Резонансний трансформатор: конструкція і принцип роботи
Резонансний трансформатор часто називають трансформатором Тесла або котушкою Тесла. Прилад був запатентований Сполученими Штатами Америки двадцять другого вересня одна тисяча вісімсот дев`яносто шостого року під назвою «Апарат для виробництва електричного струму високої потенціалу і частоти». Як можна зрозуміти з назви, даний пристрій було винайдено знаменитим ученим Ніколою Тесла.
Найпростіший резонансний трансформатор складається з двох котушок без сукупного сердечника. Первинна обмотка має всього кілька витків (від трьох до десяти). Однак ця обмотка намотується товстим електропроводів. Вторинна обмотка такого пристрою, як резонансний трансформатор, часто називається високовольтної. Вона має набагато більше витків, ніж первинна (до декількох сотень). Однак намотується більш тонким електричним дротом.
В результаті такої нехитрої конструкції резонансний трансформатор володіє КТ (Коефіцієнтом трансформації), який перевищує значення відносини витків вторинної обмотки до первинної в кілька десятків разів. Вихідна напруга на такому трансформаторі може перевищувати мільйон вольт. На основі подібної конструкції вже розроблені такі пристрої, як резонансні генератори. також такі електричні машини часто використовують в якості демонстраційних апаратів. Завдяки величезному напрузі на резонансній частоті таке пристрій здатний створювати електричні розряди прямо в повітрі. Причому їх довжина може бути воістину вражаючою. Залежно від вхідної напруги, довжина розряду може становити до декількох десятків метрів.
Сама конструкція такої електричної установки, як резонансний трансформатор Тесла, досить проста і нехитра. Він складається з котушок (двох - вторинної та первинної), розрядника (він же переривник). До складу даного пристрою обов`язково входять конденсатори (як для компенсації, так і для накопичення заряду). Часто використовують тороїдальні котушки і термінали (для створення такого приладу, як резонансний трансформатор з посиленням вихідної потужності).
Як вже говорилося раніше, первинна котушка має традиційно трохи витків, а вторинна - кілька сотень. Більш того, часто зустрічається конструкція з плоскою первинної котушкою, горизонтальної, циліндричної, конічної або вертикальної. Також в такому пристрої, як резонансний трансформатор, немає феромагнітного сердечника (на відміну від силових або вимірювальних трансформаторів). Таким чином, у нього набагато менше взаємоіндукція між обмотками обох котушок, ніж у звичайних традиційних трансформаторів (посилення індукційного зв`язку якраз і досягається, завдяки наявності феромагнітного сердечника).
Таким чином, конденсатор і первинна котушка складають коливальний контур. Сюди включається нелінійна складова - розрядник, який являє собою два електроди з зазором. Вторинна котушка також утворює подібний контур, однак замість конденсатора тут використовується тороид. Саме наявність двох зв`язаних коливальних контурів і являє собою всю основу дії такого приладу, як резонансний трансформатор Тесла.
