Qu'est-ce que la bobine Tesla: schéma de circuit, fonctionnement et ses applications

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Le monde de Technologie sans fil est là! D'innombrables applications sans fil telles que l'éclairage alimenté sans fil, les maisons intelligentes sans fil, les chargeurs sans fil, etc. sont développées grâce à la technologie sans fil. En 1891, la découverte la plus célèbre de la bobine Tesla a été inventée par l'inventeur Nikola Tesla. Tesla était obsédé par la fourniture d'énergie sans fil, ce qui a conduit à l'invention de la bobine Tesla. Cette bobine ne nécessite pas de circuit complexe et fait donc partie de notre vie quotidienne comme la télécommande, les smartphones, les ordinateurs, les rayons X, les néons et les lampes fluorescentes, etc.

Qu'est-ce que la bobine Tesla?

Définition: Une bobine Tesla est une fréquence radio oscillateur qui entraîne le résonant à double accord à noyau d'air transformateur pour produire des tensions élevées avec des courants faibles.




Tesla-Coil

bobine tesla

Pour mieux comprendre, définissons ce qu'est un oscillateur radiofréquence. Principalement, nous sommes conscients que le oscillateur électronique est un appareil qui produit des signaux électriques soit une onde sinusoïdale soit une onde carrée. Cet oscillateur électronique produit des signaux dans la gamme de radiofréquences de 20 kHz à 100 GHz, appelés oscillateur radiofréquence.



Principe de fonctionnement de la bobine Tesla

Cette bobine a la capacité de produire des tensions de sortie allant jusqu'à plusieurs millions de volts en fonction de la taille de la bobine. La bobine Tesla fonctionne sur un principe pour atteindre une condition appelée résonance . Ici, la bobine primaire émet d'énormes quantités de courant dans la bobine secondaire pour entraîner le circuit secondaire avec une énergie maximale. Le circuit réglé avec précision aide à tirer le courant du circuit primaire au circuit secondaire à une fréquence de résonance accordée.

Schéma du circuit de bobine Tesla

Cette bobine a deux parties principales - une bobine primaire et une bobine secondaire, chaque bobine ayant son propre condensateur. Un éclateur relie les bobines et condensateurs La fonctionnalité de l'éclateur est de générer l'étincelle pour exciter le système.

Schéma du circuit de bobine de Tesla

schéma de circuit de bobine tesla

Travail de bobine de Tesla

Cette bobine utilise un transformateur spécialisé appelé transformateur résonnant, transformateur radiofréquence ou transformateur d'oscillation.


La bobine primaire est connectée à la source d'alimentation et la bobine secondaire d'un transformateur est couplée de manière lâche pour s'assurer qu'elle résonne. Le condensateur connecté en parallèle avec le circuit du transformateur agit comme un circuit d'accord ou un Circuit LC pour générer des signaux à une fréquence spécifique.

Le primaire du transformateur, autrement appelé transformateur résonnant, augmente pour générer des niveaux de tension très élevés allant de 2 kv à 30 kV, qui à son tour charge le condensateur. Avec l'accumulation de quantités massives de charge dans le condensateur, finalement, décompose l'air de l'éclateur. Le condensateur émet une énorme quantité de courant à travers la bobine Tesla (L1, L2), qui à son tour génère une tension élevée en sortie.

Fréquence d'oscillation

La combinaison d’un condensateur et de l’enroulement primaire «L1» du circuit forme un circuit accordé. Ce circuit accordé garantit que les circuits primaire et secondaire sont finement accordés pour résonner à la même fréquence. Les fréquences de résonance des circuits primaire «f1» et secondaire «f2» et sont données par,

f1 = 1 / 2π L1C1 et f2 = 1 / 2π L2C2

Comme le circuit secondaire ne peut pas être ajusté, la prise mobile sur «L1» est utilisée pour régler le circuit primaire jusqu'à ce que les deux circuits résonnent à la même fréquence. Par conséquent, la fréquence du primaire est la même que celle du secondaire.

f = 1 / 2π√L1C1 = 1 / 2π L2C2

La condition pour que le primaire et le secondaire résonnent à la même fréquence est,

L1C1 = L2C2

La tension de sortie dans le transformateur résonnant ne dépend pas du rapport du nombre de tours comme dans un transformateur ordinaire. Dès que le cycle commence et que le longeron s’installe, l’énergie du circuit primaire est stockée dans le condensateur primaire «C1» et la tension à laquelle l’étincelle se décompose est «V1».

W1 = 1 / 2C1V1deux

De même, l'énergie au niveau de la bobine secondaire est donnée par,

W2 = 1 / 2C2V2deux

En supposant qu'il n'y a pas de perte d'énergie, W2 = W1. En simplifiant l'équation ci-dessus, nous obtenons

V2 = V1√C1 / C2 = V1√L2 / L1

Dans l'équation ci-dessus, la tension de crête peut être atteinte lorsque l'air ne se brise pas. La tension de crête est la tension à laquelle l'air se décompose et commence à conduire.

Avantages / inconvénients de la bobine Tesla

Les avantages sont

  • Permet une distribution uniforme de la tension dans les bobines d'enroulement.
  • Augmente la tension à un rythme lent et donc aucun dommage.
  • Belle performance.
  • L'utilisation de redresseurs triphasés pour des puissances plus élevées peut offrir un partage de charge énorme.

Les inconvénients sont

  • La bobine Tesla pose plusieurs risques pour la santé en raison de l'émission de radiofréquences à haute tension qui comprend des brûlures cutanées, des dommages au système nerveux et au cœur.
  • Implique des coûts élevés dans l'achat d'un grand condensateur de lissage CC.
  • La construction du circuit prend beaucoup de temps car il doit être parfait pour résonner

Applications de la bobine Tesla

À l'heure actuelle, ces bobines ne nécessitent pas de gros circuits complexes pour produire une haute tension. Néanmoins, les petites bobines Tesla trouvent leurs applications dans une gamme de secteurs.

  • Soudure d'aluminium
  • Les voitures utilisent ces bobines pour l'allumage de la bougie d'allumage
  • Des ventilateurs de bobine Tesla créés, utilisés pour générer un éclairage artificiel, des sons comme la musique Les bobines Tesla dans l'industrie du divertissement et de l'éducation sont utilisées comme attractions dans les foires d'électronique et les musées scientifiques
  • Systèmes de vide poussé et briquets à arc
  • Détecteurs de fuites du système de vide

FAQ

1). Que font les bobines Tesla?

Cette bobine est un oscillateur radiofréquence qui entraîne un transformateur résonnant pour générer une haute tension à faible courant.

2). Une bobine Tesla peut-elle charger un téléphone?

De nos jours, les smartphones sont lancés avec une charge sans fil intégrée, qui utilise le principe d'une bobine Tesla.

3). La bobine Tesla est-elle dangereuse?

La bobine et son équipement sont très dangereux car ils produisent des tensions et des courants très élevés qui ne peuvent être assurés par le corps humain

4). Pourquoi les bobines tesla font-elles de la musique?

Généralement, cette bobine convertit l'air qui l'entoure en un plasma qui change de volume et provoque la propagation des ondes dans toutes les directions, créant du son / musique. Cela se produit à une fréquence élevée de 20 à 100 kHz.

5). Comment Tesla a-t-il transmis de l'électricité sans fil?

Un éclateur est utilisé pour connecter les condensateurs et deux bobines. Comme l'alimentation est introduite par un transformateur, elle produit le courant nécessaire et alimente l'ensemble du circuit.

Ainsi, il s'agit de un aperçu de la bobine Tesla qui peut être utilisé pour générer de l'électricité à haute tension, à faible courant et à haute fréquence. Tesla Coil a la capacité de transmettre de l'électricité sans fil jusqu'à plusieurs kilomètres. Nous nous sommes assurés que cet article donne au lecteur un aperçu du fonctionnement de la bobine Tesla, des avantages et des inconvénients et des applications. Vraiment, son invention de la transmission sans fil d'énergie électrique a changé la façon dont le monde communique.