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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Transformateur Tesla - variétés, expériences. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Alimentations Le VTTC doit son apparition à l'invention et à la distribution de puissants tubes à vide générateurs capables de créer des oscillations électromagnétiques d'une puissance de centaines et de milliers de watts. Contrairement aux générateurs d'étincelles, qui créent des salves répétitives d'oscillations haute fréquence amorties, les générateurs à tubes sont capables de générer un signal continu qui, si nécessaire, peut être modulé en amplitude. Il s'agit d'auto-oscillateurs à tubes classiques dont la charge est l'enroulement primaire d'un transformateur Tesla. De tels appareils sont populaires parmi les amateurs étrangers et nationaux, bien que dans une moindre mesure que le SGTC. Les principales difficultés de leur création sont la grande taille des lampes génératrices puissantes, la nécessité de leur refroidissement à l'air voire à l'eau et l'alimentation électrique des anodes haute tension. Considérons celui représenté sur la Fig. 9 schéma d'un transformateur à tube Tesla utilisant des composants modernes. Il s'agit d'un générateur classique avec retour inductif (transformateur). La lampe VL1 (pentode GK-71, largement utilisée dans les émetteurs radioamateurs) est reliée par une triode - toutes ses grilles sont connectées entre elles. La commutation pentode, qui réduit la capacité de débit de la lampe et réduit la probabilité de son auto-excitation, n'a dans ce cas aucun avantage, puisque l'auto-excitation est ce qui est nécessaire.
La charge anodique de la lampe est un circuit oscillant formé par l'enroulement I du transformateur. T3 et condensateur C2. A côté de cet enroulement sur le même châssis se trouve un enroulement de rétroaction II. La tension induite à ses bornes est fournie aux grilles de lampes, fournissant la rétroaction positive nécessaire à la génération. La composante alternative du courant de grille est fermée à la cathode via le condensateur C4, et la composante constante, circulant à travers la résistance R1, crée une chute de tension à ses bornes, appliquée par le moins aux grilles des lampes. Il s'agit de la tension de polarisation automatique. Augmentant en valeur absolue, il recouvre partiellement la lampe lorsque l'amplitude du signal haute fréquence augmente, et lorsqu'elle diminue, elle diminue également, ce qui entraîne une augmentation de l'amplitude. De cette manière, l’amplitude des oscillations est maintenue constante. En sélectionnant la résistance R1, vous pouvez réguler la puissance du générateur dans certaines limites. Les condensateurs de blocage C1 et C3 minimisent la pénétration de la tension haute fréquence dans le réseau d'alimentation. La source de tension fournie à l'anode de la lampe VL1 est constituée du transformateur T1 de la cuisine. Four à micro-ondes et redresseur demi-onde utilisant des diodes VD1-VD4 connectées en série. La valeur maximale de la tension pulsée avec une fréquence de 50 Hz à la sortie du redresseur est d'environ 3 kV. Le signal issu d'un générateur alimenté par cette tension prend la forme de salves d'oscillations HF suivant une fréquence de pulsation. Cela facilite quelque peu le mode de fonctionnement de la lampe (la tension de 3 kV lui est plus que admissible en mode continu) et a un effet bénéfique sur le nombre et la forme des décharges observées. La tension du filament est fournie à la lampe VL1 par le transformateur T2. Il est important de noter que vous devez allumer l'appareil en deux étapes. Tout d'abord, interrupteur SA2 pour allumer le chauffage. et seulement après quelques dizaines de secondes, lorsque la cathode de la lampe se réchauffe, la tension anodique est appliquée, fermant l'interrupteur SA1. En connectant le transformateur T1 au réseau via un autotransformateur réglable (LATR), vous pouvez augmenter en douceur la tension de l'anode à la mise sous tension et la réguler pendant les expériences. La conception du transformateur T3 est illustrée à la Fig. 10. Les enroulements I et II sont enroulés sur un morceau de tuyau de plomberie en plastique d'un diamètre de 160 mm. L'enroulement I est constitué de 30 tours de fil isolé d'une section de 4 mm. L'enroulement II contient 20 tours de fil émaillé d'un diamètre de 0,22 mm. L'enroulement de sortie (III) est le même. comme dans les cas précédents, enroulé sur une bouteille de kéfir.
