โลกของ เทคโนโลยีไร้สาย อยู่ที่นี่! แอปพลิเคชั่นไร้สายจำนวนนับไม่ถ้วนเช่นไฟส่องสว่างแบบไร้สายบ้านอัจฉริยะไร้สายที่ชาร์จไร้สายและอื่น ๆ ได้รับการพัฒนาเนื่องจากเทคโนโลยีไร้สาย ในปีพ. ศ. 2434 การค้นพบขดลวดเทสลาที่มีชื่อเสียงที่สุดถูกคิดค้นโดยนักประดิษฐ์ Nikola Tesla Tesla หมกมุ่นอยู่กับการจัดหาพลังงานไร้สายซึ่งนำไปสู่การประดิษฐ์ขดลวดเทสลา ขดลวดนี้ไม่จำเป็นต้องมีวงจรที่ซับซ้อนดังนั้นจึงเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันของเราเช่นรีโมทคอนโทรลสมาร์ทโฟนคอมพิวเตอร์รังสีเอกซ์ไฟนีออนและหลอดนีออนเป็นต้น
Tesla Coil คืออะไร?
คำจำกัดความ: ขดลวดเทสลาเป็นคลื่นความถี่วิทยุ ออสซิลเลเตอร์ ที่ขับเคลื่อนเรโซแนนซ์ที่ปรับจูนสองแกนของอากาศ หม้อแปลงไฟฟ้า เพื่อผลิตแรงดันไฟฟ้าสูงโดยมีกระแสไฟต่ำ
เทสลาคอยล์
เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นเรามากำหนดว่าอะไรคือเครื่องกำเนิดคลื่นความถี่วิทยุ โดยพื้นฐานแล้วเราทราบดีว่าไฟล์ ออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ เป็นอุปกรณ์ที่ผลิตสัญญาณไฟฟ้าไม่ว่าจะเป็นคลื่นไซน์หรือคลื่นสี่เหลี่ยม ออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์นี้ผลิตสัญญาณในช่วงความถี่วิทยุ 20 kHz ถึง 100 GHz หรือที่เรียกว่าออสซิลเลเตอร์ความถี่วิทยุ
หลักการทำงานของขดลวดเทสลา
ขดลวดนี้มีความสามารถในการสร้างแรงดันเอาต์พุตได้สูงถึงหลายล้านโวลต์ตามขนาดของขดลวด ขดลวดเทสลาทำงานบนหลักการเพื่อให้บรรลุเงื่อนไขที่เรียกว่า เสียงสะท้อน . ที่นี่ขดลวดปฐมภูมิจะปล่อยกระแสจำนวนมากเข้าไปในขดลวดทุติยภูมิเพื่อขับเคลื่อนวงจรทุติยภูมิด้วยพลังงานสูงสุด วงจรที่ปรับแต่งอย่างละเอียดจะช่วยในการยิงกระแสจากวงจรหลักไปยังวงจรทุติยภูมิที่ความถี่เรโซแนนซ์ที่ปรับแล้ว
แผนภาพวงจรเทสลาคอยล์
ขดลวดนี้มีสองส่วนหลักคือขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิโดยแต่ละขดลวดมีตัวเก็บประจุของตัวเอง ช่องว่างของประกายไฟเชื่อมต่อขดลวดและ ตัวเก็บประจุ การทำงานของช่องว่างจุดประกายคือการสร้างประกายไฟเพื่อกระตุ้นระบบ
เทสลาคอยล์วงจรไดอะแกรม
ขดลวดเทสลาทำงาน
ขดลวดนี้ใช้หม้อแปลงเฉพาะที่เรียกว่าหม้อแปลงเรโซแนนซ์หม้อแปลงความถี่วิทยุหรือหม้อแปลงสั่น
ขดลวดปฐมภูมิเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟและขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงเชื่อมต่อกันอย่างหลวม ๆ เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสั่นพ้อง ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานกับวงจรหม้อแปลงทำหน้าที่เป็นวงจรปรับแต่งหรือ วงจร LC เพื่อสร้างสัญญาณที่ความถี่เฉพาะ
