Nikola Tesla, scientifique et inventeur dont le nom est couvert de légendes, est né il y a 162 ans. On lui attribue l'invention de la première transmission sans fil de l'électricité et même des « rayons mortels ». Mais les inventions réelles, étudiées et confirmées de Tesla sont également impressionnantes : il a apporté une énorme contribution à l’étude de l’électricité, des ondes radio et des champs magnétiques.

La principale découverte de Tesla reste le courant alternatif. Bien entendu, le brillant Serbe ne l’a pas inventé (comme cela est parfois écrit dans des articles populaires), mais lui a seulement trouvé une application pratique. Chemin faisant, il conçoit un moteur et un générateur de courant alternatif, dont les « descendants » sont encore utilisés aujourd'hui.

Les composants peuvent être placés sur un circuit imprimé ou par montage en surface - sur MDF ou carton.

Et quelques mots sur les précautions de sécurité. Malgré le fait que les décharges d'une bobine Tesla ne causent aucun dommage à une personne en raison de ce que l'on appelle « l'effet cutané » (le courant passe le long de la surface de la peau), il est important de respecter la sécurité électrique lors de son assemblage et de son test. . Il est également déconseillé de rester trop longtemps à proximité d'une bobine en fonctionnement : le champ haute tension peut nuire à votre bien-être.

Passons maintenant à l'assemblage de l'appareil. Nous avons déjà discuté de l'alimentation électrique ci-dessus, mais voici cinq façons de savoir comment et à partir de quoi construire un boîtier, des bobines et un tore.

Première méthode : « sur la flûte des tuyaux d'évacuation »

Voici ce dont vous aurez besoin.

• Changer.
• Résistance de 22 kOhms.
• Transistors 2N2222A.
• Connecteur pour la couronne.
• Tuyau PVC d=20 mm, longueur 85 mm.
• Pile "couronne" 9V.
• Fil de cuivre d'une section de 0,5 mm.
• Fil isolé PVC d'une section de 1 mm, d'une longueur de 15-20 cm.
• Un morceau de contreplaqué ou de stratifié mesurant environ 20x20 cm.

La procédure d'assemblage ici est presque la même que dans les modèles précédents.

1. Commençons par la bobine L2. Enroulez le fil de cuivre sur le tuyau en une seule couche, tour à tour, en s'éloignant des bords d'environ 0,5 cm. Fixez le premier et le dernier tour avec du ruban adhésif en papier afin que l'enroulement ne s'envole pas.

2. Fixez le tuyau du dévidoir à la base en contreplaqué ou en stratifié à l'aide de colle chaude. Fixez également l'interrupteur, le transistor et le connecteur couronne.

3. Réalisez la bobine L1. Enroulez deux fois le fil isolé autour de la bobine et fixez-le également avec de la colle chaude.

4. Connectez le circuit dans un circuit :

♦ l'extrémité inférieure du fil de la bobine secondaire (longue) - jusqu'au contact médian du transistor ;

♦ résistance - également au contact central du transistor ;

♦ l'extrémité supérieure du fil de la bobine primaire (courte) - à la résistance ;

♦ l'extrémité inférieure du fil de l'enroulement primaire - au contact droit du transistor ;

♦ contact de la résistance avec le fil de l'enroulement primaire - au contact de l'interrupteur ;

♦ fil rouge du connecteur « couronne » (+) - au contact médian de l'interrupteur ;

♦ fil noir du connecteur couronne (-) - au contact gauche du transistor.

Après avoir installé la batterie dans le connecteur et appuyé sur l'interrupteur, la bobine fonctionnera. Il ne produira pas de décharge visible en raison de sa faible tension de fonctionnement, mais il allumera une lampe fluorescente dans votre main.

Bonus : une bobine géante de trois mètres de haut

Cette « recette » a été développée et testée par un utilisateur Habr zerglabs et son équipe. Ils ont créé une bobine d'environ trois mètres de haut avec une puissance estimée à environ 30 à 40 kW. Les passionnés ont choisi une variante de la bobine Tesla connue sous le nom de DRSSTC - Dual Resonant Solid State Tesla Coil. Il a une « musicalité » particulière : il produit des sons dont la hauteur peut être contrôlée à l'aide d'une télécommande midi.

L'équipe a utilisé :

• Fil de cuivre 1,6 mm.
• Tuyau d'égout en PVC d=30 mm, longueur 180 cm.
• Tube en cuivre d'un diamètre de 22 mm.
• Tubes en aluminium d=50 mm.
• Contreplaqué et fibre de verre pour les pièces de charpente.

Processus de construction :

1. Comme les maîtres précédents, les zerglabs et ses « complices » ont d'abord enveloppé le tuyau avec du fil de cuivre pour créer un circuit secondaire. Il était monté sur un support en contreplaqué.

2. Le circuit secondaire était constitué d'un tube de cuivre placé dans un support avec des rainures. Six tours, diamètre 22 mm.

3. L’équipe a construit un tore spécial, pratique pour le transport. Il se compose d'éléments en contreplaqué et de tuyaux en aluminium pliés et, une fois assemblé, ressemble à un beignet squeletté. Comme l'explique Zerglabs, le champ « enveloppe » le tore, il peut donc être rendu non continu.

4. Assemblage de la partie électrique. Les onduleurs pour les grandes bobines Tesla utilisent souvent des modules IGBT. Pour la bobine géante, l'équipe a pris deux modules CM600DU-24NFH (courant continu de 600 ampères, 1 200 volts) et les a connectés dans un circuit en pont. Les modules étaient fixés avec des barres omnibus en cuivre et équipés de condensateurs électrolytiques et à film. Un démarreur automatique (relais de grande puissance) et plusieurs résistances de puissance ont été intégrés à l'automatisation de contrôle afin que, lorsqu'elle est allumée, la bobine ne fasse pas tomber les fusibles secteur.

La conception comprenait également une batterie de condensateurs : cinq pièces d'une capacité totale d'environ 1,2 microfarads et une tension maximale de 20 kilovolts. Ils étaient reliés par des plaques de cuivre.

