Co to jest cewka Tesli: schemat obwodu, działanie i jego zastosowania

Co to jest cewka Tesli: schemat obwodu, działanie i jego zastosowania

Świat technologia bezprzewodowa jest tutaj! Niezliczone aplikacje bezprzewodowe, takie jak oświetlenie zasilane bezprzewodowo, inteligentne domy bezprzewodowe, ładowarki bezprzewodowe i tak dalej, powstają dzięki technologii bezprzewodowej. W 1891 roku wynalazca Nikola Tesla wynalazł najsłynniejsze odkrycie cewki Tesli. Tesla miał obsesję na punkcie dostarczania bezprzewodowej energii, co doprowadziło do wynalezienia cewki Tesli. Ta cewka nie wymaga skomplikowanego obwodu, więc jest częścią naszego codziennego życia, jak pilot zdalnego sterowania, smartfony, komputery, promieniowanie rentgenowskie, neony i światła fluorescencyjne i tak dalej.



Co to jest cewka Tesli?

Definicja: Cewka Tesli to częstotliwość radiowa oscylator który napędza podwójnie dostrojony rezonans z rdzeniem powietrznym transformator do wytwarzania wysokiego napięcia przy niskich prądach.


Cewka Tesli

cewka Tesli





Aby lepiej zrozumieć, zdefiniujmy, czym jest oscylator częstotliwości radiowej. Przede wszystkim zdajemy sobie sprawę, że oscylator elektroniczny to urządzenie, które wytwarza sygnały elektryczne o przebiegu sinusoidalnym lub prostokątnym. Ten oscylator elektroniczny wytwarza sygnały w zakresie częstotliwości radiowych od 20 kHz do 100 GHz, zwane oscylatorem o częstotliwości radiowej.

Zasada działania cewki Tesli

Cewka ta może wytwarzać napięcia wyjściowe do kilku milionów woltów w zależności od rozmiaru cewki. Cewka Tesli działa na zasadzie, aby osiągnąć stan zwany rezonans . Tutaj cewka pierwotna emituje ogromne ilości prądu do cewki wtórnej, aby napędzać obwód wtórny z maksymalną energią. Precyzyjnie dostrojony obwód pomaga strzelać prąd z obwodu pierwotnego do wtórnego przy dostrojonej częstotliwości rezonansowej.



Schemat obwodu cewki Tesli

Cewka ta ma dwie główne części - cewkę pierwotną i cewkę wtórną, przy czym każda cewka ma własny kondensator. Iskiernik łączy cewki i kondensatory Funkcjonalność iskiernika polega na generowaniu iskry wzbudzającej układ.

Schemat obwodu cewki Tesli

Schemat obwodu cewki Tesli

Cewka Tesli działa

Cewka ta wykorzystuje specjalistyczny transformator zwany transformatorem rezonansowym, transformatorem częstotliwości radiowej lub transformatorem oscylacyjnym.


Cewka pierwotna jest podłączona do źródła zasilania, a cewka wtórna transformatora jest luźno sprzężona, aby zapewnić rezonans. Kondensator połączony równolegle z obwodem transformatora działa jako obwód strojenia lub Obwód LC do generowania sygnałów o określonej częstotliwości.

Część pierwotna transformatora, inaczej nazywana transformatorem rezonansowym, przechodzi w górę, aby wygenerować bardzo wysokie poziomy napięcia w zakresie od 2 kV do 30 kV, które z kolei ładują kondensator. Wraz z nagromadzeniem ogromnych ilości ładunku w kondensatorze, ostatecznie rozbija powietrze iskiernika. Kondensator emituje ogromną ilość prądu przez cewkę Tesli (L1, L2), która z kolei generuje wysokie napięcie na wyjściu.

Częstotliwość oscylacji

Połączenie kondensatora i uzwojenia pierwotnego „L1” obwodu tworzy obwód dostrojony. Ten dostrojony obwód zapewnia, że ​​zarówno obwody pierwotne, jak i wtórne są precyzyjnie dostrojone, aby rezonować na tej samej częstotliwości. Częstotliwości rezonansowe obwodów pierwotnych „f1” i obwodów wtórnych „f2” są określone wzorem:

f1 = 1 / 2π L1C1 i f2 = 1 / 2π L2C2

Ponieważ obwodu wtórnego nie można regulować, ruchomy zaczep „L1” służy do dostrojenia obwodu pierwotnego, aż oba obwody rezonują z tą samą częstotliwością. Dlatego częstotliwość pierwotnej jest taka sama jak wtórnej.

f = 1 / 2π√L1C1 = 1 / 2π L2C2

Warunkiem rezonansu pierwotnego i wtórnego przy tej samej częstotliwości jest:

L1C1 = L2C2

Napięcie wyjściowe w transformatorze rezonansowym nie zależy od współczynnika liczby zwojów, jak w zwykłym transformatorze. Zaraz po rozpoczęciu cyklu i ustawieniu dźwigara energia obwodu pierwotnego jest magazynowana w pierwotnym kondensatorze „C1”, a napięcie, przy którym następuje przebicie iskry, wynosi „V1”.

