کویل تسلا : نمودار مدار ، کار و برنامه های کاربردی آن چیست

1

کویل تسلا به روشی متفاوت از یک ترانسفورماتور معمولی (یعنی هسته آهن) عمل می کند. در یک ترانسفورماتور معمولی ، سیم پیچ ها بسیار محکم با هم قرار می گیرند و افزایش ولتاژ به نسبت تعداد چرخش های سیم پیچ محدود می شود.

اما بر خلاف یک ترانسفورماتور معمولی ، که ممکن است 97٪ + از میدان های مغناطیسی بین سیم پیچ ها را به وجود آورد ، سیم پیچ های سیم پیچ تسلا “آزادانه” با هم وصل می شوند ، در حالی که اولیه و ثانویه معمولاً تنها 10-20٪ از میدان های مغناطیسی مربوطه خود را دارند و در عوض سیم پیچ انرژی را (از طریق اتصال شل) از یک مدار رزونانس نوسان (اولیه) به دیگری (ثانویه) بیش از تعدادی چرخه RF منتقل می کند.

با انتقال انرژی اولیه به ثانویه ، ولتاژ خروجی ثانویه افزایش می یابد تا زمانی که تمام انرژی اولیه موجود به ثانویه منتقل شود (تلفات کمتری). حتی با وجود افت قابل توجه جرقه ، یک سیم پیچ تسلا به خوبی طراحی شده می تواند بیش از 85٪ از انرژی اولیه ذخیره شده در خازن اولیه را به مدار ثانویه منتقل کند. بنابراین افزایش ولتاژ یک کویل Tesla مختل کننده می تواند به طور قابل توجهی بیشتر از یک ترانسفورماتور معمولی باشد ، زیرا در عوض متناسب با ریشه مربع نسبت القایی ثانویه و اولیه است.

علاوه بر این ، به دلیل شکاف زیاد بین اولیه و ثانویه که اتصال جوش از بین می رود ، عایق بین این دو بسیار کمتر از هم می شکنند و این به کویل ها اجازه می دهد ولتاژهای بسیار زیاد و بدون آسیب را اجرا کنند.

کویل تسلا چیست؟

 

تعریف: سیم پیچ Tesla نوسانگر فرکانس رادیویی است که ترانسفورماتور رزونانس دوتایی هسته ای هوا را هدایت می کند تا ولتاژ بالایی با جریان های کم تولید کند.

تسلا-کویل
تسلا-کویل

برای درک بهتر ، بگذارید نوسانگر فرکانس رادیویی را تعریف کنیم. در درجه اول ، ما می دانیم که نوسان ساز الکترونیکی وسیله ای است که سیگنال های الکتریکی یا موج سینوسی یا موج مربعی را تولید می کند. این نوسان ساز الکترونیکی سیگنالهایی را در محدوده فرکانس رادیویی 20 کیلوهرتز تا 100 گیگاهرتز تولید می کند ، که به عنوان نوسان ساز فرکانس رادیویی شناخته می شود.

اصل کار کویل تسلا

این سیم پیچ قادر به تولید ولتاژ خروجی تا چند میلیون ولت بر اساس اندازه سیم پیچ است. کویل تسلا برای دستیابی به شرایطی به نام رزونانس بر روی یک اصل کار می کند . در اینجا ، سیم پیچ اولیه مقادیر عظیمی از جریان را به سیم پیچ ثانویه منتقل می کند تا مدار ثانویه با حداکثر انرژی هدایت شود. مدار دقیق تنظیم شده به شلیک جریان از مدار اولیه به ثانویه با فرکانس رزونانس تنظیم کمک می کند.

نمودار مدار کویل تسلا

 

این سیم پیچ دارای دو قسمت اصلی – یک سیم پیچ اولیه و یک سیم پیچ ثانویه است که هر سیم پیچ خازن مخصوص به خود را دارد. شکاف جرقه سیم پیچ ها و خازن ها را به هم متصل می کند . عملکرد شکاف جرقه تولید جرقه برای برانگیختن سیستم است.

