Hva er En Tesla coil?

Se for deg en tilbaketrukket mann som drypper av svette hele natten i et mørkt laboratorium, opplyst bare av knitrende gnister som periodisk hopper fra enorme maskiner og kaster en lilla glød over ansiktet hans. Dette Var Nikola Tesla, arketypen til den gale forskeren. Hans oppfinnelser fyller verden rundt oss; de er medvirkende til vårt moderne elektriske nett. De er stille, pålitelige, usynlige maskiner.Kanskje Hans mest kjente oppfinnelse Er Tesla-spolen – en innretning som produserer vakre flygende buer av elektrisk energi. Det ble oppfunnet Av Tesla i et forsøk på å overføre strøm trådløst.

Transformer i aksjon

prinsippene bak Tesla-spolen er relativt enkle. Bare husk at elektrisk strøm er strømmen av elektroner, mens forskjellen i elektrisk potensial (spenning) mellom to steder er det som skyver den strømmen. Strøm er som vann, og spenning er som en bakke. En stor spenning er en bratt bakke, ned hvilken en strøm av elektroner raskt kan strømme. En liten spenning er som en nesten flat slette med nesten ingen vannstrøm.

Kraften Til Tesla-spolen ligger i en prosess som kalles elektromagnetisk induksjon. Det er her et skiftende magnetfelt skaper en spenning som tvinger strøm til å strømme. I sin tur genererer den flytende elektriske strømmen et magnetfelt. Når elektrisitet strømmer gjennom en avviklet trådspole, genererer den et magnetfelt som fyller området rundt spolen i et bestemt mønster.

På Samme måte, Hvis et magnetfelt strømmer gjennom sentrum av en kveilet ledning, genereres en spenning i ledningen, noe som fører til at en elektrisk strøm strømmer.

spenningen («bakken») generert i en spole av ledning av et magnetfelt gjennom senteret øker med antall sving av ledning. Et skiftende magnetfelt i en spole på 50 svinger vil generere ti ganger spenningen til en spole med bare fem svinger. (Men mindre strøm kan faktisk strømme gjennom det høyere potensialet, for å spare energi.)

dette er nøyaktig hvordan en vanlig vekselstrøm (AC) elektrisk transformator, som finnes i alle hjem, fungerer. Den stadig svingende elektriske strømmen som strømmer inn fra strømnettet, vikles gjennom en rekke svinger rundt en jernring for å generere et magnetfelt. Jern er magnetisk gjennomtrengelig, så magnetfeltet er nesten helt inneholdt i jernet. Ringen styrer magnetfeltet (i grønt til høyre) rundt og gjennom midten av motsatt trådspole.

forholdet mellom spoler på den ene siden til den andre bestemmer spenningsendringen. For Å gå fra 120v husholdningsveggspenning til FOR EKSEMPEL 20V for bruk i en bærbar strømadapter, vil utgangssiden av spolen ha seks ganger færre svinger for å kutte spenningen til en sjettedel av det opprinnelige nivået.

Hvordan spolen ruller

Tesla-spoler gjør det samme, men med en mye mer dramatisk spenningsendring. Først bruker de en pre-laget høyspennings jernkjernetransformator for å gå FRA 120V veggstrøm til omtrent 10.000 V. Ledningen med 10.000 volt er pakket inn i en stor (primær) spole med bare en håndfull svinger. Sekundærspolen inneholder tusenvis av svinger av tynn ledning. Dette øker spenningen til mellom 100.000 og 1.000.000 volt. Dette potensialet er så sterkt at jernkjernen til en normal transformator ikke kan inneholde den. I stedet er det bare luft mellom spolene.Tesla-spolen krever en ting til: en kondensator for å lagre ladning og brenne alt i en stor gnist. Spolenes krets inneholder en kondensator og et lite hull som kalles gnistgap. Når spolen er slått på, strømmer strøm gjennom kretsen og fyller kondensatoren med elektroner, som et batteri. Denne ladningen skaper sitt eget elektriske potensial i kretsen, som forsøker å bygge bro over gnistgapet. Dette kan bare skje når en stor mengde ladning har bygget opp i kondensatoren.

Til Slutt har så mye ladning akkumulert at det bryter ned luftens elektriske nøytralitet i midten av gnistgapet. Kretsen lukkes for et flyktig sekund og en stor mengde strømblaster ut av kondensatoren og gjennom spolene. Dette gir et meget sterkt magnetfelt i primærspolen.den sekundære trådspolen bruker elektromagnetisk induksjon for å konvertere dette magnetfeltet til et elektrisk potensial så høyt at det lett kan bryte fra hverandre luftmolekylene i sine ender og skyve sine elektroner i villbuer, og produsere enorme lilla gnister. Kuppelen på toppen av enheten virker for å få sekundærspolen av ledninger til å motta energi mer fullstendig fra den første spolen. Med noen forsiktige matematiske beregninger kan mengden elektrisk energi som overføres maksimeres.

Flygende blå streamere av elektroner strømmer av spolen og gjennom den varme luften som søker etter et ledende landingssted. De oppvarmer luften og bryter den inn i et plasma av glødende ionfilamenter før de sprer seg i luften eller strømmer inn i en nærliggende leder.

et enormt lysshow genereres, samt en høyt summende, knitrende lyd som kan brukes til å spille musikk. De elektriske teatrene er så fantastiske At Tesla var kjent for å bruke enheten til å skremme og fascinere besøkende til laboratoriet hans.