Transformador ressonant: disseny i principi de funcionament

Transformador ressonant: disseny i principi de funcionament
Transformador ressonant: disseny i principi de funcionament
Anonim

Un transformador ressonant sovint es coneix com a transformador de Tesla o bobina de Tesla. El dispositiu va ser patentat pels Estats Units d'Amèrica el 22 de setembre de mil vuit-cents noranta-sis, sota el nom d'"Aparell per a la producció de corrent elèctric del màxim potencial i freqüència". Com el seu nom indica, aquest dispositiu va ser inventat pel famós científic Nikola Tesla.

El transformador ressonant més senzill consta de dues bobines sense nucli agregat. El bobinatge primari només té unes poques voltes (de tres a deu). Tanmateix, aquest bobinatge s'enrotlla amb un cable elèctric gruixut. El bobinatge secundari d'un dispositiu com un transformador ressonant sovint es coneix com a alt voltatge. Té moltes més voltes que la primària (fins a uns centenars). Tanmateix, s'enrotlla amb un cable elèctric més prim.

transformador ressonant
transformador ressonant

Com a resultat d'un disseny tan senzill, el transformador ressonant té un CT (relació de transformació), que supera en diverses desenes de vegades el valor de la relació de voltes del bobinatge secundari al primari. La tensió de sortida d'aquest transformador potsuperar el milió de volts. A partir d'aquest disseny, ja s'han desenvolupat dispositius com els generadors de ressonància. A més, aquestes màquines elèctriques s'utilitzen sovint com a aparell de demostració. A causa de l'enorme tensió a la freqüència de ressonància, aquest dispositiu és capaç de crear descàrregues elèctriques a l'aire. I la seva llargada pot ser realment impressionant. Depenent de la tensió d'entrada, la durada de la descàrrega pot arribar a diverses desenes de metres. El disseny mateix d'una instal·lació elèctrica com el transformador ressonant de Tesla és bastant simple i sense complicacions. Es compon de bobines (dues: secundària i primària), un buit d'espurna (també conegut com un interruptor). La composició d'aquest dispositiu inclou necessàriament condensadors (tant per a la compensació com per a l'acumulació de càrrega). Sovint s'utilitzen bobines i terminals toroidals (per crear un dispositiu com un transformador ressonant amb amplificació de potència de sortida).

Transformador ressonant amb amplificació de potència de sortida
Transformador ressonant amb amplificació de potència de sortida

Com s'ha esmentat anteriorment, la bobina primària tradicionalment té unes quantes voltes, i la bobina secundària en té diversos centenars. A més, és habitual un disseny de bobina primària plana, ja sigui horitzontal, cilíndrica, cònica o vertical. A més, en un dispositiu com un transformador ressonant, no hi ha nucli ferromagnètic (a diferència dels transformadors de potència o d'instrument). Així, té molta menys inductància mútua entre els bobinats d'ambdues bobines que els transformadors tradicionals convencionals (l'amplificació d'acoblament inductiu és nomésaconseguit a causa de la presència d'un nucli ferromagnètic).

generadors de ressonància
generadors de ressonància

Així, el condensador i la bobina primària constitueixen un circuit oscil·latori. Això inclou un component no lineal: una espurna, que consta de dos elèctrodes amb un buit. La bobina secundària també forma un circuit similar, però en lloc d'un condensador, aquí s'utilitza un toroide. La presència de dos circuits oscil·latoris connectats és la base completa del funcionament d'un dispositiu com el transformador ressonant de Tesla.

Recomanat: