Transformator rezonansowy: konstrukcja i zasada działania

Transformator rezonansowy: konstrukcja i zasada działania
Transformator rezonansowy: konstrukcja i zasada działania
Anonim

Transformator rezonansowy jest często określany jako transformator Tesli lub cewka Tesli. Urządzenie zostało opatentowane przez Stany Zjednoczone 22 września tysiąc osiemset dziewięćdziesiątego szóstego roku pod nazwą „Urządzenie do wytwarzania prądu elektrycznego o najwyższym potencjale i częstotliwości”. Jak sama nazwa wskazuje, urządzenie to zostało wynalezione przez słynnego naukowca Nikolę Teslę.

Najprostszy transformator rezonansowy składa się z dwóch cewek bez rdzenia agregującego. Uzwojenie pierwotne ma tylko kilka zwojów (od trzech do dziesięciu). Jednak to uzwojenie jest nawinięte grubym drutem elektrycznym. Uzwojenie wtórne urządzenia, takiego jak transformator rezonansowy, jest często określane jako wysokie napięcie. Ma znacznie więcej zwojów niż pierwotna (do kilkuset). Jest jednak nawinięty cieńszym przewodem elektrycznym.

transformator rezonansowy
transformator rezonansowy

W wyniku tak prostej konstrukcji, transformator rezonansowy posiada CT (przekładnię), która kilkadziesiąt razy przekracza wartość stosunku zwojów uzwojenia wtórnego do pierwotnego. Napięcie wyjściowe na takim transformatorze możeprzekroczyć milion woltów. W oparciu o ten projekt opracowano już urządzenia, takie jak generatory rezonansowe. Również takie maszyny elektryczne są często używane jako aparatura demonstracyjna. Ze względu na ogromne napięcie o częstotliwości rezonansowej, takie urządzenie jest w stanie wytwarzać wyładowania elektryczne bezpośrednio w powietrzu. A ich długość może być naprawdę imponująca. W zależności od napięcia wejściowego długość wyładowania może wynosić nawet kilkadziesiąt metrów. Sama konstrukcja takiej instalacji elektrycznej jak transformator rezonansowy Tesli jest dość prosta i nieskomplikowana. Składa się z cewek (dwie – wtórna i pierwotna), iskiernika (tzw. wyłącznika). Skład tego urządzenia koniecznie obejmuje kondensatory (zarówno do kompensacji, jak i do gromadzenia ładunku). Cewki i zaciski toroidalne są często używane (do stworzenia urządzenia takiego jak transformator rezonansowy ze wzmocnieniem mocy wyjściowej).

transformator rezonansowy ze wzmocnieniem mocy wyjściowej
transformator rezonansowy ze wzmocnieniem mocy wyjściowej

Jak wspomniano wcześniej, uzwojenie pierwotne ma tradycyjnie kilka zwojów, a uzwojenie wtórne ma kilkaset. Ponadto powszechna jest płaska konstrukcja cewki pierwotnej, pozioma, cylindryczna, stożkowa lub pionowa. Ponadto w urządzeniu takim jak transformator rezonansowy nie ma rdzenia ferromagnetycznego (w przeciwieństwie do transformatorów mocy lub przyrządów). Dzięki temu ma znacznie mniejszą indukcyjność wzajemną między uzwojeniami obu cewek niż konwencjonalne transformatory tradycyjne (wzmocnienie sprzężenia indukcyjnego to tylkoosiągnięte dzięki obecności rdzenia ferromagnetycznego).

generatory rezonansowe
generatory rezonansowe

Tak więc kondensator i cewka pierwotna tworzą obwód oscylacyjny. Obejmuje to element nieliniowy - iskiernik, który składa się z dwóch elektrod z przerwą. Cewka wtórna również tworzy podobny obwód, ale zamiast kondensatora zastosowano tu toroid. To właśnie obecność dwóch połączonych obwodów oscylacyjnych jest podstawą działania takiego urządzenia jak transformator rezonansowy Tesli.

Zalecana: