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SCARICA DISRUPTIVA ARIA

Posted on Author Vumi Posted in Ufficio


    In fisica la rigidità dielettrica è definita come il valore limite di campo elettrico, oltre il quale si produce una conduzione di elettricità (scarica elettrica) attraverso il materiale dielettrico. Sempre nell'aria, la rigidità dielettrica aumenta lievemente all'aumentare dell'umidità assoluta, ma diminuisce con l'aumento dell' umidità. Nel caso della scarica si può distinguere la scarica disruptiva nei dielettrici, si ha in aria in prossimità delle linee elettriche ad alta tensione (effetto corona). Esistono anche isolanti liquidi (oli) e gassosi (aria, esafluoruro di zolfo), che rivestono disruptiva con perforazione dell'isolante, analogo al fenomeno di rottura di dell'isolamento e non provocano la scarica totale, ma possono accelerare il. che permettono lo studio del comportamento del dielettrico (aria) a diverse tensioni. .. La tensione di scarica disruptiva 50% `e il valore di tensione presunto.

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    Le cariche uguali si respingono. La scarica elettrostatica si origina dalla separazione delle cariche. Si verifica uno scambio di cariche tra corpi con carica minore. Si possono persino formare scintille visibili. Normalmente non costituiscono un pericolo per le persone.

    Alcune delle ultime bobine di Tesla furono considerevolmente le più grandi e col maggior potenziale elettrico.

    Le ultime bobine di Tesla furono a loro volta alimentate da grandi trasformatori ad alta tensione, usando per l'accumulo grandi condensatori a Bottiglia di Leida , immersi in olio per ridurre le perdite a effetto corona , e usando appositi interruttori per governare gli alti livelli di potenziale. Gli interruttori furono singolarmente dotati di ventilatori di raffreddamento per poter reggere le condizioni operative. Il guadagno in tensione del circuito al toroide è proporzionale alla carica spostata, la quale è determinata dalla entità di capacità carica del circuito, dalla tensione che Tesla chiama " Pressione elettrica " in analogia al parametro idraulico , e dalla frequenza della corrente impiegata.

    Un trasformatore a bobina di Tesla opera in una maniera significativamente diversa da un trasformatore convenzionale per es. In un trasformatore convenzionale, le spire sono molto vicine tra loro, e il guadagno di tensione è limitato al rapporto dei numeri di giri delle spire. La bobina trasferisce energia da un circuito risonante che oscilla da uno il primario all'altro il secondario su un numero dei cicli di RF.

    Appena il primario trasferisce energia al secondario, la tensione di produzione secondaria aumenta finché tutta l'energia primaria disponibile è stata trasferita al secondario con buona efficienza. Come l'energia si forma all'interno del circuito secondario oscillante, l'ampiezza della tensione del toroide rapidamente aumenta superando il valore di tensione critica e l'aria che circonda il toroide comincia a subire una rottura dielettrica, formando scariche per effetto corona.

    Gli appassionati per apparati ad alta tensione ai giorni d'oggi costruiscono di solito bobine di Tesla che sono simili ad alcuni dei progetti più recenti di Tesla, con nucleo ad aria. Questi consistono tipicamente in un circuito di accumulo primario che è un circuito LC serie composto da un condensatore di alta tensione, uno spinterometro , e una bobina primaria; e il circuito di LC secondario, un circuito in serie risonante che consiste della bobina secondaria ed il toroide.

    Nei piani originali di Tesla, il circuito LC secondario è composto da una bobina secondaria caricata messa poi in serie con una grande bobina elicoidale. La bobina elicoidale era connessa poi al toroide. La maggior parte di bobine moderne usa solamente una sola bobina secondaria. Il toroide in effetti è un terminale di un condensatore, essendo l'altro terminale la messa a terra.

    Il circuito di LC primario è sintonizzato in modo da risonare alla stessa frequenza del circuito LC secondario. Le bobine primarie e secondarie sono accoppiate magneticamente, creando un trasformatore con nucleo ad aria risonante e doppiamente sintonizzato.

    Le prime Bobine di Tesla isolate a olio necessitavano di grossi isolamenti ai loro collegamenti per prevenire scariche in aria. Il terminale superiore aveva una capacità relativamente piccola, caricata con una tensione alta quanto possibile.

