Transmițător de amplificare

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Această intrare va fi wikificată
Această intrare sau secțiune despre subiectul fizicii nu este încă formatată conform standardelor .
Contribuiți la îmbunătățirea acestuia în conformitate cu convențiile Wikipedia . Urmați sfaturile de proiectare de referință .
Schema de funcționare a transmițătorului de amplificare Tesla (pe care l-a definit „aparat pentru transmiterea energiei electrice”) [1] , acoperea funcțiile de bază ale dispozitivului construit de omul de știință și utilizat pentru experimentele din Colorado Springs și Long Island (vezi Turnul Wardenclyffe ) .

Transmițătorul de amplificare sau mărire este un oscilator armonic de mare putere propus de inginerul și inventatorul sârb Nikola Tesla pentru transmisia de energie electrică fără fir și potențial nelimitată. [2] Principiul său de funcționare, o versiune alternativă a bobinei Tesla , stă la baza celor două fabrici construite în Colorado Springs (1899-1900) și Long Island ( Turnul Wardenclyffe , 1902-17).

Transmițătorul amplificator este un transformator cu nucleu de aer multi-rezonant care poate genera tensiuni foarte mari. Tesla l-a numit inițial un „transformator rezonant autoregenerator”, o definiție care nu mai este de uz comun.

Istorie

O fotografie comercială a lui Nikola Tesla așezat în Stația Experimentală Colorado Springs cu transmițătorul său de amplificare. Arcurile au aproximativ 7 metri lungime.

Primul amplificator (în engleză magnifying transmitter , literalmente „ amplificator transmițător ”) a fost asamblat la New York în perioada cuprinsă între 1895 și 1898. [2] Cel mai mare a fost construit în 1899 în Colorado Springs , Colorado . Această mașină a fost utilizată pentru a efectua experimente fundamentale în studiul comunicațiilor fără fir și a transmiterii energiei electrice. [3] Avea un diametru de 15,5 metri, avea un potențial de 3,5 - 4 MV și era capabil să producă descărcări electrice mai lungi de 30 m. [4]

Transmițătorul de mărire a fost definit de Tesla însuși, în autobiografia sa, ca „cea mai bună invenție a mea”. De fapt, era convins că turbina sa va înlocui în curând toate motoarele termice utilizate în lume pentru furnizarea de energie electrică. [5] Pe de altă parte, el era foarte conștient de faptul că aceasta ar implica o schimbare radicală, cu abandonarea modelelor vechi de motoare care există deja și pe care industria investește miliarde de dolari:

„În aceste condiții, progresul devine neapărat foarte lent, iar cel mai mare impediment îl reprezintă prejudecățile insuflate în mintea experților de către opoziția organizată. [...] Transmițătorul meu de mărire a fost produsul multor lucrări care s-au dezvoltat de-a lungul anilor, care au avut ca obiective principale rezolvarea problemelor mult mai importante pentru omenire decât simple dezvoltări industriale. [6] "

Sosirea în Colorado

Laboratorul Tesla din Colorado a fost amplasat pe un sit extrem de geomagnetic.

În 1899 , Tesla a decis să-și înceapă cercetările în Colorado Springs . El a ales acest loc în primul rând din cauza furtunilor sale frecvente, precum și a altitudinii mari (unde aerul, având o presiune mai mică, are un coeficient dielectric mai mic și, prin urmare, este mai ușor de ionizat) și umiditatea scăzută (minimizarea pierderilor de energie electrică) încărcări prin materiale izolante). Tesla a ținut un jurnal personal al experimentelor sale la laboratorul din Colorado Springs, unde a petrecut aproape nouă luni. Se compune din 500 de pagini de note scrise de mână și aproximativ 200 de desene, înregistrate cronologic între 1 iunie 1899 și 7 ianuarie 1900 în paralel cu opera sa, și conține, de asemenea, explicații ale experimentelor sale.

