Τι είναι το Tesla Coil: Διάγραμμα κυκλώματος, εργασία και οι εφαρμογές του

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Ο κόσμος του ασύρματη τεχνολογία είναι εδώ! Αναρίθμητες ασύρματες εφαρμογές όπως ασύρματο φωτισμό, ασύρματα έξυπνα σπίτια, ασύρματοι φορτιστές και ούτω καθεξής έχουν αναπτυχθεί χάρη στην ασύρματη τεχνολογία. Το 1891, η πιο διάσημη ανακάλυψη του πηνίου Tesla εφευρέθηκε από τον εφευρέτη Nikola Tesla. Η Tesla ήταν εμμονή με την παροχή ασύρματης ενέργειας, η οποία οδήγησε στην εφεύρεση του πηνίου Tesla. Αυτό το πηνίο δεν απαιτεί ένα περίπλοκο κύκλωμα και έτσι είναι μέρος της καθημερινής μας ζωής, όπως τηλεχειριστήριο, smartphone, υπολογιστές, ακτίνες Χ, φώτα νέον και φθορισμού και ούτω καθεξής.

Τι είναι το Tesla Coil;

Ορισμός: Ένα πηνίο Tesla είναι μια ραδιοσυχνότητα ταλαντωτής που οδηγεί τον συντονισμό αέρα-πυρήνα διπλού συντονισμού μετασχηματιστής για την παραγωγή υψηλών τάσεων με χαμηλά ρεύματα.




Tesla-Coil

tesla-πηνίο

Για να κατανοήσουμε καλύτερα, ας καθορίσουμε τι είναι ένας ταλαντωτής ραδιοσυχνοτήτων. Κατά κύριο λόγο, γνωρίζουμε ότι το ηλεκτρονικός ταλαντωτής είναι μια συσκευή που παράγει ηλεκτρικά σήματα είτε ημιτονοειδούς είτε τετραγωνικού κύματος. Αυτός ο ηλεκτρονικός ταλαντωτής παράγει σήματα στην περιοχή ραδιοσυχνοτήτων από 20 kHz έως 100 GHz, γνωστή ως ταλαντωτής ραδιοσυχνοτήτων.



Αρχή εργασίας Tesla Coil

Αυτό το πηνίο έχει την ικανότητα να παράγει τάσεις εξόδου έως αρκετά εκατομμύρια βολτ με βάση το μέγεθος του πηνίου. Το πηνίο Tesla λειτουργεί σε μια αρχή για να επιτύχει μια κατάσταση που ονομάζεται απήχηση . Εδώ, το πρωτεύον πηνίο εκπέμπει τεράστιες ποσότητες ρεύματος στο δευτερεύον πηνίο για να οδηγήσει το δευτερεύον κύκλωμα με τη μέγιστη ενέργεια. Το λεπτό κύκλωμα βοηθά στη λήψη του ρεύματος από το πρωτεύον στο δευτερεύον κύκλωμα σε συντονισμένη συχνότητα συντονισμού.

Διάγραμμα κυκλωμάτων Tesla Coil

Αυτό το πηνίο έχει δύο κύρια μέρη - ένα πρωτεύον πηνίο και ένα δευτερεύον πηνίο, με κάθε πηνίο να έχει το δικό του πυκνωτή. Ένα διάκενο συνδέει τα πηνία και πυκνωτές . Η λειτουργικότητα του κενού σπινθήρων είναι να δημιουργήσει τον σπινθήρα για να διεγείρει το σύστημα.

Διάγραμμα Tesla-Coil-Circuit

tesla-πηνίο-κύκλωμα-διάγραμμα

Εργασία Tesla Coil

Αυτό το πηνίο χρησιμοποιεί έναν εξειδικευμένο μετασχηματιστή που ονομάζεται μετασχηματιστής συντονισμού, έναν μετασχηματιστή ραδιοσυχνοτήτων ή έναν μετασχηματιστή ταλαντώσεων.


