TESLIN KALEM Bor, januara Dr Radojle Radetić

Transcription

1 TESN KAEM Bor, januara 07. Dr adojle adetić

2 . vod TESN TANSFOMATO Tesla je naučnik našeg porekla i njie se ponosio. Pronašao je noge korisne uređaje od kojih su neki ugrađeni u teelje savreenog života. Teslin otor je srce savreene industrije a njegove višefazne struje su osnova proizvodnje i prenosa električne energije na velike udaljenosti. Pored energetike Tesla je postavio teelje veliko broju oblasti koje su se tek kasnije razvile. Veliki deo svoga rada tesla je posvetio bežično prenosu električne energije iz koga je nikao radio, i današnje savreene kounikacije, telekoanda, robotika, itd. ad u ovoj oblasti oogućio je pronalazak Teslinog transforatora. Teslin transforator je jedan od najefikasnijih uređaja za dobijanje visokih napona. adi se naponia visoke frekvencije koji nisu opasni po čoveka. Za anje kaleove frekvencije su više stotina khz a za kaleove velikih dienzija ispod 00 khz. Naponi koji se dobijaju idu od više stotina kv do nekoliko MV. Varnice teslinog transforatora ogu biti duge i nekoliko etara. Sa teslini transforatoro čovek je napravio veštačke groove i tako načinio još jedan korak ka upoznavanju prirode. Teslin transforator (TT) je najlepši sibol njegovog rada a ožda i cele elektrotehnike. Njegov rad ostavlja jak utisak na posatrače, ostavlja ih bez daha i dugo se pati. sto godina posle ovog pronalaska on iznova raspaljuje aštu i znatiželju, tako da se neprestano pojavljuju novije i snažnije verzije ovog uređaja. On je veoa koristan uređaj za laboratorije visokog napona. Manji odeli ogu da budu i lepa učila za škole. On ože da bude lep ukras za hol, svečanu salu, kabinet, itd. Takođe ože da bude lep poklon, koji bi svako poželeo. Priena je velika a granice su nebo i naša ašta. Zato ga danas prave, učenici, entuzijasti, eksperientatori, profesori na fakultetia, naučnici u institutia, itd. Baveći se ovo teo, autor ovog teksta je iao priliku da uživo vidi više TT različitih oblika i snaga. Svakako najviše podataka o TT ože se naći na internetu. Najpoznatiji TT u Srbiji nalazi se u uzeju Nikole Tesle, u Beogradu. On je deklarisan za napon od oko 550 kv. Gotovo identičan TT je napravljen na HE đerdap (Zoran Kršenković). Ovaj odel je napravljen veoa pedantno a posebna pažnja posvećena je izradi obrtnog iskrišta gonjenog asinhroni otoro, napajani frekventni regulatoro. HE u Gazigradskoj banji postojao je anji odel TT sa kondenzatoro od staklenih boca napunjenih elektrolito i potopljeni u kadu takođe nalivenu elektrolito. Dolivanje elektrolita kontinualno se enja kapacitivnost i podešava rezonantna frekvencija priara. skrište se pokreće čeono brusilico kojoj je brusna ploča zaenjena izolaciono pločo sa obrtni kontaktia. egulacija brzine i vrši se sopstveni regulatoro brzine a rezonancija podešava nivoo elektrolita u kadi. Svakako treba poenuti i dva teslina transforatora u laboratoriji za visoki napon Elektrotehničkog fakulteta u Beogradu. Jedan je napravljen kao diploski rad iz

3 vreena osadesetih godina prošlog veka. Njegov napon se procenjuje na par stotina kv. Drugi prierak je noviji i znatno snažniji i razvija napon preko 400 kv. Treba poenuti i TT koje je napravila grupa studenata sa ETF-a sa prof. Jovano vetiće kao i trofazni transforator prof. Vuja Miljevića u institutu Vinča. epo rešenje napravio i kolega adenko Ajdačić (Elektrovat-Enel, iz Čačka). Na izložbi Dani Nikole Tesle u Novo Sadu 0. godine, prikazan je veliki Teslin transforator, odel Groovnik 0 čiji je autor el. ing. Veliir Mrđen. Njegova aksialna snaga je 3 kw i razvija varnice od preko tri etra što ukazuje na napon reda veličine,5 MV. sti autor je napravio i više Teslinih transforatora serije groovnik (8 ) anjih snaga (0,5 do kw). Najsnažniji Teslin transforator (TET MV) u Srbiji napravljen je za potrebe uzeja Nikole Tesle u Beogradu. Napravila ga je fira MegaVolt (el. ing. Veliir Mrđen) u saradnji sa stručnjacia uzeja Nikole Tesle. Maksialna snaga pretvarača je 4 kw, razvija napon od oko 3-4 MV, a njegove varnice dosežu dužinu i do preko 8 etara. On je prikazan na Kaleegdanu jula 06. godine na anifestaciji posvećenoj obeležavanju 60 godina rođenja Nikole Tesle. On se napaja iz pretvarača (solid state) i ia ogućnost aplitudne odulacije izlaznog napona. Ovaj transforator se ože eriti sa najbolji svetski rešenjia i dostojan je predstavnik Srbije na ovo polju. svojoj znatiželji i ovaj autor se oprobao i pokušao da da svoj skroni doprinos ovoj oblasti. Napravljeno je desetak Teslinih kaleova (TK) počev od alih odela za napone od oko 50 kv pa do kalea koji razvija više od 500 kv. Kaleovi se napajaju iz tranzistorskih pretvarača (solid state) i iaju ogućnost regulacije napona. Par prieraka poklonjeni su srednji školaa (elektrotehničke škole u Kraljevu i Boru). Kale za napon do oko 300 kv poklonjen je svojoj firi Elektroreža Srbije. Kale koji razvija više od 500 kv i nalazi se u Fabrici ernih transforatora (FMT) u Zaječaru. On sa torusa prea kugli prečnika 30 baca varnicu na rastojanju do oko 65 c. Nekoliko kaleova i njihovih pretvarača ovog autora prikazani su na naredni fotografijaa. Neka rešenja su opisana i objavljena u obliku naučnih radova i stručnih tekstova za popularizaciju nauke. ovaj tekst bi trebalo da bude deo tog doprinosa sa cilje da bude podsticaj drugia da se ohrabre i pokušaju. svetu su napravljeni brojni Teslini transforatori i kaleovi zadivljujućih saga. nternet je pun takvih priera. Jedan od najvećih na svetu te veliki teslin transforator iz Oklahoe (big Tesla coil of Oklahoa) koji ia visinu od oko 5 etara sa pražnjenjia na udaljenosti do oko 9 etara. Na naredni slikaa prikazani su svi poenuti Teslini transforatori napravljeni u Srbiji, najpoznatija svetska rešenja, kao i nekoliko rešenja Teslinih kaleova ovog autora.

4 Teslini transforatori u Srbiji Muzej Nikole Tesle ETF Beograd HE Đerdap (Z. Kršenković). Ajdačić, Elektrovatenel, Čačak. Obradović HE Gazigradska Banja

5 Najsnažniji Teslini transforator napravljen u Srbiji (MegaVolt i uzej Nikole tesle) Transforator razvija napon od 3-4 MV i varnice dužine skoro 0 etara. Dupli TT prof. Jovana vetića (ETF) Trofazni TT prof. Vuja Miljevića (Vinča)

6 Teslini transforatori u Svetu heck out the worlds largest Tesla coil called The Electru Project in New Zealand. t can produce Meter arcs and consues a whopping Watts. A person can stand inside the spherical cage above the Tesla coil as shown in the iage. Bigg Tesla coil of Oklahoa

7 Teslini transforatori u Svetu

8 Teslini kaleovi

9 očeno je nekoliko pravaca u kojia se odvija razvoj TT i TK. ešenja koja se najčešće sreću u Srbiji su takva da što više liče na originalno Teslino rešenje. Tu je uočeno nekoliko ogućnosti za poboljšanje. Teslini transforatori sa sekundaro naotani relativno debelo bakarno žico sa veoa debelo izolacijo. Na visoki frekvencijaa struja ide po površini provodnika, tako da je najveći deo bakra suvišan i neiskorišćen. Tie još više doprinosi i efekat blizine navojaka tako da se struja koncentriše na unutrašnjoj strani cevi bakarnog naota. Takođe i predebela izolacija je nepotrebno zauzia prostor i povećava dienzije kalea. Varničari su najčešće izvedeni tako što se rotacioni kontakti pogone univerzalni elektrootoro čijo se regulacijo brzine traže najbolje varnice. a i rešenja gde se koristi asinhroni otor i frekventni regulator. Sa ovakvi rešenje ne postiže se potpuno iskorišćenje snage jer varnica na iskrištu nije uvek iste snage pa se oscilacije ne ponavljaju na isti način. Sigurno postoje i trenuci kada pokretni kontakt prođe a da se i ne pojavi varnica. Sinhronizacija iskrišta sa režni napono sigurno ože znatno da poboljša rad Teslinog transforatora. Sa njo ože da se postigne da se varnica pojavljuje uvek u trenutku kad je režni napon u aplitudi. Da bi se to postiglo potrebno je da se pokretni kontakti obrću sinhroni otoro. Novija svetska rešenja se sve više udaljavaju od originala, i cilindrični naotaj priara se sve češće pravi u obliku naota u ravni na dnu sekundarnog kalea. Ovakva konfiguracija ia veoa ali koeficijent sprege ali se njo postižu bolju rezultati. Najanji koeficijent sprege je kada ona uopšte ne postoji. esto preko priara, energija u kale se utiskuje direktno. Tada se znatno pojednostavljuje upravljanje rezonancijo, postižu pravilniji oblici i postižu viši naponi. Sada se uesto Teslinog transforatora govori o Teslino kaleu (TK). sa Tesla je u svojoj laboratoriji iao noštvo kaleova a posebno visoke napone dobijao je na takozvano dodatno kaleu (extra coil). Njeu je Teslin transforator služio sao kao napajanje (ili pobuda). Slaba strana varničara je njegova neprecizna kontrola na frekvencijaa na kojia radi i grejanje i habanje (nagorevanje) kontakata u radu. esto varničara sve se češće prienjuju savreene poluprovodničke koponente i tako je nastao novi koncept napajanja Teslinog transforatora solid state. dilei, biti što sličniji originalu ili prieni savreenih rešenja i postići što bolje efekte autor se opredelio za ovaj drugi pristup. Postavljen cilj da se sa što anje utrošenog aterijala, uz korišćenje savreenih znanja energetske elektronike i autoatske regulacije dobiju što viši naponi. to pravcu idu i noga savreena svetska rešenja. Kroz varnicu iskrišta ože da se zatvori struja od više stotina apera (pa i ka) uz napon reda desetine kv, što je još nedostižno za tranzistore. Međuti tranzistoria se bolje upravlja i tako dobija daleko bolje iskorišćenje dovedene snage. Stanje današnjih tranzistora je takvo da se ogu naći tranzistori za rad sa napono reda do oko 500V i strujo reda 00 A. Sa ovi naponsko strujni ogućnostia

10 tranzistora ogu se postići snage od više desetina kw. Sa ovi snagaa ogu se postići naponi do oko,5 MV i varnice dužine od preko jednog etra. Paralelno redni vezaa više snažnih tranzistora, ili sa više pretvarača, ogu se postići snage i preko 00 kw i naponi od više iliona volti. Ovo prevazilazi ogućnosti rešenja sa varničaria tako da se najbolja savreena rešenja zasnivaju na poluprovodnicia (solid stete). adeći u ovoj oblasti autor je razvio sopstvena rešenja napajanja TK sa kojia je dostigao napon kalea od preko 500 kv. ešena su sa kontinualno regulacijo napona kao i erenje izlaznog napona kalea. Strujni udar Teslinog transforatora Napon Teslinog kalea ia visoku frekvenciju i kaže se da je njegova struja bezopasna za čoveka jer teče po površini tela (kože). Teslino kaleu se zaista razvijaju napon i struja visoke frekvencije. Kada dođe do preskoka kroz vazduh kapacitet gornje elektrode se prazni i već u prvo ipulsu oscilacije se prigušuju. Aplituda struja prvog udara je ograničena napono i ipedanso ljudskog tela. Može se očekivati da je ipedansa ljudskog tela reda 5 k tako da pri naponu od MV struja u prvo trenutku dostiže vrednost od oko 00 A. z kapacitivnost gornje elektrode od nekoliko desetina pf vreenska konstanta kola je reda nekoliko stotina nanosekundi pa je tog reda veličine i trajanje prvog udara. Najveći deo ove struje zaista ide po površini ali je ona toliko velika da značajna struja ipak zalazi i duboko u telo pa i kroz srce. Ako se ovaj udar ponavlja sa neko frekvencijo, onda se više ne ože govoriti da je ta struja bezopasna za čoveka. Posle ovog pražnjenja aplituda oscilacija se sanjuje na relativno nisku vrednost a varnica prelazi u koronu. Veličina ove struje zavisi od snage generatora i ože da bude reda nekoliko apera. Oca struja se zatvara preko površine kože i nije opasna po život čoveka. Mnogo bolji efekti se dobijaju u ipulsno radu Teslinog kalea. Teslin kale se napaja ipulsno konstantni VF napono. Struja kalea raste, pa raste i napon na njeu. Posle odgovarajućeg vreena prekida se napajanje kalea. Vreeno trajanja ovog ipulsa reguliše se dostignuti napon kalea. Srednja snaga ovakvog napajanja je znatno anja. Pogodno je da se napajanje kalea vrši kad je režni napon u aksiuu. Varnica ovakvog kalea je snažna i ponavlja se stotinu ili više stotina puta u sekundi. Takvi udari u telo čoveka su veoa jaki i neprijatni (provereno vidi sliku) i nialo nisu bezopasni po čoveka kao što se isli. Zato ovakve probe oguće su sao kod odela anjih snaga. Saa varnica ože da izazove opekotine na koži. Ako se proba varničenje na ovaj način, u ruci treba držati neki šiljat etalni predet. Kod šiljatih predeta varnica se pojavljuje na niži naponia pa je i električni udar slabiji. ruci ne treba držati predete koji se završava kuglo. Kod nekih rešenja radi pojačanja varnice početak (donji priključak) sekundarnog naota se ne veže na zelju već na jedan priključak priarnog naotaja. Tie se

11 oogućava da napon režne frekvencije priarnog kola prodre u sekundarno kolo TT. Visoki VF napon TT daje inicijalnu varnicu a prodor visokog napona iz priarnog kola onda pojačava njenu struju i produžava trajanje tako da se dobijaju veoa snažne varnice (električni luk). Ovakva rešenja su krajnje opasna po život čoveka i zahtevaju aksialne ere zaštite. Strujni udar Teslinog transforatora

12 . Osnovni eleenti proračuna Teslinog transforatora ilj ovog teksta je Teslin kale ali potpunosti rad, ovde će biti prikazani osnovni eleenti proračuna i Teslinog transforatora. Osnovni eleenti Teslinog transforatora su (sl. ): - Mrežni transforator - Priarni kondenzator ( ) - Varničar - Priarni kale ( ) - Sekundarni kale ( ) - Kapacitivni završetak ( ) Svaki od ovih eleenata ia svoje Sl... Teslin transforator osnovna šea dodatne delove i karakteristike. Ovo je jedna od više ogućih varjanti. Jedna od varjanti se odnosi na zaenjen položaj iskrišta i priarnog kondenzatora. Postoji varjanta sa diodo na izlazu režnog transforatora i napajanja priarnog rezonantnog kola jednoserni napono, itd... Mrežni transforator Mrežni transforator treba da obezbedi napajanje priarnog rezonantnog kola Teslinog transforatora, a preko njega i sekundarnog. Osnovne karakteristike ovog transforatora su snaga, sekundarni napon i napon kratkog spoja. Snaga režnog transforatora zavisi od željenog izlaznog napona Teslinog transforatora. Približna visina ovog napona i snage transforatore je ( Kal, ax kv) 5 P( W) Na prier sa transforatoro snage kw ože dobiti napon od oko 450 kv. Dužina varnice zavisi od oblika elektroda. Za alu kuglu prea torusu gornjeg kapaciteta Teslinog transforatora orijentaciona dužina varnice je: l nice ( c),9 var P( W) Sa transforatoro snage P= kw ože dobiti varnica dužine od oko 60 c. Sekundarni napon režnog transforatora je tipično nekoliko kv do preko 0 kv. Viši naponi idu uz veće snage režnih (i Teslinih) transforatora. Približna vrednost ovog napona ože se dobiti na sledeći način. nduktivnost priara Teslinog transforatora je veoa ala i on za režnu frekvenciju predstavlja praktično kratak spoj. Tako opterećenje sekundarnog kola ostaje sao priarni kondenzator ( ). Sekundarni napon režnog transforatora treba tako odabrati da u ovaj kondenzator pravi gotovo puno opterećenje (reaktivna

13 snaga). Treba ostaviti izvesnu rezervu snage jer iskrište kratko spaja sekundar za izvesno vree i za aktivnu snagu. Toko proračuna Teslinog transforatora prea geoetrijski dienzijaa izračunava se kapacitivnost priarnog kondenzatora ( ). Za poznati kapacitivnost i snagu režnog transforatora dobija se vrednost sekundarnog napona koja ne se biti veća od: SMT ( VA) 34 Prea ovo naponu treba odabrati broj navojaka sekundara režnog transforatora. Napon kratkog spoja radu teslinog transforatora kontakti varničara, za trenutak kratko spajaju sekundar režnog transforatora. Trajanje tog kratkog spoje je nekoliko ilisekundi svake poluperiode. Za to vree struja kratkog spoja dostiže sao deo svoje pune vrednosti. Što je dostignuta struja veća trajanje varnice je duže i intenzitet varničenja sve veći. Pri dovoljno velikoj struji ože doći do peranentnog varničenja (kružne vatre na varničaru) i trajnog kratkog spoja sekundara režnog transforatora. Veličina struje ože se sanjiti dodatno prigušnico vezano redno u sekundarno kolo režnog transforatora. Ako se ne dodaje redna prigušnica, vrednost napona kratkog spoja režnog transforatora treba da je što veća (preko 0 %)... Priar Teslinog transforatora Priarni naot Teslinog transforatora ota se od debele bakarne žice ili cevi. zavisnosti od geoetrijskih dienzija njegova induktivnost je: ( H) 0 D poluprečnik priarnog kalea () H visina priarnog kalea () Priarni kondenzator 5 D N 4D H Priarni kondenzator vezan je u sekundarno kolo režnog transforatora na red sa priarni naoto teslinog transforatora. Kapacitivnost ovog kondenzatora treba da bude tolika da obezbedi frekvenciju priarnog kola približno jednaku frekvenciji sekundarnog kola (f f ). Za poznatu induktivnost priara Teslinog transforatora i frekvenciju sekundarnog kola se ože izračunati kolika treba da bude kapacitivnost. f

