Biến áp cộng hưởng: thiết kế và nguyên lý hoạt động

Biến áp cộng hưởng: thiết kế và nguyên lý hoạt động
Biến áp cộng hưởng: thiết kế và nguyên lý hoạt động
Anonim

Máy biến áp cộng hưởng thường được gọi là máy biến áp Tesla hoặc cuộn dây Tesla. Thiết bị đã được Hoa Kỳ cấp bằng sáng chế vào ngày 22 tháng 9, một nghìn tám trăm chín mươi sáu, với tên gọi "Thiết bị sản xuất dòng điện có tiềm năng và tần số cao nhất." Như tên của nó, thiết bị này được phát minh bởi nhà khoa học nổi tiếng Nikola Tesla.

Máy biến áp cộng hưởng đơn giản nhất bao gồm hai cuộn dây không có lõi tổng hợp. Dây quấn sơ cấp chỉ có một vài vòng (từ ba đến mười). Tuy nhiên, cuộn dây này được quấn bằng dây dẫn điện dày. Cuộn dây thứ cấp của một thiết bị như máy biến áp cộng hưởng thường được gọi là điện áp cao. Nó có nhiều lượt hơn lượt chính (lên đến vài trăm lượt). Tuy nhiên, nó được quấn bằng dây điện mỏng hơn.

máy biến áp cộng hưởng
máy biến áp cộng hưởng

Kết quả của thiết kế đơn giản như vậy, máy biến áp cộng hưởng có CT (tỷ số biến đổi), vượt quá giá trị của tỷ số vòng dây của cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp vài chục lần. Điện áp đầu ra trên một máy biến áp như vậy có thểvượt quá một triệu vôn. Dựa trên thiết kế này, các thiết bị như máy phát cộng hưởng đã được phát triển. Ngoài ra, những máy điện như vậy thường được sử dụng làm thiết bị trình diễn. Do điện áp rất lớn ở tần số cộng hưởng, một thiết bị như vậy có thể tạo ra phóng điện ngay trong không khí. Và chiều dài của chúng có thể thực sự ấn tượng. Tùy thuộc vào điện áp đầu vào, độ dài phóng điện có thể lên đến vài chục mét. Việc thiết kế lắp đặt điện như máy biến áp cộng hưởng Tesla khá đơn giản và không phức tạp. Nó bao gồm các cuộn dây (hai - thứ cấp và sơ cấp), một khe hở tia lửa (hay còn gọi là cầu dao). Thành phần của thiết bị này nhất thiết phải bao gồm các tụ điện (vừa để bù vừa để tích điện). Các cuộn dây và thiết bị đầu cuối hình xuyến thường được sử dụng (để tạo ra một thiết bị như máy biến áp cộng hưởng với khả năng khuếch đại công suất đầu ra).

biến áp cộng hưởng với khuếch đại công suất đầu ra
biến áp cộng hưởng với khuếch đại công suất đầu ra

Như đã đề cập trước đó, cuộn sơ cấp theo truyền thống có một vài vòng, và cuộn thứ cấp có vài trăm vòng. Hơn nữa, một thiết kế cuộn dây sơ cấp phẳng, nằm ngang, hình trụ, hình nón hoặc dọc, là phổ biến. Ngoài ra, trong một thiết bị chẳng hạn như máy biến áp cộng hưởng, không có lõi sắt từ (không giống như máy biến áp nguồn hoặc thiết bị). Do đó, nó có điện cảm lẫn nhau giữa các cuộn dây của cả hai cuộn dây ít hơn nhiều so với máy biến áp truyền thống thông thường (khuếch đại ghép cảm ứng chỉ làđạt được do sự hiện diện của lõi sắt từ).

máy phát cộng hưởng
máy phát cộng hưởng

Như vậy, tụ điện và cuộn sơ cấp tạo thành mạch dao động. Điều này bao gồm một thành phần phi tuyến tính - một khe hở tia lửa, bao gồm hai điện cực có khe hở. Cuộn dây thứ cấp cũng tạo thành một mạch tương tự, nhưng thay vì tụ điện, một hình xuyến được sử dụng ở đây. Chính sự hiện diện của hai mạch dao động được kết nối là toàn bộ cơ sở hoạt động của một thiết bị như máy biến áp cộng hưởng Tesla.

Đề xuất: