Hola Lowrence!
Hola All!
CITAZIONE
Allora, il teslacoil non è un trasformatore rf avvolto in aria? Probabilmente non sembra ma dal mio punto di vista continua ad esserlo.
La risposta e' NO, NO, NO,NO, NO, NO, NO, ASSOLUTAMENTE NO!!!!!!
Questa e' la prima cosa nella quale lo sperimentatore che inizia ad interessarsi di tesla inciampa:
UNA BOBINA DI TESLA NON E' UN TRASFORMATORE, ed e' assolutamente necessario saperlo e tenerlo ben presente nei calcoli per evitare "sfondoni" terribili...............
A suffragio della mia affermazione torno a ripetere che e' possibile realizzare una bobina di tesla con tensione d' uscita maggiore rispetto a quella d' ingresso avente un secondario con meno spire del primario purche' l' impedenza del secondario sia maggiore rispetto all' impedenza del primario, e questo caso ( impossibile da verificarsi nel caso del trasformatore ) ti dovrebbe fare capire che NON si tratta di trasformatore ma di qualcosa di piu' complesso.
( a proposito di trasformatore..... si sente spesso dire "trasformatore di Tesla"......... in teoria la cosa NON sarebbe del tutto sbagliata in quanto anche il banale trasformatore, quello classico in lamierini che siamo abituati a vedere ovunque, e' stato inventato proprio da Nikola Tesla, assieme all' alternatore, al motore in corrente alternata, al sistema trifase e insomma a tutto il sistema di trasmissione dell' energia elettrica attuale! )
CITAZIONE
Un circuito magnetico composto da due avvolgimenti è un trasformatore.
Lo e' solo ed esclusivamente se i due avvolgimenti sono tra di loro accoppiati strettamente ( in teoria il K dovrebbe essere 1, ma in realta' tale condizione e' irrealizzabile e ci si accontenta di K superiori allo 0,9 ): finche' l' accoppiamento e' stretto, la tensione d' uscita sara' esattamente pari alla
tensione d' ingresso moltiplicata per il rapporto delle spire indipendentemente dal carico applicato ( quindi piu' carico si aggiunge in uscita e piu' corrente consumera il trasformatore sul primario )
Quando l' accoppiamento delle due bobine diviene piu' lasco, la tensione in uscita NON sara' piu' pari alla tensione d' ingresso per il rapporto delle spire ma sara' certamente piu' bassa e dipendente dal carico, se poi l' accoppiamento diventa estremamente lasco, ai capi del secondario la tensione d' uscita sara' ancora piu' bassa, fino ad arrivare a ZERO nel caso di accoppiamento zero.
(in un certo senso, nessun trasformatore e' realmente tale perche', pur
avvicinandosi moltissimo, a causa delle inevitabili perdite NON potra' mai erogare una tensione esattamente pari alla tensione d' ingresso x rapporto spire in qualunque condizione di carico, ma anche questo fa ovviamente parte del gioco e in questo caso lo trascuriamo )
Ed ora arriva il bello:
cosa succede se si prende un primario ed un secondario, li si avvicina tra
di loro quanto basta per farli accoppiare magneticamente in maniera molto lasca? ( K tra lo 0,05 e lo 0.2 )
Succede che, se alimentiamo il primario con una tensione alternata otterremo sul secondario una tensione che sara' molto inferiore alla tensione d' ingresso moltiplicata per il rapporto spire, tensione che andra' ulteriormente a scendere se applichiamo un carico.
ora, mettiamo da parte questa affermazione e scriviamone un altra:
cosa succede se prendiamo un induttanza ideale, gli mettiamo in parallelo un condensatore ideale formando un circuito risonante pure ideale e forniamo un impulso allo stesso?