14 Sekundarno kolo diktira ovu frekvenciju a kapaciteto priarnog kondenzatora i induktivnošću priara Teslinog transforatora podešava se frekvencija priarnog kola. Tipične vrednosti kapacitivnosti priarnog kondenzatora su reda nano farada do nekoliko desetina nanofarada. To su ale kapacitivnosti ali naponi na njia ogu biti i nekoliko desetina kilovolti. Ovakve kondenzatore je teško naći fabričke i zato se oni često prave od prozorskog stakla i ploča od aluinijuske folije. Proračun njihovog kapaciteta (ili dienzija) je veoa jednostavan. Kapacitivnost kondenzatora sa n aluinijuskih ploča površine S Al i debljine stakla d je: n S Al ( ) ( nf) 5 d( ) Za poznate dienzije i debljine staklenih ploča lako se nalazi njihov broj..3. skrište (varničar) loga iskrišta je da zatvara priarno rezonantno kolo Teslinog transforatora kako bi se u njeu pojavile oscilacije. Postoje takozvana statička i obrtna iskrišta. naši uslovia obično se ide na izradu obrtnih iskrišta. Ovo iskrište se sastoji od nekoliko nepokretnih i pokretnih kontakata obično od esinga. Mogu biti jednostruka i višestruka. Kod višestrukih, luk se deli na više kraćih lukova i tie se sanjuje njihovo ukupno zagrevanje. pored toga zagrevanje kontakata (nepokretnih) je veoa veliko i potrebno i je obezbediti dobro produvavanje. Trajanje varnice treba da bude dve do tri vreenske konstante priarnog rezonantnog kola. Duže trajanje nepotrebno opterećuje režni transforator. Varničar se sastoji od pokretnih i nepokretnih kontakata. Pokretni kontakti se obično pokreću pooću elektrootora a izbor njegove brzine vrši se tako da se dobiju najbolje varnice. Motor ože biti univerzalni a regulacija brzine se vršu regulacijo njegovog napona. Najbolji trenutak za zatvaranje priarnog kola je kada je napon na kondenzatoru najveći. Sinhronizovan rad varničara sa režo dobija se pogono pokretnih kontakata sinhroni otoro. Broj pokretnih kontakata treba da bude jednak broju polova sinhronog otora. To znači da za dvopolni otor (brzina obrtanja 3000 o/in) treba da bude dva pokretna kontakata. Ploča sa nepokretni kontaktia treba da ia ogućnost zaokretanja za ugao 90 električnih stepeni. azak izeđu pokretnih kontakata (ili prečnik ploče sa rotacioni kontaktia) treba da bude dovoljan da se luk ne razvlači previše. azak izeđu pokretnih i nepokretnih kontakata (vazdušni zazor) treba da je što anji ali takav da se obezbedi siguran prolaz pokretnih kontakata bez direktnog dodira. Poželjno je da postoji ogućnost finog podešavanja ovog zazora jer se kontakti pod dejstvo luka oštećuju i potrebno je njihova povreena obrada (širglanje ili turpijanje) posle čega sledi i novo podešavanje zazora.

15 .4. Sekundar Teslinog transforatora Sekundarni naot Teslinog transforatora je njegovo srce. On definiše rezonantnu frekvenciju i generiše visoki napon. Njegove najvažnije karakteristike su induktivnost, kapacitivnost i aktivna optornost. nduktivnost Ovaj kale ia veliki broj navojaka tanke bakarne žice. On ia anji prečnik ali znatno veću visinu od priarnog kalea. Za njegovu induktivnost preporučuje se forula: 9,850 6 D poluprečnik priarnog kalea () H visina priarnog kalea () N 4,5D D ( ) ( ) 0H Tipične vrednosti ove induktivnosti su od nekoliko desetina ilihenrija pa do nekoliko henrija. Kapacitivnost kalea i kapacitivni završetak Kapacitivnost ovog kalea sastoji se iz dva dela. Prvi je kapacitivnost saog kalea a drugi je kapacitivnost njegove gornje (terinalne) elektrode. Sekundarni naot Teslinog transforatora ia velike dienzije i njegova sopstvena kapacitivnost nije zaneariva. Ona je približno: Sl... Torusna elektroda Sl..3. Parazitna kapacitivnost kalea ( ) kal, ( pf) 0, H( ) 3D( ), za H /D =...8 Za neku srednju vrednost D/H5 ova kapacitivnost je: kal, ( pf) 6H( ) Kapacitivnost gornje (terinalne) elektrode zavisi od njenog oblika. Ona se obično pravi u obliku torusa ili kugle. Kapacitivnost torusa je: tor ( pf) 37D ( ) 3d ( ),---- za d /D 0,5 tor Kapacitivnost kugle prečnika D je: tor tor ( pf) 7,8D( ) Ekvivalentna kapacitivnost se računa kao: E 0,9, kal Koeficijent 0,9 se uzia iz razloga što se deo struje zatvara lokalno kroz eđuzavojne (parazitne) kapacitivnosti i raspodeljene kapacitete prea okolini. tor tor

16 Pri postavljanju gornje elektrode potrebno je ostaviti dovoljno prostora za prolaz agnetnog fluksa. Ako se planira prolaz fluksa i kroz torus onda on ora biti prorezan kako ne bi pravio kratak spoj i prigušivao oscilacije sekundarnog naotaja. Aktivna otpornost Sledeći važan paraetar sekundara Teslinog kalea je njegova aktivna otpornost. Oska otpornost kalea za jednosernu struju (dc) je: dc l S u ND 0,785d u 3,4ND 0,075 0,785d Prier: D=0,, H=0,9, d cu =0,5. dc H( ) D( ) 0,9060, p d ( ) 0,5 u u ND( ) H( ) D( ) 0, d ( ) p d ( ) Za ovaj kale izerena je otpornost od oko 9. Na visoki frekvenciji se pojavljuje skin efekat tako da struja ide po površini provodnika. Za prav (nenaotan) provodnik dubina prodiranja struje je: Za bakar na 0 0, izraz se svodi na: f 0,066 Na prier na frekvenciji od 00 khz struja u provodniku kružnog preseka skoncentrisana je u površinsko sloju (prstenu) debljine oko 0,. Kada se provodnik naota u obluku cilindričnog naotaja, pojavljuje se i efekat blizine. Sada se struja koncentriše na unutrašnju stranu cilindra. radu kale zrači energiju u okolni prostor. Ta energija za kale predstavlja gubitak i odražava se kao povećanje aktivne otpornosti sekundarnog naotaja. Taj deo snage ne zagreva kale ali povećava opterećenje pretvarača. Aktivna otpornost na zaizeničnu stuju je rezultat svih ovih pojava. Eksperientalni rezultati ovog autora ukazuju da je veličina otpornosti približno kao da struja prolazi kroz presek provodnika od oko 0,87d u x. Sa ovi otpornost za naizeničnu struju je: ac 3 ND( ) 3 870H ( ) D ( ) H ( ) D ( ) 0 f 0 f 0,87 d ( ) d ( ) d ( ) d ( ) u Na frekvenciji od oko 00 khz izraz postaje: u ac f u H( ) D( ) 75 d ( ) u u u u f

17 Prier: D =0,, H =0,9, d cu =0,5. ac H ( ) D ( ) 0,9 0, d ( ) 0,5 u Vidi se da je u ovo slučaju povećanje aktivne otpornosti za VF struju, u odnosu na otpornost pri jednosernoj struji, veće od dva puta. To znači da je presek provodnika iskorišćen polovično. z ovoga proizilazi ideja da se ovaj kale ota od više paralelnih žica anjeg prečnika. Ako je prečnij približno jednak (ili nešto veći) dubini prodiranja () ože se očekivati njegovo potpuno iskorišćenje i aktivna otpornost približno jednaka kao pri jednosernoj struji. Dobitak je značajna ušteda na količini bakra ali je otanje nešto kolikovanije. slučaju našeg kalea to bi oglo da se uradi sa dva provodnika prečnika po 0,5. Sa ovi bi se postigla ušteda u količini bakra od oko 50 %.

18 3. Teslin transforator (TT) i Teslin kale (TK) Teslin transforator se sastoji od dva agnetno spregnuta kalea koji iaju približno jednake rezonantne frekvencije. Priarni naot se sastoji od alog broja navojaka provodnika velikog poprečnog preseka. Ovo kolu treba da se generiše veoa velika struja. Ona se dobija vezo sa kondenzatoria odgovarajućeg kapaciteta koji sa priarni kaleo čini rezonantno kolo. Ovo kolo je noralno otvoreno. Punjenje kondenzatora vrši se redno vezo (sl. 3.) iz odgovarajućeg režnog transforatora napono više kv. Paralelno sa sekundaro Sl. 3.. Teslin transforator osnovna šea visokonaponskog (HV) transforatora vezan je varničar. Varničar se pravi sa rotacioni kontaktia tako da je trajanje varnice veoa kratko. Kada je napon na kondenzatoria dovoljno veliki dolazi do preskoka na kontaktia varničara. to trenutku priarno rezonantno kolo se preko varnice varničara zatvara. Energija iz kondenzatora se predaje kaleu i kolo zaosciluje prigušeni oscilacijaa. Za to vree sekundar režnog (HV) transforatora je u kratko spoju. Da bi se struja ograničila na dozvoljenu vrednost on treba da ia veliku rasipnu induktivnost. Preko agnetne sprege deo energije priarnog rezonantnog kola se prenosi na sekundar i u njeu stvara oscilacije. Kolo sekundara sastoji se od sekundarnog kalea veoa velike induktivnosti i elektrode ale kapacitivnosti na vrhu. Njegovu rezonantnu frekvenciju određuje induktivnost kalea i ekvivalentna kapacitivnost. Ova kapacitivnost se sastoji od kapacitivnosti saog kalea i kapacitivnosti elektrode na vrhu kalea koja je obično u obluku torusa ili kugle. Analiza kola Teslinog transforatora svodi se na rad dva spregnuta kalea. zlazni napon na sekundaru Teslinog transforatora je aplitudno odulisan napono čija je frekvencija jednaka razlici frekvencija priarnog i sekundarnog kola. Oblik napona prikazan je na sl. 3.. Sl. 3.. Ekvivalentna šea i izlazni napon Teslinog transforatora

