كتب tesla coils in the modern era
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
لفائف تسلا في العصر الحديث (معلومة)
عادة ما يبني هواة الفولت العالي الحديث لفائف تسلا المماثلة لبعض تصاميم نواة تسيلا الهوائية في وقت لاحق. تتألف هذه عادة من دوائر ابتدائية للدبابات، سلسلة(الحث والسعة) الدائرة تتكون من فولت عالي مكثف. شرارة الفجوة واللولب الأولي، ودوائر إل سي الثانوية، سلسلة الدائرة الكهربائية الرنانة تتكون من لفائف ثانوية بالإضافة إلى محطة السعة أو " التحميل الأعلى " . في تصميم تيسلا الأكثر تقدما، تتكون الدائرة إل سي الثانوية من محول لفائف الهواء الجوهرية الثانوية توضع في سلسلة مع كاشف الموجات الهرتزية اللولبية. معظم اللفائف الحديثة لا تستخدم سوى لفائف لولبية واحدة تضم كل من رنان ثانوي وأولي. ثم يتم توصيل تلك اللفائف للمحطة. والتي تشكل " لوحة " واحدة من مكثف، و " لوحة " أخرى تكون الارض أو سطح الأرض. يتم ضبط دائرة إل سي الأولية بحيث يتردد صداها على نفس تردد دائرة إل سي الثانوية. تقترن مغناطيسيا اللفائف الابتدائية والثانوية، مما يخلق رنين محولات الهواء الثنائية التي تم ضبطها. في السابق لفائف تسلا معزولة النفط كانت في حاجة لعوازل كبيرة وطويلة في المحطات ذات الفولت العالي لمنع حدوث تفريغ في الهواء. لاحقاً لفائف تسلا نشرت حقولها الكهربائية لمسافات كبيرة لمنع الإجهاد الكهربائي العالي في المقام الأول، مما يتيح العملية في الهواء الطلق.
تستخدم معظم لفائف تسلا الحديثة حلقات بسيطة وتكون عادة مغلفة بمادة معدنية أو بالألمونيوم المرن وذلك بهدف التحكم في الحقول الكهربائية المجاورة لتيار ثانوي آخر وأيضًا لتوجيه الشرر خارجًا وبعيدًا عن المجموعات الأولية والثانوية. تشتمل معظم أجهزة إرسال لفائف تسلا الحديثة على شبكة من محولات رنين ذات قلوب هوائية مقترنة بإحكام، أو " بمذبذب رئيسي " ناتج منها ومن ثم تُغذى برنّان آخر، وتُسمى في بعض الأحيان بـ " اللفائف الإضافية " . ويعتبر تجميع الطاقة في اللفائف الإضافية هو المبدأ الرئيسي ويلعب المحول الثانوي دور مذبذبًا رئيسيًا وثانويًا منفردًا ; ولا تُوزع تلك الأدور عن طريق محول ثانوي مستقل. وتوضع اللفائف الإضافية على بعد مسافة من المحولات في بعض اللفائف الثلاثية الحديثة ذات أجهزة الإرسال المُكبرة. ويعتبر توجيه المغناطيس المقترن بالمحول الثانوي العلوي غير مرغوب به حيث صممت اللُفافة الثالثة لتُقاد عن طريق ادخال الآر إف الحالي مباشرة إلى نهايته السفلى. ويتألف هذا التكوين الخاص من ملفات تسلا من ملف ثانوي ذو علاقة حثية قريبة جدًا من ملف أولي، وتنتهي جميعها باتصال مع لوح أرضي (الأرض)، بينما نهايتها الأخرى يقودها ملف منفصل ذاتي الحث (الذي يجب أن يكون متصلا بمركز توليد ذلك الجانب من دائرة الملفات لتأمين توزيع مماثل للتيار أو يكون قريبًا منه)، أو من خلال أسطوانة معدنية تحمل التيار إلى الطرفية. و قد تتم إثارة الملف الأولي عبر أي مصدر منشود من تيارٍ عالي التردد. و الشرط المهم هو أنه يجب ضبط الجانبين الأولي والثانوي على نفس تردد الرنين للسماح بنقل فعال للطاقة بين دوائر الرنيني الأولية والثانوية. و يكون الموصل بين الاسطوانة والطرفية (التحميل الأعلى) على شكل اسطوانة ذات سطح أملس من دائرة يكون نصف قطرها أكبر بكثير من اللوحات المعدنية الكروية، ويتسع من الأسفل إلى غطاء(يكون مشقوق لتفادي أي خسارة بسبب التيارات الدوامية). و أما الملف الثانوي فيكون مصنوع من مادة عازلة وملتف على اسطوانة. و تلتف اللفائف على بعضها حتى تنغلق. و عندما يتم التغلب على تأثير دائرة يعادل نصف قطرها انحناء صغيرة من السلك نفسه، تقوم اللفائف الثانوية بالتصرف كموصلٍ من دائرة يعادل نصف قطرها انحناء كبير، متناظرة بذلك مع الأسطوانة. و يمكن تمديد الجزء العلوي من الفائف الإضافية لتصل إلى محطة براءة الاختراع الأمريكية رقم 1,119,732- ويجب أن يقع الجزء السفلي تقريبًا تحت اللفة العلوية من الملف الأولي. مما يقلل من ميل الشحنة للانفصال عن السلك الذي يوصلهما ولمروره بالحامل.
التشغيل الرئيسي
إن الترانزستور الحديث أو الصمام المفرغ في محولات تيسلا لاتستخدم فجوة إشعال رئيسية، وعوضًا عن ذلك فالترانزستورات أو الصمامات المفرغة توفر عملية التضخيم المطلوبة لتوليد الترددات اللاسلكية للدائرة الرئيسية. تستخدم محولات تسلا الثابتة أقل فولتات تشغيلية رئيسية والتي تتراوح مابين 155 إلى 800 فولت، ويستخدم لتحريك اللفات الرئيسية إما محولًا ثنائي الأقطاب ذو الجسور المفردة أو الزوجية، أو ترانزستور حقلي، أو ترانزستورًا ثنائي الأقطاب ذو البوابة المعزولة لتشغيل الشحنة الكهربائية الرئيسية. المحولات ذات الصمامات المفرغة عادة ما تعمل بجهد يتراوح مابين 1,500 إلى – 6,000 فولت، بينما تعمل فجوات الإشعال الرئيسية بفولتات رئيسية تتراوح مابين 6,000 إلى 25,000 فولت. كما أن الملفات الرئيسية توضع في محولات تسلا تُلَفّ حول الجزء السفلي فقط من الملف الثانوي (ويسمى أحيانًا "المرنان" )، وهو ما يساعد في إظهار عمل الملف الثانوي وكأنه مرنان نضّاح. إن المحث الرئيسي والذي يحول الفولتات إلى الجزء السفلي من الملف الثانوي مما يوفر دفعات منتظمة (وهو يشبه تلك الدفعات في توقيت معين للأرجوحة). وهناك طاقة إضافية تُحوّل من المحث الرئيسي إلى المحث الثانوي ليرفع السعة الكهربائية خلال كل "دفعة"، حيث يبني المحث الثانوي فولتات تسمى الرنين. غالبًا ماتستخدم دائرة الرد التصحيحي الكهربائي لتهيئة توقيت مولد الذبذبة لدرجة الرنين المتصاعد في المحث الثانوي، وهي عملية الضبط الوحيدة بعد الخيار الأولي بعد الرفع المعقول للسعة الكهربائية.
في حالة ملف تسلا ذو الحالة الصلبة ثنائي الرنين (DRSSTC)، فإن التحويل الإلكتروني لملف تسلا ذو الحالة الصلبة يشترك مع الدائرة الابتدائية الرنانة لملف تسلا ذو الثغرة الشرارية (فراغ الشرارة الكهربائية). تتكون الدائرة الابتدائية الرنانة عن طريق توصيل المكثف باللفائف الابتدائية للملف، حيث يشكّلان معاً سلسلة من الدوائر الكهربية الرنانة ذات مستحث ومكثف ويكون ترددها الرنان مقارب لتردد الدائرة الثانوية. بسبب وجود دائرة رنانة إضافية فإنه من الضروري وجود مُعَدِّل توليف يدوي آخر أوتوماتيكي (ذاتي). كما يستخدم عادة قاطع كهربائي للتقليل من دورة تشغيل دائرة خدمة لجسور التيارات المتناوبة وذلك لتحسين كفاءة طاقة الذروة، وبالمثل فإن الترانزستور ثنائي القطبية ذو البوابة المعزولة IGBTs أكثر شيوعاً في هذا التطبيق من الترانزيستور الحقلي "موسفت" MOSFETs أو التروانزستور ثنائي القطبية نتيجة لتفوقه في معالجة الطاقات العالية. يمكن مقارنة أداء ملف تسلا ذو الحالة الصلبة ثنائي الرنين (DRSSTC) بملف تسلا متوسط الطاقة ذو الثغرة الشرارية، كما أن كفاءته (تقاس بطول الشرارة مقابل الطاقة المدخلة) يمكن أن تكون أكبر بكثير من ملف تسلا ذو الثغرة الشرارية في حالة تشغيله بنفس قيمة الطاقة المدخلة.