Circuite electrice reglate

În Colorado, Tesla a construit multe transformatoare rezonante mai mici și a efectuat alte cercetări asupra circuite electrice reglate în lanț [ neclar ] . Tesla a proiectat diferite dispozitive pentru a determina energia electrică primită, inclusiv cohore rotative. Acestea foloseau un mecanism de ceas de angrenaje acționat de un arc elicoidal care rotea un cilindru mic de sticlă conținând pulberi metalice. Aceste experimente au fost etapa finală după ani de muncă pe circuite electrice reglate. Aceste instrumente au fost construite pentru a demonstra modul în care un receptor wireless ar putea fi reglat pentru a răspunde la semnale complexe specifice. Tesla a înregistrat în jurnalul său în 2 ianuarie 1900 că un transformator rezonant separat acordat la aceeași frecvență înaltă ca un alt transformator mai mare (de înaltă frecvență rezonant) (care acționează ca un emițător) primește energie de la bobina mai mare - una dintre numeroasele demonstrații ale wireless-ului transportul energiei electrice . Aceste experimente au ajutat la confirmarea priorității lui Tesla în invenția radioului în timpul disputelor târzii din instanțe. Aceste transformatoare de miez de aer rezonante de înaltă frecvență au fost predecesorii unor sisteme care variază de la radio la rezonanță magnetică nucleară medicală.

Transmiterea puterii

La 4 iulie 1899, Tesla a descoperit valurile staționare ale Pământului. [7] El a demonstrat că Pământul se comportă ca un conductor și este traversat de curenți electrici. El a demonstrat, de asemenea, că Pământul este capabil să răspundă la anumite frecvențe ale vibrațiilor electrice [8], efectuând experimente care au ajutat la înțelegerea fenomenelor de propagare electromagnetică și rezonanță terestră. A transmis semnale radio pe mai mulți kilometri și a construit tuburi de neon capabile să lumineze numai la contactul cu solul care înconjoară câmpul electromagnetic. [9]

Munca lui Tesla a fost orientată în principal către scopul transmiterii de energie fără fir în cantități industriale pe distanțe mari (mai întâi prin intermediul undelor transversale , apoi a undelor longitudinale mai puțin extinse și mai imediate). El a demonstrat că energia electrică poate fi difuzată folosind nu numai suprafața pământului, ci și zona atmosferică numită ionosferă , unde se află așa-numita rezonanță Schumann , argumentând că oricine, acordându-se cu dispozitive de recepție adecvate, ar putea extrage gratuit curent electric. . [10] Tesla a putut, de asemenea, să transmită la frecvențe extrem de scăzute ( ELF ) prin sol, [11], cum ar fi între suprafața pământului șistratul Kennelly-Heaviside , și a obținut brevete pentru trans-receptoare, instrumente care au dezvoltat unde staționare.

Amplificatorul de putere a stat la baza proiectului Tesla Wardenclyffe Tower . Deși bobinele Tesla moderne sunt concepute pentru a genera descărcări distructive, acest sistem a fost conceput pentru comunicații fără fir și transmiterea puterii prin unde longitudinale și curenți telurici. În 1925 John B. Flowers a făcut o propunere pentru a testa sistemul Tesla și a-l implementa. HL Curtis, șeful Biroului de Standarde al Laboratoarelor Radio din Washington , și JH Dillinger, fizician , au revizuit propunerea, dar au refuzat să pună în aplicare planul propus. [12] .

Oscilatorul electromecanic

Deja la Colorado Springs, Tesla a dezvoltat o mașină care numea oscilator electromecanic ( oscilator electromecanic ), o sursă de frecvență stabilă saucurent electric alternativ izocron , utilizat în joncțiunea cu aparatul fără fir, transmite ambii receptori. Acest element de circuit a fost aplicat la fel ca astăzi așa-numitele oscilatoare de cuarț , descoperite în anii 1920. El a propus utilizarea acestui instrument pentru explorarea geofizică sau seismologie - tehnică pe care a numit-o telegeodinamică , dar pe care a preferat să nu o facă. răspândit întrucât, după el, această tehnică a fost capabilă să genereze cutremure foarte puternice. [13]

Transmițătorul amplificatorului și Turnul Wardenclyffe

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Turnul Wardenclyffe .
Detalii emițător

Oscilatorul electric, citat de Tesla ca cea mai importantă și cea mai mare invenție a sa, constă din trei inductori:

  • un transformator de miez de aer (2 bobine)
  • o a treia bobină (bobină suplimentară).

Amplificatorul a funcționat ca un rezonator elicoidal bazat pe un ghid de lungime de undă.

Configurația structurală a transmițătorului amplificator Wardenclyffe este cunoscută nu numai prin brevetele Tesla [14] [15], ci și datorită diferitelor desene în care modelul a fost conceput și reprodus. [16] [17] Transmițătorul de amplificare diferă de bobina Tesla „clasică” prin câteva detalii remarcabile: în primul rând, înfășurările scurte primare și secundare au un cuplaj magnetic mai dens. Din această cauză, el a luat măsuri mai drastice în absorbția descărcărilor primare și a oferit o izolare mai mare între primar și secundar și, pe lângă cele două bobine cu diametru mare care alcătuiesc oscilatorul principal, a adăugat o a treia bobină pe care a numit-o „bobină suplimentară” .

Construcție e teoria funcționării [ neclar ]

Element de verificat
Acest articol sau secțiune referitoare la electronică este considerat a fi verificat .
Motiv : traducerea este discutabilă, vezi discuția
Alăturați-vă discuției și / sau corectați intrarea.

În bobina clasică Tesla există două înfășurări de cupru. Primarul acționează partea inferioară a secundarului formând purtătorul care rezonează în întreaga a doua bobină a transformatorului. În transmițătorul de amplificare, cele două părți, purtătoare ale primarului și rezonante ale secundarului, sunt împărțite în două bobine separate. Din punct de vedere al analizei circuitului, există o diferență subtilă între bobina clasică Tesla și emițătorul amplificator.

Bobina toroidală suplimentară de formă toroidală sau ( rezonator elicoidal ) poate fi separată fizic de cele două strâns cuplate care cuprind oscilatorul principal sau secțiunea de ghidare. Puterea este alimentată de la oscilatorul principal la capătul inferior al bobinei extra rezonante printr-un conductor electric sau un diametru mare pentru a minimiza descărcările.

Baza de ghidare a bobinei suplimentare a transmițătorului se comportă ca un rezonator elicoidal cu undă lentă, perturbarea axială propagându-se la o viteză cuprinsă între 1% și 10% din viteza luminii în spațiul liber. Viteza axială a câmpului electromagnetic al transmițătorului de amplificare este determinată de punctul bobinei și de viteza de propagare a sarcinii electrice prin circuit.

Operațiune

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Rezonanța Schumann .

Tesla a încercat să dezvolte unde staționare cu frecvență foarte joasă în circuitul electromagnetic al pământului. Pe baza observațiilor făcute cu acest dispozitiv, el a raportat că un tip de rezonanță a pământului - care implică energia telurică a pământului - ar putea fi excitat cu transmițătorul de amplificare. El a descoperit că frecvența de rezonanță a pământului este de aproximativ 8 Hz. În 1950 cercetătorii au confirmat că frecvența de rezonanță a cavității ionosferice a Pământului se afla în acest interval. În funcționare normală, aparatul este relativ silențios, generând un câmp electric mare, dar dacă tensiunea depășește o anumită valoare, aparatul devine destul de zgomotos.

Brevete Tesla implicate

  • System of Electric Lighting , brevet SUA 454.622, 23 iunie 1891
  • Mijloace pentru generarea curenților electrici , brevetul SUA 514.168, 6 februarie 1894
  • Transformator electric , brevet SUA 593.138, 2 noiembrie 1897
  • Metoda și aparatul pentru controlul mecanismului de deplasare a vehiculelor sau vehiculelor , brevetul SUA 613.809, 8 noiembrie 1898
  • „Sistemul de transmisie a energiei electrice”, brevetul SUA 645.576, 20 martie 1900
  • „Aparat pentru transmiterea energiei electrice”, brevetul SUA 649.621, 15 mai 1900
  • „Sistemul de transmisie a energiei electrice”, brevetul SUA 645.576, 20 martie 1900
  • „Aparat pentru utilizarea efectelor transmise de la distanță la un dispozitiv de recepție prin medii naturale”, brevetul SUA 685.953, 5 noiembrie 1901
  • „Metodă de utilizare a efectelor transmise prin mediile naturale”, brevetul SUA 685.954, 5 noiembrie 1901
  • „Aparat pentru utilizarea efectelor transmise de la distanță la un dispozitiv de recepție prin medii naturale”, brevetul SUA 685.955, 5 noiembrie 1901
  • „Aparat pentru utilizarea efectelor transmise prin medii naturale”, brevetul SUA 685.956, 5 noiembrie 1901
  • „Metodă de utilizare a energiei radiante”, brevetul SUA 685.958, 5 noiembrie 1901
  • „Method of Signaling”, brevetul SUA 723.188, 17 martie 1903
  • „Sistem de semnalizare”, brevetul SUA 725.605, 14 aprilie 1903
  • „Arta de a transmite energie electrică prin mediile naturale”, brevetul SUA 787.412, 18 aprilie 1905
  • „Aparat pentru transmiterea energiei electrice”, 18 ianuarie 1902, brevet SUA 1.119.732, 1 decembrie 1914