    La superficie esterna del terminale superiore è dove la carica elettrica si accumula. Questo tipo di struttura permise al terminale di sostenere tensioni molto alte senza generare scariche. Tesla durante il processo applicativo del brevetto descrisse una varietà di risonatori terminali alla sommità di questa bobina più recente. Le più moderne bobine di Tesla usano semplici toroidi, tipicamente costruiti da fili metallici o da tubi piegati di alluminio, per controllare l'elevato campo elettrico vicino alla sommità del secondario e indirizzare le scariche all'esterno, lontano dalle spire primarie e secondarie.

    Alcuni lavori di Tesla richiesero un accoppiamento più stretto, un nucleo ad aria, un trasformatore di alta frequenza, dove il conduttore in uscita poi alimentava un altro risonatore, qualche volta chiamato "bobina addizionale", o semplicemente " secondario superiore".

    Il principio è che l'energia si accumula nella bobina superiore risonante e la parte del trasformatore secondario è data dal "meno potente" secondario separato; le parti non sono condivise da un singolo secondario. La moderna tripla bobina del sistema del Trasmettitore Intensificante spesso posiziona il superiore secondario a distanza dal trasformatore, o lo avvolge su una forma di bobina di diametro notevolmente più piccola.

    Questo particolare circuito di Tesla consiste di una bobina in stretta relazione induttiva con un primario, ed un terminale connesso a una piastra di terra, mentre l'altro terminale è condotto attraverso una bobina di autoinduzione separata la cui connessione dovrebbe essere fatta a sempre, o vicino, il centro geometrico della forma circolare di quella bobina per assicurare una distribuzione simmetrica della corrente , e di un cilindro metallico che porta la corrente al terminale.

    L'importante requisito è che i lati primari e secondari devono essere sintonizzati alla stessa frequenza risonante per permettere trasferimento efficiente di energia tra il primario ed i circuiti risonanti secondari. Il conduttore dell'asta terminale topload è nella forma di un cilindro con superficie liscia di un raggio più grande di quello dei piastre di metallo sferiche, e si allarga fuori al fondo in un contenitore che è utilizzato per evitare perdita da correnti parassite e per sicurezza.

    La bobina secondaria è avvolta su un tamburo di materiale isolante, con le sue spire strette. Quando l'effetto del piccolo raggio di curvatura del filo stesso è superato, la bobina secondaria più bassa si comporta come un conduttore di grande raggio di curvatura, corrispondente a quello del tamburo questo effetto è applicabile altrove.

    Questo diminuisce la tendenza della carica a irrompere fuori dal filo che connette entrambi ed a passare lungo il supporto.

    Le moderne bobine di Tesla, basate a transistor o su tubi a vuoto, non usano uno spinterometro. Invece, il transistor i o tubo i a vuoto offre la funzione di commutazione o amplificazione necessaria a generare RF che alimenta il circuito primario. Bobine di Tesla a transistor usano la tensione di funzionamento primaria più bassa, tipicamente tra a volt e guida le spire primarie usando un ponte a metà o un circuito a ponte completo a transistor bipolari , MOSFETs o IGBTs per cambiare la corrente primaria.

    L'avvolgimento primario di un tradizionale bobina di Tesla a transistor avvolge solamente la parte più bassa del secondario qualche volta chiamato risonante. Questo aiuta a evidenziare l'operato del secondario come un risonatore pompato. Il primario incita tensione alternata nella porzione più bassa del secondario, mentre offrendo "spinte" regolari simile a spinte propriamente calcolate e previste in un'oscillazione di campo.

    Energia supplementare è trasferita dal primario all'induttanza secondaria e la capacità del terminale superiore durante ogni "spinta", e la tensione di produzione secondaria costituisce produzione dell'anello superiore dell'apparato. Un circuito di reazione elettronico è di solito usato per sincronizzare adattivamente l'oscillatore primario alla risonanza crescente nel secondario, e questa è l'unica considerazione di sintonia, oltre alla scelta progettuale iniziale di un ragionato terminale superiore.

    A causa del circuito risonante supplementare, sono necessarie rettifiche manuali ed una di sintonia adattiva. Un interruttore è spesso usato per ridurre anche il ciclo dativo del ponte di commutazione per migliorare capacità di potenza di picco; similmente, IGBTs sono più popolari in questa applicazione che transistor bipolari o MOSFETs , a causa delle loro caratteristiche di manipolazione di potenza superiori.

    Se le attuali bobine di Tesla sono usate riduttivamente soprattutto per produrre scariche disruptive fulmini artificiali , archi elettrici , lo scopo per cui furono progettate fu quello di generare un campo elettrico scalare capace di trasmettere energia senza fili definibile come "reattiva", a differenza delle onde elettromagnetiche che trasmettono energia attiva.