Το πρωτεύον πηνίο συνδέεται με την πηγή ισχύος και το δευτερεύον πηνίο ενός μετασχηματιστή συνδέεται χαλαρά για να διασφαλιστεί ότι αντηχεί. Ο πυκνωτής που συνδέεται παράλληλα με το κύκλωμα μετασχηματιστή ενεργεί ως κύκλωμα συντονισμού ή Κύκλωμα LC για τη δημιουργία σημάτων σε μια συγκεκριμένη συχνότητα.

Το πρωτεύον του μετασχηματιστή, αλλιώς αναφέρεται ως συντονιστής μετασχηματισμού αυξάνει για να δημιουργήσει πολύ υψηλά επίπεδα τάσης που κυμαίνονται μεταξύ 2kv έως 30 kV, το οποίο με τη σειρά του φορτίζει τον πυκνωτή. Με τη συσσώρευση τεράστιων ποσοτήτων φόρτισης στον πυκνωτή, τελικά, διασπά τον αέρα του κενού σπινθήρα. Ο πυκνωτής εκπέμπει ένα τεράστιο ρεύμα μέσω του Tesla Coil (L1, L2), το οποίο με τη σειρά του παράγει υψηλή τάση στην έξοδο.

Συχνότητα ταλαντώσεων

Ο συνδυασμός ενός πυκνωτή και της πρωτεύουσας περιέλιξης «L1» του κυκλώματος σχηματίζει ένα συντονισμένο κύκλωμα. Αυτό το συντονισμένο κύκλωμα διασφαλίζει ότι τόσο τα πρωτεύοντα όσο και τα δευτερεύοντα κυκλώματα συντονίζονται με ακρίβεια για να συντονίζονται στην ίδια συχνότητα. Οι συντονιστικές συχνότητες των πρωτογενών «f1» και των δευτερευόντων κυκλωμάτων «f2» και δίνονται από,

f1=1/2π L1C1 και f2 = 1 / 2π L2C2

Καθώς το δευτερεύον κύκλωμα δεν μπορεί να ρυθμιστεί, η κινούμενη βρύση στο «L1» χρησιμοποιείται για το συντονισμό του πρωτεύοντος κυκλώματος έως ότου και τα δύο κυκλώματα να αντηχούν στην ίδια συχνότητα. Επομένως, η συχνότητα του πρωτεύοντος είναι η ίδια με τη δευτερεύουσα.

f = 1 / 2π√L1C1 =1/2π L2C2

Η προϋπόθεση για πρωτογενή και δευτεροβάθμιο να αντηχεί στην ίδια συχνότητα είναι,

L1C1 = L2C2

Η τάση εξόδου στο συντονιστή μετασχηματιστή δεν εξαρτάται από την αναλογία αριθμού στροφών όπως στον συνηθισμένο μετασχηματιστή. Μόλις αρχίσει ο κύκλος και όταν αρχίσει να λειτουργεί, η ενέργεια του πρωτογενούς κυκλώματος αποθηκεύεται στον πρωτεύοντα πυκνωτή «C1» και η τάση στην οποία σπάζει ο σπινθήρας είναι «V1».

W1 = 1 / 2C1V1δύο

Ομοίως, η ενέργεια στο δευτερεύον πηνίο δίνεται από,

W2 = 1 / 2C2V2δύο

Υποθέτοντας ότι δεν υπάρχει απώλεια ενέργειας, W2 = W1. Απλοποιώντας την παραπάνω εξίσωση, έχουμε

V2 = V1√C1 / C2 = V1√L2 / L1

Στην παραπάνω εξίσωση, η μέγιστη τάση μπορεί να επιτευχθεί όταν δεν υπάρχει διακοπή αέρα. Η μέγιστη τάση είναι η τάση στην οποία ο αέρας καταρρέει και αρχίζει να λειτουργεί.

Πλεονεκτήματα / Μειονεκτήματα του Tesla Coil

Τα πλεονεκτήματα είναι

  • Επιτρέπει ομοιόμορφη κατανομή τάσης σε όλα τα πηνία περιέλιξης.
  • Αυξάνει την τάση με αργό ρυθμό και ως εκ τούτου δεν προκαλεί ζημιά.
  • Υπέροχη παράσταση.
  • Η χρήση 3-φάσεων ανορθωτών για υψηλότερες δυνάμεις μπορεί να προσφέρει τεράστια κατανομή φορτίου.