succede che il condensatore si carichera' grazie a quell' impulso, quindi, trovandosi in parallelo ad un induttanza, si scarichera' su quest' ultima facendo circolare una corrente; quando questa corrente cessera', l' induttanza per legge di lentz si opporra' alla diminuzione della corrente generando una tensione uguale e contraria che andra' a ricaricare il condensatore che poi andra' nuovamente a scaricarsi sull' induttanza ripetendo il ciclo........... visto che abbiamo detto i due componenti sono ideali quindi privi di perdite, tale ciclo continuera' all' infinito e l' energia in gioco sara' sempre la stessa anche se verra' in continuazione palleggiata tra l' induttanza e la capacita'!
adesso, supponiamo di avere a disposizione lo stesso circuito di prima ma, anziche' fornire un singolo impulso, fornire un treno di impulsi accuratamente sincronizzati con la risonanza LC.
ad ogni palleggio di energia andremo ad aggiungerne dell' altra, ovvero al primo ciclo l' energia sara' 1, al secondo sara' raddoppiata, al terzo triplicata, al quarto quadruplicata e cosi' via fino all' infinito ( dove l' energia accumulata e palleggiata nei componenti sara' INFINITA! )
Ok, adesso ritorniamo ai due avvolgimenti scarsamente accoppiati tra di loro e pensiamo di connettere in parallelo al solo secondario un bel condensatore ideale ........
applicando un impulso al primario verra' trasferita una piccola parte della potenza al secondario, applicando un secondo impulso verra' trasferita un altra piccola parte di potenza al secondario che, se l' impulso e' stato fornito nell' istante corretto, si andra' a sommare alla potenza che era gia' presente nel secondario: ad ogni ciclo la potenza palleggiata nel secondario aumentera' fino a raggiungere in teoria l' infinito, in pratica la tensione di rottura dell' aria che causera' poi le nostre beneamate scintille!
A questo punto qualcuno potra' obiettare: ma perche' allora tenere un coefficiente di accoppiamento molto basso se poi questo mi lascia passare solo una piccola parte della potenza?
la risposta e' subito detta, l' accoppiamento NON esiste solo tra primario e secondario ma anche tra secondario e primario.
se tra i due avvolgimenti l' accoppiamento e' troppo stretto, il secondario NON e' libero di oscillare alla sua frequenza ma e' forzato dal primario che gli impedisce di accumulare energia, in aggiunta, la poca energia accumulata verrebbe poi ritrasferita dal secondario al primario e verrebbe poi dissipata dal generatore di impulsi, cosa che ovviamente inficerebbe di moltissimo la lunghezza delle scariche.
Qualcun'altro potra' obiettare anche che, se il metodo dell' accoppiamento lasco e' utile per permettere al secondario di oscillare liberamente, e' anche vero che ci permette un trasferimento di energia molto basso, tutto il resto finisce nelle perdite.
E ancora una volta, qui' viene il bello perche' noi, nel tentativo di recuperare anche questa perdita, inseriamo un condensatore ideale anche in parallelo al circuito primario ( condizione necessaria: i due circuiti oscillanti devono lavorare alla medesima frequenza di risonanza, quindi il condensatore NON puo' essere scelto a caso ma va calcolato )
ora vediamo un po cosa succede......
se il circuito eccitatore fornisce 1kW di potenza ad ogni ciclo e il coefficiente di accoppiamento K permette il passaggio solamente del 10% della potenza, al primo ciclo verranno trasferiti al secondario solamente 100W
ed i restanti 900W finiranno........ nel circuito risonante primario, destinati ad essere palleggiati nell' LC.......
al secondo ciclo, il nostro bravo eccitatore ci fornira' ancora 1kW, che si andra' a sommare ai 900W accumulati per diventare 1900W
di questa potenza ne passera' al secondario solo 190W, i restanti 1710W verranno accumulati nell' LC primario.
durante il terzo ciclo la potenza fornita sara' ancora 1kW che sommata ai 1710W esistenti diverra' 2710W
di questa potenza, 271W finira' nel secondario, i restanti 2439W finiranno nel primario e toreranno ad essere disponibili nel ciclo successivo.....
qualcuno a questo punto potra' pensare che se il ciclo continuasse all' infinito la potenza accumulata nell LC tenderebbe all' infinito.... ERRATO!!!!