Sistemul de transmisie wireless la nivel mondial

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Sistem de transmisie wireless la nivel mondial .

Încă din 1900 Nikola Tesla a anunțat invenția unui „ sistem wireless mondial ” care va exploata transmițătorul de mărire împreună cu celelalte invenții ale sale pentru crearea unei rețele de energie gratuite și fără fir la nivel mondial:

«„ Sistemul de transmisie a energiei fără fir la nivel mondial ”este rezultatul unei combinații de multe descoperiri originale făcute de inventator pe parcursul unei experimentări lungi și continue. A făcut posibilă nu numai transmisia instantanee și precise fără fir a oricărui tip de semnal, mesaj sau caracter, ci și conexiunea dintre ele a telegrafului, telefonului și a altor stații de semnal deja existente, fără nicio modificare a structurii lor actuale. Aceasta înseamnă, de exemplu, că un abonat telefonic poate apela și vorbi cu alți abonați oriunde pe glob. Un receptor ieftin, nu mai mare decât un ceas, îi va permite să asculte un discurs sau o piesă muzicală difuzată oriunde altundeva, indiferent cât de departe, oriunde, pe uscat sau pe mare.

Aceste exemple sunt pur și simplu citate pentru a da o idee despre posibilitățile incredibile ale acestui mare progres științific, care anulează distanțele și care face ca conductorul natural perfect, adică Pământul, să fie disponibil pentru toate nenumăratele utilizări pe care le are ingeniozitatea omului. până acum.delegă la liniile electrice. Un rezultat al imensului domeniu de aplicare în acest context este că orice dispozitiv capabil să funcționeze prin unul sau mai multe fire (la o distanță evident redusă) poate fi utilizat în mod similar fără astfel de conductori artificiali și, cu aceeași rază și precizie, la distanțele la care va exista nu mai sunt limite, altele decât cele impuse de dimensiunile fizice ale Pământului. Deci, nu numai că se vor deschide câmpuri complet noi datorită exploatării comerciale a acestei metode ideale de transmisie, dar și cele vechi vor fi extinse foarte mult. [18] "

„Sistemul mondial de transmisie fără fir” al Tesla s-a bazat pe exploatarea următoarelor „invenții și descoperiri importante” [19] :

