Трансформатор Тесла, теория получения высокого понтециала
При обычной работе с Тесла-трансформаторами почти совсем не приходится принимать во внимание расход энергии на нагревание проводов. Однако это наблюдается лишь при небольшом числе искр, которые проскакивают через разрядник в первичном контуре при ударном возбуждении. В этом случае омическим сопротивлением можно действительно пренебречь и рассчитывать силу тока только исходя из так называемого волнового сопротивления. Если максимальное напряжение на концах вторичной спирали будет Е0, a L и С — ее самоиндукция и емкость, то максимальная сила тока выразится следующим образом
, здесь
и есть
упомянутое выше волновое сопротивление. Иначе обстоит дело с незатухающими колебаниями. Ниже мы приведем опыты и расчеты с трансформатором Тесла на незатухающих колебаниях. Из этих опытов, сделанных Рукавишниковым, вытекает, что трансформатор Тесла, работающий на незатухающих колебаниях, потребляет громадное количество энергии. Так как эта энергия тратится главным образом на джоулево тепло, то нагревание спирали оказывается очень сильным. Таким образом Тесла-трансформатор с незатухающими колебаниями или с очень большим числом искр в секунду по своим свойствам уже начинает приобретать недостатки, о которых мы говорили в начале при упоминании о высоковольтных технических трансформаторах. Для того чтобы построить Тесла-трансформатор с незатухающими колебаниями, приходится потреблять большую мощность и брать толстые провода, способные выдержать сильное нагревание. В этом и заключается вторая причина, по которой для получения высоких напряжений в лаборатории приходится пользоваться ударным возбуждением. Здесь мы имеем полную аналогию с получением громадных магнитных полей по методу Капицы. Для получения таких полей, как известно, пускается через соленоид на очень короткий промежуток времени ток большой силы. Период времени, в течение которого соленоид охлаждается (так сказать отдыхает), во много раз больше, чем тот промежуток, в течение которого создается магнитное поле. То же самое по существу мы имеем и при ударном возбуждении. Хотя искры из вторичной спирали трансформатора и кажутся выходящими непрерывно, но в действительности трансформатор отдыхает гораздо больше времени, чем работает. Этот результат, конечно, нельзя назвать особенно утешительным, но все же и с кратковременными сильными электрическими полями можно надеяться получить целый ряд интересных результатов, если только удастся ввести их в вакуумную трубку.
Далее:
Трансформатор Тесла на незатухающих колебаниях