El món de tecnologia sense fils és aquí! Gràcies a la tecnologia sense fils es desenvolupen innombrables aplicacions sense fils, com ara il·luminació sense fils, cases intel·ligents sense fils, carregadors sense fils, etc. El 1891, l’inventor Nikola Tesla va inventar el descobriment més famós de la bobina Tesla. Tesla estava obsessionat per proporcionar energia sense fils, cosa que va conduir a la invenció de la bobina Tesla. Aquesta bobina no requereix un circuit complex i, per tant, forma part de la nostra vida diària com ara el control remot, els telèfons intel·ligents, els ordinadors, els raigs X, els llums de neó i fluorescents, etc.
Què és Tesla Coil?
Definició: Una bobina de Tesla és una radiofreqüència oscil·lador que condueix el ressò de doble afinació del nucli d'aire transformador per produir altes tensions amb baixos corrents.
tesla-coil
Per entendre-ho millor, definim què és un oscil·lador de radiofreqüència. Principalment, som conscients que el fitxer oscil·lador electrònic és un dispositiu que produeix senyals elèctrics d'ona sinusoïdal o d'ona quadrada. Aquest oscil·lador electrònic produeix senyals en el radiofreqüència de 20 kHz a 100 GHz, conegut com a oscil·lador de radiofreqüència.
Principi de funcionament de la bobina de Tesla
Aquesta bobina té la capacitat de produir tensions de sortida de fins a diversos milions de volts segons la mida de la bobina. La bobina de Tesla funciona segons un principi per aconseguir una condició anomenada ressonància . Aquí, la bobina primària emet grans quantitats de corrent a la bobina secundària per conduir el circuit secundari amb la màxima energia. El circuit afinat ajuda a disparar el corrent del circuit primari al secundari a una freqüència de ressonància afinada.
Diagrama del circuit de bobines de Tesla
Aquesta bobina té dues parts principals: una bobina primària i una bobina secundària, amb cada bobina amb el seu propi condensador. Una bretxa entre espurnes connecta les bobines i condensadors La funcionalitat de la bretxa és generar l'espurna per excitar el sistema.
diagrama de circuits de tesla-coil
Tesla Coil Working
Aquesta bobina utilitza un transformador especialitzat anomenat transformador de ressonància, un transformador de radiofreqüència o un transformador d’oscil·lació.
La bobina primària està connectada a la font d’energia i la bobina secundària d’un transformador s’acobla de forma fluida per garantir que ressoni. El condensador connectat en paral·lel amb el circuit del transformador actua com un circuit de sintonització o un Circuit LC per generar senyals a una freqüència específica.
El principal del transformador, altrament anomenat transformador ressonant, augmenta per generar nivells de voltatge molt alts que oscil·len entre 2kv i 30 kV, que al seu torn carreguen el condensador. Amb l'acumulació de quantitats massives de càrrega al condensador, finalment, es trenca l'aire de l'espai. El condensador emet una gran quantitat de corrent a través de la bobina Tesla (L1, L2), que al seu torn genera una alta tensió a la sortida.
Freqüència d’oscil·lació
La combinació d’un condensador i un bobinatge primari ‘L1’ del circuit forma un circuit sintonitzat. Aquest circuit sintonitzat assegura que tant els circuits primaris com secundaris estan afinats de manera que ressonin a la mateixa freqüència. Les freqüències de ressonància dels circuits primaris ‘f1’ i secundaris ‘f2’ són donades per,
f1 = 1 / 2π √ L1C1 i f2 = 1 / 2π √ L2C2
Com que el circuit secundari no es pot ajustar, l’aixeta mòbil de ‘L1’ s’utilitza per sintonitzar el circuit primari fins que els dos circuits ressonin a la mateixa freqüència. Per tant, la freqüència del primari és la mateixa que la secundària.
f = 1 / 2π√L1C1 = 1 / 2π √ L2C2
La condició de ressonar primària i secundària a la mateixa freqüència és,
L1C1 = L2C2
La tensió de sortida del transformador ressonant no depèn de la relació nombre de voltes com en el transformador ordinari. Tan bon punt comença el cicle i a mesura que s’estableix l’esparreta, l’energia del circuit primari s’emmagatzema al condensador primari ‘C1’ i el voltatge al qual es dispara l’espurna és ‘V1’.
W1 = 1 / 2C1V12
De la mateixa manera, l'energia de la bobina secundària ve donada per,
W2 = 1 / 2C2V22
Suposant que no hi ha pèrdua d’energia, W2 = W1. Simplificant l’equació anterior, obtenim
V2 = V1√C1 / C2 = V1√L2 / L1
En l'equació anterior, es pot aconseguir la tensió màxima quan no es produeix el trencament de l'aire. La tensió màxima és la tensió a la qual l’aire es descompon i comença a conduir-se.
Avantatges / desavantatges de Tesla Coil
Els avantatges són
- Permet una distribució uniforme de la tensió a través de les bobines de bobinatge.
- Augmenta la tensió a un ritme lent i, per tant, no produeix cap dany.
- Gran actuació.
- L'ús de rectificadors trifàsics per a potències més altes pot oferir un enorme repartiment de càrrega.
Els desavantatges són
- La bobina de Tesla presenta diversos riscos per a la salut a causa de l’emissió de radiofreqüència d’alt voltatge que inclou cremades a la pell, danys al sistema nerviós i al cor.
- Implica uns costos elevats en la compra de grans condensadors d’allisat de CC.
- La construcció del circuit consumeix molt de temps, ja que ha de ser perfecte per ressonar
Aplicacions de Tesla Coil
Actualment, aquestes bobines no requereixen grans circuits complexos per produir alta tensió. Tot i això, les petites bobines Tesla troben les seves aplicacions en diversos sectors.
- Soldadura d'alumini
- Els cotxes utilitzen aquestes bobines per encendre la bugia
- Els ventiladors de bobines Tesla creats, que s’utilitzen per generar il·luminació artificial, semblen músiques Les bobines Tesla de la indústria de l’entreteniment i l’educació s’utilitzen com a atraccions en fires d’electrònica i museus científics
- Sistemes d'alt buit i encenedors d'arc
- Detectors de fuites del sistema de buit
Preguntes freqüents
1). Què fan les bobines Tesla?
Aquesta bobina és un oscil·lador de radiofreqüència que acciona un transformador ressonant per generar una alta tensió a baix corrent.
2). Una bobina Tesla pot carregar un telèfon?
Actualment, els telèfons intel·ligents s’alliberen amb una càrrega sense fils integrada, que utilitza el principi d’una bobina Tesla.
3). La bobina de Tesla és perillosa?
La bobina i els seus equips són molt perillosos ja que produeixen tensions i corrents molt elevats que el cos humà no pot assegurar
4). Per què fan música Tesla Coils?
En general, aquesta bobina converteix l’aire al seu voltant en un plasma que canvia de volum i fa que les ones es propaguen per totes les direccions, creant so / música. Això passa a una freqüència alta de 20 a 100 kHz.
5). Com va transmetre Tesla electricitat sense fils?
S'utilitza una bretxa per connectar els condensadors i dues bobines. A mesura que la potència s’alimenta a través d’un transformador, produeix el corrent necessari i alimenta tot el circuit.
Per tant, tot això es tracta una visió general de la bobina de Tesla que es pot utilitzar per generar electricitat d’alta tensió, baixa intensitat i alta freqüència. Tesla Coil té la capacitat de transmetre electricitat sense fils fins a diversos quilòmetres. Ens hem assegurat que aquest article proporciona al lector informació sobre el funcionament de la bobina Tesla, els avantatges i els desavantatges i les aplicacions. Realment, la seva invenció de transmissió sense fils d’energia elèctrica ha canviat la manera de comunicar-se del món.