La partie complexe et secrète de la bobine géante est le pilote, qui module la fréquence d'oscillation. Il permet de contrôler les décharges, notamment afin de jouer de la mélodie sur les coils. Mais son projet est la propriété intellectuelle des développeurs.

Bonjour. Aujourd'hui, je vais parler d'une bobine Tesla miniature (transformateur).
Je dirai tout de suite que le jouet est extrêmement intéressant. J'avais moi-même prévu de l'assembler, mais il s'avère que cette affaire est déjà mise en service.
L'examen comprend des tests, diverses expériences ainsi que des améliorations mineures.
Donc s'il vous plait...

À propos Nicolas Tesla Il existe différentes opinions. Pour certains, il est presque le dieu de l’électricité, le conquérant de l’énergie libre et l’inventeur du mouvement perpétuel. D'autres le considèrent comme un grand mystificateur, un illusionniste habile et un amateur de sensations. Les deux positions peuvent être remises en question, mais l’énorme contribution de Tesla à la science ne peut être niée. Après tout, il a inventé de telles choses sans lesquelles il est impossible d'imaginer notre existence actuelle, par exemple : courant alternatif, alternateur, moteur asynchrone, radio(oui, c'est N. Tesla qui a inventé la radio le premier, pas Popov et Marconi), télécommande et etc.
L'une de ses inventions était un transformateur résonant qui produit une haute tension à haute fréquence. Ce transformateur porte le nom de son créateur – Nikola Tesla.
le plus simple Transformateur Tesla se compose de deux bobines - primaire et secondaire, ainsi que d'un circuit électrique qui crée des oscillations à haute fréquence.
La bobine primaire contient généralement plusieurs tours de fil de grand diamètre ou de tube de cuivre, et la bobine secondaire contient généralement environ 1 000 tours de fil de plus petit diamètre. Contrairement aux transformateurs classiques, il n’y a pas de noyau ferromagnétique. Ainsi, l'inductance mutuelle entre les deux bobines est bien inférieure à celle des transformateurs à noyau ferromagnétique.
Dans l'original, un éclateur à gaz était utilisé dans le circuit du générateur. De nos jours, le Brovin Kacher est le plus souvent utilisé.
Kacher Brovina- un type de générateur sur un seul transistor, censé fonctionner dans un mode non standard pour les transistors conventionnels, et démontrant des propriétés mystérieuses qui remontent aux recherches de Tesla et ne rentrent pas dans les théories modernes de l'électromagnétisme.
Apparemment, le Kacher est un éclateur à semi-conducteur (par analogie avec un éclateur Tesla), dans lequel une décharge électrique de courant traverse le cristal du transistor sans formation de plasma (arc électrique). Dans ce cas, le cristal du transistor est entièrement restauré après son claquage (puisqu'il s'agit d'un claquage par avalanche réversible, contrairement au claquage thermique, qui est irréversible pour un semi-conducteur). Mais pour prouver ce mode de fonctionnement du transistor dans la caméra, seules des affirmations indirectes sont données : personne, à l'exception de Brovin lui-même, n'a étudié en détail le fonctionnement du transistor dans la caméra, et ce ne sont que ses hypothèses. Par exemple, pour confirmer le mode « Kacher », Brovin cite le fait suivant : quelle que soit la polarité avec laquelle vous connectez l'oscilloscope au Kacher, la polarité des impulsions qu'il affiche est toujours positive.

Assez de mots, il est temps de passer au héros de la revue.

L'emballage est le plus ascétique - mousse de polyéthylène et ruban adhésif. Je n'ai pas pris de photo, mais le processus de déballage est dans la vidéo à la fin de l'examen.

Équipement:

L'ensemble se compose de :
- alimentation 24V 2A ;
- adaptateur pour prise Euro ;
- 2 néons ;
- Bobines Tesla (transformateur) avec générateur.

Transformateur Tesla :

Les dimensions de l'ensemble du produit sont très modestes : 50x50x70 mm.






Il existe plusieurs différences par rapport à la bobine Tesla d'origine : l'enroulement primaire (avec un petit nombre de tours) doit être situé à l'extérieur du secondaire, et non l'inverse, comme ici. Aussi, l'enroulement secondaire doit contenir un nombre de spires assez important, au moins 1000, mais ici il y a environ 250 spires au total.
Le circuit est assez simple : une résistance, un condensateur, une LED, un transistor et le transformateur Tesla lui-même.
Il s'agit d'un Brovin Kacher légèrement modifié. Dans l'original, le driver Brovin possède 2 résistances installées à partir de la base du transistor. Ici l'une des résistances est remplacée par une LED allumée en polarisation inverse.

Essai:

Nous allumons et observons la lueur d'une décharge haute tension sur le contact libre de la bobine Tesla.
On peut également voir la lueur des lampes néon du kit et l'« économiseur d'énergie » à décharge gazeuse. Oui, pour ceux qui ne le savent pas, les lampes brillent comme ça, sans se connecter à quoi que ce soit, juste à côté de la bobine.


La lueur peut être observée même avec une lampe à incandescence défectueuse
Certes, pendant l'expérimentation, l'ampoule de la lampe a éclaté.
Une décharge haute tension enflamme facilement une allumette :
L'allumette peut être facilement allumée par l'envers :

Pour enregistrer un oscillogramme de consommation de courant, j'ai installé une résistance de 2 watts avec une résistance de 4,7 Ohms dans le disjoncteur d'alimentation. Voici ce qui s'est passé :

Dans la première capture d'écran, le transformateur fonctionne sans charge, dans la seconde, une lampe à économie d'énergie est placée. On peut voir que la consommation totale de courant ne change pas, ce qui ne peut pas être dit de la fréquence d'oscillation.
Avec le marqueur V2 j'ai marqué le potentiel zéro et le point médian de la composante variable, le résultat total était de 1,7 volts sur une résistance de 4,7 Ohm, soit la consommation moyenne de courant est
0,36A. Et la consommation électrique est d'environ 8,5 W.

