För att undersöka den elektriska sfären av högfrekvent och högspänning uppfann Tesla en apparat som drev gränserna för elektrisk förståelse. Ingen av kretsens typiska komponenter var okända vid den tiden, men dess design och drift tillsammans uppnådde unika resultatinte minst på grund av Teslas mästerliga förfiningar i byggandet av nyckelelement, särskilt av en speciell transformator eller spole, som ligger i hjärtat av kretsens prestanda.,
en sådan enhet uppträdde först i Teslas amerikanska patent nr 454,622 (1891), för användning i nya, effektivare belysningssystem. I sin grundläggande form kräver kretsen en strömförsörjning, en stor kondensator, spolen (transformatorn) själv och justerbara gnistgapselektroder. Varför dessa komponenter, och vad gör de åstadkomma?
oscillatorer
kondensatorer (eller kondensatorer) och induktorer (eller spolar) är, elektriskt sett, något motsatta i drift. Medan strömmen bygger snabbt i en kondensator när den laddar upp, spänning släpar., I en induktor känns spänningen omedelbart, medan strömmen är retarderad eftersom den fungerar mot magnetfältet sin egen passage bygger i spolen. Om en spole och kondensor är dimensionerade och valda för att agera med exakt motsatt timingmed spänning topp i spolen precis som den når ett minimum i kondensatorn-kan kretsen aldrig nå ett elektriskt tyst, stabilt tillstånd. Lite som sloshing av vatten fram och tillbaka i ett badkar, ström och spänning kan göras för att jaga varandra fram och tillbaka, från slutet till slutet av kretsen. (En oscillator av detta slag kallas ofta en tankkrets.,)
gnistgap
för att ställa in sin oscillator ”ringning”, använde Tesla plötsliga utsläpp, gnistor, över ett justerbart gap mellan två elektroder. Spänning på en kondensator bygger tills den når en nivå där luft i gapet bryts ner som en isolator. (Precisionsskruvar ställer in gapet, så att ett större eller mindre gap väljer en större eller mindre nedbrytningsspänning.,)
den initiala impulsen är mycket kraftfullall energi som lagras över flera mikrosekunder släpps i en rush, och den impulsen omvandlas själv till en något högre spänning i att passera från de primära spollindningarna till de av dess sekundära. Detta avslutar naturligtvis men en enda cykel i kretsens Drift. Luftgapet återställer sig som en isolator, och kondensatorn börjar ladda tills den når ett nedbrytningsvärde igen. Hela processen kan upprepa sig många tusen gånger per sekund.,
transformatorns sekundära är också ganska speciell, designad av Tesla för att reagera snabbt på en plötslig energispik och, viktigast av allt, att koncentrera spänningen i ena änden som en stående våg. Dess längd beräknas så att vågkammarna, när de når slutet och reflekteras tillbaka, möts och förstärker vågorna bakom dem. Nettoeffekten är en våg, en spänningstopp, som verkar stå stilla.
program
om Tesla, som hände i praktiken, gjorde en antenn av högspänningsänden på sin sekundära, blev den en kraftfull radiosändare., I själva verket, i början av decennierna av radio, mest genomförbara radioapparater utnyttjade Tesla spolar i sina överföringsantenner. Tesla själv använde större eller mindre versioner av sin uppfinning för att undersöka fluorescens, röntgenstrålar, radio, trådlös kraft, biologiska effekter och till och med jordens elektromagnetiska natur och dess atmosfär.
idag använder högspänningslabb ofta sådana enheter, och amatörentusiaster runt om i världen bygger mindre för att skapa ljusbåge, strömmande elektriska skärmardet är inte svårt att nå en kvarts miljon volt., (En av de allra första partikelacceleratordesignerna, av Rolf Wideroe 1928, genererade sin höga spänning i en Tesla-spole.) Spolen har blivit en vanlig i elektronik, som används för att leverera hög spänning på framsidan av TV-bildrör, i en form som kallas flyback transformator.