Die Tesla-Spule. Kostenlose, drahtlose elektrische Energie, der heilige Gral der Stromübertragung. Der fast greifbare Traum eines Ingenieursvisionärs.
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Ah, Tesla. Wie Ihre Erfindungen uns inspiriert haben. Ihre Arbeitsmoral, Ihre Leidenschaft für Ihr Handwerk; wie wir uns alle wünschen, wir hätten als Kinder in Ihrer Nähe gelebt, damit wir einen Blick auf Sie bei der Arbeit werfen und eine Zukunft gestalten könnenSie würden es nie sehen... Oder vielleicht bin das nur ich. Trotzdem war der Mann ein Genie, nach jeder Definition des Wortes. Berühmter Champion des Wechselstroms, seine bekannteste Erfindung ist die spektakuläre Tesla-Spule. Aber wie geht das?es funktioniert?
OK, also, vollständige Offenlegung: Ich bin Maschinenbauingenieur. Ich fühle mich mit Wärmeübertragung und Fluiddynamik viel wohler als je zuvor in der etwas mysteriösen Welt der Elektrizität. Ich kann mich in nicht-technische Leute einfühlendie von der scheinbar magischen Art und Weise, wie ein Knopf gedrückt wird und der versteckte Tanz von Schaltern und Toren zu komplexen Ergebnissen führt, verblüfft sind. Aber bei genauerem Hinsehen mag diese geheime Welt relativ taktil erklärbar sein.Ich bin sicher, viele andere zu besuchen, hier ist eine Schlag-für-Schlag-Beschreibung der Funktionsweise einer Tesla-Spule. Und alle Funken da draußen sind ermutigt, diese Analyse zu kritisieren.
Anatomie einer Tesla-Spule
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Das Herzstück der Tesla-Spule ist ein Transformator, von dem oben ein Beispiel gezeigt wird. Da es sich jedoch um massive Spannungen und Frequenzen handelt, muss der Transformator in einer Tesla-Spule Luft sein; jedes andere Material würde schnell zerfallenunter solchen extremen Belastungen.
Wie der Name schon sagt, ändert der Transformator die Spannung von einer Wicklung zur anderen. Dies geschieht, indem das Magnetfeld von der geladenen Primärwicklung durch die Sekundärwicklung geleitet wird und eine bestimmte Spannung induziert wird. Der Transformator im obigen Bild verringert die imageSpannung zwischen der Primär- und Sekundärwicklung, wie Sie sie in Ihrem 5-V-Telefonladegerät finden würden, wenn Sie versuchen, Ihr Telefon an einer 120-V-Steckdose aufzuladen. Das Verhältnis zwischen der Anzahl der Wicklungen bestimmt die Spannungsänderung zwischen den Wicklungen, also der Sekundärwicklungin einem Telefonladegerät muss vierundzwanzigmal weniger Windungen haben als in der Primärwicklung, eine Tesla-Spule macht genau das Gegenteil.
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In einer Tesla-Spule ist die Primärwicklung groß oben in der horizontalen Ebene gezeigt und enthält nur wenige Windungen. Die Sekundärspule ist sehr dünn und hat Tausende von Windungen; im obigen Bild ist dies die gewickelte KupferspuleWährend die Ausgangsspannung bei Luftkerntransformatoren streng genommen hauptsächlich durch die Kapazitäts- und Induktivitätswerte der Spulen bestimmt wird, entspricht der resultierende Effekt dem Wicklungsverhältnis herkömmlicher Transformatoreneinfach – mehr Spulen in der Sekundärwicklung geben Ihnen VIEL mehr Spannung.
Eine weitere Schlüsselkomponente einer Tesla-Spule ist der Kondensator, der in vielen Texten charmant mit einem Schwamm verglichen wird. Schalten Sie den Saft ein, der Kondensator saugt ihn auf, bis er gesättigt ist, dann BOOM – als würde man einen Schwamm zusammendrücken, indem man ihn knalltHammer platzt die gesamte elektrische Energie in die Primärspule und erzeugt ein massives Magnetfeld, das in der Sekundärspule ein ähnlich massives elektrisches Potenzial induziert. Sobald der Kondensator entladen ist, kehrt sich der Strom um und der Vorgang wiederholt sich, was zu einem Wechselstrom voneine sehr hohe Frequenz.
Oben auf der Sekundärspule, die als Hochspannungsanschluss positioniert ist, befindet sich eine kuppel- oder torusförmige Kappe. Das elektrische Potenzial an dieser Stelle ist jetzt so hoch, dass Elektronen von den umgebenden Luftmolekülen abgestreift werdenin spektakulären violetten Blitzbögen, die sich zum nächsten Erdungspunkt entladen. Schaut selbst, wie erstaunlich das ist :
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Eine der Tragödien der Geschichte ist, dass Tesla seine Arbeit an seinen außergewöhnlichen Spulen nie beenden konnte. Wir sind alle vorerst an unsere Ladegeräte und Steckdosen gefesselt, während die Neugierigen und Inspirierten auf dem großartigen Vermächtnis dieser wirklich großartigen Spule aufbauenGenius.
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Geschrieben von Jody Binns