РАЗРАБОТКА ТРАНСФОРМАТОРА ТЕСЛА Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

РАЗРАБОТКА ТРАНСФОРМАТОРА ТЕСЛА

Ананян В.

РГУФК (ГЦОЛИФК), студент

DEVELOPMENT OF THE TESLA TRANSFORMER

Ananyan V.

RSUPSYT(SCOLIPE)

Аннотация

Настоящая работа имеет цель изучения работы трансформатора тесла и создание опытной модели для передачи энергии на расстояния. В ходе работы была выдвинута гипотеза о возможности передачи энергии беспроводным способом с помощью прибора. Для проверки гипотезы были поставлены следующие задачи

1. Выполнить необходимые расчеты для сборки модели.

2. Собрать модель трансформатора.

3. Провести опыты по передаче энергии

Abstract

The present work is aimed at studying the operation of the Tesla transformer and creating an experimental model for the transmission of energy over distances. In the course of the work, a hypothesis was put forward about the possibility of transmitting energy wirelessly using the device. To test the hypothesis, the following tasks were set

1. Perform the necessary calculations to build the model.

2. Assemble the transformer model.

3. Conduct experiments on energy transfer

Ключевые слова: Трансформатор Тесла, колебательный контур, передача энергии на расстояние

Keywords Tesla transformer, oscillating circuit, energy transmission over a distance.

Схема трансформатора тесла представлена на рисунке 1.

Рисунок 2. Схема трансформатора Тесла

На силовой повышающий трансформатор (в нашем случае МОТ ) подается переменный ток. При выходе ток должен иметь напряжение не менее 1000в (напряжение пробоя на разряднике). Следующим элементом, подключенным параллельно с источником питания, является газовый разрядник. Этот нелинейный элемент нужен, чтобы исключать источник питания чтобы он не вносил потери (так же он нужен в случае необходимости увеличения

или уменьшения емкости контура). Последовательно с разрядником включены батарея конденсаторов C и катушка индуктивности L, которые образуют колебательный контур L1C1, который создает колебания. Так же, данная катушка есть первичная обмотка, на которую поступает питание. Следующим элементом является катушка индуктивности L2 которая образует с собственной емкостьюC2 колебательный контур L2C2 (конец катушки L2 имеет

заземление). Энергия электромагнитного поля первичной катушки передается вторичной. Токи высокой частоты и потенциала генерируются во вторичном контуре, в нем же возникает частота резонанса, которая поддерживается первичной катушкой, из

этого можно сделать вывод, что емкость С1 определяется параметрами создания резонансной частоты во вторичном контуре. В ходе расчет я пользовался инженерными формулами Харольда Вилера для расчетов конических катушек

N - число витков катушки A - диаметр основания конуса B - диаметр верхней части конуса H - высота конуса

W = (B - A)/2 - эффективная ширина Z - длина катушки (по гипотенузе!) Z = V(W2 + H2) X - угол конуса (sin(X) = H/Z; cos(X) = W/Z) R = A/2 + W/2 - средний радиус катушки

L1 = R2*N2/(9*R+10*H) - вертикальный компонент индуктивности L2 = R2*N2/(8*R+11*W) - горизонтальный компонент индуктивности L = V[(L1* Sin(X))2 + (L2*cos(X))2] - итоговая индуктивность катушки Переведя формулы из дюймовой системы исчисления в СИ получил: D=(Dмакс+Dмин)/2 - средний диаметр W=(Dмакс-Dмин)/2 - ширина намотки

Lверт=(ND)Л2 / 101,6(4,5D+10H) - расчет "вертикальной составляющей"

Lгор=(ND)Л2 / 101,6(4D+11W) - расчет "горизонтальной составляющей"

sinX=ШV(HЛ2+WЛ2) вычисление синуса угла наклона

cosX=W/V (HA2+WA2) вычисление косинуса угла наклона

L=V ( (Ьвер^шХ^ + (Lra*cosX^2 ) - вычисление индуктивности катушки

Так же для вторичной катушки:

L2 = 0,001*DWA2 / (H/D+0,44), где D - диаметр, W - число витков, H - высота вторичной обмотки C2=H/87.59 + D/123.9 + 1.94V ((D/50 Л3 / H), где H - высота в миллиметрах, D -диаметр в мм. Результаты расчетов по приведенным формулам представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты расчетов трансформатора Тесла_