Révision:

Un défaut de conception évident est le très petit radiateur. Quelques minutes de fonctionnement de l'appareil suffisent pour chauffer le radiateur à 90 degrés.
Pour améliorer la situation, un radiateur plus grand de la carte vidéo a été utilisé. Le transistor a été déplacé vers le bas et la LED vers le haut de la carte.
Avec ce radiateur, la température maximale est tombée à 60-65 degrés.

Version vidéo de la revue :

La version vidéo contient un déballage, des expériences avec différentes lampes, des allumettes, du papier, du verre brûlant, ainsi qu'une « balançoire électronique ». Profitez de regarder.

Résultats:

Je vais commencer par les inconvénients : la taille du radiateur a été mal choisie - il est trop petit, vous pouvez donc allumer le transformateur pendant quelques minutes seulement, sinon vous risquez de brûler le transistor. Ou vous devez immédiatement agrandir le radiateur.
Avantages : tout le reste, juste des avantages continus, de l'effet « Wow » à l'éveil de l'intérêt pour la physique chez les enfants.
Je recommande vraiment de l'acheter.

Le produit a été fourni pour rédiger un avis par le magasin. La revue a été publiée conformément à l'article 18 du règlement du site.

Beaucoup de gens ont entendu dire que le physicien Nikola Tesla était un brillant inventeur et qu’il était nettement en avance sur son temps. Malheureusement, pour diverses raisons, la plupart de ses inventions n’ont jamais vu le jour. Mais l'une des plus controversées - la bobine Tesla - a survécu jusqu'à ce jour et a trouvé des applications dans la médecine, l'industrie militaire et les spectacles de lumière.

En bref, une bobine Tesla (CT) est un transformateur résonant qui crée un courant haute fréquence. Il existe des informations selon lesquelles, dans leurs expériences, les militaires ont porté la bobine à une puissance de 1 THz.

Énorme bobine Tesla

Ici, il convient de se poser la question suivante : pourquoi Tesla l’a-t-il inventé ? Selon les archives, le scientifique travaillait sur une technologie de transmission sans fil de l’électricité. La question est extrêmement pertinente pour toute l’humanité. En théorie, grâce à l'éther, deux puissants TC situés à quelques kilomètres l'un de l'autre pourront transmettre de l'électricité. Pour ce faire, ils doivent être réglés sur la même fréquence. Il existe également une opinion selon laquelle CT peut devenir une sorte de machine à mouvement perpétuel.

L’introduction de cette technologie rendra tout simplement inutiles toutes les centrales nucléaires, centrales thermiques, centrales hydroélectriques et autres disponibles aujourd’hui. L’humanité n’aura pas à brûler de fossiles solides, à courir le risque d’une contamination radioactive ou à bloquer le lit des rivières. Mais la réponse à la question de savoir pourquoi personne ne développe cette technologie appartient aux théoriciens du complot.

Bobine Tesla de table, vendue aujourd'hui en souvenir

Principe d'opération

Aujourd'hui, de nombreux électriciens domestiques tentent d'assembler un TC, sans toujours comprendre le principe de fonctionnement du transformateur Tesla, c'est pourquoi ils échouent. En fait, le CT n’est pas très éloigné d’un transformateur classique.

Il y a deux enroulements : primaire et secondaire. Lorsqu'une tension alternative provenant d'une source externe est appliquée à l'enroulement primaire, un champ magnétique ou, comme on l'appelle aussi, un circuit oscillatoire, est créé autour de lui. Lorsque la charge traverse l'éclateur, l'énergie commence à circuler à travers le champ magnétique jusqu'à l'enroulement secondaire, où un deuxième circuit oscillant sera formé. Une partie de l’énergie accumulée dans le circuit sera représentée par la tension. Sa valeur sera directement proportionnelle au temps de formation du contour.

Ainsi, dans un TC, il y a deux circuits oscillants interconnectés, ce qui constitue la caractéristique déterminante par rapport aux transformateurs conventionnels. Leur interaction crée un effet ionisant, c’est pourquoi on voit des streamers (décharges de foudre).

Dispositif de bobine

Le transformateur Tesla, dont le schéma sera présenté ci-dessous, se compose de deux bobines, d'un tore, d'un anneau de protection et, bien sûr, d'une mise à la terre.

Croquis CT de table

Il faut considérer chaque élément séparément :

• La bobine primaire est située tout en bas. L'alimentation lui est fournie. Il doit être fondé. Fabriqué à partir de métal à faible résistance ;
• bobine secondaire. Pour le bobinage, on utilise un fil de cuivre émaillé d'environ 800 tours. De cette façon, les bobines ne s’effilocheront pas ou ne seront pas rayées ;
• tore. Cet élément réduit la fréquence de résonance, accumule de l'énergie et augmente le champ de travail.
• anneau de protection. C'est une boucle ouverte de fil de cuivre. Définir si la longueur de la streamer est supérieure à la longueur de l'enroulement secondaire ;
• mise à la terre Si vous allumez une bobine non mise à la terre, les streamers (décharges de courant) ne tireront pas dans les airs, mais créeront un anneau fermé.

Dessin CT

Autoproduction

Donc, le moyen le plus simple de fabriquer une bobine Tesla pour les nuls de vos propres mains. Souvent sur Internet, on peut voir des montants dépassant le coût d'un bon smartphone, mais en réalité, un transformateur 12V, qui permettra de profiter de l'allumage de la lampe sans utiliser de prise, peut être assemblé à partir d'un tas d'ordures de garage.

Que devrait-il se passer à la fin ?

Vous aurez besoin de fil de cuivre émaillé. Si vous n’en trouvez pas en émail, vous aurez également besoin d’un vernis à ongles ordinaire. Le diamètre du fil peut aller de 0,1 à 0,3 mm. Pour maintenir le nombre de tours, vous aurez besoin d'environ 200 mètres. Vous pouvez l'enrouler sur un tuyau en PVC ordinaire d'un diamètre de 4 à 7 cm, la hauteur est de 15 à 30 cm. Vous devrez également acheter un transistor, par exemple D13007, une paire de résistances et des fils. Ce serait bien d'avoir un refroidisseur d'ordinateur qui refroidirait le transistor.