หลักของหม้อแปลงหรือที่เรียกว่าหม้อแปลงเรโซแนนซ์จะเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้าที่สูงมากตั้งแต่ 2kv ถึง 30 kV ซึ่งจะชาร์จตัวเก็บประจุ ด้วยการสะสมของประจุจำนวนมากในตัวเก็บประจุในที่สุดก็สลายอากาศของช่องว่างประกายไฟ ตัวเก็บประจุจะปล่อยกระแสจำนวนมากผ่านขดลวดเทสลา (L1, L2) ซึ่งจะสร้างแรงดันไฟฟ้าสูงที่เอาต์พุต
ความถี่การสั่น
การรวมกันของตัวเก็บประจุและขดลวดหลัก ‘L1’ ของวงจรจะทำให้เกิดวงจรที่ปรับแต่งแล้ว วงจรที่ปรับแล้วนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าทั้งวงจรหลักและวงจรทุติยภูมิได้รับการปรับแต่งอย่างละเอียดเพื่อให้เกิดการสั่นพ้องที่ความถี่เดียวกัน ความถี่เรโซแนนซ์ของวงจรหลัก 'f1' และวงจรทุติยภูมิ 'f2' และกำหนดโดย
f1 = 1 / 2π √ L1C1 และ f2 = 1 / 2π √ L2C2
เนื่องจากไม่สามารถปรับวงจรทุติยภูมิได้จึงใช้การแตะที่เคลื่อนย้ายได้บน ‘L1’ เพื่อปรับแต่งวงจรหลักจนกว่าวงจรทั้งสองจะสะท้อนที่ความถี่เดียวกัน ดังนั้นความถี่ของหลักจึงเหมือนกับระดับทุติยภูมิ
f = 1 / 2π√L1C1 = 1 / 2π √ L2C2
เงื่อนไขสำหรับหลักและรองที่จะสั่นพ้องที่ความถี่เดียวกันคือ
L1C1 = L2C2
แรงดันขาออกในหม้อแปลงเรโซแนนซ์ไม่ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนจำนวนรอบเหมือนในหม้อแปลงธรรมดา ทันทีที่วัฏจักรเริ่มต้นขึ้นและเมื่อสปาร์ตั้งค่าพลังงานของวงจรหลักจะถูกเก็บไว้ในตัวเก็บประจุหลัก ‘C1’ และแรงดันไฟฟ้าที่ประกายไฟแตกตัวคือ 'V1'
ส 1 = 1 / 2C1V1สอง
ในทำนองเดียวกันพลังงานที่ขดลวดทุติยภูมิจะได้รับจาก
W2 = 1 / 2C2V2สอง
สมมติว่าไม่มีการสูญเสียพลังงาน W2 = W1 ทำให้สมการข้างบนง่ายขึ้นเราได้
V2 = V1√C1 / C2 = V1√L2 / L1
ในสมการข้างต้นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดสามารถทำได้เมื่อไม่เกิดการแตกตัวของอากาศ แรงดันไฟฟ้าสูงสุดคือแรงดันไฟฟ้าที่อากาศแตกตัวและเริ่มทำงาน
ข้อดี / ข้อเสียของ Tesla Coil
ข้อดีคือ
- ช่วยให้การกระจายแรงดันไฟฟ้าสม่ำเสมอตลอดทั้งขดลวดที่คดเคี้ยว
- สร้างแรงดันไฟฟ้าในอัตราที่ช้าและไม่เกิดความเสียหาย
- ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม
- การใช้วงจรเรียงกระแส 3 เฟสสำหรับกำลังไฟฟ้าที่สูงขึ้นสามารถนำเสนอการแบ่งปันโหลดจำนวนมาก
ข้อเสียคือ
- ขดลวดเทสลาก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพหลายประการเนื่องจากการปล่อยคลื่นความถี่วิทยุแรงดันสูงซึ่งรวมถึงผิวหนังไหม้ความเสียหายต่อระบบประสาทและหัวใจ