Τα μειονεκτήματα είναι

  • Το πηνίο Tesla ενέχει αρκετούς κινδύνους για την υγεία λόγω της εκπομπής ραδιοσυχνοτήτων υψηλής τάσης που περιλαμβάνει εγκαύματα στο δέρμα, βλάβη στο νευρικό σύστημα και την καρδιά.
  • Περιλαμβάνει υψηλό κόστος αγοράς μεγάλου πυκνωτή εξομάλυνσης DC.
  • Η κατασκευή του κυκλώματος καταναλώνει πολύ χρόνο καθώς πρέπει να είναι τέλεια για να συντονιστεί

Εφαρμογές της Tesla Coil

Προς το παρόν, αυτά τα πηνία δεν απαιτούν μεγάλα σύνθετα κυκλώματα για την παραγωγή υψηλής τάσης. Ωστόσο, τα μικρά πηνία Tesla βρίσκουν τις εφαρμογές τους σε μια σειρά τομέων.

  • Συγκόλληση αλουμινίου
  • Τα αυτοκίνητα χρησιμοποιούν αυτά τα πηνία για την ανάφλεξη του μπουζί
  • Δημιουργημένοι θαυμαστές Tesla coil, που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή τεχνητού φωτισμού, ήχοι όπως μουσική Οι σπείρες Tesla στη βιομηχανία ψυχαγωγίας και εκπαίδευσης χρησιμοποιούνται ως αξιοθέατα σε εκθέσεις ηλεκτρονικών και επιστημονικά μουσεία
  • Συστήματα υψηλού κενού και αναπτήρες
  • Ανιχνευτές διαρροής συστήματος κενού

Συχνές ερωτήσεις

1). Τι κάνουν τα πηνία Tesla;

Αυτό το πηνίο είναι ένας ταλαντωτής ραδιοσυχνοτήτων που οδηγεί έναν μετασχηματιστή συντονισμού για να παράγει υψηλή τάση σε χαμηλό ρεύμα.

2). Μπορεί ένα πηνίο Tesla να φορτίσει ένα τηλέφωνο;

Σήμερα, τα smartphone κυκλοφορούν με ενσωματωμένη ασύρματη φόρτιση, η οποία χρησιμοποιεί την αρχή ενός πηνίου Tesla.

3). Είναι επικίνδυνο το πηνίο Tesla;

Το πηνίο και ο εξοπλισμός του είναι πολύ επικίνδυνοι καθώς παράγουν πολύ υψηλές τάσεις και ρεύματα που δεν μπορούν να διασφαλιστούν από το ανθρώπινο σώμα

4). Γιατί οι σπείρες tesla δημιουργούν μουσική;

Γενικά, αυτό το πηνίο μετατρέπει τον αέρα γύρω του σε ένα πλάσμα που αλλάζει την ένταση και προκαλεί τη διάδοση των κυμάτων σε όλες τις κατευθύνσεις, δημιουργώντας ήχο / μουσική. Αυτό συμβαίνει σε υψηλή συχνότητα 20 έως 100 kHz.

5). Πώς η Tesla μεταδίδει ηλεκτρισμό ασύρματα;

Χρησιμοποιείται ένα διάκενο για τη σύνδεση των πυκνωτών και δύο πηνίων. Καθώς η ισχύς τροφοδοτείται μέσω ενός μετασχηματιστή, παράγει το απαραίτητο ρεύμα και τροφοδοτεί ολόκληρο το κύκλωμα.

Επομένως, αυτό είναι όλο μια επισκόπηση του πηνίου Tesla που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής τάσης, χαμηλού ρεύματος και υψηλής συχνότητας. Η Tesla Coil έχει τη δυνατότητα να μεταφέρει ηλεκτρισμό ασύρματα έως και αρκετά χιλιόμετρα. Διασφαλίσαμε ότι αυτό το άρθρο δίνει στον αναγνώστη πληροφορίες για τη λειτουργία του πηνίου Tesla, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα και τις εφαρμογές. Πραγματικά, η εφεύρεσή του για ασύρματη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας έχει αλλάξει τον τρόπο που επικοινωνεί ο κόσμος.