Vous pouvez maintenant commencer à assembler :

1. couper 30 cm de tuyau ;
2. enroulez le fil autour. Les virages doivent être aussi proches que possible les uns des autres. Si le fil n’est pas émaillé, vernissez-le à l’extrémité. Depuis le haut du tuyau, enfilez l'extrémité du fil à travers le mur et remontez-le de manière à ce qu'il dépasse de 2 cm au-dessus du tuyau installé.;
3. faire une plateforme. Un panneau de particules ordinaire fera l'affaire ;
4. vous pouvez réaliser la première bobine. Vous devez prendre un tuyau en cuivre de 6 mm, le plier en trois tours et demi et le fixer au cadre. Si le diamètre du tube est plus petit, il devrait y avoir plus de tours. Son diamètre doit être 3 cm plus grand que celui de la deuxième bobine. Fixez au cadre. Fixez immédiatement la deuxième bobine ;
5. Il existe plusieurs façons de créer un tore. Des tubes en cuivre peuvent être utilisés. Mais il est plus facile de prendre une ondulation en aluminium ordinaire et une barre transversale métallique pour la fixation à l'extrémité saillante du fil. Si le fil est trop fragile pour maintenir le tore, vous pouvez utiliser un clou, comme sur l'image ci-dessous ;
6. N'oubliez pas l'anneau de protection. Cependant, si une extrémité du circuit primaire est mise à la terre, elle peut être abandonnée ;
7. Lorsque la conception est prête, le transistor est connecté selon le circuit, fixé à un radiateur ou à un refroidisseur, puis vous devez fournir de l'énergie et l'installation est terminée.

La première bobine peut être rendue plate, comme sur la photo

De nombreuses personnes utilisent une couronne Duracell ordinaire pour alimenter l'installation.

Transformateur Tesla DIY, circuit simple

Calcul de bobine

Le calcul du CT est généralement effectué lors de la fabrication d'un transformateur de taille industrielle. Pour les expériences à domicile, il suffit d'utiliser les recommandations ci-dessus.

Le calcul lui-même vous indiquera le nombre optimal de tours pour la bobine secondaire en fonction des tours de la première, de l'inductance de chaque bobine, de la capacité des circuits et, surtout, de la fréquence de fonctionnement requise du transformateur et de la capacité de le condensateur.

Exemple de calcul CT

Mesures de sécurité

Une fois le CT récupéré, vous devez prendre quelques précautions avant de vous lancer. Tout d’abord, vous devez vérifier le câblage dans la pièce où vous prévoyez de connecter le transformateur. Deuxièmement, vérifiez l'isolation des enroulements.

Il convient également de rappeler les précautions les plus simples. La tension de l'enroulement secondaire est en moyenne de 700A, 15A est déjà fatale pour une personne. De plus, il vaut la peine de ranger tous les appareils électriques : s’ils pénètrent dans la zone de fonctionnement de la batterie, ils risquent de griller.

Le CT est une découverte révolutionnaire de son époque, aujourd’hui sous-estimée. Aujourd'hui, le transformateur Tesla n'est utilisé que pour le divertissement des électriciens domestiques et dans les spectacles de lumière. Vous pouvez fabriquer vous-même une bobine en utilisant les matériaux disponibles. Vous aurez besoin d'un tuyau en PVC, de plusieurs centaines de mètres de fil de cuivre, de quelques mètres de tuyaux en cuivre, d'un transistor et de quelques résistances.

"L'homme qui a inventé le 20e siècle !" - c'est ainsi que les biographes modernes appellent Tesla, et ils le font sans aucune exagération. Il a acquis sa renommée grâce à ses opinions progressistes et à sa capacité à prouver leur validité. Tesla a mené des expériences dangereuses au nom de la science et est considéré dans certains cercles comme une figure associée au mysticisme. Dans ce dernier cas, il s’agit très probablement de spéculation, mais ce qui est sûr, c’est que les inventions de Nikola Tesla ont contribué au progrès dans le monde entier.

L'héritage de Nikola Tesla

Examinons d’abord les inventions importantes d’un point de vue scientifique, mais rarement rencontrées dans la vie quotidienne des gens modernes.

Nous parlerons de l’une des inventions les plus célèbres et les plus spectaculaires de Nikola. Une bobine Tesla est un type de circuit transformateur résonant. Cet appareil était utilisé pour produire de la haute tension et de la haute fréquence.

La bobine Tesla était l'un des outils permettant d'étudier la nature du courant électrique et les possibilités de son utilisation

Tesla a utilisé des bobines lors d'expériences innovantes dans les domaines suivants :

• éclairage électrique;
• phosphorescence;
• génération de rayons X ;
• courant alternatif haute fréquence;
• électrothérapie;
• ingénierie radio;
• transmettre de l'énergie électrique sans fils.

À propos, Nikola Tesla faisait partie de ces personnes qui ont prédit l'émergence d'Internet et des gadgets modernes.

La bobine Tesla est l'un des premiers prédécesseurs (avec la bobine d'induction) d'un dispositif plus moderne appelé transformateur flyback. Il fournit la tension nécessaire pour alimenter le tube cathodique des téléviseurs et des écrans d’ordinateur. Des versions de cette bobine sont aujourd'hui largement utilisées dans la radio, la télévision et d'autres équipements électroniques.

La bobine peut être vue dans toute sa splendeur dans les musées scientifiques ou lors d’expositions spéciales.

Une bobine Tesla en action est toujours un spectacle :

Cette structure, également connue sous le nom de Tour Tesla, a été construite pour permettre les télécommunications sans fil et démontrer la possibilité de transmettre de l'énergie électrique sans fil.

