Explicator: ce este o bobină Tesla?

Imaginați-vă un om retras, care picură de transpirație toată noaptea într-un laborator întunecat, luminat doar de scântei care trosnesc periodic de la mașini enorme și îi aruncă o strălucire purpurie pe față. Acesta a fost Nikola Tesla, arhetipul omului de știință nebun. Invențiile sale umplu lumea din jurul nostru; ele sunt esențiale pentru rețeaua noastră electrică modernă. Sunt mașini liniștite, fiabile, invizibile.poate că cea mai faimoasă invenție a sa este bobina Tesla – o invenție care produce arcuri zburătoare frumoase de energie electrică. A fost inventat de Tesla în încercarea de a transmite electricitate fără fir.

transformator în acțiune

principiile din spatele bobinei Tesla sunt relativ simple. Rețineți că curentul electric este fluxul de electroni, în timp ce diferența de potențial electric (tensiune) între două locuri este ceea ce împinge acel curent. Curentul este ca apa, iar tensiunea este ca un deal. O tensiune mare este un deal abrupt, pe care un flux de electroni poate curge rapid. O tensiune mică este ca o câmpie aproape plată, cu aproape nici un flux de apă.

puterea bobinei Tesla se află într-un proces numit inducție electromagnetică. Acesta este locul în care un câmp magnetic în schimbare creează o tensiune care obligă curentul să curgă. La rândul său, curentul electric care curge generează un câmp magnetic. Când electricitatea curge printr-o bobină de sârmă înfășurată, aceasta generează un câmp magnetic care umple zona din jurul bobinei într-un anumit model.

în mod similar, dacă un câmp magnetic curge prin centrul unui fir înfășurat, se generează o tensiune în fir, ceea ce determină curgerea unui curent electric.

tensiunea („deal”) generată într-o bobină de sârmă de către un câmp magnetic prin centrul său crește odată cu numărul de rotații de sârmă. Un câmp magnetic în schimbare într-o bobină de 50 de rotații va genera de zece ori tensiunea unei bobine de doar cinci rotații. (Cu toate acestea, mai puțin curent poate curge de fapt prin potențialul mai mare, pentru a conserva energia.)

acesta este exact modul în care funcționează un transformator electric comun de curent alternativ (AC), găsit în fiecare casă. Curentul electric fluctuant constant care curge din rețeaua electrică este înfășurat printr-o serie de rotații în jurul unui inel de fier pentru a genera un câmp magnetic. Fierul este permeabil magnetic, astfel încât câmpul magnetic este aproape în întregime conținut în fier. Inelul ghidează câmpul magnetic (în verde spre dreapta) în jurul și prin centrul bobinei opuse de sârmă.

raportul bobinelor pe o parte la alta determină modificarea tensiunii. Pentru a trece de la tensiunea de perete de uz casnic de 120V La, să zicem, 20V pentru utilizare într-un adaptor de alimentare pentru laptop, partea de ieșire a bobinei va avea de șase ori mai puține rotații pentru a reduce tensiunea la o șesime nivelul inițial.

cum se rostogolește bobina

bobinele Tesla fac același lucru, dar cu o schimbare mult mai dramatică a tensiunii. În primul rând, folosesc un transformator de miez de fier de înaltă tensiune pre-fabricat pentru a trece de la curentul de perete de 120V la aproximativ 10.000 V. Firul cu 10.000 de volți este înfășurat într-o bobină mare (primară) cu doar o mână de viraje. Bobina secundară conține mii de rotații de sârmă subțire. Aceasta crește tensiunea între 100.000 și 1.000.000 volți. Acest potențial este atât de puternic încât miezul de fier al unui transformator normal nu îl poate conține. În schimb, există doar aer între bobine.

bobina Tesla necesită încă un lucru: un condensator pentru a stoca încărcarea și a declanșa totul într-o singură scânteie uriașă. Circuitul bobinei conține un condensator și o mică gaură numită scânteie. Când bobina este pornită, electricitatea curge prin circuit și umple condensatorul cu electroni, ca o baterie. Această Încărcare își creează propriul potențial electric în circuit, care încearcă să treacă peste decalajul de scânteie. Acest lucru se poate întâmpla numai atunci când s-a acumulat o cantitate mare de încărcare în condensator.

în cele din urmă s-a acumulat atât de multă încărcătură încât descompune neutralitatea electrică a aerului din mijlocul spațiului de scânteie. Circuitul se închide pentru o secundă trecătoare și o cantitate imensă de explozii de curent din condensator și prin bobine. Aceasta produce un câmp magnetic foarte puternic în bobina primară.bobina secundară de sârmă folosește inducția electromagnetică pentru a converti acest câmp magnetic într-un potențial electric atât de mare încât poate rupe cu ușurință moleculele de aer la capetele sale și își împinge electronii în arcuri sălbatice, producând scântei purpurii enorme. Cupola din partea superioară a dispozitivului acționează pentru a face bobina secundară a firelor să primească energie mai complet de la prima bobină. Cu unele calcule matematice atente, cantitatea de energie electrică transferată poate fi maximizată.

fanioane albastre zburătoare de electroni curg de pe bobină și prin aerul cald căutând un loc de aterizare conductiv. Încălzesc aerul și îl sparg într-o plasmă de filamente ionice strălucitoare înainte de a se disipa în aer sau de a intra într-un conductor din apropiere.

se generează un spectacol de lumină extraordinar, precum și un sunet puternic, care poate fi folosit pentru a reda muzică. Teatrele electrice sunt atât de uimitoare încât Tesla a fost cunoscut pentru a-și folosi dispozitivul pentru a speria și fascina vizitatorii laboratorului său.