W1 = 1 / 2C1V1dwa

Podobnie, energia na cewce wtórnej jest określona wzorem

W2 = 1 / 2C2V2dwa

Zakładając, że nie ma utraty energii, W2 = W1. Upraszczając powyższe równanie, otrzymujemy

V2 = V1√C1 / C2 = V1√L2 / L1

W powyższym równaniu szczytowe napięcie można osiągnąć, gdy przerwy w powietrzu nie występują. Napięcie szczytowe to napięcie, przy którym powietrze rozpada się i zaczyna przewodzić.

Zalety / wady cewki Tesli

Zalety są

  • Umożliwia równomierny rozkład napięcia w cewkach uzwojenia.
  • Zwiększa napięcie w wolnym tempie, dzięki czemu nie powoduje uszkodzeń.
  • Wspaniały występ.
  • Zastosowanie trójfazowych prostowników dla wyższych mocy może zapewnić ogromny podział obciążenia.

Wady są

  • Cewka Tesli stwarza kilka zagrożeń dla zdrowia ze względu na emisję fal radiowych o wysokim napięciu, która obejmuje oparzenia skóry, uszkodzenie układu nerwowego i serca.
  • Wiąże się z wysokimi kosztami zakupu dużego kondensatora wygładzającego DC.
  • Budowa obwodu pochłania dużo czasu, ponieważ musi być doskonały, aby rezonować

Zastosowania cewki Tesli

Obecnie cewki te nie wymagają dużych złożonych obwodów do wytwarzania wysokiego napięcia. Niemniej jednak małe cewki Tesli znajdują zastosowanie w wielu sektorach.

  • Spawanie aluminium
  • Samochody używają tych cewek do zapłonu świecy zapłonowej
  • Stworzone wentylatory cewek Tesli, używane do generowania sztucznego oświetlenia, dźwięki przypominające muzykę Cewki Tesli w branży rozrywkowej i edukacyjnej są wykorzystywane jako atrakcje na targach elektronicznych i muzeach nauki
  • Systemy wysokiego podciśnienia i zapalniczki łukowe
  • Detektory nieszczelności systemu próżniowego

FAQs

1). Co robią cewki Tesli?

Cewka ta jest oscylatorem o częstotliwości radiowej, który napędza transformator rezonansowy w celu wytworzenia wysokiego napięcia przy niskim prądzie.

2). Czy cewka Tesli może ładować telefon?

Obecnie wypuszczane są smartfony z wbudowanym ładowaniem bezprzewodowym, które wykorzystuje zasadę cewki Tesli.

3). Czy cewka Tesli jest niebezpieczna?

Cewka i jej wyposażenie są bardzo niebezpieczne, ponieważ wytwarzają bardzo wysokie napięcia i prądy, których ludzki organizm nie jest w stanie zapewnić

4). Dlaczego cewki Tesli tworzą muzykę?

Ogólnie rzecz biorąc, ta cewka przekształca powietrze wokół siebie w plazmę, która zmienia objętość i powoduje rozprzestrzenianie się fal we wszystkich kierunkach, tworząc dźwięk / muzykę. Dzieje się to przy wysokiej częstotliwości od 20 do 100 kHz.

5). W jaki sposób Tesla bezprzewodowo przesyłała energię elektryczną?

Iskiernik służy do łączenia kondensatorów i dwóch cewek. Moc dostarczana przez transformator wytwarza niezbędny prąd i zasila cały obwód.

A więc o to chodzi przegląd cewki Tesli które można wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej o wysokim napięciu, niskim prądzie i wysokiej częstotliwości. Cewka Tesli ma możliwość bezprzewodowego przesyłania energii elektrycznej na odległość do kilku kilometrów. Zapewniliśmy, że ten artykuł daje czytelnikowi wgląd w działanie cewki Tesli, zalety i wady oraz zastosowania. Doprawdy, jego wynalazek bezprzewodowej transmisji energii elektrycznej zmienił sposób, w jaki świat się komunikuje.