Selon l'idée de Tesla, la tour Wardenclyffe était censée être une étape vers la création Système sans fil mondial. Ses plans étaient d'installer plusieurs dizaines de stations émettrices-réceptrices à travers le monde. Ainsi, il ne serait pas nécessaire d’utiliser des lignes électriques à haute tension. Autrement dit, nous aurions une centrale électrique mondiale. À propos, Tesla était capable de transmettre de l'électricité « par voie aérienne » d'une bobine à une autre, ses ambitions n'étaient donc pas sans fondement.

Aujourd'hui, Wardenclyffe est un établissement fermé

Le projet Wardenclyffe a nécessité d'importants investissements en capital et a reçu le soutien d'investisseurs influents dans les premières étapes. Cependant, alors que les travaux de construction de la tour étaient presque terminés, Tesla a perdu son financement et s'est retrouvé au bord de la faillite. Et tout cela parce que Wardenclyffe pourrait être une condition préalable à l'approvisionnement gratuit en électricité dans le monde entier, ce qui pourrait ruiner certains investisseurs dont les activités étaient liées à la vente d'électricité.

Les partisans de diverses théories du complot associent la chute de la météorite Toungouska en Sibérie aux expériences de Tesla avec la Tour.

Rayons X

Wilhelm Roentgen a officiellement découvert la radiation qui porte son nom le 8 novembre 1895. Mais en fait, Nikola Tesla a été le premier à observer ce phénomène. En 1887, il commença à mener des recherches à l’aide de tubes à vide. Au cours de ses expériences, Tesla a enregistré des « rayons spéciaux » qui pouvaient « rendre transparents » les objets.. Au début, le scientifique n'attachait pas beaucoup d'importance à ce phénomène, étant donné qu'une exposition prolongée aux rayons X est dangereuse pour l'homme.

Nikola Tesla a été le premier à attirer l'attention sur les dangers des rayons X

Cependant, Tesla a poursuivi ses recherches dans ce sens et a même mené plusieurs expériences avant la découverte de Wilhem Roentgen, notamment en photographiant les os de sa main.

Malheureusement, en mars 1895, un incendie se déclara dans le laboratoire de Tesla et les archives de ces études furent perdues. Après la découverte des rayons X, Nikola, à l'aide d'un appareil à tubes à vide, a pris une photo de sa jambe et l'a envoyée à un collègue avec ses félicitations. Roentgen a félicité Tesla pour ses photographies de haute qualité.

Le même cliché d'un pied dans une chaussure

Contrairement à la croyance populaire, Wilhem Roentgen ne connaissait pas le travail de Tesla et est arrivé tout seul à sa découverte, ce qu'on ne peut pas dire de Guglielmo Marconi...

Radio et télécommande

Des ingénieurs de différents pays ont travaillé sur la technologie des communications radio, tandis que les recherches étaient indépendantes les unes des autres. L'exemple le plus frappant est celui du physicien soviétique Alexandre Popov et de l'ingénieur italien Guglielmo Marconi, considérés dans leur pays comme les inventeurs de la radio. Cependant, Marconi a acquis une grande renommée mondiale en établissant pour la première fois des communications radio entre deux continents (1901) et en obtenant un brevet pour son invention (1905). On pense donc qu’il a apporté la plus grande contribution au développement des communications radio. Mais qu’est-ce que Tesla a à voir là-dedans ?

Les ondes radio sont partout aujourd'hui

Il s'est avéré qu'il fut le premier à révéler la nature des signaux radio et en 1897, il breveta un émetteur et un récepteur. Marconi s'est inspiré de la technologie de Tesla et a fait sa célèbre démonstration en 1901. Déjà en 1904, l'Office des brevets privait Nicola du brevet radio et l'accordait un an plus tard à Marconi. Apparemment, cela n'aurait pas pu se produire sans l'influence financière de Thomas Edison et Andrew Carnegie, qui étaient en confrontation avec Tesla.

En 1943, après la mort de Nikola Tesla, la Cour suprême des États-Unis s'est penchée sur la situation et a reconnu la contribution la plus significative de ce scientifique en tant qu'inventeur de la technologie radio.

Revenons un peu en arrière. En 1898, lors de l’exposition électrique du Madison Square Garden, Tesla a présenté une invention qu’il a appelée « téléautomatique ». En fait c'était une maquette de bateau dont le mouvement peut être contrôlé à distance via une télécommande.

Voici à quoi ressemblait le bateau radiocommandé de Tesla

Nikola Tesla a en effet démontré les possibilités d'utilisation de la technologie de transmission par ondes radio. Aujourd’hui, la télécommande est partout, de la télécommande du téléviseur au vol des drones.

Moteur asynchrone et voiture électrique Tesla

En 1888, Tesla a obtenu un brevet pour une machine électrique dans laquelle la rotation est créée sous l'influence d'un courant alternatif.

Nous n'entrerons pas dans les caractéristiques techniques du fonctionnement d'un moteur asynchrone - ceux qui sont intéressés peuvent se familiariser avec le matériel correspondant sur Wikipédia. Ce que vous devez savoir, c'est que le moteur a une conception simple, ne nécessite pas de coûts de fabrication élevés et est fiable en fonctionnement.

Tesla avait l'intention d'utiliser son invention comme alternative aux moteurs à combustion interne. Mais il se trouve que pendant cette période, personne ne s'intéressait à de telles innovations et que la situation financière du scientifique lui-même ne lui permettait pas de se déchaîner.

Fait intéressant! Un monument au grand inventeur a été érigé dans la Silicon Valley. Il est symbolique qu'il distribue une connexion Wi-Fi gratuite.

Il est impossible de ne pas mentionner le mystère Voiture électrique Tesla. C’est précisément en raison du caractère douteux de cette histoire que nous ne la présenterons pas dans un paragraphe séparé. De plus, aucun moteur électrique n’était nécessaire.

1931, New-York. Nikola Tesla a démontré le fonctionnement d'une voiture dans laquelle soi-disant Au lieu d'un moteur à combustion interne, un moteur à courant alternatif de 80 ch a été installé. Le scientifique a roulé dessus pendant environ une semaine, accélérant jusqu'à 150 km/h. Et le problème est le suivant : le moteur tournait sans source d'alimentation visible, et la voiture a besoin d'être rechargée soi-disant jamais installé. La seule chose à laquelle le moteur était connecté était un boîtier composé d'ampoules et de transistors, que Tesla avait acheté dans un magasin d'électronique voisin.