19 slovi za dobar rad su dosta strogi i svaka proena nekog od paraetara utiče na taj rad. Najveće proene se pojavljuju kod kapacitivnosti sekundarnog naota. adi se o kapacitivnosti reda nekoliko desetina pikofarada tako da svako približavanje ili udaljavanje lica i stvari, kaleu utiče na ovaj kapacitet. Pored ova dva kalea (priarni i sekundarni) Tesla je uveo i dodatni kale (extra coil). On nije u agnetnoj sprezi sa prethodni kaleovia i njegov početak je vezan za visokonaponski kraj sekundarnog naota. Sada Teslin transforator postaje pobuda za ovaj dodatni kale Teslin kale. Na drugo kraju ovog naota dobija se izuzetno visok napon. Već i analiza rada sa dva spregnuta kalea je veoa složena. vođenje i trećeg kalea ona postaje još složenija a uslovi za rad sve strožiji. Zato bi egzaktna analiza ovog kola bila veoa koplikovana. Međuti, ovaj dodatni kale (Teslin kale) ne ora da se napaja iz Teslinog transforatora. On ože da se napaja iz bilo kog drugog izvora odgovarajućeg napona. dealno je da to bude izvor koji ože da enja frekvenciju tako da održava rezonansu kalea. slov regulacije ovog kola je da su napon i struja u fazi. To se relativno jednostavno postiže elektronski kolia. Oblik tog napona koji se napaja kale ne ora da bude sinusni jer ovo kolo deluje za struju kao jak filter. pedansa Teslinog kalea je najniža za osnovnu frekvenciju a za ostale haronike je daleko veća. Zato je u struji doinantan osnovni haronik struje. Dalje će biti analiziran rad Teslinog kalea napajanog iz elektronskog uređaja (naponskog invertora velike snage) koji na izlazu daje napon pravougaonog oblika (sl. 3.4.). Sl Teslin kale napajan iz naponskog invertora Sl Teslin transforator: osnovna verzija i sa dodatni kaleo Kada se kale napaja pravougaoni napono, pojavljuju se prigušene oscilacije izazvane rasipno

20 induktivnošću izlaznog transforatora pretvarača i kapacitivnošću kabla za vezu pretvarača i Teslinog kalea. Njihova frekvencija je reda MHz. Aplituda struje ovih oscilacija ože se sanjiti dodavanje prigušnice od nekoliko desetina ikrohenrija. Na ovaj način aksialno je pojednostavljena cela konstrukcija i izbegnuta je potreba za strogo sinhronizacijo rada priara i sekundara Teslinog transforatora. Elektronika generiše frekvenciju na kojoj su napon i struja kalea u fazi, i tako održava savršenu rezonanciju. Zahvaljujući autoatsko održavanju rezonancije znatno je sanjen uticaj proena kapacitivnosti kalea i dobijen je stabilan rad i pri vrlo bliski rastojanjia čoveka od kalea.

21 4. Princip rada Teslinog kalea Teslin kale se ože posatrati kao redno rezonantno kolo sastavljeno od,, eleenata. Zbog raspodeljenih kapacitivnosti i induktivnosti duž kalea nije potpuno tačno ako se radi sa ukupno kapacitivnošću i induktivnošću. Očekuje se da uticaj ovih efekata na struju i napon kalea ne prelazi više od 0 do 0 %. Dalje će biti prikazana teorijska analiza prilagođena realni uslovia rada Teslinog kalea. Toko analize neki rezultati će biti provereni na konkretno kaleu prečnika D =0,, H =0,9 i naotan žico prečnika d u =0,5. Na kraju će biti dati uporedni rezultati ove analize sa rezultatia siulacije ovog konkretnog Teslinog kalea. Posatrajo redno,, kolo (sl. 4.). napajano naponski generatoro napona u=u(t). Za ovo kolo važi jednačina: Sl. 4.. edno kolo u Odnosno: ( t) u ( t) u ( t) u( t) di dt q Napon kondenzatora je: i dq dt i u du dt Napon kalea prea zelji jednak je naponu kapaciteta gornje elektrode odnosno naponu u. Zato je pogodno jednačinu izraziti preko ovog napona pa se dobija: d u dt du dt u sin t Ovo je nehoogena linearna diferencijalna jednačina drugog reda. Njeno rešenje sastoji se od dva člana, opšteg rešenje u h (rešenja hoogene jednačine) i partikularnog rešenja u p. u u Opšte rešenje (hoogene) jednačine h u Opšte rešenje (u h ) dobija se rešenje jednačine: Karakteristična jednačina je: ešenja ove jednačine su: d u dt s du dt p u s 0 0

22 s, 4 Od predznaka diskriinante ( ) zavisi ponašanje kola. Za Teslin kale ona je negativna tako da su rešenja karakteristične jednačine konjugovano kopleksna. Sa ovi oznakaa izraz za napon u h je: u e s, j k cost k sin t t h Koeficijenti k i k zavise od početnih uslova, i biće određeni kasnije. Ovde se ogu uvesti veličine: 0, Z, 0, koeficijent prigušenja rezonantne kružne frekvencije karakteristična ipedansa 0, 0 Z Teži se da Teslin kale ia što anje prigušenje () tako da su frekvencije 0 i veoa bliske. Prier: naš kale ia: =03 H, =7,5 pf, = ,03 ecipročna vrednost koeficijenta prigušenja () je vreenska konstanta (). ovo slučaju ona je: s - 0,03 0,0003 (s) 03, (s) 00 ezonantna kružna frekvencija 0 je: Odnosno frekvencija f 0 je: 0 ezonantna kružna frekvencija je: Odnosno frekvencija f je: 0,03 7,50 f 94998, ,7 (rad/s) Hz 63740, ,48 (rad/s) f 94998,7 Hz

23 Očigledno da se radi o veoa bliski frekvencijaa ( 0 ) tako da se ože računati sao sa jedno frekvencijo (). razvijeno obliku napon kalea je: u k 4 4 / t h e cos t k sin Ovo rešenje važi uz uslov da je potkorena veličina pozitivna odnosno da je: Kod Teslinih kaleova ovaj uslov je uvek ispunjen (teži se da iaju što anje prigušenje). Ova koponenta napona kalea se sanjuje (prigušuje) i posle dovoljno dugo vreena nestaje (stacionarno stanje). t Patikularno rešenje jednačine Za napon našeg generatora partikularno rešenje je napon oblika: u p Asin t Bcost Sl. 4.. Slaganje struja dve bliske frekvencije Sl. 4.a. Slaganje struja dve bliske frekvencije Sada se ože izraziti ukupni napon u. Opšti izraz postaje veoa koplikovan i gloazan i neće se ići u njegovo opšte rešavanje. Pokazuje se da se ovde pojavljuju tri frekvencije ( 0, i ). Napon kalea ia frekvenciju jednaku polivini zbira frekvencija (+ )/ i odulisan je napono polu razlike frekvencija (- )/ (sl. 4.). Slična situacija je kod Teslinog transforatora koji ia dva rezonantna kola (priarno i sekundarno). Teslin kale ia sao jedno rezonantno kolo. Ako se prati fazni stav struje i napona, i frekvencija generatora podešava tako da oni budu u fazi kolo je u rezonanciji. stacionarno stanju ukupna ipedansa kola na nekoj frekvenciji je: Z X X X

24 Fazni stav izeđu napona () generatora i struje je: tg X X X Struja i napon su u fazi (=0) kad je brojilac jednak nuli odnosno: 0 Teslin kale tipa solid state se napaja napono rezonantne frekvencije = 0. Napon i struja kalea kopletni izrazi prelazno režiu postoje obe koponente napona (u h i u p ). Kopletan izraz za napon postaje veoa gloazan i u njeu se pojavljuju dve integracione konstante. One se dobijaju iz početnih uslova. Zbog složenosti u detaljno izvođenje se neće ulaziti, već će biti dati sao približni krajnji rezultati. z prihvatljiva zanearenja, napon kalea i struja su: u t e t cos i e t sin t zlazni napon Teslinog kalea je napon gornje elektrode kalea prea zelji, odnosno napon u. Na početku rezonantnog procesa eksponencijalni član se ože linearizovati kao: odnosno: e t t t e t t t...,... Ako se uze sao prvi član ovog reda, izrazi za napon i struju postaju: u t cost i t sin t t cost Ovi izrazi pokazuju da aplitude napona i struje u početku rastu linearno sa vreeno. ezultat siulacije našeg konkretnog kalea, za ovaj slučaj prikazan je na sl. 4.3.

