Princíp základného zapojenia Teslovej cievky s polovodičovým budením
Teslova cievka je vlastne transformátor, ktorý má dve cievky v spoločnej osi, a je bez jadra. V okolí cievky vzniká elektromagnetické pole ktoré je dokáže rozžiariť fluorescentné svietidlá. V tomto príklade použijeme obvod nazývaný SSTC (solid stete tesla coil), ktorý využíva tranzistor a zdroj jednosmerného napätia. Výstupom je impulzný striedavý prúd s vyšším napätím.
Pre správnu funkciu teslovej cievky je podstatná vlastná frekvencia sekundárnej cievky. Ak sa frekvencia primárnej cievky zhoduje s vlastnou frekvenciou sekundárnej cievky, dosiahneme rezonanciu. V tomto prípade sa uplatňuje samoregulácia obvodu na dosiahnutie rezonancie cez spätnú väzbu zo sekundárnej cievky.
Cievka má dve vinutia. Prvé vinutie (primár) má 3 závity, druhé vinutie (sekundár) má okolo 220 závitov.
Ako to funguje:
1. Primárne vinutie (3 závity):
- Je to vinutie s nízkym počtom závitov, ktoré slúži na vytváranie magnetického poľa potrebného na indukciu napätia v sekundárnom vinutí.
2. Sekundárne vinutie (220 závitov):
- Toto vinutie má vysoký počet závitov a slúži na zvýšenie napätia pomocou princípu transformácie.
3. NPN tranzistor:
- Tranzistor (napríklad TIP41, 2N2222, BD135 alebo podobný) funguje ako spínač riadený spätnou väzbou zo sekundárneho vinutia. Táto spätná väzba spôsobuje, že tranzistor sa neustále zapína a vypína, čím vznikajú oscilácie.
4. Spätná väzba cez bázový odpor (10 kΩ):
- Odpor obmedzuje prúd bázou tranzistora a umožňuje vznik samooscilácií. Časť energie indukovanej
v sekundárnom vinutí je vedená priamo do bázy tranzistora, čo zabezpečuje cyklické spínanie.
5. Dioda (1N4148):
- V niektorých zapojeniach sa táto dioda nevyskytuje. Ja som ju pridal ako ochranu tranzistora pred prekročením napätia BE a prípadnými zápornými impulzmi zo sekundárnej cievky.
Čo sa deje:
Keď sa tranzistor zopne, prúd tečie cez primárne vinutie, čím sa vytvorí magnetické pole. Toto pole sa uzatvára cez sekundárne vinutie a indukuje v ňom napätie. Indukované napätie v sekundárnom vinutí je spätnou väzbou prenesené na bázu tranzistora, čo spôsobí jeho vypnutie. Tento proces sa neustále opakuje, čím vznikajú oscilácie.
Zaujímavé výsledky prenosu elektrickej energie (tlejivka, úsporná žiarovka, neónka, elektrónka) získame pokiaľ na voľný koniec sekundárnej cievky pripojíme malú gulôčku, ktorú obalíme alobalom.
Naopak pokiaľ chceme dosiahnuť väčšie výboje použijeme len koniec drôtu sekundárnej cievky.
ZÁVER :
Tesla vytvoril túto cievku ( vysokofrekvenčný transformátor ) a experimentoval s mnohými
spôsobmi využitia, ako napríklad bezdrôtový prenos elektrickej energie. Tiež môžeme experimentovať
s rôznym počtom závitov, polohou a hustotou cievky. Všeobecne môj najlepší výsledok bol pre cievku s tromi závitmi namotanými v dolnej polovici cievky. Rôzne výsledky pre rôzne parametre cievky sú spôsobené práve rôznymi parametrami elektromagnetického poľa.