Un Pierce Arrow de 1931 a été utilisé pour la démonstration.

À toutes les questions, Nikola a répondu que l'énergie provenait de l'éther. Les sceptiques des journaux ont commencé à l'accuser de magie presque noire, et le génie mécontent, prenant sa boîte, a refusé de commenter ou d'expliquer quoi que ce soit.

Un événement similaire dans la biographie de Tesla a effectivement lieu, mais les experts doutent encore qu’il ait trouvé un moyen d’obtenir de l’énergie pour une voiture à partir de « l’air ». Premièrement, dans les notes du scientifique, il n'y a aucune allusion à un moteur alimenté à l'éther, et deuxièmement, il y a des suggestions selon lesquelles Nikola a ainsi trompé le public afin d'attirer l'attention sur l'idée même des voitures électriques. Et directement pour le déplacement de ce prototype, on pourrait utiliser soit une batterie cachée, soit un moteur à combustion interne avec un système d'échappement modernisé.

Quoi qu’il en soit, il existe aujourd’hui une entreprise qui, dans un sens, met en œuvre cette idée de Tesla. Il porte le nom de l'inventeur.

Courant alternatif

D'une manière ou d'une autre, les inventions de Nikola Tesla énumérées ci-dessus sont liées au courant alternatif - un type de courant éclectique qui peut changer de direction et d'ampleur à certains intervalles de temps. Vous pouvez en savoir plus sur les différences entre le courant continu et le courant alternatif dans un manuel de physique.

Dans notre cas, il faut savoir que lors du transport du courant alternatif de la station au consommateur, les pertes d'énergie sont bien moindres, et il est beaucoup plus facile de le transformer. Ainsi, le courant alternatif peut être qualifié de plus pratique en termes de distribution. Tesla a insisté là-dessus.

Thomas Edison, en tant que partisan du courant continu et en tant que personne qui en tire profit, a dénigré l'idée d'utiliser le courant alternatif de toutes les manières possibles. Il a parlé des dangers de cette décision et a même tué des animaux avec du courant alternatif. Mais la justice a triomphé, et aujourd’hui le courant alternatif circule dans les fils de votre ville.

Épilogue

Initialement, il était prévu que cet article souligne brièvement les inventions les plus importantes de Nikola Tesla. Mais au cours de sa rédaction, il est devenu évident que tout le génie de cet homme ne peut être révélé en un mot. Tesla avait véritablement des vues progressistes et a surpris le monde avec ses découvertes. Malheureusement, il n'a pas toujours été en mesure de transmettre au public l'importance de ses idées, notamment sous la pression de méchants.

Le transformateur (bobine) Tesla (Tesla Coil, TC) est un élévateur haute fréquence transformateur résonant- deux circuits oscillatoires accordés sur la même fréquence de résonance. DANS Sur Internet, vous pouvez trouver de nombreux exemples de mises en œuvre frappantes de cet appareil inhabituel.

Une bobine sans noyau ferromagnétique, constituée de plusieurs tours de fil fin, surmontée d'un tore, émet un véritable éclair, impressionnant les spectateurs étonnés.

Du point de vue de l'électrotechnique dans notre compréhension primitive, un transformateur Tesla est un enroulement primaire et secondaire, le circuit le plus simple qui alimente l'enroulement primaire à la fréquence de résonance de l'enroulement secondaire, mais la tension de sortie augmente des centaines de fois. . C’est difficile à croire, mais chacun peut le constater par lui-même.

Comment fonctionne un transformateur Tesla ?

Bobine Tesla nommé d'après son inventeur Nikola Tesla(vers 1891). L'histoire de cette invention commence à la fin du XIXe siècle, lorsque le brillant expérimentateur Nikola Tesla, travaillant aux États-Unis, vient de se donner pour tâche d'apprendre à transmettre l'énergie électrique sur de longues distances sans fil. Un appareil permettant de produire des courants à haute fréquence et à haut potentiel a été breveté par Tesla en 1896.

Bien qu’il existe plusieurs types de bobines Tesla, elles présentent toutes des caractéristiques communes.

Le Tesla Transformer est un excellent jouet pour ceux qui veulent faire quelque chose de similaire. Cet appareil ne cesse d’étonner par la puissance de ses énormes décharges. De plus, le processus de construction d'un transformateur lui-même est très passionnant : il n'est pas fréquent qu'autant d'effets physiques soient combinés dans une seule conception simple.

Malgré le fait que la Tesla elle-même soit très simple, beaucoup de ceux qui tentent de la concevoir ne comprennent pas comment fonctionne le transformateur Tesla.

Le principe de fonctionnement d'un transformateur Tesla est similaire à celui d'un transformateur conventionnel. Le transformateur Body se compose de deux enroulements - primaire (Lp) et secondaire (Ls) (ils sont plus souvent appelés « primaire » et « secondaire »). Une tension alternative est appliquée à l’enroulement primaire et crée un champ magnétique. Grâce à ce champ, l'énergie est transférée de l'enroulement primaire au secondaire.

fluctuations de tension dans un transformateur Tesla

Tesla présente trois caractéristiques principales :

1. fréquence de résonance du circuit secondaire,
2. coefficient de couplage des enroulements primaire et secondaire,
3. facteur de qualité du circuit secondaire.

Le coefficient de couplage détermine la rapidité avec laquelle l'énergie est transférée de l'enroulement primaire au secondaire, et le facteur de qualité détermine la durée pendant laquelle le circuit oscillant peut conserver l'énergie.

Principales pièces et structures du transformateur Tesla

Conception de transformateur Tesla

Tore

Tore - remplit trois fonctions.

La première consiste à réduire la fréquence de résonance - ceci est important pour le SSTC et le DRSSTC, car les semi-conducteurs de puissance ne fonctionnent pas bien aux hautes fréquences.