25 Napon kalea Prea prethodni izrazia aplitude napona pojavljuju se na završecia (t =,, 3, 4,... n celog broja polu-perioda (n) naponskog generatora: n t Sa ovi veličine aplituda prvih poluperioda napona su: n n n n n, n u t cost 57 Kada se kale napaja pravougaoni napono struju izaziva sao osnovni haronik. Ako je visina izlaznog napona, aplituda prvog haronika je: =,7. Prier: za kale sa =03 H, =7,5 pf, =00, f=95 khz, napajan pravougaoni napono od oko =000 V ( =540 V) naponi tri prve poluperiode su: Napon n-te poluperiode je:,57, ,990 kv 3,99 7,98 kv 3 33,99,96 kv n n 3,99 kv Tako bi aplituda napona stote poluperiode (t=55 s) bila 399 kv. Ovo je ipak deo u koe ne važi linearnost tako da je stvarna aplituda anja (3 kv). Zbog nelinearnosti, posle velikog broja poluperioda treba računati preko vreena (t). Ako se posatraju sao aplitude one ogu biti ±, tako da se ia. e t u lustracije radi, izračunaćeo napon našeg kalea još za nekoliko karakterističnih tačaka (t=0, s,, s i,6 s). t 0,03 6, e ax, 0,s 780 e 0,,03 t t( s) e e 38 kv

26 484 kv 780,03 ax, e s 65 kv 780,03,6,6 ax e s ezultati siulacije za ovaj kale prikazani su u obliku dijagraa na sl. 7a, 8a i 9a. Kao što se vidi, računske vrednosti se odlično slažu sa siulacijo. Struja kalea Videli so da je struja kalea: t e i t sin Ova struja je u fazi sa napono napajanja, tako da se kale ponaša kao proenljivi otpornik čija otpornost se sanjuje sa vreeno. Posle vreena t ova otpornost je: t e t ) ( stacionarno stanju (t) otpornost bi pala na aktivnu otpornost kalea. Za sve ovo vree kale pria energiju i nagoilava je u elektroagnetno polju. Aplitude struje su na sredinaa poluperioda (t=, 3, 5,... (n-). t n t n e t e / sin Za prvih nekoliko poluperioda struja je približno: / 8 8 sin n f n f n n n n Prve tri aplitude struje su: f t 8 / f t / 3 f t / 5 tako dalje, aplituda struje n-te poluperiode je:

27 Za naš kale je: n 5 /, za n, 8 f, 3,... / 0,034 A, 3 / 3 / 0,097 A, 5 / 5 / 0,6 A 8 f Posle velikog broja poluperioda, zbog nelinearnosti ora se računati preko vreena (t), tako da je: t e n / lustracije radi, izračunaćeo aplitude struje našeg kalea još za nekoliko karakterističnih tačaka (t=0, s,, s i,6 s). n 00 t 540 t 0,03 / e e,5 e 00 0,,03 0,,5 s e,4 A,03,5 e 7,89 A s,6,03,6,5 s e 0 A prvoj poluperiodi aktivna otpornost kalea je: / 8 f , t( s),03 Posle toga u svakoj narednoj poluperiodi ova otpornost opada. linearnoj oblasti rasta aplitude, u n-toj poluperiodi otpornost bi bila: Posle vreena t ova otpornost je: k / ( t) 8 f n e stacionarno stanju (t) otpornost bi pala na aktivnu otpornost kalea. t

28 ( t ) e ezultati siulacije za struje prikazani su dijagraia na sl. 7b, 8b i 9b. ačunske vrednosti se odlično slažu sa rezultatia siulacije.

29 Sl. 4.3a. Napon kalea (crno) na početku oscilovanja (crveno napon generatora) Sl. 4.3b. Struja kalea (crno) na početku oscilovanja (crveno napon generatora)

30 Sl. 4.4a. Napon kalea (crno) na početku oscilovanja (crveno napon generatora) Sl. 4.4b. Struja kalea (crno) na početku oscilovanja (crveno napon generatora)

31 Sl. 4.5a. Napon kalea (crno) u zavisnosti od vreena (crveno napon generatora) Sl. 4.5b. Struja kalea (crno) u zavisnosti od vreena (crveno napon generatora)

32 5. Oscilacije posle završetka ipulsa napajanja gašenje oscilacija Do sada je razatran prelazni proces povećanja struje i napona od trenutka uspostavljanja napona na redno rezonantno kolo. Naš Tslin kale radi u ipulsno režii tako što se napon napajanja kola drži neko vree i onda prekida. Posle prekida napajanja oscilacije struje i napona u kolu se sanjuju. Ovakvo kolo je siulirano na prieru našeg TK i rezultati su prikazani u nastavku. Prekid napajanja rezonantnog kola ože da se uradi na dva načina. - Prvi je da se zaustavi rad tranzistorskog invertora pri čeu ostaju u funkciji antiparalelne diode GBT osta. Preko ovih dioda energija iz rezonantnog kola se vraća u kondenzator jednosernog eđukola pretvarača i njegov napon se povećava. Siulacija je pokazala da se potpuni prestanak oscilovanja našeg TK postiže već posle 0,5 s. Povećanje napona kondenzatora se kasnije odražava na oscilacije u sledećoj poluperiodi ali taj efekat je praktično zaneariv. Siulacija je pokazala povećanje napona kondenzatora (66 F) u D eđukolu za oko 5 %. Ovo je realan rad postojećeg pretvarača za napajanje Teslinog kalea. Povećanje napona kondenzatora ože se izračunati iz energije akuulisane u TK. Neka je: =0H, kal,ax =A,. Za ovaj kale akuulisana energija je: 0,0 W 7, 344J Kada bi se sva ova energija vratila u kondenzator = 66F sa početni napono =560V dobilo se povišenje napona: W 7,344 00V Zbog aktivne otpornosti kalea (00 ) i gubitaka u njeu povišenje napona je anje. Siulacija je pokazala da je to povišenje oko 85V (5 %). S obziro da je na kraju ipulsa struja najveća ovo vraćanje energije je dobro jer dopunjava kondenzator i sanjuje struju (i snagu) kojo se opterećuje reža. Ako je pre toga došlo do preskoka, nea ovog vraćanja energije pa se iz reže uzia veća snaga. - Drugi način je hipotetički i odnosi se na situaciju kada bi se po završetku ipulsa napajanja rezonantno kolo kratko spojilo. Tada bi se u njeu oscilacije sanjivale zbog sopstvenog gubitka energije i prigušenje bi bilo sporije nego u prvo slučaju i sanjenje aplituda struja i napona bi se odvijalo eksponencijalno. principu nea velikih razlika u sislu prednosti i nedostataka oba načina rada. Drugi način bi iao prednost kod bržeg ponavljanja ipulsa ( na prier 300 Hz i više) jer bi se oglo desiti da dođe do nagoilavanja energije iz prethodnih ipulsa. Znatno koplikovanije izvođenje invertora i drugo slučaju nije kopenzirano neki značajni dobitko u kvalitetu rada.

33 Sl. 5.. pulsni reži rada, sinhronizovano sa režo aksialni napon Sl. 5.. pulsni reži rada ceo ipuls, aksialni napon

34 Sl Prigušenje oscilacija posle prestanka napajanja sa vraćanje energije Sl pulsni reži rada

35 Sl Prigušenje oscilacija posle prestanka napajanja sa vraćanje energije Sl pulsni reži rada

36 6. Merenje napona Teslinog kalea Ovde se predlaže indirektno erenje napona teslinog kalea preko struje u njeu. Poznavanje induktivnosti i frekvencije kalea i erenje struje ože se izračunati napon kalea: kal Ako se donji kraj izvoda pretvarača uzelji preko ale induktivnosti er kroz nju ide ista struja kao i kroz kale. Napon na ernoj prigušnici je: Pretvarač kal er Kale kal Sl. 6.. Merenje napona kalea kal kal er Odnos napona kalea i napona na ernoj prigušnici je: kal er pa je napon na kaleu: Pogodno je da induktivnost kalea veća od erne na prier puta. Tada svaki izereni volt na er odgovara naponu od 00 kv na kaleu. Zbog viših haronika koji potiču od veznog kabla izeđu pretvarača i Teslinog kalea pogodno je struju eriti preko indirektno preko alog strujnog transforatora prenosnog odnosa n st, čije je sekundarno kolo zatvoreno kondenzatoro. Pretvarač kal n st Kale Sl. 6.. Merenje napona kalea kal er er kal er kal kal er Napon na erno kondenzatoru je: Odavde je struja kalea: Pa je napon kalea: kal kal kal n kal kal st n st st n kal k Napon Teslinog kalea je proporcionalan naponu kondenzatora. Koeficijent proporcionalnosti zavisi od frekvencije ali ona se za jedan kale vrlo alo enja. Napon kalea raste sa vreeno i interesantna je njegova aksialna vrednost (bilo aplituda bilo nejveća efektivna vrednost). Najveća vrednost struje se ože izeriti pooću odgovarajućeg elektronskog kola.

37 Teslini kaleovi konkretna rešenja 5.. Teslin kale SOD STATE (časopis nfoelektronika 007.) Teslin kale koji Va predstavljao ovo priliko zaslužuje svakako nogo više pažnje od klasičnih, ali inovativnih konstrukcija pod nazivo Solid State. Solid State Teslin kale, Va eđuti, ože biti referentna tačka sa koje polazite u traganje za slični konstrukcijaa na nternetu. Ova konstrukcija je jedinstvena po nogo čeu, izeđu ostalog i što predstavlja idejno rešenje doaćeg autora. Autor nije žalio za utrošeni vreeno i uloženi trudo, da osisli i napravi originalnu, svoju verziju Teslinog kalea, bez priara, pogonjenu tranzistorski invertoro i na kraju izvede neke eksperiente sa nji. Toko gradnje, a kasnije i eksperientisanja, autor je stekao izvesna iskustva koja ovo priliko deli sa čitaocia nfoelektronike. Dalje, u tekstu koji sledi, biće prikazan ukratko, radi podsećanja, princip rada originalne verzije Teslinog kalea, a zati jedno originalno, rešenje napajanja Teslinog kalea. Princip rada Teslinog transforatora Teslin transforator se sastoji od priarog i sekundarnog naota (sa svoji induktivnostia i kapacitivnostia) i varničara. Priarni naot se sastoji od alog broja navojaka bakarne žice velikog preseka. Paralelno (ili redno) priarno naotu vezan je priarni kondenzator koji sa nji čini oscilatorno kolo. Ovo oscilatorno kolo ia konstantnu induktivnost i kapacitivnost, tako da u je i rezonantna frekvencija konstantna. ezonantna frekvencija priara je: ' f EZ ' ' Obično se ostavljaju izvodi na kondenzatoru ili priarno naotu tako da se ova frekvencija ože podešavati u uski granicaa, da bi se prilagodila sekundarno kolu. ovo kolu se, pri rezonantnoj frekvenciji, pojavljuje znatno veća struja od one koja dolazi iz izvora napajanja (preko varničara). Ova velika struja priara u njegovoj unutrašnjosti stvara veoa jako agnetno polje. Kada se u ovo polje postavi sekundarni naot u njeu se indukuje napon. Sekundarni naot je izveden sa veliki broje navojaka u obliku cilindra. Jedan izvod (početak) sekundarnog naota direktno je vezan na potencijal zelje (obično donji) a drugi (kraj) na dodatni kapacitet u obliku kugle ili torusa. Sekundarni naot sa svoji sopstveni i dodatni kapaciteto prea okolini čini redno oscilatorno kolo. ovo kolu, pri rezonantnoj učestanosti, indukovani napon stvara veliku struju ograničenu sao njegovi oski otporo i gubicia energije na zračenje i varnice. Ova struja na induktivnosti sekundara razvija veoa visok napon (ovo je ujedno i napon prea zelji). Na ovaj način ogu se dobiti naponi od više stotina kv do nekoliko MV.