Notă

  1. ^ În limba engleză: "Aparat pentru transmiterea energiei electrice", ( EN ) US1119732 , Biroul de brevete și mărci al Statelor Unite, Statele Unite ale Americii. din 1 decembrie 1914.
  2. ^ a b Invențiile mele: Autobiografia lui Nikola Tesla , Hart Brothers, 1982, Cap. 5, ISBN 0-910077-00-2
  3. ^ ( RO ) Transmiterea energiei electrice fără fire
  4. ^ Nikola Tesla: Arme ghidate și tehnologie computerizată , Leland I. Anderson, Twenty First Century Books, 1998, pp. 12-13, ISBN 0-9636012-9-6 .
  5. ^ Nikola Tesla, Invențiile mele, Autobiografia unui geniu , Traducere de Antonio Tozzi, ediția a 3-a, Prato, ediții Pian B [2012], 2014, pp. 74-5 ISBN 978-88-96665-55-8 .
  6. ^ Nikola Tesla, op. cit. , pp. 75-6
  7. ^ Vittorio Baccelli, Nikola Tesla - un geniu deliberat uitat , Edizioni della Mirandola, mai 2007, pp. 51-3.
  8. ^ Op. Cit. , pp. 57-8.
  9. ^ Ibidem.
  10. ^ Op. Cit. , p. 53.
  11. ^ Op. Cit. , p. 109.
  12. ^ Valone, Thomas, Exploatarea roții naturii ISBN 1-931882-04-5
  13. ^ Vezi V. Baccelli, op. cit. , p. 58: „La Colorado Springs el a conceput un nou sistem de explorare geofizică folosind oscilatoare mecanice inventate anterior. Experimentele nu au fost finalizate pentru că și-a dat seama că ar putea genera cutremure artificiale de o putere fără precedent, modificând frecvențele naturale de care sunt dotate toate corpurile și exploatând ceea ce el a numit „ frecvența de rezonanță ”, prin care un corp începe să vibreze până la pauză. ”
  14. ^ Aparat pentru transmiterea energiei electrice , brevetul SUA nr. 649.621, 15 mai 1900
  15. ^ Aparat pentru transmiterea energiei electrice , 18 ianuarie 1902, brevet SUA 1.119.732, 1 decembrie 1914
  16. ^ Nikola Tesla Despre munca sa cu curenți alternativi și aplicația lor la telegrafia fără fir, telefonia și transmiterea puterii , Leland I. Anderson, Twenty First Century Books, 2002, pp. 74, 89-90, 107, 111, ISBN 1-893817-01-6 .
  17. ^ Nikola Tesla Colorado Springs Notes, 1899-1900 , Muzeul Nikola Tesla , Beograd, 1978.
  18. ^ Nikola Tesla, op. cit. , pp. 83-4.
  19. ^ Ibidem
  20. ^ Op. Cit. , pp. 84-6.

Bibliografie

  • „Dezvoltarea curenților de înaltă frecvență pentru aplicații practice”., The Electrical World, Vol 32, No. 8.
  • „Spațiu fără limite: o bară de autobuz”. Lumea electrică, vol. 32, nr. 19.
  • „Aplicația dlui Tesla pentru transmisia Hertz-Wave”. Lumea electrică, vol. 32, nr. 8.

Alte publicații

  • Bass, Robert W., "Oscilații cu undă longitudinală non-hertziană autosustenate ca soluție riguroasă a ecuațiilor lui Maxwell pentru radiații electromagnetice". Inventek Enterprises, Inc., Las Vegas, Nevada.
  • Bieniosek, FM, "Circuitul transformatorului de impulsuri de triplă rezonanță". Revizuirea instrumentelor științifice, 61 (6).
  • Corum, JF și KL Corum, „Dezvăluire privind funcționarea unui oscilator ELF”. CPG Communications, Inc., Newbury, Ohio.
  • Corum, JF și KL Corum, „O interpretare fizică a datelor din Colorado Springs”. CPG Communications, Inc., Newbury, Ohio.
  • Corum, JF și KL Corum, „Receptoare de primăvară Tesla Colorado (o scurtă introducere)”. 2003.
  • Corum, JF și KL Corum, "bobine RF, rezonatoare elicoidale și mărire a tensiunii prin moduri spațiale coerente". IEEE, 2001.
  • de Queiroz, Antonio Carlos M., „Sinteza rețelelor de rezonanță multiplă”. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brazilia. EE / COPE.
  • de Queiroz, Antonio Carlos M., „Designing a Tesla Magnifier”. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brazilia. EE / COPE.
  • Grotz, Toby, „Transmiterea fără fir a puterii: o încercare de a verifica experimentul lui Nikola Tesla din 1899 în Colorado Springs, rezultatele cercetării și experimentării”. TESLA, Inc., Craig Colorado.
  • Hartley, RVL, "Oscilații cu reactanțe neliniare". Jurnalul tehnic Bell Systems, Sun Publishing. 1992.
  • Așteptați, James, R., „Valuri electromagnetice în medii stratificate”. Pergammon Press, 1972. (ediția a II-a)
  • Reed, JR, "Expresie analitică pentru tensiunea de ieșire a transformatorului Tesla cu rezonanță triplă", Review of Scientific Instruments, 76, 104702, (2005).
  • Reed, JR, „Proiectarea transformatoarelor Tesla cu rezonanță triplă cu raport de frecvență arbitrar”, Review of Scientific Instruments, 77, 033301, (2006).

Publicații Tesla

  • Tesla, Nikola, „Despre transmisia electricității fără fire”. Electric World and Engineer, 5 martie 1904.

Elemente conexe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Transmitter_d%27amplificazione&oldid=114835654 ”