La seconde est l’accumulation d’énergie avant la formation d’une banderole.

Un streamer est, en fait, une ionisation visible de l’air (lueur d’ions) créée par le champ haute tension d’un transformateur.

Plus le tore est grand, plus il accumule d'énergie et, au moment où l'air perce, le tore cède cette énergie au streamer, l'augmentant ainsi. Pour profiter de ce phénomène dans les Teslas pompées en continu, un hacheur est utilisé.

Le troisième est la formation d'un champ électrostatique qui repousse la banderole de l'enroulement secondaire du Tesla. Cette fonction est en partie assurée par l'enroulement secondaire lui-même, mais le tore peut bien l'aider. C’est justement à cause de la répulsion électrostatique du streamer qu’il n’emprunte pas le chemin le plus court vers le secondaire.

Les Teslas à pompage pulsé - SGTC, DRSSTC et Teslas chopper - bénéficieront le plus de l'utilisation du toroidoa. Le diamètre extérieur typique d'un tore est le double du diamètre du secondaire.

Les tores sont généralement fabriqués à partir d'ondulations en aluminium, bien qu'il existe de nombreuses autres technologies disponibles.

L'enroulement secondaire est la partie principale de Tesla

Le rapport typique entre la longueur de l'enroulement Tesla et son diamètre d'enroulement est de 4:1 à 5:1.

Le diamètre du fil pour enrouler une Tesla est généralement choisi de manière à ce que 800 à 1 200 tours soient placés sur le secondaire.

ATTENTION!

N'enroulez pas trop de tours sur le secondaire avec un fil fin. Les bobines du secondaire doivent être placées aussi près que possible les unes des autres.

Pour se protéger des rayures et des enroulements, les enroulements secondaires sont généralement vernis. Le plus souvent, on utilise pour cela de la résine époxy et du vernis polyuréthane. Il faut vernir en couches très fines. Habituellement, au moins 3 à 5 fines couches de vernis sont appliquées sur le secondaire.

L'enroulement secondaire est enroulé sur des tuyaux en PVC de conduit d'air (blanc) ou, pire encore, d'égout (gris). Vous pouvez trouver ces tuyaux dans n'importe quelle quincaillerie.

Anneau de protection

L'anneau de protection est conçu pour garantir que le streamer, s'il pénètre dans l'enroulement primaire, n'endommage pas l'électronique. Cette pièce est installée sur la Tesla si la longueur du streamer est supérieure à la longueur de l'enroulement secondaire. Il s'agit d'une spire ouverte de fil de cuivre (le plus souvent, un peu plus épais que celui à partir duquel est réalisé l'enroulement primaire du transformateur Tesla). L'anneau de protection est mis à la terre avec la masse commune à l'aide d'un fil séparé.

Enroulement primaire

Enroulement primaire - généralement constitué de tuyaux en cuivre pour climatiseurs. Il doit avoir très peu de résistance pour qu’un courant important le traverse. L'épaisseur du tube est généralement choisie à l'œil nu ; dans la grande majorité des cas, le choix se porte sur un tube de 6 mm. De plus, des fils de plus grande section sont utilisés comme fils primaires.

Par rapport à l'enroulement secondaire, il est réglé de manière à fournir le coefficient de couplage souhaité.

Il joue souvent le rôle d'un élément de construction dans les teslas où le circuit primaire est résonant. Le point de connexion au primaire est rendu mobile et son mouvement modifie la fréquence de résonance du circuit primaire.

Les enroulements primaires sont généralement cylindriques, plats ou coniques. Généralement, un primaire plat est utilisé dans SGTC, conique dans SGTC et DRSSTC et cylindrique dans SSTC, DRSSTC et VTTC.

Mise à la terre

Curieusement, la mise à la terre est également un élément très important de la Tesla. Les gens se posent souvent la question : où vont les streamers ? - les streamers touchent le sol !

Les streamers ferment le courant indiqué en bleu sur l'image

Ainsi, si la mise à la terre est mauvaise, les streamers n’auront nulle part où aller et devront heurter la Tesla (court-circuiter leur courant) au lieu d’éclater dans les airs.

Par conséquent, lorsque l’on pose la question, est-il nécessaire de mettre la Tesla à la terre ?

La mise à la terre d’une Tesla est obligatoire.

Il existe des transformateurs Tesla sans enroulement primaire. Ils alimentent directement l’extrémité « masse » du secondaire. Cette méthode d’alimentation est appelée « basefeed ».

Parfois, un autre transformateur Tesla est utilisé comme source d'alimentation de base ; cette méthode d'alimentation est appelée « Loupe ».

Il existe des Teslas dites bipolaires, elles diffèrent en ce que la décharge ne se produit pas dans l'air, mais entre les deux extrémités de l'enroulement secondaire. Ainsi, le chemin du courant peut facilement être court-circuité et une mise à la terre n'est pas nécessaire.

Voici les types de bobines Tesla les plus courants en fonction de la manière dont elles sont contrôlées :

1. SGTC (SGTC, Spark Gap Tesla Coil) - Transformateur Tesla sur un éclateur. Il s'agit d'une conception classique, un schéma similaire a été utilisé à l'origine par Tesla lui-même. Un éclateur est utilisé ici comme élément de commutation. Dans les conceptions de faible puissance, le parafoudre est constitué de deux morceaux de fil épais situés à une certaine distance, tandis que dans les conceptions plus puissantes, des parafoudres rotatifs complexes utilisant des moteurs sont utilisés. Les transformateurs de ce type sont fabriqués si seule une grande longueur de streamer est requise et que l'efficacité n'est pas importante.
2. VTTC (VTTC, Vacuum Tube Tesla Coil) – Transformateur Tesla sur un tube à vide. Un tube radio puissant, par exemple GU-81, est utilisé ici comme élément de commutation. De tels transformateurs peuvent fonctionner en mode continu et produire des décharges assez épaisses. Ce type d'alimentation est le plus souvent utilisé pour construire des bobines haute fréquence qui, en raison de l'aspect typique de leurs streamers, sont appelées « bobines torches ».
3. SSTC (SSTC, Solid State Tesla Coil) est un transformateur Tesla qui utilise des semi-conducteurs comme élément clé. Il s'agit généralement de transistors IGBT ou MOSFET. Ce type de transformateurs peut fonctionner en mode continu. L'apparence des streamers créés par une telle bobine peut être très différente. Ce type de transformateurs Tesla est plus facile à contrôler, vous pouvez par exemple y écouter de la musique.
4. DRSSTC (Dual Resonant Solid State Tesla Coil) est un transformateur Tesla à deux circuits résonants ; ici, comme dans SSTC, les semi-conducteurs sont utilisés comme clés. DRSSTC est le type de transformateur Tesla le plus difficile à contrôler et à configurer.