38 Teslin kale Za rad transforatora potrebno je da priarno i sekundarno oscilatorno kolo iaju bliske rezonantne frekvencije. Jednakost frekvencija je dosta teško postići. Proble je u toe što se zbog poeranja ljudi predeta u njegovoj blizini, kapacitet sekundara enja i dolazi do razdešavanja rezonanse. Ovde će biti opisano jedno rešenje u koe je ovaj proble prevaziđen. suštini cilj je dobijanje visokog napona. Kao što je opisano, on se dobija tako što u redno rezonantno kolu sekundarnog naota (dalje Teslin kale) pri rezonantnoj frekvenciji postoji jaka struja koja na velikoj induktivnosti ovog kalea stvara visok napon. Ova struja ne ora biti dobijena indukovani napono od priarnog naota već generatoro napona rezonantne frekvencije. Na taj način izostavlja se celo priarno kolo. Na ovaj način postiže se i veći stepen iskorišćenja jer se energija u kale utiskuje direktno, tako da ne postoje gubici energije u priarno naotu. Autor je napravio Teslin kale sledećih karakteristika: - ev spoljnjeg prečnika 75 - Visina cevi Visina naota ak žica debljine 0,3 (0,33 sa izolacijo) - Broj navojaka Dužina žice l=30 nduktivnost kalea je oko 5,7 H a otpornost oko 8. ezonansa Teslinog kalea je složena pojava. zavisnosti od stanja kraja naota interesantna su dva slučaja. Otvoren kraj naota Kada je kraj Teslinog naota (VN izvod) otvoren on se ponaša kao antena. Naponski talas koji polazi od početka naota (od generatora) putuje prea njegovo kraju i zbog beskonačne ipedanse, reflektuje se sa neproenjeni znako. Generator koji napaja kale je naponskog tipa koji ia alu inutrašnju ipedansu. Kada se taj reflektovani talas vrati na početak naota enja znak i ponovo ide se prea kraju gde se ponovo reflektuje sa isti znako nazad. To znači da se naot ponaša kao četvrt talasna antena. Kada bi ova antena bila u obliku prave žice dužine l, njena talasna dužina bi bila: Njoj odgovara frekvencija od: f 4l l Za naš kale sa žico dužine l=30, odgovarala bi talasna dužina od =80, i njoj odgovara frekvencija od 34 khz. 8

39 Kada je ova žica naotana na kale, zbog agnetne sprege navojaka, podužna induktivnost postaje znatno veća. Za kale iz našeg priera, dobijena je frekvencija od oko 40 khz. zerena vrednost otpornosti, na sobnoj teperaturi od oko 5 0 je 8. ačunska vrednost induktivnosti kalea je oko: d 7 0,075 0N, , 6 H 4 h 40,45 zerena vrednost induktivnosti je 5,6 H. Ako se u svakoj poluperiodi i napon generatora enja tako da struja bude u fazi, u antenu se stalno utiskuje energija što izaziva povećanje struje na početku i napona na njegovo kraju. to slučaju kale se prea generatoru ponaša kao otpornik otpornosti jednake približno polovini otpornosti njegovog naota. Z ,5 Ovo je idealna vrednost i ona bi važila kada nebi bilo skin efekta i gubitaka u okolni predetia. Za žicu prečnika 0,3 na frekvenciji od 40 khz skih efekat gotovo i da ne postoji. Međuti zračenje i gubici snage u okolni predetia znatno povećavaju ovu ipedansu. Na ovoj rezonantnoj frekvenciji, napon na kraju kalea bi trebalo da iznosi: VN Z N 0 f , ,5( kv / A) ( A) Kao što se vidi na ovoj rezonantnoj frekvenciji dobija se napon od oko,5 kv po aperu ulazne struje. Sa poluostni invertoro napajani sa režni napono efektivna vrednost osnovnog haronika ulaznog napona je oko 65 V. Pravougaoni napon invertora u ovo slučaju prati pravougaoni oblik struje i napona na kraju kalea. To znači da nea slabljenja viših haronika. Ova rezonantna frekvencija (40 khz) je osnovna. ovo slučaju rezonansa bi trebalo da ože da se postigne i na neparni unošcia osnovne frekvencije (40, 40, 700,... khz). Na ovu frekvenciju nebi trebalo da utiču proene u okolini (blizina ljudi i predeta). Eksperienti sa otvoreni kraje naota nisu dalji dobre rezultate. Varnica je jako slaba i od ovakvog rada se odustalo. Kraj naota opterećen kapaciteto Znatno bolja varnica je dobijena kada je na kraj Teslinog naota stavljena kugla koja pretstavljaju kapacitovno opterećenje. Sa kapacitivni opterećenje, rezonansa je dobijena na približno dvostruko većoj frekvenciji. Povećanje kapaciteta rezonantna frekvencija se lagano sanjuje. Sa njo se sanjuje i napon kraja kalea, ali se pojačava intenzitet varnice i prasak. Za naot iz našeg priera i kuglo prečnika od oko 5 c, dobijena je rezonantna frekvencija od 85 khz a sa

40 režasto kuglo prečnika oko 0 c 74 khz. Za razliku od prethodne, ova rezonantna frekvencija je jedinstvena. Ona se enja sa proeno opteretnog kapaciteta i poeranje okolnih predeta (i ljudi). Na ovoj frekvenciji na kraju Teslinog naota dobija se napon: VN f ,057 46( kv / A) ( A) Pri rezonanciji struja u kolu ograničena je sao njegovi oski otporo i gubicia energije zbog zračenja i varničenja. Na ovaj način dobijen je dvostruko veći napon pri istoj struji. Ovaj kale se kratkotrajno (rada inuta) ože napajati sa najvećo strujo od oko A (efektivna vrednost) što odgovara naponu od oko 9 kv (efektivna vrednost). Ovaj napon postoji sao dok se ne pojavi varnica na kraju naota. Kada se pojavi varnica, povećavaju se gibici a struja i napon kalea opadaju. kontinualno radu invertora varnica je u obliku korone i neprekidno tinja. Zvučni efekat je sličan jako šuu. Za ovaj eksperient korišćen je poluostni invertor i transforator sa prenosni odnosia 3 i 4. izlazu invertora su prienjeni tranzistori F840 pa je aplituda struje ograničena na oko 6A. Na ovaj način postignuti su aksialni naponi od oko 65 kv i 50 kv (procena). Viši napon dobijen je na prenosno odnosu 3 ali je posle proboja varnica ogla da se razvuče ispod 0 c. Na prenosno odnosu 4, varnica je ogla da se razvuče do oko sl.. Teslin kale u kontinualno režiu rada pulsni rad 5 c. Snaga generatora je oko 500 W što je dosta grejalo izlazne tranzistore. zgled gotovog kalea i varničenje prikazani su na slici. Prea podacia sa interneta od ovog kalea očekivana je veća varnica. Postignuta snaga je već dosta velika i nije se oglo postići značajnije poboljšanje njeni podizanje. ešenje je potraženo u ostno invertoru u ipulsno radu. Prea sniku oblika struje, vreenska konstanta kalea je oko 0,3 s. Napravljen je ostni invertor kod koga su trajanja ipulsa oko s i pauze oko 3 s. ovde su u izlazu prienjeni tranzistori F840 pa je aplituda struje opet ograničena na oko 6A. Prenosni odnos transforatora je,6 što odgovara liitu efektivne struje kalea od oko,8a. Ova struja daje aksialnu vrednost napona od oko 30 kv. Varnica dobijena na ovaj način je ogla je da se razvuče do oko 0 c.

41 Snaga u ipulsu je oko 00 W, a srednja vrednost snage oko 90 W. Sa ovo snago grejanje izlaznih tranzistora se sanjilo toliko da pretvarača ože da radi trajno uz veoa ali hladnjak (Al li 00 x 60 x ). pulsni rado dobijen je jak zvučni efekat pri proboju vazduha i praskanje oko 75 puta u sekundi. Na fotografijaa na sl.. prikazan je ipulsni rad kalea. Teslin transforator je uvek bio, i još uvek je, inspiracija za noge entuzijaste. Na sl. 3. prikazan je rad Teslinog transforatora na HE Ðerdap Sl. autora Zorana Kršenkovića. Kao što se vidi, autor ovog teksta iao je priliku da lično oseti udar njegove varnice. Subjektivni osećaj je sličan udaru na sisteu za paljenje kod autoobila (bobina). Geoetrijski odnosi Prea podacia sa interneta, zavisnost snage i dienzija prikazana je u tabeli. Snaga W Prečnik sekundarnog naota Visina sekundarnog naota Prečnik žice do 500 W prečnika 0,4 0, prečnika 0,45 0, prečnika 0,65,3 preko 3000 W preko prečnika > 0,8 Preporučuje se da broj navojaka sekundara bude oko 900. Sa ovi prečnik žice se dobija tako što se visina naota podeli sa 900. Poštujući ovu preporuku autor je napravio i kale na cevi prečnika 0 i dužine 750 sa oko 970 navojaka. Sa režasto kuglo prečnika oko 0 c na vrhu, dobijena je približno ista rezonantna frekvencija (oko 80 khz) i pri napajanju iz istog generatora varnica gotovo iste veličine. Kada je završen sekundar treba u napraviti i kondenzator za opterećenje. Autor je za ovo iskoristio dve poluloptaste režaste cediljke spojene u loptu. Na internetu se preporučuje još i oblik torusa. Torus se ože napraviti od aluinijuske fleksi cevi za odvod vazduha kod aspiratora (na prier prečnika 00 ). Ovaj kapacitet ora biti bez oštrih ivica ili šiljaka. Prea podacia sa interneta torus od cevi prečnika 00 i spolnjeg prečnika od oko 400 ia kapacitet od oko 8 pf. Procenjena vrednost sopstvenog kapaciteta našeg sekundara je oko 5 pf a ukupni kapacitet naota i režaste sfere je oko 3 pf.

