¿La bobina de Tesla usa campo cercano o campo lejano?

Las bobinas de Tesla generalmente usan transferencia de energía de campo cercano. Pero ...

La página citada es descuidada en su redacción y sería mejor decir "campo cercano" donde dice "RF". Pero otra vez) ...

La respuesta no es necesariamente en blanco y negro.
"Campo cercano" tiene un significado preciso PERO obtener SÓLO el acoplamiento de campo cercano en un caso dado no es seguro.

Hay una transición gradual de NF a FF y una región límite donde pueden ocurrir ambos. El campo cercano ocurre esencialmente donde ciertos términos dependientes de la geometría forman una parte importante o significativa en la descripción de las interacciones entre las estructuras de transmisión y recepción; estos se relacionan con la transferencia cíclica de energía entre la antena I y V y los campos electrostáticos y magnéticos adyacentes. A medida que aumenta la distancia, estos términos se vuelven menos significativos hasta que se pueden ignorar.

Siempre obtendrá "algo de ambos" y "algo" variará a medida que se aleje de la antena.

(1) A distancias muy por debajo de una longitud de onda, existe una interacción sustancial entre los campos eléctricos y magnéticos producidos por la antena y la corriente y el voltaje en la antena. La energía se transfiere de un lado a otro entre los campos y la antena en todas partes con pérdidas causadas por no idealidades pero sin pérdida de energía debido a que la energía "deja" la estructura aérea. Esta zona cercana se denomina "zona reactiva" donde la energía puede ser absorbida por una carga sintonizada que tiene voltaje y corriente inducidos en ella y que luego disipa energía (es decir, tiene un componente resistivo). El acoplamiento que involucra transferencia de potencia es magnético.

(3) [número de nota] "Las comunicaciones de RF o la transferencia de energía ocurren a distancias más allá de varias longitudes de onda desde la estructura de la" antena ". Aquí, la relación si el acoplamiento eléctrico y magnético se ha "establecido" y cualquier energía presente no está acoplada a la estructura I & V, por lo tanto, se "pierde", ya sea que se "reciba" o no. Una forma de ver esto es que las dos antenas están geométricamente distanciadas y los términos secundarios que explican el acoplamiento archivado y que tienen un fuerte componente dependiente de la distancia se han vuelto insignificantes: el campo se ha vuelto esencialmente homogéneo en longitudes del orden de la antena receptora.

(2) A distancias superiores a la mitad de la longitud de onda, los términos de "segundo orden" de los que depende el acoplamiento NFC puro comienzan a hacerse pequeños y el campo comienza a volverse homogéneo. Esto se denomina "zona de Fresnel" (el tipo tiene su nombre por todas partes) y hay un grado de no idealidad en el acoplamiento de campo a la antena.

_

Esta página de wikipedia sobre campo cercano y lejano hace un mejor trabajo de lo habitual al comentar.

Su sección de resumen dice, en parte:

• El campo cercano es notable por reproducir la inducción electromagnética clásica y los efectos de carga eléctrica en el campo EM, lo que provoca la "extinción" al aumentar la distancia desde la antena (con una intensidad de campo magnético proporcional al inverso del cubo de la distancia y el campo eléctrico). fuerza proporcional al cuadrado inverso de la distancia), mucho más rápidamente que el campo lejano EM radiado clásico (campos E y B proporcionales simplemente a la distancia inversa). Por lo general, los efectos de campo cercano no son importantes más allá de unas pocas longitudes de onda de la antena. Los efectos de campo cercano lejano también involucran efectos de transferencia de energía que se acoplan directamente a los receptores cerca de la antena, lo que afecta la potencia de salida del transmisor si se acoplan, pero no de otra manera. En un sentido, el campo cercano ofrece energía que está disponible para un receptor solo si se aprovecha la energía, y el transmisor detecta esto por medio de campos cercanos electromagnéticos de respuesta que emanan del receptor. Nuevamente, este es el mismo principio que se aplica en los dispositivos acoplados por inducción, como un transformador que consume más energía en el circuito primario, si la energía se extrae del circuito secundario. Esto es diferente con el campo lejano, que extrae constantemente la misma energía del transmisor, ya sea que se reciba inmediatamente o no. si la energía se extrae del circuito secundario. Esto es diferente con el campo lejano, que extrae constantemente la misma energía del transmisor, ya sea que se reciba inmediatamente o no. si la energía se extrae del circuito secundario. Esto es diferente con el campo lejano, que extrae constantemente la misma energía del transmisor, ya sea que se reciba inmediatamente o no.

Mi pregunta sobre física.SE es sobre lo mismo. Mi comprensión posiblemente pobre:

El tanque LC resonante almacena energía, y la eficiencia aumenta a medida que aumenta Q (Tesla habló sobre sumergir las bobinas en aire líquido para reducir su resistencia). Así que pones energía en la bobina, y oscila de un lado a otro entre L y C, con los campos EM devolviendo energía al circuito en lugar de irradiarla (que es el campo cercano reactivo ). Si trae otro circuito LC cerca a la misma frecuencia, ahora tiene dos osciladores LC acoplados, y la energía puede moverse de un lado a otro entre los circuitos completos, como esta simulación de Falstad .

Si un LC tiene una carga resistiva, la energía se disipará en él. Si el otro LC está conectado a una fuente, entonces la energía en ese LC se puede reponer. Entonces, la eficiencia de la transferencia realmente tiene que ver con que los LC almacenen energía de manera eficiente sin irradiarla o desperdiciarla en resistencia.

No soy un experto en RF, así que tómalo con pinzas, pero supongo que podría usar el campo cercano o lejano, pero si quieres que sea una transferencia de energía eficiente (la página de Wikipedia da una cifra de hasta el 85% para una "bobina de Tesla bien diseñada"), tendría que ser de campo cercano.

Los efectos de campo lejano se basan en la radiación EM en lugar del acoplamiento eléctrico/magnético cuasiestático, por lo que para obtener una parte significativa de la energía del primario al secundario, de alguna manera necesitaría controlar el patrón de radiación para que esté dirigido al secundario. Esto parece bastante difícil, aunque supongo que probablemente podrías mejorar las cosas con reflectores parabólicos.

(Suelta analogía: Piense en una piscina muy grande, y en un extremo hay un generador de olas accionado por motor; en el otro extremo hay un sistema resonante donde la energía de las olas se convierte en energía eléctrica a través de una máquina eléctrica. Cuanto más lejos esté, la mayor parte de la energía de la onda va a otro lugar además del receptor, pero todavía funciona para transferir energía).

es todo campo cercano. el campo cercano funciona dentro de la longitud de la primera longitud de onda. a 500 khz, un cuarto de onda es de 500 pies. sería genial si fuera un campo lejano, podría ejecutar 20 secundarios desde 1 primario sin ningún acoplamiento.

Tesla enrolla la energía del transbordador de un lado a otro entre los transceptores. RF no tiene nada que ver con eso, baja frecuencia funciona igual. La capacitancia (esfera) se usa para almacenar culombios y descargarlos. Los receptores resonantes pueden recibir la descarga.