อะไรคือคอยล์รบกวนของเทสลา

คอยล์เทสลาเป็นประเภทพิเศษของทรานสฟอร์เมอร์ที่มีการสั่นสะเทือนซึ่งถูกคิดค้นขึ้นโดยนิโคลา เทสลาในปี ค.ศ. 1891 มันถูกใช้หลักๆ เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าสลับความถี่สูงและแรงดันสูงอย่างมาก สามารถสร้างอาร์กไฟฟ้าที่สวยงามได้ ดังนั้นจึงมีชื่อเรียกว่า "เครื่องกำเนิดสายฟ้าประดิษฐ์" หลักการพื้นฐานและการสร้างของคอยล์เทสลามีดังต่อไปนี้:

หลักการพื้นฐาน

วงจรรีโซแนนซ์:

• คอยล์เทสลาประกอบด้วยวงจรรีโซแนนซ์ที่เชื่อมโยงกันสองวงจร: วงจรปฐมภูมิและวงจรทุติยภูมิ

• วงจรปฐมภูมิประกอบด้วยแหล่งกำเนิดพลังงาน ทรานสฟอร์เมอร์ คอนเดนเซอร์ และช่องว่างสำหรับเกิดประกาย (หรือสวิตช์แบบสารแข็ง)

• วงจรทุติยภูมิประกอบด้วยคอยล์ขนาดใหญ่ที่มีแกนอากาศ (คอยล์ทุติยภูมิ) และโหลดบนสุด (โดยทั่วไปเป็นคอนดักเตอร์ทรงกลมหรือทรงแผ่น)

กระบวนการดำเนินงาน:

• ระยะชาร์จ: แหล่งกำเนิดพลังงานชาร์จคอนเดนเซอร์ในวงจรปฐมภูมิผ่านทรานสฟอร์เมอร์จนกระทั่งแรงดันคอนเดนเซอร์ถึงแรงดันที่ทำให้เกิดประกายไฟในช่องว่างสำหรับเกิดประกาย

• ระยะปล่อยประจุ: คอนเดนเซอร์ปล่อยประจุผ่านช่องว่างสำหรับเกิดประกาย สร้างกระแสไฟฟ้าที่สั่นสะเทือนความถี่สูงที่ไหลผ่านคอยล์ปฐมภูมิ

• การเชื่อมโยงรีโซแนนซ์: กระแสไฟฟ้าที่สั่นสะเทือนความถี่สูงในคอยล์ปฐมภูมิกระตุ้นการรีโซแนนซ์ในคอยล์ทุติยภูมิ ทำให้แรงดันในคอยล์ทุติยภูมิเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป

• จุดปล่อยประจุ: เมื่อแรงดันในคอยล์ทุติยภูมิเพียงพอ จะสร้างอาร์กปล่อยประจุที่โหลดบนสุด สร้าง "สายฟ้า" ที่มองเห็นได้

การสร้าง

วงจรปฐมภูมิ:

• แหล่งกำเนิดพลังงาน: โดยทั่วไปใช้ไฟฟ้ากระแสสลับมาตรฐาน เช่น ไฟบ้าน

• ทรานสฟอร์เมอร์: ใช้เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้า ประเภทที่พบบ่อยคือ ทรานสฟอร์เมอร์สำหรับป้ายไฟนีออน (NST) หรือทรานสฟอร์เมอร์ที่บรรจุน้ำมัน

• คอนเดนเซอร์: ใช้ในการเก็บประจุ ประเภทที่พบบ่อยคือ คอนเดนเซอร์กระดาษหุ้มด้วยน้ำมัน หรือคอนเดนเซอร์พลาสติกหลายชั้น

• ช่องว่างสำหรับเกิดประกาย: ใช้ควบคุมการปล่อยประจุจากคอนเดนเซอร์ อาจเป็นช่องว่างสำหรับเกิดประกายแบบกลไกหรือสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์แบบสารแข็ง

วงจรทุติยภูมิ:

• คอยล์ทุติยภูมิ: โดยทั่วไปเป็นคอยล์ขนาดใหญ่ที่มีแกนอากาศและม้วนด้วยลวดบางๆ จำนวนมาก

• โหลดบนสุด: โดยทั่วไปเป็นคอนดักเตอร์ทรงกลมหรือทรงแผ่นที่ใช้ในการรวมและปล่อยอาร์กไฟฟ้าแรงดันสูง

การใช้งาน

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์:

• คอยล์เทสลาถูกใช้ในตอนแรกเพื่อศึกษากระแสไฟฟ้าความถี่สูง คลื่นวิทยุ และการส่งพลังงานไร้สาย

• พวกมันยังถูกใช้ในการวิจัยไฟฟ้าบรรยากาศและฟิสิกส์พลาสมา

การศึกษาและการสาธิต:

• คอยล์เทสลาถูกใช้บ่อยครั้งในการแสดงวิทยาศาสตร์และการสาธิตการศึกษา เนื่องจากอาร์กไฟฟ้าที่สวยงามที่สร้างขึ้น

• พวกมันสามารถใช้ในการสาธิตหลักการพื้นฐานของแม่เหล็กไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าความถี่สูง

ความบันเทิงและศิลปะ:

• คอยล์เทสลาถูกใช้ในการแสดงดนตรีและการติดตั้งศิลปะเพื่อสร้างอาร์กไฟฟ้าที่ประสานกับดนตรี

• ศิลปินบางคนใช้คอยล์เทสลาในการสร้างผลงานศิลปะที่มีภาพและเสียงที่ไม่เหมือนใคร

ข้อควรระวัง

ความปลอดภัย:

• คอยล์เทสลาสร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงมาก จึงต้องปฏิบัติตามโปรโตคอลความปลอดภัยอย่างเคร่งครัดเพื่อป้องกันการช็อกไฟฟ้าและอันตรายจากการไฟไหม้

• ใช้มาตรการป้องกันที่เหมาะสม เช่น ถุงมือฉนวนและแว่นตา ในการรับประกันความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน

การรบกวน:

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงที่สร้างขึ้นโดยคอยล์เทสลาสามารถรบกวนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใกล้เคียง ดังนั้นควรทำการทำงานอยู่ห่างจากอุปกรณ์ที่ไวต่อการรบกวน

สรุป

คอยล์เทสลาเป็นอุปกรณ์ที่ใช้หลักการรีโซแนนซ์ในการสร้างกระแสไฟฟ้าสลับความถี่สูงและแรงดันสูงอย่างมาก มันมีการใช้งานที่หลากหลายในด้านการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การสาธิตการศึกษา ความบันเทิง และศิลปะ แม้ว่าจะมีการใช้งานที่น่าสนใจและมีประโยชน์มากมาย แต่ต้องปฏิบัติตามโปรโตคอลความปลอดภัยอย่างเคร่งครัดในการทำงานเพื่อรับประกันความปลอดภัยของผู้ใช้งานและสภาพแวดล้อมรอบข้าง