E' errato perche', quando la potenza accumulata nel circuito primario sara' pari a 9kW, sommandogli 1kW dell' eccitatore la potenza disponibile sara' di 10kW......
sapendo che l' accoppiamento lasco lascia passare solo il 10% della potenza disponibile, in queste condizioni lascera' passare solo 1kW lasciando al primario i restanti 9kW, che verranno poi aggiunti al kilowatt del ciclo successivo per far trasferire al secondario esattamente un altro kilowatt....... in sostanza abbiamo raggiunto una condizione di pareggio energetico, tanta potenza entra e tanta potenza esce, da questo punto in avanti la quantita' di potenza rimanente nel circuito primario rimarra' sempre la stessa.
IN SOSTANZA, LA RISONANZA DEL PRIMARIO E' UN ESPEDIENTE PER RICICLARE LA POTENZA CHE ALTRIMENTI VERREBBE DISPERSA ED OTTENERE UN TRASFERIMENTO DI POTENZA COMPLETO ATTRAVERSO ALL' ACCOPPIAMENTO LASCO.
Ok, abbiamo capito (spero!) che il trasformatore NON centra gia' piu' nulla ormai!
CITAZIONE
Se prendiamo il trasformatore di uscita di un trasmettitore a valvole è più o meno come una bobina di tesla quando il circuito anodico è accordato con il circuito di antenna. Ovvero la frequenza di risonanza dovuta alla concomitanza delle capacità parassite del trasformatore e quella del condensatore anodico di accordo in parallelo alla reattanza della bobina del primario e la frequenza di risonanza del circuito di antenna composto dalla concomitanza delle capacità parassite del secondario ed il condensatore di accordo del circuito di antenna sono uguali. Se non sbaglio quando queste frequenze di risonanza sono uguali e l'antenna è accordata sulla lunghezza d'onda o su mezza o su un quarto, il carico anodico della valvola è puramente resistivo, non ci sono onde stazionarie, e la corrente e la tensione sono in fase, e si ha anche il massimo trasferimento di energia verso l'antenna. Su di quella frequenza.
Quasi tutto giusto.
l' unica cosa sbagliata e' la parola "trasformatore" se realmente fosse un trasformatore, l' energia verrebbe trasferita da primario e secondario e viceversa in un solo ciclo impedendo di fatto la risonanza dei circuiti accordati.
Per fare si che un circuito risonante oscilli e' necessario che sia libero di farlo, quindi che NON sia smorzato in alcun modo ( salvo in quantita' trascurabili ).
un trasformatore ( K=1 ) e' un componente che ha un elevatissimo fattore di smorzamento ( teoricamente infinito se il generatore al quale e' collegato ha impedenza zero ) e la cosa impedisce al circuito LC di funzionare.
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Se l'accoppiamento è lasco l'energia trasferita in queste condizioni è bassa e si può rappresentare come una resistenza in serie alla resistenza equivalente anodica dovuta al rapporto di trasformazione. L'energia che non si trasferisce sul secondario è dispersa sottoforma di campo magnetico che si disperde nello spazio. O no?
Attenzione, NON si disperde nello spazio perche' l' induttanza e' un componente ( teoricamente ) NON dissipativo!!!!!
piuttosto viene accumulata al suo interno e viene riceduta all' alimentatore che, se NON e' in grado di riceverla e riutilizzarla, finira' per dissiparla in calore.
Il circuito risonante sul primario serve proprio per recuperare questa energia che altrimenti verrebbe dispersa dall' alimentatore.
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La tensione del secondario può essere più alta di quella del primario anche se le le spire sono in numero inferiore, basta che l'induttanza sia più alta appunto costruendo una bobina di diametro più grande...? Questa me la devi spiegare perchè non ne capisco la causa, scendi pure in particolari matematici perchè mi interessa.
