テスラコイルとは:回路図、動作とその応用

テスラコイルとは:回路図、動作とその応用

の世界 ワイヤレステクノロジー ここにある!ワイヤレス技術により、ワイヤレスパワードライティング、ワイヤレススマートホーム、ワイヤレス充電器などの無数のワイヤレスアプリケーションが開発されています。 1891年、テスラコイルの最も有名な発見は、発明者のニコラテスラによって発明されました。テスラはワイヤレスエネルギーの提供に夢中になり、それがテスラコイルの発明につながりました。このコイルは複雑な回路を必要としないため、リモコン、スマートフォン、コンピューター、X線、ネオン、蛍光灯などの日常生活の一部です。



テスラコイルとは何ですか?

定義: テスラコイルは無線周波数です オシレーター 空芯複同調共振を駆動します 変成器 低電流で高電圧を生成します。


テスラコイル

テスラコイル





理解を深めるために、無線周波数発振器とは何かを定義しましょう。主に、私たちは 電子発振器 は、正弦波または方形波のいずれかの電気信号を生成するデバイスです。この電子発振器は、無線周波数発振器として知られる20 kHz〜100GHzの無線周波数範囲の信号を生成します。

テスラコイルの動作原理

このコイルには、コイルのサイズに基づいて最大数百万ボルトの出力電圧を生成する機能があります。テスラコイルは、次のような条件を達成するための原理に基づいて動作します 共振 。ここで、一次コイルは二次コイルに大量の電流を放出して、最大のエネルギーで二次回路を駆動します。微調整された回路は、調整された共振周波数で一次回路から二次回路に電流を流すのに役立ちます。



テスラコイル回路図

このコイルには、一次コイルと二次コイルの2つの主要部分があり、各コイルには独自のコンデンサがあります。スパークギャップがコイルを接続し、 コンデンサ 。スパークギャップの機能は、システムを励起するためのスパークを生成することです。

テスラ-コイル-回路図

テスラコイル回路図

テスラコイル作業

このコイルは、共振トランス、高周波トランス、または発振トランスと呼ばれる特殊なトランスを使用しています。


一次コイルは電源に接続され、トランスの二次コイルは緩く結合されて確実に共振します。トランス回路と並列に接続されたコンデンサは、チューニング回路または LC回路 特定の周波数で信号を生成します。

変圧器の一次側は、共振変圧器とも呼ばれ、2kvから30 kVの範囲の非常に高いレベルの電圧を生成するためにステップアップし、コンデンサを充電します。コンデンサに大量の電荷が蓄積すると、最終的にはスパークギャップの空気が破壊されます。コンデンサはテスラコイル(L1、L2)を介して大量の電流を放出し、テスラコイルは出力に高電圧を生成します。

発振周波数

コンデンサと回路の一次巻線「L1」の組み合わせにより、同調回路が形成されます。この調整された回路により、一次回路と二次回路の両方が同じ周波数で共振するように微調整されます。一次回路「f1」と二次回路「f2」の共振周波数は、次の式で与えられます。

f1 = 1 /2π L1C1 そして f2 = 1 /2π L2C2

二次回路は調整できないため、「L1」の可動タップを使用して、両方の回路が同じ周波数で共振するまで一次回路を調整します。したがって、プライマリの周波数はセカンダリと同じです。

f = 1 /2π√L1C1 = 1 /2π L2C2

一次と二次が同じ周波数で共振するための条件は、

L1C1 = L2C2

共振トランスの出力電圧は、通常のトランスのように巻数比に依存しません。サイクルが始まり、スパーが設定されるとすぐに、一次回路のエネルギーが一次コンデンサ「C1」に蓄積され、火花が分解する電圧は「V1」になります。

W1 = 1 / 2C1V1

同様に、二次コイルのエネルギーは次の式で与えられます。

W2 = 1 / 2C2V2

エネルギーの損失がないと仮定すると、W2 = W1です。上記の式を単純化すると、次のようになります。

V2 =V1√C1/ C2 =V1√L2/ L1

上記の式では、空気の破壊が発生しないときにピーク電圧を達成できます。ピーク電圧は、空気が分解して伝導を開始する電圧です。

テスラコイルの長所/短所

利点は

  • 巻線コイル全体に電圧を均一に分配できます。
  • ゆっくりとしたペースで電圧を上昇させるため、損傷はありません。
  • 素晴らしいパフォーマンス。
  • より高い電力のために三相整流器を使用すると、途方もない負荷分散を提供できます。

短所は

  • テスラコイルは、皮膚の火傷、神経系および心臓への損傷を含む高電圧無線周波数放射のために、いくつかの健康被害をもたらします。
  • 大型のDC平滑コンデンサの購入には高額な費用がかかります。
  • 回路の構築は、完全に共振する必要があるため、多くの時間を消費します

テスラコイルの用途

現在、これらのコイルは高電圧を生成するために大規模で複雑な回路を必要としません。それにもかかわらず、小さなテスラコイルはさまざまな分野での用途があります。

  • アルミ溶接
  • 車はこれらのコイルをスパークプラグの点火に使用します
  • 人工照明を生成するために使用される作成されたテスラコイルファンは、音楽のように聞こえますエンターテインメントおよび教育業界のテスラコイルは、電子機器見本市や科学博物館のアトラクションとして使用されます
  • 高真空システムとアークライター
  • 真空システムリークディテクタ

よくある質問

1)。テスラコイルは何をしますか?

このコイルは、低電流で高電圧を生成するために共振トランスを駆動する高周波発振器です。

2)。テスラコイルは電話を充電できますか?

最近では、テスラコイルの原理を利用したワイヤレス充電を内蔵したスマートフォンが発売されています。

3)。テスラコイルは危険ですか?

コイルとその機器は、人体では保証できない非常に高い電圧と電流を生成するため、非常に危険です。

4)。テスラコイルが音楽を作るのはなぜですか?

一般に、このコイルは周囲の空気をプラズマに変換し、プラズマによって音量が変化し、波がすべての方向に広がり、音や音楽が生成されます。これは、20〜100kHzの高周波で発生します。

5)。テスラはどのように無線で送電しましたか?

スパークギャップは、コンデンサと2つのコイルを接続するために使用されます。電力は変圧器を介して供給されるため、必要な電流を生成し、回路全体に電力を供給します。

したがって、これはすべてについてです テスラコイルの概要 高電圧、低電流、高周波の電気を生成するために使用することができます。テスラコイルには、最大数キロメートルまで無線で送電する機能があります。この記事が、テスラコイルの動作、長所と短所、およびアプリケーションについての洞察を読者に提供することを保証しました。確かに、彼の電気エネルギーの無線伝送の発明は、世界の通信方法を変えました。