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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Trasformatore Tesla: varietà, esperimenti. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori VTTC deve la sua comparsa all'invenzione e alla distribuzione di potenti generatori di tubi a vuoto in grado di creare oscillazioni elettromagnetiche con una potenza di centinaia e migliaia di watt. A differenza dei generatori di scintille, che creano esplosioni ripetute di oscillazioni smorzate ad alta frequenza, i generatori a tubi sono in grado di generare un segnale continuo, che, se necessario, può essere modulato in ampiezza. Si tratta di classici autooscillatori a tubi, il cui carico è l'avvolgimento primario di un trasformatore Tesla. Tali dispositivi sono popolari tra gli hobbisti stranieri e nazionali, anche se in misura minore rispetto a SGTC. Le principali difficoltà nella loro creazione sono le grandi dimensioni delle potenti lampade del generatore, la necessità di raffreddamento ad aria o addirittura ad acqua e di alimentazione anodica ad alta tensione. Consideriamo quello mostrato in Fig. 9 schema di un trasformatore a tubo Tesla che utilizza componenti moderni. Questo è un generatore classico con feedback induttivo (trasformatore). La lampada VL1 (pentodo GK-71, ampiamente utilizzato nei trasmettitori radioamatori) è collegata da un triodo: tutte le sue griglie sono collegate insieme. La commutazione del pentodo, che riduce la capacità di rendimento della lampada e riduce la probabilità della sua autoeccitazione, in questo caso non presenta vantaggi, poiché è necessaria l'autoeccitazione.
Il carico anodico della lampada è un circuito oscillatorio formato dall'avvolgimento I del trasformatore. T3 e condensatore C2. Accanto a questo avvolgimento sullo stesso telaio è presente l'avvolgimento di retroazione II. La tensione indotta ai suoi capi viene fornita alle griglie della lampada, fornendo il feedback positivo necessario per la generazione. La componente alternata della corrente di griglia è chiusa al catodo attraverso il condensatore C4 e la componente costante, che scorre attraverso il resistore R1, crea una caduta di tensione ai suoi capi, applicata dal meno alle griglie della lampada. Questa è la tensione di polarizzazione automatica. Aumentando in valore assoluto, copre parzialmente la lampada quando aumenta l'ampiezza del segnale ad alta frequenza e quando diminuisce diminuisce anche, il che porta ad un aumento dell'ampiezza. In questo modo l'ampiezza delle oscillazioni viene mantenuta costante. Selezionando il resistore R1 è possibile regolare la potenza del generatore entro determinati limiti. I condensatori di blocco C1 e C3 riducono al minimo la penetrazione della tensione ad alta frequenza nella rete di alimentazione. La sorgente di tensione fornita all'anodo della lampada VL1 è costituita dal trasformatore T1 della cucina. Forno a microonde e raddrizzatore a semionda che utilizzano diodi VD1-VD4 collegati in serie. Il valore massimo della tensione pulsante con una frequenza di 50 Hz all'uscita del raddrizzatore è di circa 3 kV. Il segnale proveniente da un generatore alimentato da questa tensione assume la forma di esplosioni di oscillazioni HF seguendo una frequenza di pulsazione. Ciò facilita in qualche modo la modalità operativa della lampada (la tensione di 3 kV è più che consentita in modalità continua) e ha un effetto benefico sul numero e sulla forma delle scariche osservate. La tensione del filamento viene fornita alla lampada VL1 dal trasformatore T2. È importante notare che è necessario accendere il dispositivo in due fasi. Prima di tutto, cambia SA2 per accendere il riscaldamento. e solo dopo poche decine di secondi, quando il catodo della lampada si riscalda, viene applicata la tensione anodica, chiudendo l'interruttore SA1. Collegando il trasformatore T1 alla rete tramite un autotrasformatore regolabile (LATR), è possibile aumentare gradualmente la tensione anodica all'accensione e regolarla durante gli esperimenti. Il progetto del trasformatore T3 è mostrato in Fig. 10. Gli avvolgimenti I e II sono avvolti su un pezzo di tubo idraulico in plastica con un diametro di 160 mm. L'avvolgimento I è costituito da 30 spire di filo isolato con una sezione trasversale di 4 mm. L'avvolgimento II contiene 20 spire di filo smaltato con un diametro di 0,22 mm. L'avvolgimento di uscita (III) è lo stesso. come nei casi precedenti, avvolto su una bottiglia di kefir.
Se la lampada GK-71 non è disponibile, è possibile utilizzare la meno potente GU-50, nonché le lampade 6P36S e 6P45S utilizzate nei televisori a scansione lineare. Per aumentare la potenza, tali lampade possono essere collegate in parallelo. Non dimenticare di selezionare anche il trasformatore T2 con una tensione sull'avvolgimento secondario che corrisponda alla tensione nominale del filamento della lampada utilizzata. Il circuito oscillatorio nel circuito dell'anodo della lampada VL1 deve essere regolato sulla frequenza di risonanza dell'avvolgimento III del trasformatore T3. Per fare ciò, misurare l'induttanza dell'avvolgimento I e calcolare la capacità utilizzando una formula ben nota. Il condensatore C2 deve essere ad alta tensione, ad esempio KVI-3. Buoni risultati si ottengono utilizzando un condensatore variabile sotto vuoto. Se non è possibile misurare l'induttanza, è possibile effettuare più prese dall'avvolgimento I e selezionare il numero ottimale di spire in esso in base alla lunghezza massima delle scariche risultanti. È opportuno prevedere la possibilità di spostare l'avvolgimento II rispetto all'avvolgimento I per selezionare il coefficiente di retroazione ottimale. Come nel caso precedente va ricordato che l'apparecchio contiene elementi sotto tensione pericolosa per la vita. Qualsiasi contatto con l'alimentazione è inaccettabile. Tutti gli aggiustamenti e le modifiche al dispositivo possono essere apportati solo dopo averlo scollegato dalla rete e aver scaricato forzatamente tutti i condensatori ad alta tensione. In generale, si può notare che rispetto a SGTC, VTTC funziona in modo un po 'più "morbido" e il suo design è più conveniente a causa dell'assenza di uno spinterometro, che si brucia gradualmente e richiede una regolazione. È interessante notare che gli scarichi non sono simili a quelli. quanto ottenuto con l'aiuto di SGTC. La forma a spirale delle stelle filanti è del tutto inaspettata (Fig. 11), il motivo di ciò non è noto all'autore.
Per confrontare la forma delle scariche con tensione anodica pulsante e costante, il raddrizzatore di tensione anodica a semionda è stato sostituito con uno a onda intera (ponte a diodi) ed è stato aggiunto un condensatore di livellamento di grande capacità. Il risultato è mostrato in Fig. 12.
Le differenze sono chiaramente visibili. Con la tensione ad alta frequenza generata dai flash, ogni streamer dura solo mezzo ciclo della tensione di rete. La nuova categoria non ripete il percorso della vecchia, ma si precipita in un altro luogo. Vediamo diversi lunghi streamer singoli. Con la generazione continua, la “torcia” risultante brucia costantemente. È abbastanza simile a una fiamma normale e si discosta anche quando ci soffi sopra. Tuttavia, nell'aria calma, la torcia non è diretta strettamente verso l'alto, come una fiamma normale, ma con un certo angolo rispetto alla verticale. Ciò potrebbe essere dovuto alla struttura del campo magnetico attorno al trasformatore. La differenza tra le modalità è chiaramente evidente a orecchio: nella modalità pulsante si sente un forte ronzio con una frequenza di 50 Hz e nella modalità continua si sente solo un leggero sibilo. In teoria, puoi utilizzare un trasformatore Tesla come sorgente sonora se moduli il generatore con un segnale audio. Infatti, otterrai un trasmettitore AM che funziona alla frequenza di risonanza del trasformatore Tesla. Un esperimento interessante è stato condotto con un "motore ionico": una piattaforma girevole realizzata in materiale elettricamente conduttivo posizionata sulla punta dell'elettrodo di uscita di un trasformatore di Tesla. Flussi di particelle ionizzate, che volano dalle estremità ricurve e affilate delle pale del giradischi in una direzione, creano una spinta del getto, mettendolo in movimento. Per ottenere buoni risultati, lo spinner deve essere leggero e ben bilanciato. Per scattare la fotografia mostrata in Fig. 13, la tensione anodica della lampada VL1 doveva essere ridotta a 1000 V. Altrimenti la rotazione sarebbe troppo veloce e il piatto spesso cadrebbe.
Va notato che nonostante i suoi 100 anni di storia, il trasformatore di Tesla non è stato ancora completamente studiato. Ad esempio, l'autore non è riuscito a trovare una spiegazione per la forma a spirale delle stelle filanti, un metodo per calcolare con precisione la resistenza di ingresso di un trasformatore Tesla e il suo esatto abbinamento con il generatore, un metodo per calcolare la lunghezza delle scariche e l'influenza di la propria capacità sulla frequenza di risonanza del trasformatore. Apparentemente questi problemi sono stati poco studiati e praticamente non sono trattati nelle fonti disponibili. In generale, il trasformatore di Tesla è un campo di sperimentazione molto vasto e non completamente esplorato. C'è persino un'opinione tra i dilettanti secondo cui l'efficienza del trasformatore Tesla supera il 100%. perché trae "energia libera" dallo spazio. Questo. Ovviamente. lontano da esso. Durante gli esperimenti con i trasformatori Tesla non sono state osservate violazioni della legge di conservazione dell'energia. Come accennato in precedenza, il trasformatore Tesla è una fonte abbastanza potente di radiazioni elettromagnetiche. Pertanto è stato interessante valutarne il possibile impatto su altri dispositivi elettronici. Per gli esperimenti è stato utilizzato un trasformatore Tesla con un generatore basato su un tubo a vuoto, collegato a terra al filo neutro della rete elettrica. Si è osservato quanto segue:
Pertanto, l'autore non ha notato effetti particolarmente pericolosi sui dispositivi elettronici domestici. Tuttavia, si raccomanda comunque una ragionevole cautela quando si conducono esperimenti. Ad esempio, durante gli esperimenti ha senso scollegare fisicamente le apparecchiature costose dalla rete. Si consiglia inoltre di scollegare tutte le antenne e i cavi lunghi che collegano i componenti elettronici. Se possibile, utilizzare una terra separata per il trasformatore Tesla. Sebbene su Internet siano presenti descrizioni di trasformatori Tesla con lunghezze di scarica superiori a mezzo metro, l'autore sconsiglia di realizzarli e gestirli a casa. Autore: Elyuseev D.
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