Se hai un programma di simulazione software, prova a simulare un doppio circuito risonante accordato alla stessa frequenza ed accoppiato magneticamente con coefficiente di basso valore:
se l' impedenza del secondario e' maggiore di quella del primario, allora la tensione d' uscita sara' maggiore.
A questo punto ti chiederai, ma come si fa a realizzare un induttanza con impedenza maggiore rispetto ad un altra
sicuramente aumentando il numero delle spire ( ma NON e' proprio questo il caso che voglio segnalarti )
sicuramente stringendo la spaziatura tra le spire ( e questo potrebbe gia' essere un caso degno di esame )
sicuramente aumentando la dimensione del supporto sul quale son avvolte le spire ( e questo e' un ottimo caso da esaminare! )
Addirittura, se il diametro del tubo e' molto piu' elevato, puoi anche permetterti di togliere delle spire dall' avvolgimento mantenendo l' impedenza dello stesso comunque maggiore rispetto al primario ( ED E' ESATTAMENTE QUESTO IL CASO CHE VOGLIO CHE ESAMINI PERCHE' FARA' IMMEDIATAMENTE SPARIRE A PIEDI PARI LA PAROLA "TRASFORMATORE" DAL DISCORSO!!! )
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La piccola antenna disaccordata, hai ragione il termine non è esatto. Dicesi antenna accordata quando la tensione e la corrente ai capi di alimentazione sono in fase, e non esistono onde stazionarie. Questo si ottiene costruendo dipoli di 1/2 onda che danno un impedenza caratteristica di 75Ohm alla frequenza di accordo. Per piccola antenna disaccordata intendevo un'antenna non di 1/4 1/2 o onda intera ma un qualcosa che tra induttanza e capacità e impedenza radiante fosse più corta di 1/4 d'onda ma pur sempre rappresentando un carico resistivo tipico per quella frequenza. Non un pezzo di filo di lunghezza casuale che presentasse alla frequenza del dispositivo dei termini capacitivi o induttivi eccessivi. Scusa i termini forbiti. Di solito non parlo così, ma poi si rischia di non capirci
Va beh, dai, questa te l' abbuono visto che NON esiste un vero e proprio punto di alimentazione e visto che corrente e tensione variano di fase tra di loro
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Siamo sicuri di ciò? Io ho visto antenne più corte del normale "caricate" con una bobina alla base per sopperire alla componente induttiva del traliccio mancante, ma che se avvolgo un'antenna riducendo la sua lunghezza avvolgendola "tutta" a mo di bobina mi sembra un pò troppo. Forse posso ottenere un risultato simile ad avere tutta la lunghezza dell'antenna avvolgendo più o meno filo in modo distribuito si, ma proprio con la lunghezza precisa non sono molto convinto.
NI:
Nel senso che il filo avvolto integralmente in bobina tende ad avere una velocita' di propagazione inferiore a quella della luce, quindi, a conti fatti, il filo dovrebbe essere piu' lungo rispetto al vero quarto d' onda reale che si misura nel vuoto.
mi sono espresso male, piu' che scrivere che e' lungo un quarto d' onda avrei dovuto scrivere che il segnale impiega un quarto di ciclo esatto per percorrere tutto il filo.
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Ma perchè io cos'ho detto?
Anche quì ci siamo incompresi. Io intendendevo un oscillatore p.es. a 10Mhz. controllato a quarzo, tanto per essere maniaci. Poi un trasformatore interstadio accoppiato e accordato a 10Mhz. Sia sul primario che sul secondario. Poi lo stadio finale e sull'anodo del finale il primario del trasformatore di uscita accordato a 10Mhz. I secondario invece anche.
Se invece facciamo un oscillatore a frequenza variabile tipo VFO possiamo mettere dei condensatori fissi sul trasformatore di uscita e variando la frequenza trovare il punto di dove sono andati ad accordarsi i due circuiti. Questo intendevo. Tu invece hai compreso che qualsiasi frequenza scegliessimo per il VFO tutto avrebbe funzionato a livello scintille. Ovvero un tesla frequenza variabile.
