|
|
|
|
|
|
+
+
|
|
Перспективные вложения и инвестиции в проекты.
|
+
Моторогенератор энергии.
Проект -
№ 2.
Информация закрытая.
|
+
Вернуться на предыдущую страницу: проект -
№ 2.
Знакомство с трансформатором Н. Теслы.
Трансформатор Теслы включает в себя две основные части:
1. генерирующую часть, состоящую из высоковольтного источника питания, накопительного конденсатора С1, разрядника и катушки связи L1; частота генерации зависит от напряжения питания, ёмкости конденсатора С1, характеризующего время разряда, а также промежутка между электродами разрядника;
2. резонансную катушки индуктивности L2, заземление и сферу.
Если вглядеться в чертёж этого трансформатора внимательнее, то мы увидим известную схему последовательного колебательного контура, состоящего из катушки индуктивности L2 с открытой ёмкостью С, образованной между сферой и землей. Другими словами, перед нами открытый колебательный контур Дж. К. Максвелла.
И сейчас самое время обратиться к классической теории принципа действия указанного выше открытого колебательного контура.
Как известно, колебательный контур представляет собой катушку индуктивности (из одного витка) и конденсатор из двух, рядом расположенных металлических пластин. Если подать в разрыв индуктивности контура 1 переменное напряжение от генератора (см. рис.2а), то в витке потечёт переменный ток, который и создаст вокруг проводника магнитное поле. Всё описанное сможет подтвердить магнитный индикатор в виде витка, нагруженного лампочкой. Для того, чтобы получить открытый колебательный контур, нужно лишь раздвинуть пластины конденсатора.
|
|
|
Что при этом происходит? Лампа индикатора магнитного поля продолжает гореть. Чтобы лучше понять процесс, обратите внимание на рис. 2а. По витку контура 1 течёт ток проводимости, который формирует вокруг себя магнитное поле Н, а между пластинами конденсатора - равный ему, так называемый, ток смещения. Несмотря на то, что между пластинами конденсатора нет тока проводимости, опыт показывает, что ток смещения создаёт такое же магнитное поле, как и ток проводимости. Первым об этом догадался великий английский физик Дж. К. Максвелл.
В 60-х годах XIX-го столетия, формулируя систему уравнений для описания электромагнитных явлений, Максвелл столкнулся с тем, что уравнение для магнитного поля постоянного тока и уравнение сохранения электрических зарядов переменных полей (уравнение непрерывности) несовместимы. Дабы устранить противоречие, учёный, не имея на то никаких экспериментальных данных, постулировал, что магнитное поле порождается не только движением зарядов, но и изменением электрического поля, подобно тому, как электрическое поле порождается и зарядами, и изменением магнитного поля. Величину, а именно электрическую индукцию, которую он добавил к плотности тока проводимости, Максвелл назвал током смещения. У электромагнитной индукции появился магнитоэлектрический аналог, а уравнения поля обрели замечательную симметрию. Так, умозрительно был открыт один из фундаментальнейших законов природы, следствием которого явилось существование электромагнитных волн. Впоследствии Г. Герц, опираясь на данную теорию, доказал, что электромагнитное поле, излучаемое электрическим вибратором, равно полю, излучаемому ёмкостным излучателем.
|
|
Итак, проверим ещё раз, что происходит, когда закрытый колебательный контур превращается в открытый. А также то, как можно обнаружить электрическое поле Е. Для этого рядом с колебательным контуром поместим индикатор электрического поля, в данном случае вибратор, в разрыв которого включена лампа накаливания. Что ж, она пока не горит. Постепенно раскрываем контур и наблюдаем, что лампа индикатора электрического поля загорается (см. рис. 2б). Электрическое поле теперь не сосредоточено между пластинами конденсатора, его силовые линии идут от одной пластины к другой через открытое пространство. Опыт убедительно доказывает утверждение Дж. К. Максвелла о том, что ёмкостный излучатель порождает электромагнитную волну.
Никола Тесла обратил внимание на этот факт. И далее предположил, что при помощи совсем небольших излучателей можно создать достаточно эффективный прибор для излучения электромагнитной волны. Так и родился резонансный трансформатор Н. Теслы. Проверим это опытным путём, для чего вновь рассмотрим назначение деталей трансформатора.
Итак, сфера и заземление выполняют роль пластин открытого конденсатора. Геометрические размеры сферы и технические данные катушки индуктивности определяют частоту последовательного резонанса, которая должна совпадать с частотой генерации разрядника.
Иными словами, режим последовательного резонанса позволяет трансформатору Теслы достигать таких величин напряжений, что на поверхности сферы появляется коронарный разряд и даже молнии. Весь фокус состоит в том, что коэффициент трансформации резонансного устройства выше соотношения витков катушек L1/L2 и значительно выше, чем в трансформаторах с ферросердечниками.
|
|
|
|
|
Здесь индуктивность L2, сфера и заземление представляют собой открытый резонансный колебательный контур. Именно поэтому трансформатор Теслы и называют резонансным.
Рассмотрим работу трансформатора Теслы, как последовательного колебательного контура.
Этот контур следует воспринимать как обычный LC-элемент - на рис. 1а,б, как и на рис. 2а, где включены последовательно индуктивность L, открытый конденсатор С и сопротивление среды Rср. Угол сдвига фаз в последовательном колебательном контуре между напряжением и током равен нулю (=0), если ХL = - Хс, т.е. изменения тока и напряжения в нём происходят синфазно. Это явление называется резонансом напряжений (последовательным резонансом). Следует отметить, что при понижении частоты от резонанса, ток в контуре уменьшается, а резонанс тока несёт ёмкостный характер. При дальнейшей расстройке контура и понижении тока на 0.707, его фаза смещается на 45 градусов. При расстройке контура вверх по частоте он приобретает индуктивный характер. Это явление часто используют в фазоинверторах.
Если мы рассмотрим схему, изображённую на рис. 3, то сможем предоставить простые расчеты, из которых видно, что напряжение на пластинах излучателя вычисляется, исходя из добротности контура Q, которая реально может находиться в пределах 20-50 и много выше.
Там, где полоса пропускания определяется добротностью контура -
f=fo/Q,
напряжение на пластинах излучателя вписывается в следующую формулу:
U2= Q * U1.
|
+
Если вас что-то заинтересовало, расскажите о нас своим друзьям, знакомым, родственникам или коллегам...
+
|
|
|
