку, щоб розмістилося близько 1000 витків, які повинні розташовуватися щільно між собою. Витки обмотки покривають декількома шарами лаку або епоксидної смоли. Як каркас вибирають ПВХ-труби, які можна купити в будівельному магазині.

Захисне кільце служить для запобігання від виходу з ладу електронних елементів в разі потрапляння електричної дуги в первинну обмотку. Захисне кільце встановлюється, якщо розмір стримера (електричної дуги) більше довжини вторинної котушки. Це кільце виконано у вигляді мідного незамкнутого провідника, заземленого окремим проводом на загальне заземлення.

Первинна обмотка найчастіше виконується з мідного трубки, яка застосовується в кондиціонерах. Опір первинної обмотки має бути невеликим, так як по ній буде проходити велика сила струму. Трубку найчастіше вибирають товщиною 6 мм. Також можна використовувати для намотування провідники великого перерізу. Первинна обмотка є своєрідним елементом підстроювання в таких котушках Тесла, в яких перший контур резонансний. Тому місце підключення харчування виконують з урахуванням його переміщення, за допомогою якого змінюють частоту резонансу першого контуру.

Форма первинної обмотки може бути різною: конічної, плоскою або циліндричної.
Котушка Тесла повинна мати заземлення. Якщо його не буде, то стримери битимуть в саму котушку, для замикання струму.

Коливальний контур утворений конденсатором спільно з первинною обмоткою. В цей контур також підключений розрядник, який є нелінійним елементом. У вторинній обмотці також утворений контур коливань, в якому конденсатором виступає ємність тороїда і міжвиткова ємність котушки. Найчастіше для запобігання від електричного пробою вторинну обмотку покривають лаком або епоксидною смолою.

В результаті котушка Тесла, або іншими словами трансформатор, складається з двох контурів коливань, пов’язаних між собою. Це і надає трансформатору Тесла незвичайні властивості, і є основною відмінною якістю від звичайних трансформаторів.

При досягненні напруги пробою між електродами розрядника, утворюється електричний лавиноподібний пробою газу. При цьому відбувається розряд конденсатора на котушку через розрядник. Внаслідок цього ланцюг контуру коливань, який складається з конденсатора і первинної обмотки, залишається замкнутої на розрядник. У цьому ланцюзі виникають коливання високої частоти. У вторинній ланцюга утворюються резонансні коливання, в результаті чого виникає висока напруга.

У всіх видах котушки Тесла головним елементом є контури: первинний і вторинний. Однак генератор коливань високої частоти може відрізнятися по конструкції.

Котушка Тесла по суті справи складається з двох котушок, які не мають металевого сердечника. Коефіцієнт трансформації котушки Тесла в кілька десятків разів вище відносини числа витків обох обмоток. Тому вихідна напруга трансформатора досягає декількох мільйонів вольт, що і забезпечує потужні електричні розряди довжиною в кілька метрів. Важливою умовою є утворення контуру коливань первинної обмоткою і конденсатором, входження в резонанс цього контуру з вторинною обмоткою.

ПОДІЛИТИСЯ: