2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3, 4  След.
 
 Физика трансформатора Теслы
Сообщение09.09.2009, 11:39 


20/10/07
91
Доброго времени суток!

Трансформатор Н.Теслы представляет собой 2 цилиндрические соосные обмотки (катушки) (без какого бы то
ни было сердечника с $\mu > 1$ !) - первичную и вторичную. Характерные числа витков - 20 в первичной и 1000 во вторичной,
характерные размеры прибора - диаметр около 20 см, высота - около метра.
Через первичную обмотку при помощи высокочастотного генератора (характерная выходная амплитуда - тысяча вольт) пропускается
переменный ток высокой частоты (порядка МГц).
Нижний конец вторичной обмотки заземляется, а на верхнем создается напряжение порядка мега вольт (ради этого,
собственно, и конструируют этот прибор).


Помогите, пожалуйста, разобраться:
1) идентичен ли принцип работы прибора работе обычных низкочастотных
трансформаторов? Если да, то почему не использовать сердечник?

2) В интернете можно встретить 2 подхода к объяснению принципа
работы устройства, которые можно назвать: lumped-circuit (см., например, [url]http://ru.wikipedia.org/wiki/Трансформатор_Теслы[/url] а также RevSciInstrum (2002), vol. 73, #9, p. 3332)
и standing-wave (см., например, http://www.ttr.com/corum/index.htm а также - УФН (1990), том 160, №4, с.47 - http://ufn.ru/ru/articles/1990/4/b/ )
Какой из подходов более физически адекватен?

3) почему трансформатор Теслы называют "резонансным" ?

Спасибо.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение09.09.2009, 21:23 
Аватара пользователя


28/06/08
1706
катушка служит для накопления энергии магнитного поля, вся энергия разряжается за очень короткое время отсуда большая мощность разряда. -> неободим высокочастотный колебательный контур с высокой добротностью чтобы его можно было накачать энергией и быстро разрядить при необходимости (3) , сердечник можно использовать из подходящего ферита (из КВ приемника например) во времена Теслы их не было (1).

расчитать эту штуку несложно, вот тут например
http://www.mwr.medianis.net/pdf/Vol12No ... azevic.pdf
(не вникал, но ошибок наделать трудно)

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение09.09.2009, 22:56 


20/10/07
91
AlexNew в сообщении #241775 писал(а):
катушка служит для накопления энергии магнитного поля

Вы не могли бы изложить эту мысль более подробно?
На сколько я понял, Вы говорите о стоячей волне во вторичной обмотке?
Каково Ваше мнение относительно модели с сосредоточенными параметрами ?
([url]http://ru.wikipedia.org/wiki/Трансформатор_Теслы[/url], например)
Спасибо.

На форуме http://www.flyback.org.ru/viewtopic.php?t=142&postdays=0&postorder=asc&start=0 говорят, что наличие сердечника черевато пробоем через него,
а на http://sm100.ru/book/meditation/36348.html - что при достаточно больших магнитных
полях магнитная проницаемость сердечника будет близка к 1, т.е. никакого эффекта он не даст -
Цитата:
он внесет большие искажения в параметры контура
,
а также -
Цитата:
И вообще связь должна быть малой т.к. если она будет большой, то тогда на резонансной частоте будет локальный минимум(уже вторичная обмотка будет влиять на первичную)

и еще
Цитата:
из-за сердечника электромагнитное поле возвращается назад в катушку, наводя в ней ЭДС самоиндукции - в Резонансном Трансформаторе Тесла это ни в коем случае нельзя допускать...


Интересно узнать мнение участников форума относительно этих утверждений.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение10.09.2009, 16:36 
Аватара пользователя


28/06/08
1706
цитаты с форума бред, отвечать на них не буду

http://www.cultinfo.ru/fulltext/1/001/008/115/878.htm

легко будет работать на сотнях килогерц, используют для повышения добротности системы, можно и без него, но тогда придется в десятки раз увеличивать количество витков катушки что вызовит существенные потери.
пробоя быть не должно, и без сердечника кругом полно проволки.

Модель с сосредоточеными параметрами можно использовать если размер системы много меньше длинны волны.

Катушка теслы - это просто колебательный контур, который накачиваят энергией до наступления пробоя на разряднике. Чем больше энергии в него вкачать тем более сильным будет разряд.
необходимо выполнение 2х противоричивых требываний:
1) возможность накопить max энергии -> большие L и C
2) возможность быстро эту энергию отдать -> высокая резонансная частота.

Накачивать лучше на частоте резонанса, первичная обмотка не нужна, можно использовать часть вторичной, или через конденсатор (3х точечный генератор)

Посмотрите любой учебник по электротехнике, силовой электронике, там все есть, кострукция Теслы это обычная электрическая машина, нет в нем никакой мистики.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение10.09.2009, 21:56 


20/10/07
91
AlexNew писал(а):
Модель с сосредоточеными параметрами можно использовать если размер системы много меньше длинны волны.

Позвольте уточнить,
в какой среде распространяется та волна, о длине которой Вы говорите,
и что в данном случае считать характерным размером системы ?

AlexNew писал(а):
Катушка теслы - это просто колебательный контур, который накачиваят энергией ......

Правильно ли я понял, что Вы не согласны с утверждениями статьи
УФН (1990), том 160, №4, с.47 - http://ufn.ru/ru/articles/1990/4/b/
("...все из этих описаний основаны на ошибочной теоретической модели.....
до тех пор, пока мы ... и не применили к резонаторам Теслы линейную теорию роспространения
медленных волн, мы не смогли точно предсказать действие ... генератора"),
материала http://www.ttr.com/corum/index.htm тех же авторов,
и ссылки ("Simple Transmission Line Representation of Tesla
Coil and Tesla’s Wave Propagation Concept") в Вашем предыдущем посте,
иными словами - считаете более правильной все таки "lumped-circuit"-модель ?

AlexNew писал(а):
Посмотрите любой учебник по электротехнике, силовой электронике, там все есть, кострукция Теслы это обычная электрическая машина

Буду благодарен за ссылку на хороший учебник по электротехнике и силовой электронике.

AlexNew писал(а):
нет в нем никакой мистики

Согласен. Ни о какой мистике речь в этой ветке форума не идет.

Всего наилучшего, жду комментариев участников форума.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение11.09.2009, 04:01 
Аватара пользователя


28/06/08
1706
Цитата:
в какой среде распространяется та волна, о длине которой Вы говорите,
и что в данном случае считать характерным размером системы ?

грубо говоря длина проводника обмотки должна быть много меньше длины волны света в вакууме.

про модель я уже написал, вполне сойдет с сосредоточеными параметрами, но можете заменить катушку линией передачи, если не боитесь со взаимной индуктивностью запутаться...

книг по электротехнике не посоветую, никогда их не читал :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение19.09.2009, 20:09 
Аватара пользователя


05/08/09
1658
родом из детства
AlexNew в сообщении #242237 писал(а):
про модель я уже написал, вполне сойдет с сосредоточеными параметрами

Не обойтись...катушка Теслы замечательна тем, что на вторичной обмотке образуется стоячая волна. А когда длина волны тока (напряжения) соизмерима с длиной проводника линию передачи нужно рассматривать как цепь с распределёнными параметрами.

AlexNew в сообщении #242237 писал(а):
книг по электротехнике не посоветую, никогда их не читал

Совершенно напрасно...

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение20.09.2009, 03:15 
Аватара пользователя


28/06/08
1706
Цитата:
катушка Теслы замечательна тем, что на вторичной обмотке образуется стоячая волна.

и что же в этом замечательного?
Цитата:
линию передачи нужно рассматривать как цепь с распределёнными параметрами.

любая линия передачи это фактически цепь с распределенными параметрми, вопрос в том как вы учтете взаимные индуктивности в данной задаче

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение20.09.2009, 09:36 
Аватара пользователя


05/08/09
1658
родом из детства
AlexNew в сообщении #244885 писал(а):
и что же в этом замечательного?

Ещё раз, то что на вторичной обмотке образуется стоячая волна... Это, впринципе, и отличает катушку Теслы от обычного трансформатора... Плюс его резонансность... Попутно-почему резонансный. Потому что первичная обмотка образует резонансный контур с конденсатором-накопиелем энергии, для выделения на вторичной обмотки определённой моды колебаний напряжения.
AlexNew в сообщении #244885 писал(а):
любая линия передачи это фактически цепь с распределенными параметрми

Не любая...А только та, у которой длина волны тока(напряжения) в цепи соизмерима с длиной самой линии передачи...Изображение
AlexNew в сообщении #244885 писал(а):
вопрос в том как вы учтете взаимные индуктивности в данной задаче

Очень плохо, что Вы не читаете книг по электронике и электротехнике, а то бы нашли формулы для расчёта взаимной индукции двух контуров, учитавающие их форму, взаимное расположение и т.д.

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение20.09.2009, 18:14 
Аватара пользователя


28/06/08
1706
Comanchero писал(а):
Потому что первичная обмотка образует резонансный контур с конденсатором-накопиелем энергии, для выделения на вторичной обмотки определённой моды колебаний напряжения.

1) Абсолютно неверно, конденсатор подключается ко вторичной обмотке, первичная обмотка непосредственно подключается к цепи питания. Я думаю вы говорили о другом, просто надо более точно мысли выражать.
2) не используйте слова, смысл лоторых вам не известен ( жирненькое)

Comanchero писал(а):
Ещё раз, то что на вторичной обмотке образуется стоячая волна... Это, в принципе, и отличает катушку Теслы от обычного трансформатора... Плюс его резонансность...


1) Я уже написал раньше что это за зверь:

Трансформатор теслы - это обычны повышающий ВЧ трансформатор,.
В качестве генератора высокой частоты используется разрядник, точ в точ как как в первых приемниках.

Резонанансная частота выхдного контура - выходная катушка + распределенная емкость = частоте на которой работает генератор-разрядник. Оба контура должны быть настроить на частоту контура генератора для максимальной связи – передачи энергии

2) Теперь по поводу вашего бреда про линию передачи:
распределенная система - это множество элементов, в идеале бесконечное число - только тогда можно будет поставить знак равенства между линией передачи и ее моделью в виде цепи с распределенными значениями.

Все бы ничего, да вот только для данной системы каждый элемент - индуктивность будет связан с каждым другим элементом индуктивность через общий магнитный поток, то есть вам нужна не взаимная индуктивность между двумя катушками а взаимная индуктивность между всеми катушками сразу.

Это я к тому что СОВЕРШЕННО нельзя использовать приближение для линии передачи для данной задачи.
Кроме того что нельзя – оно еще и совершенно не нужно! Главное это настроить 2 контура в резонанс.

Я не исключаю возможности работы данного устройства рассчитанного в приближении линии передачи, но во первых такой расчет не верный а во вторых сей девайс отлично заработает и на других частотах при условии настройки 2х контуров на одну частоту.

Мне кажется бред про линии передачи и стоячие волны пишут люди совершенно не понимающие элементарную физику процесса.

Comanchero писал(а):
то бы нашли формулы для расчёта взаимной индукции двух контуров

вместо поиска готовых формул, смысл которых часто остается не ясным, лучше научитесь их выводить ;-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение20.09.2009, 18:19 
Аватара пользователя


05/08/09
1658
родом из детства
AlexNew в сообщении #245032 писал(а):
) Абсолютно неверно, конденсатор подключается ко вторичной обмотке, первичная обмотка непосредственно подключается к цепи питания.

Полное незнание конструкции.Изображение
AlexNew в сообщении #245032 писал(а):
2) не используйте слова, смысл лоторых вам не известен ( жирненькое)

Ха...Вам объяснить смысл сих слов?
AlexNew в сообщении #245032 писал(а):
Трансформатор теслы - это обычны повышающий ВЧ трансформатор,.
В качестве генератора высокой частоты используется разрядник, точ в точ как как в первых приемниках.

как интересно..и без конденсатора...
AlexNew в сообщении #245032 писал(а):
частоте на которой работает генератор-разрядник.
Ух-ты...У разрядника собственная частота завелась..
Товарисч, Вы не знаете фурье-преобразование..Эт плёха..
Цитата:
вместо поиска готовых формул, смысл которых часто остается не ясным

Туманным, я бы сказал...Для Вас, конечно :lol:
Цитата:
грубо говоря длина проводника обмотки должна быть много меньше длины волны света в вакууме.

А свет имеет определённую длину волны? :lol:
Впрочем и остальное - туфта и бред ..

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение20.09.2009, 18:29 
Аватара пользователя


28/06/08
1706
вы совершенно не понимаете то о чем пишите...
вот например схема данного устройства
Изображение
видно что генератор включен в цепь вторичной обмотку питающего трансформатора - первичная обмотке, в свой очередь генератор соединяется с выходным контуром, отношение различное отношение L/C приводит к повышения напряжения.

Почти школьная физика, кстати в школе проходят приемник попова - в котором используется генератор - разрядник :) имеющий собственную частоту


советую в педь не прогулевать уроки ;-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение20.09.2009, 18:34 
Аватара пользователя


05/08/09
1658
родом из детства
AlexNew в сообщении #245037 писал(а):
видно что генератор включен в цепь вторичной обмотку питающего трансформатора - первичная обмотке, в свой очередь генератор соединяется с выходным контуром, отношение различное отношение L/C приводит к повышения напряжения.

Вы сами-то понимаете, что пишите??? :lol: У вас вторичная обмотка хде? Заблудились в двух трансформаторах? :lol:

AlexNew в сообщении #245037 писал(а):
отношение различное отношение L/C приводит к повышения напряжения.

Кстати, это уже тянет на нобелевскую..Скорее потентуйте!

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение20.09.2009, 18:35 
Аватара пользователя


28/06/08
1706
Цитата:
для выделения на вторичной обмотки определённой моды колебаний напряжения.

нет никакого смысла чегото выделять, система линейная и если подать на нее сразу множество синусойд они не будут мешать друг дружке, то что искруло так и будет искрить...

Основная задача это добится передачи энергии от генератора к выходной катушке - элементарная физика

Цитата:
Кстати, это уже тянет на нобелевскую..Скорее потентуйте!

я боюсь все школьные учебники физики уже запотентованы, но спасибо за заботу : ))

-- Вс сен 20, 2009 19:39:11 --

Цитата:
вас вторичная обмотка хде?

посмотрите на мой рисунок, вторичная обмотка питающего трансформатора - вторая катушка если считать слева

 Профиль  
                  
 
 Re: Физика трансформатора Теслы
Сообщение20.09.2009, 18:40 
Аватара пользователя


05/08/09
1658
родом из детства
Всё же неплохо бы книжки по электротехнике,а? :D

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 48 ]  На страницу 1, 2, 3, 4  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group