    La maggior parte di incidenti sono stati causati dalla pericolosa corrente del circuito a bassa tensione, più che dall'elevata tensione del circuito secondario. Le persone e gli animali devono essere tenuti lontano dalle bobine di Tesla in funzione.

    L'avvolgimento primario di una bobina di Tesla e lo spinterometro sono in serie, il condensatore a tanica in parallelo, oppure, il primario e il condensatore a tanica in serie e lo spinterometro in parallelo. In ogni circuito, il trasformatore di alimentazione di corrente alternata carica il condensatore a tanica finché la sua tensione è sufficiente a irrompere nello spinterometro.

    L'apertura dello spinterometro scocca scintille immediatamente, permettendo al condensatore caricato di scaricarsi nell'avvolgimento primario. Una volta che l'apertura emette scariche elettriche, il comportamento elettrico di entrambi i circuiti è identico. Esperimenti hanno mostrato che nessuno dei due circuiti offre una marcata prestazione a vantaggio dell'altro.

    Comunque, nel circuito tipico sinistra , l'azione di cortocircuito dello spinterometro previene che oscillazioni di alta frequenza ritornino nel trasformatore di alimentazione.

    Nel circuito alternato, la grande ampiezza delle oscillazioni di alta frequenza che scorrono attraverso il condensatore sono applicate anche alle spire del trasformatore di alimentazione.

    Esperti costruttori di bobine di Tesla usano quasi esclusivamente il circuito superiore, spesso aumentandolo con filtri passa basso reti di resistenza e condensatore, RC tra il trasformatore di alimentazione e spinterometro per aiutare a proteggere il trasformatore di alimentazione. Si adoperare anche una vernice anti-corona per evitare che il circuito secondario si autodistrugga, inoltre viene aggiunto sopra il circuito primario un avvolgimento di sicurezza messo a terra, in modo che quando le scariche del secondario sono molto lunghe anziché colpire il circuito primario ed entrare poi nel trasformatore HV, vadano dirette verso terra.

    Questo è molto importante quando si usano trasformatori con spire di alta tensione fragili, come trasformatori per luci al Neon Neon Sign Transformers - NST.

    Rigidità dielettrica

    Nonostante la configurazione usata, il trasformatore di HV deve essere del tipo che auto-limiti la sua corrente secondaria a causa di perdite interne dell'induttanza. Un trasformatore di alta tensione normale con induttanza a bassa perdita deve usare un limitatore esterno qualche volta chiamato "ballast" per limitare corrente.

    I NST sono progettati per avere una perdita di induttanza alta per limitare il cortocircuito di corrente a un livello sicuro. La frequenza risonante della bobina primaria dovrebbe essere sintonizzata allo stesso valore della bobina secondaria usando oscillazioni di bassa potenza, aumentando poi la potenza finché l'apparato è messo sotto controllo.

    Mentre si sintonizza, una piccola sporgenza chiamata "punto di rottura" è spesso aggiunta al terminale superiore per promuovere l'emissione di archi e di scariche a scintilla qualche volta chiamati bagliori nell'aria circostante. La capacità 'caricata' dalle scariche tende a variare abbassare la frequenza risonante di una Bobina di Tesla che opera a piena potenza. Per una varietà di ragioni tecniche, i toroidi offrono una delle forme più efficienti per i terminali superiori delle bobine di Tesla.

    Siccome le bobine di Tesla possono produrre correnti o scariche , di frequenza e tensione molto alta, sono utili per vari scopi, incluso dimostrazioni scolastiche, effetti speciali scenografici teatro, film ; possono essere inoltre utilizzate per il collaudo di prodotti tecnologici. Mentre si generano scariche, l'energia elettrica dal secondario e toroide è trasferita all'aria circostante come carica elettrica, calore, luce e suono.

    Le correnti elettriche che fluiscono attraverso queste scariche sono in verità causate dal cambiamento rapido di quantità di carica da un punto il terminale superiore ad altri punti regioni vicine dell'aria.

    Il processo è simile a una carica o scarica di un condensatore. La corrente che si crea dallo scorrimento di cariche all'interno di un condensatore è chiamata corrente di spostamento. Le scariche di bobine di Tesla sono formate da un risultato di correnti di spostamento appena le pulsazioni di cariche elettriche sono trasferite rapidamente tra il toroide di alta tensione e regioni vicine dell'aria chiamate regioni di carica spaziale.

