Svět bezdrátová technologie Je zde! Díky bezdrátové technologii je vyvinuto nespočet bezdrátových aplikací, jako je osvětlení s bezdrátovým napájením, bezdrátové chytré domy, bezdrátové nabíječky atd. V roce 1891 vynalezl nejslavnější objev Teslovy cívky vynálezce Nikola Tesla. Tesla byl posedlý poskytováním bezdrátové energie, což vedlo k vynálezu Teslovy cívky. Tato cívka nevyžaduje složitý obvod, a proto je součástí našeho každodenního života, jako je dálkové ovládání, smartphony, počítače, rentgenové záření, neonová a zářivková světla atd.
Co je Tesla Coil?
Definice: Teslova cívka je vysokofrekvenční oscilátor který pohání dvojitě vyladěnou rezonanci vzduchového jádra transformátor produkovat vysoké napětí s nízkými proudy.
tesla-coil
Abychom tomu lépe porozuměli, definujme si, co je vysokofrekvenční oscilátor. Především si uvědomujeme, že elektronický oscilátor je zařízení, které produkuje elektrické signály sínusové nebo čtvercové vlny. Tento elektronický oscilátor produkuje signály v vysokofrekvenčním rozsahu 20 kHz až 100 GHz, známý jako vysokofrekvenční oscilátor.
Princip fungování Tesla Coil
Tato cívka má schopnost produkovat výstupní napětí až několik milionů voltů na základě velikosti cívky. Teslova cívka pracuje na principu k dosažení stavu zvaného rezonance . Zde primární cívka emituje obrovské množství proudu do sekundární cívky, aby poháněla sekundární obvod s maximální energií. Vyladěný obvod pomáhá střílet proud z primárního do sekundárního obvodu na vyladěné rezonanční frekvenci.
Schéma zapojení Tesla Coil
Tato cívka má dvě hlavní části - primární cívku a sekundární cívku, přičemž každá cívka má svůj vlastní kondenzátor. Jiskřiště spojuje cívky a kondenzátory Funkcí jiskřiště je generování jiskry k rozrušení systému.
Tesla-coil-obvodové schéma
Tesla Coil pracuje
Tato cívka používá specializovaný transformátor nazývaný rezonanční transformátor, vysokofrekvenční transformátor nebo oscilační transformátor.
Primární cívka je připojena ke zdroji energie a sekundární cívka transformátoru je volně připojena, aby se zajistilo, že rezonuje. Kondenzátor zapojený paralelně s obvodem transformátoru funguje jako ladicí obvod nebo LC obvod generovat signály na konkrétní frekvenci.
Primární transformátor, jinak označovaný jako rezonanční transformátor, postupuje nahoru a generuje velmi vysoké úrovně napětí v rozmezí od 2 kV do 30 kV, které zase nabíjí kondenzátor. S hromaděním obrovského množství náboje v kondenzátoru se nakonec rozpadne vzduch jiskřiště. Kondenzátor vyzařuje obrovské množství proudu přes Tesla Coil (L1, L2), což zase generuje vysoké napětí na výstupu.
Frekvence oscilace
Kombinace kondenzátoru a primárního vinutí „L1“ obvodu tvoří vyladěný obvod. Tento vyladěný obvod zajišťuje, že jak primární, tak sekundární obvody jsou jemně vyladěny, aby rezonovaly na stejné frekvenci. Rezonanční frekvence primárního „f1“ a sekundárních obvodů „f2“ a jsou dány vztahem,
f1 = 1 / 2π √ L1C1 a f2 = 1 / 2π √ L2C2
Vzhledem k tomu, že sekundární obvod nelze nastavit, slouží pohyblivý kohoutek „L1“ k vyladění primárního obvodu, dokud oba obvody rezonují na stejné frekvenci. Frekvence primárního signálu je proto stejná jako frekvence sekundárního.
f = 1 / 2π√L1C1 = 1 / 2π √ L2C2
Podmínkou pro primární a sekundární rezonování na stejné frekvenci je,
L1C1 = L2C2
Výstupní napětí v rezonančním transformátoru nezávisí na poměru počtu závitů jako v běžném transformátoru. Jakmile začne cyklus a ustoupí nosník, energie primárního obvodu se uloží do primárního kondenzátoru „C1“ a napětí, při kterém se jiskra rozpadne, je „V1“.