Характеристика Первичный контур Вторичный контур

Индуктивность, мкГн 2,63 17167

Емкость, пФ 28612 4

Количество витков, шт 5 1500

Активное сопротивление, Ом 85

Добротность контура 733

Резонансная частота, Гц 580000 580000

Максимальный диаметр, см 20 5

Минимальный диаметр, см 5 5

Высота намотки, см 10 30

Длина проводника, м 1,96 235

Опыты с действующей моделью (приложе-ние10) проводились в двух фазах:

1. Первый запуск трансформатора Тесла был произведен в лабораториях университета ПГУ, так как там присутствует нужное нам оборудование на случай каких-либо аварий. Трансформатор был подключен к ЛАТОРУ, первый запуск произошел успешно, повреждений модели не было, никаких аварий не произошло, первый запуск длился 3-6 секунд. Так как мы использовали диполь Герца, и антенна была относительна мала больших streamer не наблюдалось. В целях проверки возможности передачи энергии на расстоянии мы использовали лампочку. Лампочка, при внесении в поле трансформатора, начала светиться это означало что энергия передается на расстояние.

2. Опыт был проведен в домашних условиях в присутствии людей, выполнение работы проходило в соответствии с требованиями техники безопасности. Опыт в домашних условиях был поставлен чтобы проверить работу трансформатора Н.Тесла без специальных приборов, и возможность использования прибора в «домашних» условиях. Результаты опыта были так же были положительными: лампочка начала светиться это говорит о том, что передача энергии была осуществлена, работа так же не вызвала отклонений ни у одного из электроприборов, находящихся в доме.

Наглядное представление проведенных опытов рисунке 2

Рисунок 3 Беспроводная передача энергии

Проводя данную исследовательскую работу, установка была подробно изучена. Для реализации цели была собрана модель прибора, выполнив необходимые расчеты, получили ток высокой частоты и потенциала. В ходе проведения исследований гипотеза о передаче энергии на расстояние была подтверждена опытным путём, поставленный опыты могут быть поставлены в учебных учреждения на темах Электромагнитные поля их взаимодействия , явления наблюдаемые при работе прибора вызывают явный интерес что могло бы привлечь молодежь к изучению физики.

Передача энергия при помощи данного прибора весьма затратна и не актуальна сегодня, при затрате огромных мощностей мы получает очень маленький КПД ,что было доказано в опыте, но с другой стороны он имеет научный интерес, например для изучения стримеров.

Список литературы

1. А. А. Пинский Физика 11

2. Ржонсницкий Б. Н. Выдающийся электротехник Никола Тесла (1856-1943) Вопросы естествознания и техники. Институт естествознания и техники АН СССР. Выпуск I. Москва 1956. с. 192

3. . Ржонсницкий Б. Н. Жизнь, отданная науке (Никола Тесла) Огонек.1956. № 28. с. 29

4. Сарич Ж. Посвящённый. Роман о Николе Тесле. М, Дельфис, 2010 с. 345

5. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов ВУЗов. - М, Наука,1968. -939 с

6. http://neo-energy.ru/publ/tesla_genera-tory/kak_sdelat_transformator_tesla/5 -1-0-58

7. http://intelogic.ru/news/kak_sdelat_transform ator_nikoly_tesly_ustrojstvo_i_primenenie/2009-09-21-23

8. http://www.elektro-journal.ru/sites/default/files/pdf_files/arts/2007_03_08 .PDF

9. http://cyberleninka.ru/article/n/sposob-opredeleniya-parametrov-transformatora-tesla

РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА

Ананян В.,

РГУФК (ГЦОЛИФК), студент Кириллов И.В., АО «УАПО», инженер-конструктор Громов М.А., НИУМЭИ, студент Рахманов И. НИУ МЭИ, студент

CALCULATION OF THE CURRENT TRANSFORMER

Ananyan V.,

RSUPSYT(SCOLIPE) Kirillov I., JSC "UAPO", design engineer Gromov M., NRUMPEI, student Rakhmanov I. NRU MPEI, student

Аннотация

Трансформатор тока - представляет собой повышающий трансформатор, предназначенный для преобразования тока большой величины до значения, удобного для измерения. Первичной обмоткой трансформатора тока является проводник с измеряемым переменным током, а ко вторичной подключаются измерительные приборы. Целью данной работы является расчет конструкции трансформатора тока ТПЛО-10

Abstract

A current transformer is a step-up transformer designed to convert a large current to a value that is convenient for measurement. The primary winding of the current transformer is a conductor with a measured alternating current, and measuring devices are connected to the secondary. The purpose of this work is to calculate the design of the current transformer TPL-10

Ключевые слова: Трансформатор тока, ТПЛО-10.

Keywords Current Transformer, TPL-10.