نمودار تسلا-سیم پیچ-مدار
نمودار تسلا-سیم پیچ-مدار

 

کار سیم پیچ تسلا

 

این سیم پیچ از ترانسفورماتور تخصصی به نام ترانسفورماتور رزونانس ، ترانسفورماتور با فرکانس رادیویی یا ترانسفورماتور نوسان استفاده می کند.

سیم پیچ اصلی به منبع تغذیه متصل شده است و سیم پیچ ثانویه یک ترانسفورماتور با اطمینان متصل شده است تا از طنین انداز شود. خازن متصل به طور موازی با مدار ترانسفورماتور به عنوان یک مدار تنظیم یا مدار LC عمل می کند تا سیگنال ها را در یک فرکانس خاص تولید کند.

اولیه ترانسفورماتور ، در غیر این صورت به عنوان ترانسفورماتور تشدید کننده گفته می شود تا برای تولید سطوح بسیار بالایی از ولتاژ در بازه بین 2 کیلو ولت تا 30 کیلو ولت ، که به نوبه خود خازن را شارژ می کند. با تجمع مقادیر زیاد بار در خازن ، سرانجام هوا شکاف جرقه را تجزیه می کند. خازن مقدار زیادی جریان را از طریق سیم پیچ تسلا (L1 ، L2) ساطع می کند ، که به نوبه خود ولتاژ بالایی را در خروجی ایجاد می کند.

فرکانس نوسان

 

ترکیبی از خازن و سیم پیچ اولیه “L1” مدار یک مدار تنظیم شده را تشکیل می دهد. این مدار تنظیم شده اطمینان حاصل می کند که هر دو مدار اولیه و ثانویه کاملاً تنظیم شده اند تا در همان فرکانس یکسان شوند. فرکانسهای رزونانس مدارهای اولیه ‘f1’ و ثانویه ‘f2’ و توسط آنها داده می شود ،

f1 = 1 / 2π √ L1C1 و f2 = 1 / 2π √ L2C2

از آنجا که نمی توان مدار ثانویه را تنظیم کرد ، از شیر متحرک بر روی “L1” برای تنظیم سیم اولیه مدار استفاده می شود تا هر دو مدار در همان فرکانس طنین انداز شوند. بنابراین ، دفعات ابتدایی برابر با ثانویه است.

f = 1 / 2π√L1C1 = 1 / 2π √ L2C2

شرط اولیه و ثانویه برای طنین انداز شدن در همان فرکانس ،

L1C1 = L2C2

ولتاژ خروجی در ترانسفورماتور رزونانس به نسبت عدد چرخش مانند ترانسفورماتور معمولی بستگی ندارد. به محض شروع چرخه و به محض تنظیم شدن اسپار ، انرژی مدار اولیه در خازن اولیه ‘C1’ ذخیره می شود و ولتاژ که جرقه در آن خراب می شود ‘V1’ است.

W1 = 1 / 2C1V1 2

به طور مشابه ، انرژی در سیم پیچ ثانویه توسط ،

W2 = 1 / 2C2V2 2

با فرض عدم اتلاف انرژی ، W2 = W1. با ساده کردن معادله فوق ، می گیریم

V2 = V1√C1 / C2 = V1√L2 / L1

در معادله فوق ، ولتاژ اوج در صورت قطع شدن هوا حاصل می شود. ولتاژ اوج ولتاژ است که در آن هوا خراب می شود و شروع به انجام می کند.

مزایا / معایب سیم پیچ تسلا

مزایای آن است

  • توزیع یکنواخت ولتاژ در سراسر سیم پیچ ها را می دهد.
  • ولتاژ را با سرعت آهسته و از این رو خسارت ایجاد می کند.
  • عملکرد فوق العاده.
  • استفاده از یکسو کننده های سه فاز برای قدرت های بالاتر می تواند اشتراک بار فوق العاده ای را ارائه دهد.