Pour obtenir un fonctionnement plus efficace du transformateur Tesla, des circuits de topologie DRSSTC sont utilisés, lorsqu'une résonance puissante est obtenue dans le circuit primaire lui-même, et dans le circuit secondaire, en conséquence, une image plus lumineuse, des éclairs plus longs et plus épais (streamers) .

Types d'effets d'une bobine Tesla

• Arcing – Se produit dans de nombreux cas. C'est typique des transformateurs à tubes.
  Une décharge corona est la lueur des ions de l'air dans un champ électrique de tension accrue ; elle forme une belle lueur bleuâtre autour des éléments d'un appareil à haute tension, en plus d'avoir une grande courbure de surface.
• L'étincelle est également appelée décharge d'étincelle. Il s'écoule du terminal vers le sol, ou vers un objet mis à la terre, sous la forme d'un ensemble de bandes lumineuses et ramifiées qui disparaissent ou changent rapidement.
• Les streamers sont de minces canaux ramifiés faiblement lumineux contenant des atomes de gaz ionisés et des électrons libres. Ils ne pénètrent pas dans le sol, mais s'écoulent dans l'air. Un streamer est l'ionisation de l'air générée par le champ d'un transformateur haute tension.

L’action d’une bobine Tesla s’accompagne d’un crépitement de courant électrique. Les streamers peuvent se transformer en canaux d’étincelles. Cela s'accompagne d'une forte augmentation du courant et de l'énergie. Le canal du streamer se dilate rapidement, la pression augmente fortement et une onde de choc se forme donc. La combinaison de ces vagues est comme le crépitement des étincelles.

Application pratique du transformateur Tesla

La tension à la sortie d'un transformateur Tesla atteint parfois des millions de volts, ce qui forme d'importantes décharges électriques aériennes de plusieurs mètres de long. Par conséquent, ces effets sont utilisés pour créer des spectacles de démonstration.

La bobine Tesla a trouvé une application pratique en médecine au début du siècle dernier. Les patients ont été traités avec des courants de faible puissance et haute fréquence. De tels courants circulent à la surface de la peau, ont un effet cicatrisant et tonique, sans nuire au corps humain. Cependant, les courants puissants à haute fréquence ont un effet négatif.

Le transformateur Tesla est utilisé dans les équipements militaires pour la destruction rapide d'équipements électroniques dans un bâtiment, sur un navire ou dans un char. Dans ce cas, une puissante impulsion d’ondes électromagnétiques est créée pendant une courte période. En conséquence, des transistors, microcircuits et autres composants électroniques grillent dans un rayon de plusieurs dizaines de mètres. Cet appareil fonctionne de manière absolument silencieuse. Il est prouvé que la fréquence actuelle pendant le fonctionnement d'un tel appareil peut atteindre 1 THz.

Parfois, dans la pratique, un tel transformateur est utilisé pour allumer des lampes à décharge, ainsi que pour rechercher des fuites dans le vide.

Les effets de bobine Tesla sont parfois utilisés dans le cinéma et les jeux informatiques.

Actuellement, la bobine Tesla n’a pas trouvé d’utilisation pratique généralisée dans la vie quotidienne.

Nouveau dans les transformateurs Tesla

À l'heure actuelle, les questions abordées par le scientifique Tesla restent d'actualité. La prise en compte de ces problématiques permet aux étudiants et aux ingénieurs des instituts d'appréhender les problèmes scientifiques de manière plus large, de structurer et de généraliser le matériel et d'abandonner les pensées stéréotypées. Les opinions de Tesla sont pertinentes aujourd'hui non seulement dans le domaine de la technologie et de la science, mais également pour les travaux sur les nouvelles inventions et l'utilisation de nouvelles technologies dans la production. Notre avenir fournira une explication des phénomènes et des effets découverts par Tesla. Il a posé les bases de la civilisation moderne du troisième millénaire.

Circuit de transformateur Tesla sur un transistor

Le circuit du transformateur Tesla semble incroyablement simple et se compose de :

1. une bobine primaire en fil d'une section d'au moins 6 mm², environ 5-7 tours ;
2. une bobine secondaire enroulée sur un diélectrique est un fil d'un diamètre allant jusqu'à 0,3 mm, 700 à 1 000 tours ;
3. parafoudre;
4. condensateur;
5. émetteur de lueur d'étincelle.

La principale différence entre le transformateur Tesla et tous les autres appareils est qu'il n'utilise pas de ferroalliages comme noyau et que la puissance de l'appareil, quelle que soit la puissance de la source d'alimentation, n'est limitée que par la résistance électrique de l'air. L'essence et le principe de fonctionnement de l'appareil sont de créer un circuit oscillatoire, qui peut être mis en œuvre par plusieurs méthodes :

1. Générateur d'oscillations de fréquence construit sur la base d'un éclateur.
2. Générateur d'oscillations à tubes.
3. Sur les transistors.

Vidéo : Ondes stationnaires dans un transformateur Tesla, résonance, rapport de transformation

Vidéo : Transformateur TESLA DIY

Vidéo : Transformateur Tesla

Une explication étape par étape du processus d'assemblage et de lancement de l'un des transformateurs Tesla les plus puissants de Russie. Constructeur : Blotner Boris