หม้อแปลงเรโซแนนท์: การออกแบบและหลักการทำงาน

หม้อแปลงเรโซแนนท์: การออกแบบและหลักการทำงาน
หม้อแปลงเรโซแนนท์: การออกแบบและหลักการทำงาน
Anonim

หม้อแปลงเรโซแนนท์มักถูกเรียกว่าหม้อแปลงเทสลาหรือขดลวดเทสลา อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการจดสิทธิบัตรโดยสหรัฐอเมริกาเมื่อวันที่ 22 กันยายน หนึ่งพันแปดร้อยเก้าสิบหก ภายใต้ชื่อ "เครื่องมือสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้าที่มีศักยภาพและความถี่สูงสุด" ตามชื่อของมัน อุปกรณ์นี้ถูกคิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง นิโคลา เทสลา

หม้อแปลงเรโซแนนท์ที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยสองคอยส์ที่ไม่มีแกนรวม ขดลวดปฐมภูมิมีเพียงไม่กี่รอบ (จากสามถึงสิบ) อย่างไรก็ตาม ขดลวดนี้พันด้วยลวดไฟฟ้าที่หนา ขดลวดทุติยภูมิของอุปกรณ์เช่นหม้อแปลงไฟฟ้าเรโซแนนซ์มักเรียกว่าไฟฟ้าแรงสูง มันมีรอบมากกว่ารอบแรก (มากถึงหลายร้อย) อย่างไรก็ตาม มันถูกพันด้วยสายไฟที่บางกว่า

หม้อแปลงเรโซแนนซ์
หม้อแปลงเรโซแนนซ์

จากการออกแบบที่เรียบง่ายเช่นนี้ หม้อแปลงเรโซแนนซ์จึงมี CT (อัตราส่วนการแปลง) ซึ่งเกินค่าอัตราส่วนของการหมุนของขดลวดทุติยภูมิถึงหลักหลายสิบเท่า แรงดันไฟขาออกของหม้อแปลงดังกล่าวสามารถเกินหนึ่งล้านโวลท์ จากการออกแบบนี้ อุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องกำเนิดเรโซแนนซ์จึงได้รับการพัฒนาขึ้นแล้ว นอกจากนี้ เครื่องจักรไฟฟ้าดังกล่าวมักใช้เป็นเครื่องสาธิต เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสูงที่ความถี่เรโซแนนซ์ อุปกรณ์ดังกล่าวจึงสามารถสร้างการคายประจุไฟฟ้าในอากาศได้ และความยาวของมันก็น่าประทับใจจริงๆ ความยาวของการคายประจุอาจสูงถึงหลายสิบเมตรทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าอินพุตการออกแบบการติดตั้งระบบไฟฟ้าอย่างหม้อแปลงเรโซแนนซ์เทสลานั้นค่อนข้างเรียบง่ายและไม่ซับซ้อน ประกอบด้วยคอยส์ (สอง - รองและหลัก), ช่องว่างประกาย (aka เบรกเกอร์). องค์ประกอบของอุปกรณ์นี้จำเป็นต้องมีตัวเก็บประจุ (ทั้งสำหรับการชดเชยและการสะสมประจุ) มักใช้ขดลวดและขั้วต่อ Toroidal (เพื่อสร้างอุปกรณ์ เช่น หม้อแปลงไฟฟ้าเรโซแนนซ์พร้อมเครื่องขยายกำลังเอาท์พุต)

หม้อแปลงเรโซแนนซ์พร้อมเครื่องขยายกำลังขับ
หม้อแปลงเรโซแนนซ์พร้อมเครื่องขยายกำลังขับ

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ขดลวดปฐมภูมิตามธรรมเนียมมีไม่กี่รอบ และขดลวดทุติยภูมิมีหลายร้อยรอบ นอกจากนี้ การออกแบบขดลวดปฐมภูมิแบบแบน ไม่ว่าจะเป็นแนวนอน ทรงกระบอก ทรงกรวย หรือแนวตั้ง ก็เป็นเรื่องปกติ นอกจากนี้ ในอุปกรณ์อย่างเช่น หม้อแปลงไฟฟ้าเรโซแนนซ์ จะไม่มีแกนเฟอร์โรแมกเนติก (ต่างจากหม้อแปลงไฟฟ้าหรืออุปกรณ์เครื่องมือ) ดังนั้นจึงมีความเหนี่ยวนำร่วมกันระหว่างขดลวดของขดลวดทั้งสองน้อยกว่าหม้อแปลงทั่วไป (การขยายคัปปลิ้งอุปนัยเป็นเพียงทำได้เนื่องจากการมีอยู่ของแกนเฟอร์โรแมกเนติก)

เครื่องกำเนิดเรโซแนนซ์
เครื่องกำเนิดเรโซแนนซ์

ดังนั้น ตัวเก็บประจุและขดลวดปฐมภูมิจึงประกอบเป็นวงจรออสซิลเลเตอร์ ซึ่งรวมถึงส่วนประกอบที่ไม่เป็นเชิงเส้น - ช่องว่างประกายไฟ ซึ่งประกอบด้วยขั้วไฟฟ้าสองขั้วที่มีช่องว่าง ขดลวดทุติยภูมิยังสร้างวงจรที่คล้ายกัน แต่แทนที่จะใช้ตัวเก็บประจุจะใช้ toroid ที่นี่ เป็นการมีอยู่ของวงจรออสซิลเลเตอร์ที่เชื่อมต่ออยู่สองวงจรซึ่งเป็นพื้นฐานทั้งหมดของการทำงานของอุปกรณ์เช่นหม้อแปลงเรโซแนนซ์เทสลา

แนะนำ: