Teslův transformátor I.

Princip zná už snad každý, takže jen stručně. Teslův transformátor je vzduchový transformátor vyrábějící velmi vysoké napětí. Vynalezl ho fyzik chorvatského původu Nikola Tesla v roce 1896. Základním prvkem klasického ( jiskřišťového ) Teslova transformátoru je zdroj vysokého napětí. Primární cívka s rezonančním kondenzátorem tvoří tzv. paralelní rozonanční obvod. Musí být naladěn na stejný kmitočet jako sekundární cívka. Po zapnutí Teslova transformátoru se začne nabíjet rezonanční kondenzátor. Po překročení elektrické pevnosti vzduchu ( E=2-3kV/mm ) překočí v jiskřišti jiskra, která je velmi vodivá a připojí nabitý kondenzátor k primární cívce. Po dobu vybíjení vznikají tlumené kmity, které se indukují v sekundární cívce. Po dobu kmitání se v sekundární cívce indukuje vysokofrekvenční velmi vysoké napětí ( rádově desítky kV až jednotky MV ). Po vybití kondenzátorů se proces pořád opakuje. Vysokofrekvenčí střídavé napětí má jiné vlastnosti než nízkofrekvenčí: proud teče po povrchu těla a proto nezasahuje vnitřní orgány, dokáže však velmi nepříjemně popálit

   


Jednotlivé části Teslova transformátoru

Vysokonapěťový zdroj: Používá se transformátor pro neonová svítidla tzv. NST ( neon sign transformer ), který má napětí 5-12kV a a proud kolem 35-100mA podle výkonu, je to měkký zdroj, takže se při zkratu nespálí, dále se používá zapalovací trafa pro olejové topení, zapalovací cívka do auta, velmi mnoho lidí používá trafo z mikrovlnky tzv. MOT ( mikrovave oven transformer ). Má malé napětí, asi 2100V, ale výborný proud kolem 350-500mA. MOT nemá omezení proudu a proto se při zkratu spálí. Dá se však před něj zařadit tlumivka (třeba z pouliční lampy), která proud omezí.

Primární vinutí: Primární vinutí má jen několik závitů tlustého drátu. Čím větší průřez, tím lepší. Můze mít různé tvary a to solenoid ( pro klasické TC se moc nepožívá, protože by přeskakovali výboje mezi sekundárem a primárem ), dále plochá a kuželová spirála.

Sekundární vinutí Sekundární cívka má několik stovek až tisíců závitů tenkého izolovaného drátu. Drát musí ležet v jedné vrstvě a nesmí se nikdy křížit. Na kostru se používá novodurová trubka, má velký rozsah průměrů. Cívka se po navinutí nalakuje hlavně kvuli fixaci drátu.

Rezonanční kondenzátor: Na rezonanční kondenzátor jsou kladeny asi největší nároky. Měl by být na vyšší napětí než dává zdroj. Nejlepší jsou na impulzní provoz. Čím vetší poměr ∆U/∆t tím lepší. Dají se zapojovat seriově, paralelně, serioparalelně nebo tzv. MMC, což je serioparalelní kombinace spousty malých kondenzátorů. Jsou velmi drahé.

Toroid: Používá se na zvýšení celkové kapacity sekundárního vinutí, tím snížení rezonanční frekvence. Nejlepší je odlít ho z hliníku, nebo se dá použít třeba polystyrenový věnec a obalit ho alobalem. Připevní se vodivě na neuzeměný konec sekundáru.



       

Detaily transformátoru