42 sl. 3. zrada kalea naši uslovia pogodno je za kalesko telo upotrebiti odvodnu (kanalizacionu) PV cev. prodavnica ogu se naći cevi prečnika 75 ili 0. Pre otanja dobro je cev lepo očistiti (spolja i iznutra) i spoljnu površinu preazati sloje laka. Poćetak i kraj naota treba da budu udaljeni za oko d: od krajeva cevi (d - prečnik cevi). Ovi razaci oogućavaju zatvaranje agnetnog fluksa dovoljno daleko od etalnih elektroda, čie se izbegavaju gubici zbog vrtložnih struja u njia i prigušenje oscilacija Teslinog kalea. Donji kraj cevi je učvršćen za postolje i donju etalnu elektrodu za oblikovanje polja (ekran). Postolje je napravljeno od plastične a ekran od posude oblika lavora (rostfraj ili slično) prečnika oko 30. Na dnu postolja učvrstiti koaksijalni konektor (za TV antenu). Metalni ekran povezan je za izvod predviđen za šir na koaksijalno konentoru a početak naota na srednji (vrući) izvod. Preko žice početka kalea navučen je bužir i tie obezbeđena dobra izolacija na estu prolaza kroz ekran i postolje do ulaza u vrući (srednji) priključak konektora. Pored koaksijalnog konentora na postolje učvršćen je i priključak za uzeljenje. Pri radu Teslinog kalea ovaj priključak treba povezati sa najbližo uzeljeno aso (vodovodna cev, radijator ili slično). Kale je naotan sa bakarno dvostruko lakirano žico () odgovarajućeg prečnika. Žica je otana bez razaka. Kada je sve gotovo, naotani kale je

43 zaštitićen lakiranje sloje izolacionog laka i pečenje (nije neophodno za noralan rad kalea). Gornji kraj kalea vezan je na etalnu elektrodu oblika sfere koja sa okolino i donji ekrano pretstavlja opteretni kapacitet. Sfera je napravljena od dve režaste ceziljke oblika polusfere sastavljene tako da grade sferu. Kako tanka žica na visoko naponu nebi isijavala koronu, vođena je što bliže osi kalea do kontakta sa gornjo elektrodo. spod sfere postavljen je etalni ekran oblika etalnog tanjira prečnika oko 00. Od njega se očekuje da oblikuje polje u svojoj okolini a prečnik je tako Sl 4. izabran da se pražnjenje odvija i u slobodan prostor. Na sl. 4 prikazan je oblik opisanog Teslinog kalea. esto sfere ože se koristiti i poenuti torusni oblik spoljnjeg prečnika od oko 300. Na ovako foriranu elektrodu povezuje se gornji kraj kalea. Saosinhronizujući generator napona Dalje će biti opisan tranzistorski generator napona sa proenljivo frekvencijo koja se prilagođava rezonanciji (sao-sinhronizujući). Šea generatora prikazana je na sl. 5. adi se o invertoru ostnog tipa sa MOSFET-ovia tipa F 840 kao prekidačia. Napajanje energetskog dela vrši se režni 0 V, 50 Hz, napono preko greca. Priar izlaznog transforarora napaja se sa dijagonale osta preko kondenzatora 3 koji treba da bude polipropilenski (tipa na prier MKP0 - WMA). konkretno slučaju transforator je napravljen na jezgru tipa E 3/9 00 i kalesko telu SPK 3 (T Svilajnac). Priar je naotan sa 33 navojaka dvostruke lak žice 0,7, a sekundar sa 54 navojaka iste (jednostruke) žice. Strujni transforator (ST) je napravljen od prestenastog jezgra prečnika oko 0 sa jedno provučeno žico ( ) na priaru i 39 navojaka na sekundaru (žica 0, ). Na otporniku od 39, /4 W, ( na sl. 6.) dobija se napon koji odgovara dnosu od V/A.

44 Pažnja: Pri erenju ili snianju osciloskopo, treba iati na uu da napon napajanja upravljačke elektronike nije galvanski odvojen od reže. Oscilator je izveden sa kolo 5A,B, (4006). Kada je na ulazu (na ) napon nula, njegova frekvencija je oko 80 khz. zlaz oscilatora se dovodi na drajverska kola i 3 (0) koja upravljačke ipulse prenose geitovia izlaznih MOSFET-ova (T do T4). Direktni napono oscilatora (preko drajvera) upravlja se tranzistoria T i T a invertovani (na 5F) tranzistoria T3 i T4. Kašnjenje drajvera 0 pri uključenju je oko 30 ns a pri isključenju oko 00 ns. Kašnjenje koje unosi invertor 5F je oko 50 ns, tako da postoji opasnost od uključenja tranzistora T i T4 pre isključenja T3 i T. Zbog toga je uvedeno dodatno kašnjenje pri uključenju ovih tranzistora od oko 00 ns pooću 8 i D7. Posle ovoga kašnjenje unose i izlazni tranzistori. ključenje je usporeno za oko 00 ns a isključenje se procenjuje na oko 50 ns. kupno kašnjenje od prolaska napona na 3 kroz nulu do uključenja ili isključenja izlaznih tranzistora procenjeno je na oko 300 ns. Zbog ovoga je potrebno sliku o struji poeriti unapred za oko 350 ns. To je urađeno sa 3 i 8. Tie je postignuto da se koutacija tranzistora odvija pri prolasku struje kroz nulu ili nešto ranije (50 do 00 ns). Početak oscilovanja kreće na frekvenciji bliskoj rezonansi. Kada se pojavi struja na sekundaru ST ona oscilator dovodi u sinhroniza (preko 3, 8, 0, V i 9). Pri prvo uključenju na ulaz invertora (greca G ) dovesti ali napon i polako ga podizati. Ako ne dođe do sinhronizacije okrenuti izvode priara ili sekundara ST. 4 (403B) je dvostruki D flip flop. Prvi flip flop prati aplitudu struje i kada ona dostigne oko 6 V blokira rad invertora. Deblokada se vrši posle vreena od oko 0, s (definisano sa 0 i 4). Drugi flip flop obezbeđuje ipulsni rad pri čeu ipuls traje oko s (definiše ga 5 i ) a pauza 5 s (definiše ga 6 i ). Preklopniko start/stop aktiviira se i blokira rad drajvera 0 i tie se aktivira i zaustavlja rad pretvarača. Na sl. 6 prikazana je unutrašnjost otvorenog pretvarača za napajanje Teslinog kalea, a na sl. 7 njrgov spoljni izgled. Za iskusne elektroničare, čitaoce nfoelektronike sigurno neće biti proble da na osnovi ovog teksta i sai pokušaju da naprave Teslin kale i da se igraju da naponia reda 00 kv. Pri toe ora se iati na uu da rad sa ovi uređaje nije bezopasan, tako da se oraju iati u vidu i odgovarajuće ere zaštite. Autor na to upozorava i ne prihvata nikakvu odgovornost za posledice nastale zbog nestručnog rada i rukovanja. Svia koji žele da krenu u izradu Teslinog kalea i pretvarača za njegovo napajanje, autor ovog teksta želi uspeh i stoji na raspolaganje i sa dodatni inforacijaa ukoliko to bude potrebno.

45 Sl. 5.

46 Sl. 6. Sl. 7.

47 5.. Teslin kale sa kontinualno regulacijo izlaznog napona (časopis nfoelektronika 0.) jedno od ranijih brojeva ovaj autor objavio je tekst o jednoj varjanti Teslinog kalea sa elektronsko pobudo (solid state). Nastavljajući rad na ovo polju, autor satra da je došao do boljeg rešenja, ali u svako slučaju napravljen je pretvarač znatno veće snage. Dalje poboljšanje sastoji se i u ogučnosti kontinualnog podešavanja izlaznog napona, koji na odgovarajuće kaleu razvija napon od nule do oko 50 kv. svako slučaju, ovaj tekst se ože posatrati i kao nastavak rada opisanog u poenuto članku iz ranijih brojeva ovog časopisa.. Malo teorije o kaleu Kale se napaja sa sekundara feritnog transforatora prenosnog odnosa n= /. Početak sekundarnog naota ovog transforatora je uzeljen unutar sae etalne kutije pretavarača i istoveeno odveden na etalni ekran donjeg dela Taslinog kalea. Za dobar rad pretvarača potrebno je pravilno dienzionisati ovaj transforator kako u pogledu snage tako i u pogledu prenosnog odnosa. slov je da se iz postojećih tranzistora pretvarača izvuče aksialno oguća snaga, odnosno dobije naveći ogući napon Teslinog kalea. Dalje će biti prkazan postupak tog proračuna. ezonantna otpornost ( EZ. ) kalea, trebala bi biti jednaka oskoj otpornosti naota. Zbog skin efekta i zračenja energije prea okolini, gubi se deo energije tako da se prividna otpornost povećava. ezonantna otpornost će ovde biti izračunata kao količnik napona ( KAEMA ) i struje ( KAEMA ) na ulazu u Teslin (VN) kale. Ovo je ujedno i sekundarna strana izlaznog feritnog transforatora ( A, A ). Aplituda priarne struje feritnog transforatora ( A,MAX ) je ujedno i aksialna struja tranzistora ( T,MAX ). Sa ovi rezonantna otpornost je: EZ KAEMA " A ' A. T T 8 " ' KAEMA A A D D n,7 n 0, n T, MAX Da bi se dobilo aksialno iskorišćenje tranzistora, potrebno je rezonantnu otpornost Teslinog kalea prilagoditi pretvaraču. Prilagođenje se vrši pravilni izboro prenosnog odnosa feritnog transforatora. Polazne vrednosti su; aksialni ulazni jednoserni napon za napajanje invertorskog kola D =30 V, i aplituda priarne struje feritnog transforatora (ujedno i aplituda struje tranzistora) T,MAX. Napon na VN kraju Teslinog kalea, i struja kalea jednaki su: VN KAEMA n T 0,9 EZ. D 0,9 D nt T, MAX, 7 EZ Prenosni odnos transforatora treba odabrati tako da se aplituda struje T,MAX dobije pri ulazno jednoserno naponu D,MAX =30 V. Ovo je napon na koji se D n T T D EZ

48 napuni kondenzator pretvarača kad se napajanje energetskog dela vrši sa reže 0 V, 50 Hz. Ovi napono se dalje napaja tranzistorski ost. Sa ovi, optialni prenosni odnos transforatora je: n T EZ.,7 T, MAX D, MAX 0,89 EZ. T, MAX D, MAX Sa ovi prenosni odnoso napon na Teslino kaleu je: VN " A T, MAX n T T, MAX,7 EZ. D, MAX T, MAX 0,8 T, MAX D, MAX z ovog izraza se vidi da se prieno tranzistora sa većo dozvoljeno strujo povišenje napona ide sa kvadratni koreno ove struje, pri isti ostali paraetria. Dalje će biti prikazana priena ovih izraza na konkretno kaleu.. Proračun kalea Za ovu priliku napravljen je kale sledećih karakteristika: EZ.. Prečnik kalea D=60. Visina naotanog dela h=8 3. kupna visina kalea H= ak žica d u =0,40 (0,45, sa lako) 5. kupni presek žice: S u =0,56 6. zereni otpor kalea D D =7 Proračun:. Broj navojaka:. Dužina žice: N h du ,45 lu DuN 0, ezonantna otpornost: Pri naponu od 00 V izerena je struja od A, pa je rezonantna otpornost: EZ. V A KAEMA D ,8 nt 0, KAEMA D 4. nduktivnost kalea računska: d 7 0,6 0N, H 4 h 40,8 5. Merenje je određena stvarna induktivnost od 95 H.,34

49 6. zerena frekvencija T=8,5 s, f=8 khz (torus od aluinijuska ventilacione cevi prečnika 00 i spoljnjeg prečnika torusa od oko 300 ). 7. Ekvivalentni kapacitet kalea i torusa. 9, pf 6, , Vreenska konstanta uspostavljanja napona je utvđena erenje i iznosi oko s. Skoro puni napon postiže se posle vreenske konstante (oko 95%) što iznosi oko s. Ovo je vree trajanja rada pretvarača pri krajnje desno položaju potencioetra. 9. ndukovani napon po aperu struje kalea: KAEMA ,095 KAEMA 70,4kV / A 0. Neka je aksialna dozvoljena struja tranzistora T,MAX =0A (FP450).. Optialan prenosni odnos transforatora je: n 0,89 EZ T, MAX D 0, ,34. Pri ovoj struji tranzistora, efektivna vrednost struje kalea je: 0 3, n,4,34 T, MAX KAEMA 0,4 3. Sa ovo strujo napon kalea je: " VN KAEMA 70,4 3,0 3kV 4. Neka je sada aksialna dozvoljena struja T,MAX =5A (FP460). Za ovu struju optialan prenosni odnos transforatora je: n EY,7 T, MAX D A 5,86, Pri ovoj struji efektivna vrednost struje kalea je: 5 3, n,4.85 T, MAX KAEMA 7,4 6. Sa ovo strujo napon kalea je: 7. li na drugi način " VN KAEMA 70,4 3,7 60kV DT, MAX 305 VN 0,8 0,8 6,880000,095 6kV EZ. A

50 Ove dve vrednosti struje navedene su radi orijentacije o naponia koji se ogu očekivati na vrhu kalea. Na konkretno realizovano pretvaraču prienjeni su tranzistori FP460 (500 V, 0 A) ali je prenosni odnos odabran tako da aksialna struja ide do oko A. Očekuje se da pri toe kale razvija aksialno oko 35 kv. Pri ovoj struji snaga pretvarača bi iznosila oko,5 kw. Ovo je veoa velika snaga koja bi zahtevala veoa velike hladnjake i njihovo vrlo intezivno produvavanje (hlađenje). Da bi se to izbeglo napravljeno je da pretvarač radi u ipulsno režiu rada. Maksialno trajanje ipulsa je oko s a pauze oko 0 s. Tie je srednja snaga sanjena na oko 500W. Proena izlaznog napona postignuta je proeno trajanja uključenosti pretvarača u opsegu od oko 0, s do s. Čie se napon enja skoro od nule (5 kv) do pune vrednosti (50 kv). Sa ovi je dobijen pretvarač alih dienzija bez potrebe za dodatni produvavanje. Broj ipulsa izlaznog napona je oko 90 u sekundi. 3. Opis pretvarača Na sl.. prikazana je električna šea pretvarača. zlaz pretvarača je tranzistorski ost sa tranzistoria MOSFET tipa F460. Galvanska odvojenost i prilagođenje kalea i osta izvedeno je preko feritnog transforatora T. konkretno slučaju transforator je napravljen na jezgru tipa E 4/ i kalesko telu SPK 4 (T - Svilajnac). pravljanje (pobuda) tranzistoria vrši se preko drajvera tip 0. pravljanje je takvo da se istovreeno uključuju dijagonalni ranzistori. Pažnja: Drajveri 0, ne obezbeđuju galvansku izolovanost, tako da potencijal ase elektronike nije na potencijalu zelje i pretstavlja opasan napon po lica i nstruente koji se priljučuju. Povratna sprega izvedena je preko strujnog transforatora ST prenosnog odnosa /33. ST je napravljen od prigušnice od napojne jedinice P računara, (prečnika oko c), kroz koju je kao priar provučena jedna žica prečnika. Prvo uključenje treba obaviti oprezno i pri sniženo naponu napajanja osta. Pri toe posebno voditi računa o vezivanju krajeva ST i vezati ih tako da se dobije pravilan rad pretvarača (negativna povratna sprega). ST daje inforaciju o struji tranzistorskog osta. Sekundarna struja sa ST se zatvara preko kondenzatora 8 od 68 nf koji na frekvenciji od oko 0 khz ia ipedansu od oko 0. Priarna struja od A, na sekundaru ST daje oko 0,36A, što na kondenzatoru 8 daje napon od oko 7,3 V. Ovaj napon se uvodi u fazni koparator F pll kola 4 (D4046). zlazni napon sa VO se dovodi na D flip flop kola D403 (4A) koji radi kao delitelj frekvencije sa dva. Ovako dobijeni napono se pobuđuju tranzistori osta. Maksialna snaga postiže se kada su napon i struja u fazi. Zbog toga je forirana fazna petlja. Fazni koparator F poredi napon i struju, i u zavisnosti od faznog stava daje izlazni napon (pin ), čija je srednja vrednost proporcionalna ovo fazno stavu. eo fazni opseg je Zbog toga je početni fazni stav poeren napono na kondenzatoru 8 za 90 0, tako da se nalazi na sredini opsega regulacije faze. Preostaje sao da se triero V, fino podesi na najbolji rad pretvarača.

51 Sl.. Triero V podešava se da jednoserni nivo napona na ulazu F, tako da on radi i pri vrlo ali ulazni naponia (strujaa). Drugi D flip flop se koristi kao astabilni ultivibrator koji se definiše ipulsni rad pretvarača. ogičko H na pin 3 ovog kola blokira pobudu svih tranzistora osta i tie i zustavlja rad pretvarača. Trajanje pauze definisano je fiksni otpornoko 6 i kondenzatoro i iznosi oko 0 s. Trajanje rada pretvarača je proenljivo i definisano je kondenzatoro otporniko 5 i potencioetro na prednjoj ploči uređaja i znosi od oko 0, s do oko s. Paraleno vezo parova D7, 3 D8 postignuto je kašnjenje uključenja u odnosu na isključenje, tranzistora iste grane i tie izbegnuto eventualno preklapanje u vođenju (kratak spoj). Slično je urađeno i sa pobudo tranzistora u ostu. Ovaj flip flop je iskorišćen i za prekostrujnu zaštitu tranzistora. Struja reagovanja ove zaštite podešava se triero V3. Ako se prekorači podešena struja, napono kondenzatora 8 se skraćuje trajanje intervala rada pretvarača. Na prednjoj ploči pretvarača nalazi se i preklopnik STAT/STOP, koji se uključuje i isključuje rad pretvarača.

52 4. Završni koentar i fotografije Na sledeći fotografijaa prikazan je izgled sagrađenog Teslinog kalea, pretvara, kale u radu i nekoliko sniaka sa osciloskopa. Na ovi snicia se vidi ipulsni rad transforatora pri različiti nivoia izlaznog napona. Maksialna dužina varnice prea kugli prečnika oko 0 iznosi oko 40 c. Zbog kratkog trajanja, sau varnicu je teško sniiti (bar kaero iz obilnog telefona).

53 Dr adojle adetić, dipl. nž. El. Bor arta 0. godine