مضرات هستند

  • سیم پیچ تسلا به دلیل انتشار فرکانس رادیویی با ولتاژ بالا ، که شامل سوختگی پوست ، آسیب به سیستم عصبی و قلب است ، خطرات زیادی برای سلامتی دارد.
  • در خرید خازن بزرگ صاف کننده DC ، هزینه های بالایی را شامل می شود.
  • ساخت مدار زمان زیادی را صرف می کند ، زیرا برای طنین انداز باید کامل باشد

برنامه های سیم پیچ تسلا

در حال حاضر ، این سیم پیچ ها برای تولید ولتاژ بالا به مدارهای پیچیده بزرگ احتیاج ندارند. با این وجود ، کویل های کوچک تسلا کاربردهای خود را در بخش های مختلفی پیدا می کنند.

  • جوشکاری آلومینیوم
  • خودروها از این کویل ها برای احتراق جرقه استفاده می کنند
  • طرفداران کویل Tesla ایجاد شده ، برای تولید نور مصنوعی ، به نظر می رسد موسیقی مانند کویل های تسلا در صنعت سرگرمی و آموزش به عنوان جاذبه در نمایشگاه های الکترونیک و موزه های علمی استفاده می شوند
  • سیستم های خلاء بالا و فندک های قوس دار
  • آشکارسازهای نشت سیستم خلاء

سؤالات متداول

1) کویل های تسلا چه می کنند؟

این سیم پیچ نوسانگر فرکانس رادیویی است که یک ترانسفورماتور رزونانس را هدایت می کند تا در جریان کم ولتاژ بالا تولید کند.

2) آیا یک سیم پیچ تسلا می تواند تلفن را شارژ کند؟

امروزه گوشی های هوشمند با شارژ بی سیم داخلی ساخته می شوند که از اصل کویل تسلا استفاده می کند.

3) آیا سیم پیچ تسلا خطرناک است؟

سیم پیچ و تجهیزات آن بسیار خطرناک هستند زیرا ولتاژها و جریانهای بسیار بالایی تولید می کنند که توسط بدن انسان قابل اطمینان نیست

4) چرا کولا های تسلا موسیقی می سازند؟

به طور کلی ، این سیم پیچ هوای اطراف آن را به پلاسمائی تبدیل می کند که باعث تغییر حجم می شود و باعث می شود که امواج در تمام جهت پخش شوند و صدا / موسیقی ایجاد می کنند. این اتفاق در فرکانس بالای 20 تا 100 کیلوهرتز رخ می دهد.

5) چگونه تسلا برق را به صورت بی سیم انتقال داد؟

از شکاف جرقه ای برای اتصال خازن ها و دو سیم پیچ استفاده می شود. با تغذیه نیرو از طریق ترانسفورماتور ، جریان لازم را تولید می کند و کل مدار را تغذیه می کند.

بنابراین ، این همه چیز در مورد یک نمای کلی از سیم پیچ تسلا است که می تواند برای تولید برق ولتاژ بالا ، جریان کم و فرکانس بالا مورد استفاده قرار گیرد. تسلا کوئل توانایی انتقال برق به صورت بی سیم تا چند کیلومتر را دارد. ما اطمینان حاصل کردیم که این مقاله به خواننده بینش در مورد کار سیم پیچ تسلا ، مزایا و معایب و کاربردها را می دهد. راستی ، اختراع وی از انتقال بی سیم انرژی الکتریکی ، شیوه ارتباط جهان را تغییر داده است.

1 نظر
  1. australian wine می گوید

    Wow, amazіng blog layout! How long have you been blogging for?
    you make blοgging lоok easy. The overɑll lo᧐к of your wеb site iѕ wonderful,
    let alone the content!

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.