Trasformatore risonante: progetto e principio di funzionamento

Trasformatore risonante: progetto e principio di funzionamento
Trasformatore risonante: progetto e principio di funzionamento
Anonim

Un trasformatore risonante viene spesso definito trasformatore di Tesla o bobina di Tesla. Il dispositivo è stato brevettato dagli Stati Uniti d'America il 22 settembre milleottocentonovantasei, con il nome di "Apparecchio per la produzione di corrente elettrica del massimo potenziale e frequenza". Come suggerisce il nome, questo dispositivo è stato inventato dal famoso scienziato Nikola Tesla.

Il trasformatore risonante più semplice è costituito da due bobine senza un nucleo aggregato. L'avvolgimento primario ha solo pochi giri (da tre a dieci). Tuttavia, questo avvolgimento è avvolto con un filo elettrico spesso. L'avvolgimento secondario di un dispositivo come un trasformatore risonante viene spesso definito alta tensione. Ha molti più turni di quello primario (fino a diverse centinaia). Tuttavia, è avvolto con un filo elettrico più sottile.

trasformatore risonante
trasformatore risonante

Come risultato di un design così semplice, il trasformatore risonante ha un TA (rapporto di trasformazione), che supera di diverse decine di volte il valore del rapporto delle spire dell'avvolgimento secondario rispetto al primario. La tensione di uscita su un tale trasformatore puòsuperare il milione di volt. Sulla base di questo progetto, sono già stati sviluppati dispositivi come generatori di risonanza. Inoltre, tali macchine elettriche sono spesso utilizzate come apparecchiature dimostrative. A causa dell'enorme tensione alla frequenza di risonanza, un tale dispositivo è in grado di creare scariche elettriche nell'aria. E la loro lunghezza può essere davvero impressionante. A seconda della tensione di ingresso, la lunghezza della scarica può arrivare a diverse decine di metri. Il progetto stesso di un impianto elettrico come il trasformatore risonante Tesla è abbastanza semplice e senza complicazioni. È costituito da bobine (due - secondarie e primarie), uno spinterometro (noto anche come interruttore). La composizione di questo dispositivo include necessariamente condensatori (sia per la compensazione che per l'accumulo di carica). Vengono spesso utilizzate bobine e terminali toroidali (per creare un dispositivo come un trasformatore risonante con amplificazione della potenza di uscita).

trasformatore risonante con amplificazione della potenza di uscita
trasformatore risonante con amplificazione della potenza di uscita

Come accennato in precedenza, la bobina primaria ha tradizionalmente pochi giri e la bobina secondaria ne ha diverse centinaia. Inoltre, è comune un design piatto della bobina primaria, orizzontale, cilindrica, conica o verticale. Inoltre, in un dispositivo come un trasformatore risonante, non è presente un nucleo ferromagnetico (a differenza dei trasformatori di potenza o di misura). Pertanto, ha un'induttanza reciproca molto inferiore tra gli avvolgimenti di entrambe le bobine rispetto ai tradizionali trasformatori tradizionali (l'amplificazione dell'accoppiamento induttivo è soloottenuto grazie alla presenza di un nucleo ferromagnetico).

generatori di risonanza
generatori di risonanza

Così, il condensatore e la bobina primaria costituiscono un circuito oscillatorio. Ciò include un componente non lineare: uno spinterometro, che consiste in due elettrodi con uno spazio vuoto. Anche la bobina secondaria forma un circuito simile, ma al posto di un condensatore viene utilizzato un toroide. È la presenza di due circuiti oscillatori collegati che è l'intera base del funzionamento di un dispositivo come il trasformatore risonante di Tesla.

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