om de elektrische dimensie van hoogfrequent en hoogspanning te onderzoeken, vond Tesla een apparaat uit dat de grenzen van elektrisch begrip verlegde. Geen van de typische componenten van het circuit was op dat moment onbekend, maar het ontwerp en de werking samen bereikten unieke resultatenniet in het minst vanwege Tesla ‘ s meesterlijke verfijningen in de constructie van belangrijke elementen, met name van een speciale transformator of spoel, die de kern van de prestaties van het circuit vormt.,
een dergelijk apparaat verscheen voor het eerst in Tesla ‘ s Amerikaanse octrooi nr. 454,622 (1891), voor gebruik in nieuwe, efficiëntere verlichtingssystemen. In zijn basisvorm vraagt het circuit om een voeding, een grote condensator, de spoel (transformator) zelf en instelbare vonkspleetelektroden. Waarom deze componenten, en wat bereiken ze?
oscillatoren
condensatoren (of condensors) en smoorspoelen (of spoelen) werken elektrisch iets tegengesteld. Terwijl de huidige bouwt snel in een condensator als het opladen, spanning blijft., In een inductor wordt de spanning onmiddellijk gevoeld, terwijl de stroom wordt vertraagd omdat het tegen het magnetische veld werkt dat zijn eigen passage in de spoel opbouwt. Als een spoel en een condensor worden gedimensioneerd en geselecteerd om te werken met precies tegenovergestelde timingmet spanning piek in de spoel net als het een minimum in de condensator bereiktdan kan het circuit nooit een elektrisch stille, stabiele toestand bereiken. Een beetje zoals het klotsen van water heen en weer in een kuip, kunnen stroom en spanning worden gemaakt om elkaar heen en weer te jagen, van het einde tot het einde van het circuit. (Een dergelijke oscillator wordt vaak een tankcircuit genoemd.,)
Spark Gaps
om zijn oscillator “ringing” in te stellen, gebruikte Tesla plotselinge ontladingen, vonken, over een instelbare spleet tussen twee elektroden. Spanning op een condensator bouwt zich op tot het een niveau bereikt waarop lucht in de spleet breekt als een isolator. (Precisieschroeven stellen de spleetvrijheid in, zodat een grotere of kleinere spleet een grotere of kleinere breukspanning selecteert.,)
de eerste impuls is zeer krachtigalle energie die over meerdere microseconden is opgeslagen wordt in een stormloop vrijgegeven, en die impuls wordt zelf getransformeerd naar een iets hogere spanning door van de primaire spoel wikkelingen naar die van de secundaire. Dit, natuurlijk, voltooit slechts een enkele cyclus in de werking van het circuit. De luchtspleet herstelt zichzelf als isolator en de condensator begint op te laden totdat het opnieuw een afbraakwaarde bereikt. Het hele proces kan zich vele duizenden keren per seconde herhalen.,
de secundaire transformator is ook vrij speciaal, ontworpen door Tesla om snel te reageren op een plotselinge energiepiek en, belangrijker nog, om spanning aan één uiteinde te concentreren als een staande golf. De lengte ervan wordt zo berekend dat golfkammen, als ze het einde bereiken en terug worden gereflecteerd, de golven achter hen ontmoeten en precies versterken. Het netto effect is een golf, een spanningspiek, die stil lijkt te staan.
toepassingen
Als, zoals in de praktijk gebeurde, Tesla een antenne maakte van het hoogspanningsuiteinde van zijn secundaire, werd het een krachtige Radiozender., In feite, in de eerste decennia van de radio, de meeste uitvoerbare radio ‘ s gebruikt Tesla spoelen in hun transmissie antennes. Tesla zelf gebruikte Grotere of kleinere versies van zijn uitvinding om fluorescentie, röntgenstralen, radio, draadloze energie, biologische effecten en zelfs de elektromagnetische aard van de aarde en haar atmosfeer te onderzoeken. tegenwoordig werken hoogspanningslaboratoria vaak met dergelijke apparaten, en amateurliefhebbers over de hele wereld bouwen kleinere om elektrische beeldschermen te makenhet is niet moeilijk om een kwart miljoen volt te bereiken., (Een van de allereerste deeltjesversnellers, door Rolf Wideroe in 1928, genereerde zijn Hoogspanning in een Tesla-spoel.) De spoel is een gemeengoed geworden in elektronica, gebruikt om hoogspanning te leveren aan de voorkant van TV-beeldbuizen, in een vorm die bekend staat als de flyback transformator.