La ganancia de voltaje de una bobina de Tesla se puede determinar a partir de las inductancias primaria y secundaria y usando la siguiente fórmula (Wikipedia tiene una derivación simple ):
He visto varios sitios web que muestran esta fórmula y afirman que es la razón de la alta ganancia de las bobinas de Tesla. Pero la misma fórmula también se aplica a un transformador ordinario construido a partir de bobinas de la misma inductancia, como dijo @ user287001, es la relación de vueltas .
Mi pregunta es:
La única explicación que se me ocurre es que tener un capacitor en el circuito primario nos permite cargarlo primero lentamente y luego transferir la energía sin extraer corrientes extremas del suministro de voltaje. O eso, o mi razonamiento sobre las ganancias de voltaje es incorrecto.
Una bobina de Tesla admite un alto voltaje secundario al tener un gran espacio entre el primario y el secundario, al menos el extremo de alto voltaje del secundario. Si el secundario tiene un solo extremo de alto voltaje, es una sola capa, por lo que será de baja inductancia.
El gran espacio significa un bajo acoplamiento, que luego requiere que el primario y el secundario sean resonantes para lograr cualquier tipo de eficiencia.
Puede construir un transformador de alto voltaje sin usar la construcción de Tesla, pero luego necesita mucho aceite u otro buen aislamiento alrededor del secundario, así como un núcleo para obtener un buen acoplamiento e inductancias decentes.
Es una gran construcción para aficionados. El uso de aire para aislamiento y sin núcleo significa una construcción económica. El accionamiento primario conmutado por chispa de aire interrumpido significa que puede utilizar una potencia bastante baja (un tomacorriente doméstico) y aun así obtener chispas de alto voltaje.
¿Por qué querría construir una bobina Tesla en lugar de un transformador más simple de igual ganancia [para alto voltaje]?
Principalmente, por dos cosas:
Para voltajes altos (superiores a aproximadamente 4 kV), la mayoría de los materiales aislantes típicos comienzan a debilitarse frente a la formación de arcos, especialmente con el tiempo. Por lo tanto, se toman medidas aislantes más radicales, como el encapsulado y el encapsulado. Pero incluso estos tienen límites.
Considere un transformador de letrero de neón de 10kVAC. Estos a menudo tienen el punto medio secundario conectado a tierra, de modo que solo existe un potencial de 5 kV entre cualquiera de los extremos y el material del núcleo. Si, en cambio, estuviera conectado a tierra, entonces existirían 10 kV entre el extremo opuesto del devanado y el núcleo, lo que probablemente fallaría mucho antes. Estos también se encapsulan al vacío.
Las bobinas de Tesla, al ser de núcleo de aire, no están limitadas por nada de esto. Tampoco sufren los efectos de saturación y remanencia del núcleo, lo que significa que pueden usarse a frecuencias (MHz) y potencias (MW, pulsadas) muy altas, mientras que los transformadores con núcleo no pueden.
El término "mejor" debe considerarse como "más voltios con menos vueltas"
La bobina de Tesla es un sistema resonante en el que la resonancia aumenta el voltaje. Si lo cargas, el voltaje cae radicalmente. Los transformadores de núcleo de hierro normales no se basan en la resonancia. Cambian el voltaje por la relación de bobinado. Están diseñados para mantener la caída de voltaje de salida razonablemente pequeña a la potencia de salida máxima especificada.
Las derivaciones modernas de bobinas de Tesla, como Slayer Exciter, también tienen otro mecanismo de aumento de voltaje: los fenómenos de retroceso inductivo. Finalmente, está la relación de bobinado familiar. El contragolpe junto con la resonancia y la relación de devanado pueden generar fácilmente decenas de miles de voltios con devanados sorprendentemente pequeños, como puede ver en sus dibujos.
Por cierto tu fórmula
es la relación de bobinado N2/N1. La inductancia es proporcional al cuadrado del número de vueltas si no se cambian las dimensiones.
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sombrereroloco