Ok, in tal caso hai ragione, io avevo in effetti inteso che era possibile variare la frequenza della tensione d' uscita variando la frequenza di pilotaggio ( cosa che e' vera nel caso di un trasformatore ma NON puo' essere vera nel caso di una bobina di tesla, ecco un altra differenza! )
a proposito di trasformatore interstadio: NON puo' essere accoppiato ed accordato a 10MHz perche' un trasformatore....... NON si puo' accordare, la sua induttanza varia in funzione del carico, inoltre se il carico e' resistivo si comporta pure lui da resistore smorzando inevitabilmente le oscillazioni!
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L'uso del CW. Non intendendevo, un trasmettitore sempre a portante inserita, ma interrotta e pilotata dal tasto telegrafico. Una volta, CW, si chiamavano quei trasmettitori che trasmettevano "colpi" di portante alternati al nulla per la radiotelegrafia.
Si, si, ho presente; la stessa radiotelegrafia viene indicata abitualmente con le due lettere CW anche oggi anche se lo stesso termine viene usato radiantisticamente ( ed "elettrofilalmente" ) per indicare una portante continua, NON modulata. ( quella che si usa per fare i tesla che riproducono la musica o che accendono le sigarette! )
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Per il "Pitosforo sfintero... ehm spinterometrico" il discorso dell'impulso è determinante forse, a causa della bassa frequenza delle commutazioni che eccitano il circuito accordato che risuona (scampanellamento o ringing) alla sua frequenza naturale facendo ciò che deve fare.
Nello spinterometrico, il fatto che la risonanza parta solo quando il condensatore primario e' integralmente carico fa si che la tensione sul toroide si formi in maniera estremamente brusca, cosa che ionizza l' aria in maniera nettamente differente rispetto al CW e, in definitiva, ci mostra delle scariche decisamente piu' belle.
la differenza nelle scariche dovuta agli impulsi e' in realta' dovuta alla differente risposta dell' aria alla ionizzazione impulsiva.
A noi cmq poco importa, ci interessa solo che le scariche siano BELLE!
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Alimentare in AC un circuito mi fa venire i brividi, anche se nei forni a microonde ci si alimenta il magnetron. I filamenti, si può sicuramente, come dicevo, alimentarli in ac, magari non troppo schifosa
Alimentare il tesla in AC, o comunque in singola semionda, ti autorizza a sovraalimentarlo del doppio perche' tanto la valvola funziona solo per il 50% del tempo ed ha la possibilita' di raffreddarsi durante le pause!
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Esiste sempre un limite di tensione Vkf (catodo filamento) da rispettare per evitare che la valvola arrostisca prematuramente.
NON farti troppe seghe mentali su questo, normalmente il filamento viene connesso direttamente al katodo...... sempreche' la valvola NON sia a riscaldamento diretto ( insomma, una bella valvoletta da un kilogrammo di peso con filamento in tungsteno toriato che si accende come una lampadina e placca in grafite scavata che si accende come una stufetta ad infrarossi fa sempre la sua bella scena in un VTTC......... se poi conti anche il fatto che il tesla e' una macchina specificatamente progettata per fare scena, allora una valvoletta del genere diviene praticamente obbligatoria!
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Basta che la discussione non finisca a colpi di scariche!!!
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Ma no Max, tra "geni" si discute, animatamente magari, ma ci si diverte. Solo con i deficienti si finisce a bannamenti. Solo che questa volta ho il coltello dalla parte del manico.
Precisazione......
Tu avrai anche il potere della moderazione in mano ma io ho una cantina piena di apparecchi HV pronti all' uso.......
un ban contro un elettrocuzione...... direi che nel cambio quello che ci perdi sei decisamente tu!
) di Teslacoil.