- เกี่ยวข้องกับต้นทุนที่สูงในการซื้อตัวเก็บประจุแบบเรียบ DC ขนาดใหญ่
- การสร้างวงจรใช้เวลามากเนื่องจากต้องสมบูรณ์แบบเพื่อให้เกิดเสียงสะท้อน
การใช้งาน Tesla Coil
ในปัจจุบันขดลวดเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องใช้วงจรที่ซับซ้อนขนาดใหญ่ในการผลิตไฟฟ้าแรงสูง อย่างไรก็ตามขดลวดเทสลาขนาดเล็กพบการใช้งานในหลายภาคส่วน
- เชื่อมอลูมิเนียม
- รถยนต์ใช้ขดลวดเหล่านี้ในการจุดระเบิดของหัวเทียน
- สร้างพัดลมขดลวด Tesla ซึ่งใช้ในการสร้างแสงประดิษฐ์เสียงเหมือนเพลงขดลวด Tesla ในอุตสาหกรรมบันเทิงและการศึกษาถูกใช้เป็นสถานที่ท่องเที่ยวในงานแสดงสินค้าอิเล็กทรอนิกส์และพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์
- ระบบสูญญากาศสูงและไฟแช็คอาร์ค
- เครื่องตรวจจับการรั่วของระบบสุญญากาศ
คำถามที่พบบ่อย
1). ขดลวดเทสลาทำอะไร?
ขดลวดนี้เป็นออสซิลเลเตอร์ความถี่วิทยุที่ขับเคลื่อนหม้อแปลงเรโซแนนซ์เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าสูงที่กระแสไฟฟ้าต่ำ
2). ขดลวดเทสลาสามารถชาร์จโทรศัพท์ได้หรือไม่?
ปัจจุบันสมาร์ทโฟนเปิดตัวพร้อมการชาร์จแบบไร้สายในตัวซึ่งใช้หลักการของขดลวดเทสลา
3). ขดลวดเทสลาเป็นอันตรายหรือไม่?
ขดลวดและอุปกรณ์มีอันตรายมากเนื่องจากผลิตแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสูงมากซึ่งร่างกายมนุษย์ไม่สามารถรับรองได้
4). ทำไม tesla coils ถึงทำเพลง?
โดยทั่วไปขดลวดนี้จะแปลงอากาศรอบตัวให้เป็นพลาสมาที่เปลี่ยนระดับเสียงและทำให้คลื่นกระจายไปทั่วทุกทิศทางสร้างเสียง / ดนตรี เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นที่ความถี่สูง 20 ถึง 100 kHz
5). Tesla ส่งกระแสไฟฟ้าแบบไร้สายได้อย่างไร?
ช่องว่างของประกายไฟใช้เพื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุและขดลวดสองตัว เนื่องจากกระแสไฟฟ้าถูกป้อนผ่านหม้อแปลงไฟฟ้าจะผลิตกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นและจ่ายไฟให้กับวงจรทั้งหมด
ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของขดลวดเทสลา ที่สามารถใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าแรงสูงกระแสต่ำและความถี่สูง Tesla Coil มีความสามารถในการส่งกระแสไฟฟ้าแบบไร้สายได้ไกลหลายกิโลเมตร เรามั่นใจว่าบทความนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกแก่ผู้อ่านเกี่ยวกับการทำงานของขดลวด Tesla ข้อดีและข้อเสียและการใช้งาน แท้จริงแล้วสิ่งประดิษฐ์ของเขาในการส่งพลังงานไฟฟ้าแบบไร้สายได้เปลี่ยนวิธีการสื่อสารของโลก