W1 = 1 / 2C1V1dva
Podobně je energie na sekundární cívce dána,
W2 = 1 / 2C2V2dva
Za předpokladu, že nedojde ke ztrátě energie, W2 = W1. Zjednodušením výše uvedené rovnice dostaneme
V2 = V1√C1 / C2 = V1√L2 / L1
Ve výše uvedené rovnici lze dosáhnout špičkového napětí, když nedojde k rozpadu vzduchu. Špičkové napětí je napětí, při kterém se vzduch rozpadá a začíná vést.
Výhody / nevýhody Tesla Coil
Výhody jsou
- Umožňuje rovnoměrné rozložení napětí v cívkách vinutí.
- Zvyšuje napětí pomalým tempem, a tedy bez poškození.
- Skvělý výkon.
- Použití 3fázových usměrňovačů pro vyšší výkony může nabídnout obrovské sdílení zátěže.
Nevýhody jsou
- Cívka Tesla představuje několik zdravotních rizik v důsledku vysokofrekvenční emise vysokofrekvenčního proudu, která zahrnuje popáleniny kůže, poškození nervového systému a srdce.
- Zahrnuje vysoké náklady na nákup velkého stejnosměrného vyhlazovacího kondenzátoru.
- Konstrukce obvodu spotřebovává mnoho času, protože musí být dokonalý, aby rezonoval
Aplikace Tesla Coil
V současné době tyto cívky nevyžadují k výrobě vysokého napětí velké složité obvody. Malé cívky Tesla si nicméně nacházejí uplatnění v řadě odvětví.
- Svařování hliníku
- Automobily tyto cívky používají k zapalování zapalovací svíčky
- Vytvořené ventilátory Tesla coil, které se používají k generování umělého osvětlení, zní jako hudba Tesla coil v zábavním a vzdělávacím průmyslu se používají jako atrakce na veletrzích elektroniky a vědeckých muzeích
- Systémy vysokého vakua a zapalovače elektrického oblouku
- Detektory úniku vakuového systému
Časté dotazy
1). Co dělají Teslovy cívky?
Tato cívka je vysokofrekvenční oscilátor, který pohání rezonanční transformátor pro generování vysokého napětí při nízkém proudu.
2). Může Tesla cívka nabíjet telefon?
V současné době jsou smartphony vydávány s integrovaným bezdrátovým nabíjením, které využívá princip Teslovy cívky.
3). Je Teslova cívka nebezpečná?
Cívka a její zařízení jsou velmi nebezpečné, protože vytvářejí velmi vysoké napětí a proudy, které lidské tělo nemůže zajistit
4). Proč Tesla cívky dělají hudbu?
Obecně tato cívka převádí vzduch kolem sebe na plazmu, která mění hlasitost a způsobuje, že se vlny šíří všemi směry a vytvářejí zvuk / hudbu. To se děje při vysoké frekvenci 20 až 100 kHz.
5). Jak Tesla přenášela elektřinu bezdrátově?
K připojení kondenzátorů a dvou cívek se používá jiskřiště. Když je energie přiváděna přes transformátor, produkuje potřebný proud a napájí celý obvod.
O toto tedy jde přehled Teslovy cívky které lze použít k výrobě elektřiny vysokého napětí, nízkého proudu a vysoké frekvence. Tesla Coil má schopnost bezdrátově přenášet elektřinu až na několik kilometrů. Zajistili jsme, že tento článek poskytne čtenáři vhled do fungování Teslovy cívky, výhod a nevýhod a aplikací. Jeho vynález bezdrátového přenosu elektrické energie skutečně změnil způsob komunikace světa.