    Anche se le regioni di carica spaziale attorno al toroide sono invisibili, hanno un ruolo fondamentale nell'aspetto e localizzazione delle scariche delle Bobina di Tesla. Quando lo spinterometro genera scintille, il condensatore carico si scarica nelle spire del primario, causando delle oscillazioni nel circuito primario. La corrente primaria oscillante crea un campo magnetico che si accoppia alle spire del secondario, trasferendo energia nella seconda da parte del trasformatore e facendolo oscillare con la capacità del toroide.

    Il trasferimento di energia avviene in un certo numero di cicli, e la maggior parte dell'energia che era in origine nel primario è trasferita nel secondario. Più è grande l'accoppiamento magnetico tra le spire, più è breve il tempo richiesto per completare il trasferimento di energia. Come l'energia si forma all'interno del circuito secondario oscillante, l'ampiezza della tensione di RF del toroide rapidamente aumenta e l'aria che circonda il toroide comincia a subire una rottura dielettrica, formando scariche.

    Dato che l'energia della bobina secondaria e la tensione in uscita continuano ad aumentare, maggiori pulsazioni di corrente di spostamento ionizzano e scaldano maggiormente l'aria al punto di rottura iniziale. Questo forma un punto di "radice" molto caldo e quindi più conduttivo di plasma surriscaldato. La radice che irrompe fuori dal toroide è detta guida. Il plasma all'interno della guida, pur essendo simile a quello di un arco elettrico, è notevolmente più caldo di una semplice scarica ad arco, quindi è anche notevolmente più conduttivo.

    La guida si dirama, poi, in migliaia di scariche più sottili, più fredde, simili a capelli chiamate bagliori. I bagliori sembrano come una 'foschia' bluastra alle fine delle guide più luminose: sono i lampi che, in verità, trasferiscono la carica tra le guide e toroidi a regioni spaziali di carica attorno. Le correnti di spostamento, generate da innumerevoli lampi tutti contenuti nella guida, aiutano a tenere la guida calda ed elettricamente ad alta conduttività.

    In una bobina di Tesla a spinterometro, il processo di trasferimento di energia dal primario al secondario si ripete con pulsazioni tipiche di 50 - cicli al secondo e i canali guida che si erano già formati non hanno possibilità di raffreddarsi troppo tra una pulsazione e l'altra.

    Questo provoca la crescita della guida da una pulsazione all'altra, allungando l'intera scarica a ogni successiva pulsazione. La pulsazione ripetitiva causa una crescita di scariche fino all'equilibrio, cioè fino a quando l'energia media disponibile della Bobina di Tesla durante ogni pulsazione bilancia l'energia media che si perde nelle scariche soprattutto sotto forma di calore.

    A questo punto si è raggiunto un equilibrio dinamico e le scariche sono giunte alla loro lunghezza massima per il livello di potenza disponibile dalla Bobina. La combinazione di uno sviluppo con alta tensione a radiofrequenza e una pulsazione ripetitiva sembra vada bene idealmente per creare scariche lunghe e ramificate, notevolmente più lunghe di quanto ci si aspetterebbe, altrimenti, da considerazioni isolate di produzione di tensione.

    Scariche di alta tensione creano scariche di colore blu-violaceo filamentose multi ramificate. Scariche di alta energia creano scariche più spesse con meno rami, pallide e luminose, quasi bianche, e sono molto più lunghe di quelle a bassa energia, a causa di un aumento della ionizzazione. Si sente nell'aria un forte odore pungente di ozono e di ossidi di azoto. Per la lunghezza massima delle scariche sembrano fattori importanti la tensione, l'energia e, per quanto possibile, l'aria di bassa o moderata umidità.

    Comunque, a più di anni dal primo uso di una Bobine di Tesla, molti aspetti delle scariche della Bobina e il processo di trasferimento dell'energia non sono ancora compresi completamente. Varianti di bobine di Tesla furono suggerite da Tesla per ricevere potenza da radiazione elettromagnetica, o alternare campi elettrici vicini, di frequenza praticabile e per sfruttare il gradiente di tensione verticale nell'atmosfera della Terra. Comprese che molti dei suoi esperimenti operavano su una base di onde Hertziane, onde elettromagnetiche propagate nello spazio senza guida artificiale.

    Questi concetti e metodi sono parte della sua trasmissione senza fili di sistema di distribuzione di potenza elettrica US " Apparatus for Transmitting Electrical Energy " January Tesla propose che dovrebbero esserci state "trenta" di tali antenne nel mondo. Una Bobina di Tesla usata come un ricevitore di potenza elettrica è detta Antenna di Tesla.

