 |
|
Ефекти, які можна спостерігати при роботі Трансформатора Тесла
Під час роботи Трансформатор Тесла створює різні візуальні ефекти пов’язані з утворенням різних розрядів – пробоїв у повітрі. Усього розрізняють чотири види розрядів які створює трансформатор :
Стримери (від англ. Streamer) – тонкі, розгалужені канали, що містять іонізовані атоми газу й відщеплені від них електрони. Тьмяно світяться. Відходить від термінала трансформатора прямо в повітря, йдучи в землю не одразу, а поступово стікаючи. Можна сказати, що Стримери – це видима іонізація повітря, що створюється високовольтним полем трансформатора.
Спарк (від англ. Spark) – пучок яскравих, ниткоподібних, іскрових зарядів. Йде з терміналу одразу в землю або заземлений предмет. Часто ці заряди розгалужуються утворюючи іскрові канали, які швидко зникають. Також існує окремий вид цих розрядів - ковзний іскровий розряд.
Коронний розряд – іони, що знаходяться в електромагнітному полі високої напруги та мають гарне блакитнувате світіння. Створюється навколо кривої поверхні із високовольтними частинами.
Дуговий розряд – утворюється в деяких випадках:
- якщо при достатній потужності трансформатора до його термінала піднести заземлений предмет , то між ним і терміналом утвориться дуга (іноді, для того щоб утворилася така дуга, треба безпосередньо торкнутися термінала предметом і потрохи відводити його на більш велику відстань).
- якщо поблизу потужних трансформаторів є заземлені предмети, то часто можна побачити, як розряд йде не тільки від терміналу, а й від самих предметів. Інколи на таких предметах може виникнути коронний або тліючий заряд. Цікаво зауважити, що при нанесені на предмети різних хімічних речовин, колір заряду змінюється. Наприклад іони бору змінюють колір на зелений, а натрію на помаранчевий.
Під час роботи резонансного трансформатора можна почути характерний електричний тріск. Це явище пов’язане з перетворенням стримерів в іскрові канали. Разом із його перетворенням зростає велика кількість сили струму. В той же час канал розширюється – внаслідок цього в ньому стрибкоподібно підвищується тиск, що породжує ударні хвилі. Сукупність усіх хвиль породжує звук, який ми сприймаємо як іскровий «тріск».
5.5 Найпоширеніші типи Трансформатора Тесла:
SGTC (Spark Gap Tesla Coil) – основний, «класичний», Трансформатор Тесла, який використовував сам вчений. Ключовий елемент в цьому трансформаторі - розрядник. У малопотужних трансформаторах, розрядник – це просто два, невеликі дроти, що знаходяться на невеликій відстані один від одного. В потужних трансформаторах – розрядники, це складні роторні розрядники. В цих конструкціях використовують електродвигун, щ обертає диск з електродами, який замикає відповідні електроди для замикання первинного контуру. Завдяки використанню обертового іскрового розрядника, знижується ймовірність утворення паразитної дуги між електродами. Трансформатори такого типу ідеальні для отримання спарка великої довжини.
Різновиди цього типу:
Трансформатор, для живлення якого використовується змінна мережева напруга ( напруга змінного струму ) (наприклад 220В, 50Гц)– ACSGTC, і трансформатор, для живлення якого використовується випрямлена (постійна) напруга – DCSGTC. Завдяки такій подачі живлення, збільшується ККД (при тій же потужності стримери стають довшими) і робота трансформатора стає більш стабільнішою. Але для такої конструкції потрібні складні розрахунки та схеми.
VTTC (Vacuum Tube Tesla Coil) – Трансформатор Тесла з електровакуумною лампою замість генератора високочастотних коливань. Зазвичай використовують потужні лампи – наприклад, такі як ГУ – 81. Проте можуть використовуватися і менш потужні конструкції. Головною особливістю цього трансформатора є те, що він не потребує високу напругу – для отримання невеликих зарядів, йому достатньо від 300 до 600 В. Також VTTC працює практично без шуму. Такі трансформатори можуть використовуватися дуже довго не перериваючи своєї роботи, створюючи товсті стримери.
SSTC (Solid State Tesla Coil) – Трансформатор Тесла, ключовим елементом якого є напівпровідниковий елемент. В конструкцію також включено генератор - який має регулятор частоти, форми та тривалість існування імпульсів – і силові ключі – потужні, польові КМОН – транзистори.
Даний вид котушок має декілька особливостей:
- змінюючи на ключах тип сигналу можна кардинально змінювати вигляд розряду;
- якщо високочастотний сигнал генератора модулювати звуковим сигналом – наприклад музикою – то звук буде «вириватися» з самим розрядом. Втім така особливість можлива і в трансформаторах типа VTTC;
- для живлення такого трансформатора потрібна низька напруга;
- відсутність шуму при роботі.
DRSSTC (Dual Resonant Solid State Tesla Coil) – трансформатор, в якого ключем виступає напівпровідниковий елемент – в більшості випадків, застосовують IGBT – транзистори. Такі трансформатори є найскладнішими у виготовлені і налаштуванні. Довжина стримерів у DRSSTC менша ніж у SGTC, а керувати ним трохи важче ніж SSTC.