Si la lampe GK-71 n'est pas disponible, vous pouvez utiliser la GU-50, moins puissante, ainsi que les lampes 6P36S et 6P45S utilisées dans les téléviseurs à balayage linéaire. Pour augmenter la puissance, ces lampes peuvent être connectées en parallèle. N'oubliez pas de sélectionner également le transformateur T2 avec une tension sur l'enroulement secondaire qui correspond à la tension nominale du filament de la lampe utilisée. Le circuit oscillant du circuit anodique de la lampe VL1 doit être ajusté à la fréquence de résonance de l'enroulement III du transformateur T3. Pour ce faire, mesurez l'inductance de l'enroulement I et calculez la capacité à l'aide d'une formule bien connue. Le condensateur C2 doit être haute tension, par exemple KVI-3. De bons résultats sont obtenus en utilisant un condensateur variable à vide. S'il n'est pas possible de mesurer l'inductance, plusieurs prises peuvent être réalisées à partir de l'enroulement I et le nombre optimal de tours peut être sélectionné en fonction de la longueur la plus longue des décharges résultantes. Il est logique de prévoir la possibilité de déplacer l'enroulement II par rapport à l'enroulement I pour sélectionner le coefficient de rétroaction optimal. Tout comme dans le cas précédent, il ne faut pas oublier que l'appareil contient des éléments sous tension potentiellement mortelle. Tout contact alors que l’appareil est sous tension est inacceptable. Tous les réglages et modifications de l'appareil ne peuvent être effectués qu'après l'avoir déconnecté du réseau et déchargé de force tous les condensateurs haute tension. De manière générale, on peut noter que par rapport au SGTC, le VTTC fonctionne un peu plus « doucement », et sa conception est plus pratique en raison de l'absence d'éclateur, qui brûle progressivement et nécessite un réglage. Il est intéressant de noter que les rejets ne sont pas similaires à ceux-là. ce qui a été obtenu avec l'aide du SGTC. La forme en spirale des banderoles est très inattendue (Fig. 11) et l'auteur en ignore la raison.
Pour comparer la forme des décharges à tension anodique pulsée et constante, le redresseur de tension anodique demi-onde a été remplacé par un redresseur pleine onde (pont de diodes) et un condensateur de lissage de grande capacité a été ajouté. Le résultat est présenté sur la Fig. 12.
Les différences sont clairement visibles. Avec une tension haute fréquence générée par des flashs, chaque streamer ne dure qu'un demi-cycle de la tension secteur. La nouvelle catégorie ne répète pas le chemin de l’ancienne, mais se précipite vers un autre endroit. Nous voyons plusieurs longues banderoles simples. Avec une génération continue, la « torche » qui en résulte brûle constamment. Elle ressemble beaucoup à une flamme normale et dévie même lorsque vous soufflez dessus. Cependant, dans un air calme, la torche n'est pas dirigée strictement vers le haut, comme une flamme ordinaire, mais selon un certain angle par rapport à la verticale. Cela peut être dû à la structure du champ magnétique autour du transformateur. La différence entre les modes est clairement perceptible à l'oreille : en mode pulsé, un fort bourdonnement d'une fréquence de 50 Hz se fait entendre, et en mode continu, seul un léger sifflement se fait entendre. Théoriquement, vous pouvez utiliser un transformateur Tesla comme source sonore si vous modulez le générateur avec un signal audio. En fait, vous obtiendrez un émetteur AM fonctionnant à la fréquence de résonance du transformateur Tesla. Une expérience intéressante a été réalisée avec un « moteur ionique » - un plateau tournant constitué d'un matériau électriquement conducteur placé sur la pointe de l'électrode de sortie d'un transformateur Tesla. Des flux de particules ionisées, volant dans une direction depuis les extrémités incurvées des pales du plateau tournant, créent une poussée du jet, le mettant en mouvement. Pour obtenir de bons résultats, la toupie doit être légère et bien équilibrée. Pour prendre la photographie montrée sur la Fig. 13, la tension anodique de la lampe VL1 devait être réduite à 1000 V. Sinon, la rotation serait trop rapide et le plateau tournant tomberait souvent.
Il convient de noter que malgré ses 100 ans d’histoire, le transformateur Tesla n’a pas encore été entièrement étudié. Par exemple, l'auteur n'a pas pu trouver une explication à la forme en spirale des banderoles, une méthode pour calculer avec précision la résistance d'entrée d'un transformateur Tesla et son adaptation précise avec le générateur, une méthode pour calculer la longueur des décharges et l'influence de leur propre capacité sur la fréquence de résonance du transformateur. Apparemment, ces problèmes ont été peu étudiés et ne sont pratiquement pas abordés dans les sources disponibles. En général, le transformateur Tesla constitue un domaine d’expérimentation très étendu et peu exploré. Il existe même une opinion parmi les amateurs selon laquelle le rendement du transformateur Tesla dépasse 100 %. parce qu'il tire « l'énergie gratuite » de l'espace. Ce. bien sûr. loin de là. Aucune violation de la loi de conservation de l'énergie n'a été observée lors des expériences avec les transformateurs Tesla. Comme mentionné ci-dessus, le transformateur Tesla est une source de rayonnement électromagnétique assez puissante. Il était donc intéressant d’évaluer son éventuel impact sur d’autres appareils électroniques. Pour les expériences, un transformateur Tesla a été utilisé avec un générateur basé sur un tube à vide, mis à la terre avec le fil neutre du réseau électrique. Ce qui suit a été noté :
Ainsi, l'auteur n'a pas remarqué d'effets particulièrement dangereux sur les appareils électroniques domestiques. Cependant, une prudence raisonnable est toujours recommandée lors de la réalisation d’expériences. Par exemple, il est logique de déconnecter physiquement les équipements coûteux du réseau pendant les expériences. Il est également recommandé de débrancher toutes les antennes et les longs câbles reliant les composants électroniques. Si possible, utilisez une masse séparée pour le transformateur Tesla. Bien qu'il existe sur Internet des descriptions de transformateurs Tesla avec des longueurs de décharge supérieures à un demi-mètre, l'auteur ne recommande pas de les fabriquer et de les faire fonctionner à la maison. Auteur : Elyuseev D.
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