    L'impedenza, generalmente tuttavia, non è applicata in modo ovvio; per l'impedenza elettrica, l'impedenza al carico p. L'impedenza complessa di un'antenna è legata alla lunghezza elettrica dell'antenna della lunghezza d'onda in uso. Comunemente, l'impedenza è aggiustata al carico con un sintonizzatore o reti sintonizzate composte da induttanze e condensatori.

    Area riservata

    L'energia radiante emette con grande velocità particelle minute che sono fortemente elettrificate e, altri raggi che cadono sul conduttore isolato connessi a un condensatore , possono fare in modo che il condensatore si carichi elettricamente indefinitamente. Sebbene metodi Hertziani possono essere usati per eccitare l'Antenna di Tesla con limitazioni che danno luogo a grandi svantaggi pratici.

    Oscillazioni arbitrarie ed intermittenti che sono propagate via conduzione al risonatore ricevente caricheranno il condensatore del ricevitore ed utilizzeranno l'energia potenziale al più grande effetto. Prima che molte generazioni passino, il nostro apparato sarà guidato da un potenza ottenibile da ogni punto dell'universo.

    I ricevitori di Tesla azionati correttamente agiscono come un trasformatore "step down" con produzione di alta corrente. I livelli di potenza realizzati da ricevitori a Tesla Coil sono, fino ad ora, stati una frazione della produzione di potenza delle trasmittenti.

    La potenza totale ottenibile da elettricità atmosferica da cielo a terra è stata stimata a megawatt. Per quanto riguarda i metodi, l'elettricità atmosferica si riferisce all'elettricità statica; la corrente continua; e la tecnologia HVDC corrente continua ad alta tensione moderna converte la corrente continua da tali tensioni a una corrente alternata abbastanza bene per essere molto popolare nell'uso nella rete di distribuzione elettrica; una variante di bobina di Tesla non è l'unico modo di fare questo, né necessariamente il migliore, né per l'elettricità atmosferica o la potenza di correnti continue della terra.

    La più grande tensione tellurica osservata su un cavo di comunicazioni sottomarino durante uno studio di dieci anni era solamente 0. L'ammontare presente di radiazione elettromagnetica sulla superficie della Terra è nota a quelli il cui lavoro tecnico sulla comunicazione radio o l'acquiescenza regolatore comporta la ricezione e misurazione. La radiazione è esaminata da dieci migliaia di hertz cicli al secondo su a trenta miliardi hertz la lunghezza d'onda di un centimetro o più in molti casi.

    Trasmissioni radio autorizzate ed emissioni minori da attrezzature designate ma non desiderate non sono oscurate grandemente da occorrente naturalmente energia di radiofrequenza. Una bobina di Tesla non è pertanto un'apparecchiatura a banda larga dato che opera solamente sulla sua frequenza risonante e certe armoniche. I pericoli della corrente elettrica ad alta frequenza sono percepiti qualche volta come se fossero meno pericolosi che a frequenze più basse.

    Questo, spesso, è erroneamente interpretato come essere dovuto all' effetto pelle , un fenomeno che tende a impedire che corrente alternata fluisca nelle parti interne di un conduttore.

    Anche se l'effetto pelle è applicabile a conduttori elettrici effettivi p. Dato che il corpo non dà violenti segnali dolorosi in immediato, gli sperimentatori toccano a volte gli archi di scarica delle piccole Bobine di Tesla, apparentemente senza problemi.

    Data la sua natura di somministrazione di violenta energia localizzata sugli ioni, il fenomeno deve essere valutato con molta cautela, in analogia di altri fenomeni come, ad esempio, quelli dati da radiazioni, che inferiscono su tali parti.

    Bobina di Tesla

    Comunque, è noto che certi trasformatori possono essere usati per fornire corrente alternata a una frequenza talmente alta che la profondità di pelle vera diviene piccola abbastanza da essere considerata meno dannosa per il noto "effetto pelle".

    Questo giustifica alcuni usi terapeutici di generatori di Tesla il cui utilizzo, salvo diversa dimostrazione, sarebbe giustificato dal bilancio costo-beneficio. Burroughs B Diodo al Germano. Doppio ponte di Thomson. Fibre chimiche.

    Emisferi di Magdeburgo. Manometro ad aria libera. Sfera di Pascal.

    Vasi comunicanti e Cassetta di Ingenhousz. Gomma naturale. La Calce. La Juta - Mora. La Porcellana. Lampade spettrali. Quarzo Ametista di Andrea Lalli. Materie Plastiche. Motori 2 e 4 tempi.

    Rocchetto di Ruhmkorff.

    Setacciatore e Ebulliometro -Murgia e Battisti.


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