Рэзанансны трансфарматар: канструкцыя і прынцып працы

Рэзанансны трансфарматар часта называюць трансфарматарам Цеслы або шпулькай Цеслы. Прыбор быў запатэнтаваны Злучанымі Штатамі Амерыкі дваццаць другога верасня 1890 шостага года пад назвай «Апарат для вытворчасці электрычнага току найвышэйшага патэнцыялу і частоты». Як можна зразумець з назвы, дадзеная прылада было вынайдзена знакамітым навукоўцам Міколам Цеслы.

Самы просты рэзанансны трансфарматар складаецца з двух шпулек без сукупнага стрыжня. Першасная абмотка мае ўсяго некалькі віткоў (ад трох да дзесяці). Аднак гэтая абмотка намотваецца тоўстым электрапровадаў. Другасная абмотка такой прылады, як рэзанансны трансфарматар, часта называецца высакавольтнай. Яна мае нашмат больш віткоў, чым першасная (да некалькіх соцень). Аднак намотваецца больш тонкім электрычным провадам.

У выніку такой няхітрай канструкцыі рэзанансны трансфарматар валодае КТ (каэфіцыентам трансфармацыі), які перавышае значэнне адносіны віткоў другаснай абмоткі да першаснай ў некалькі дзясяткаў разоў. Выхадныя напружанне на такім трансфарматары можа перавышаць мільён вольт. На аснове падобнай канструкцыі ўжо распрацаваны такія прылады, як рэзанансныя генератары. Таксама такія электрычныя машыны часта выкарыстоўваюць у якасці дэманстрацыйных апаратаў. Дзякуючы вялікаму напрузе на рэзананснай частаце такая прылада здольна ствараць электрычныя разрады прама ў паветры. Прычым іх даўжыня можа быць сапраўды ўражлівай. У залежнасці ад уваходнага напружання, даўжыня разраду можа складаць да некалькіх дзесяткаў метраў.

Сама канструкцыя такой электрычнай ўстаноўкі, як рэзанансны трансфарматар Цеслы, даволі простая і немудрагелістая. Ён складаецца з шпулек (двух - другаснай і першаснай), разраднік (ён жа прерыватель). У склад дадзенай прылады абавязкова ўваходзяць кандэнсатары (як для кампенсацыі, так і для назапашвання зарада). Часта выкарыстоўваюць тараідальны шпулькі і тэрміналы (для стварэння такога прыбора, як рэзанансны трансфарматар з узмацненнем выхадны магутнасці).

Як ужо гаварылася раней, першасная шпулька мае традыцыйна трохі віткоў, а другасная - некалькі соцень. Больш за тое, часта сустракаецца канструкцыя з плоскай першаснай шпулькай, гарызантальнай, цыліндрычнай, канічнай або вертыкальнай. Таксама ў такой прыладзе, як рэзанансны трансфарматар, няма ферамагнітнага стрыжня (у адрозненне ад сілавых або вымяральных трансфарматараў). Такім чынам, у яго нашмат менш ўзаемаіндукцыі паміж абмоткамі абедзвюх шпулек, чым у звычайных традыцыйных трансфарматараў (узмацненне індукцыйнай сувязі якраз і дасягаецца, дзякуючы наяўнасці ферамагнітнага стрыжня).

Такім чынам, кандэнсатар і першасная катушка складаюць вагальны контур. Сюды ўключаецца нелінейная складнік - разраднік, які ўяўляе сабой два электрода з зазорам. Другасная шпулька таксама ўтварае падобны контур, аднак замест кандэнсатара тут выкарыстоўваецца тороид. Менавіта наяўнасць двух звязаных вагальных контураў і ўяўляе сабой усю аснову дзеяння такога прыбора, як рэзанансны трансфарматар Цеслы.