Comment une bobine Tesla génère des étincelles semblables à des éclairs

By admin Dec 5, 2023

Une bobine Tesla utilise la haute tension pour générer des étincelles semblables à des éclairs. C’est un excellent moyen de démontrer les principes de l’électricité et est souvent utilisé à des fins éducatives. Vous devez toujours être conscient des dangers et prendre des mesures de précaution lorsque vous travaillez avec ce type d’équipement à haute tension. Les impulsions répétitives de la bobine provoquent une augmentation des décharges en s’appuyant sur les chemins chauds laissés par leurs prédécesseurs. Le résultat est de longues décharges ramifiées de couleur bleu violacé. Principe de fonctionnement Les bobines Tesla fonctionnent sur le principe de l’induction électromagnétique. Le champ magnétique changeant généré par la bobine primaire fait circuler le courant dans une bobine secondaire, créant un champ magnétique qui attire et transporte les particules chargées. Ce processus peut provoquer des décharges semblables à des éclairs depuis la bobine primaire vers des objets ou même des personnes, bien que cela ne soit généralement pas dangereux à moins qu’ils n’aient un stimulateur cardiaque susceptible d’être affecté. La bobine primaire est connectée à un condensateur via un espace appelé éclateur. Lorsque la bobine est allumée, l’électricité remplit le condensateur et tente de combler l’éclateur. Lorsque le condensateur est complètement chargé, l’éclateur se ferme pendant une fraction de seconde et une grande quantité d’électricité est libérée dans l’air. Cette décharge chauffe l’air ambiant et forme une couronne et des étincelles, provoquant un affichage de décharges semblables à un éclairage visible de loin. Il émet également de l’énergie radiofréquence qui peut être ressentie comme un bruit à large bande et peut interférer avec la réception audio et télévisuelle à proximité. Pour minimiser ces effets, une charge supérieure toroïdale est préférable. Composants Dans une bobine Tesla, l’électricité haute fréquence est générée par induction électromagnétique. Ce processus crée des champs magnétiques changeants qui induisent la circulation du courant électrique dans une bobine secondaire de fil, créant ainsi plus de tension que la bobine primaire seule. Cela peut atteindre jusqu’à un million de volts, ce qui est suffisant pour vous tuer à moins que vous ne soyez protégé avec des gants en caoutchouc et correctement mis à la terre. Nikola Tesla a inventé son premier modèle de bobine Tesla en 1891. Il l’a utilisé pour démontrer la transmission d’électricité sans fil, ce qui était son grand rêve d’alimenter les maisons et les villes sans fil. Dans les bobines Tesla modernes, un circuit oscillateur à semi-conducteurs remplace l’éclateur. Il se compose de dispositifs semi-conducteurs de puissance tels que des thyristors ou des transistors (MOSFET ou IGBT) qui commutent les impulsions de tension de l’alimentation CC via l’enroulement primaire, générant ainsi l’excitation résonante pour le couplage inductif résonant entre les deux bobines. La fréquence, la largeur d’impulsion et la forme d’onde d’excitation peuvent être finement contrôlées. Sécurité Les bobines Tesla génèrent beaucoup d’électricité sous forme d’arcs. Les arcs peuvent percer et enflammer des objets inflammables à proximité, il est donc important de garder à proximité des extincteurs spécialement conçus pour les incendies électriques. Les bobines Tesla plus grandes ont des niveaux de puissance de pointe qui peuvent être mortels, elles doivent donc être ajustées et utilisées avec précaution pour garantir la sécurité. C’est pourquoi ils disposent souvent d’un blindage, de contacteurs, de verrouillages de sécurité et d’une mise à la terre RF et AC soignée. Les arcs des petites bobines Tesla peuvent provoquer des chocs douloureux et des brûlures s’ils touchent la peau, il est donc important de porter une protection appropriée. Ils génèrent également beaucoup de bruit de radiofréquence (RF), il est donc préférable de les éloigner des personnes et des objets comme les stimulateurs cardiaques qui sont sensibles aux interférences RF. Les condensateurs des bobines Tesla plus grandes peuvent retenir une quantité importante d’énergie, ils doivent donc être correctement isolés. Le câblage d’enseigne au néon ou le câble coaxial RG épais sont tous deux de bons choix pour isoler les condensateurs. Applications Les bobines Tesla peuvent générer des tensions élevées. Ils peuvent également être utilisés pour stimuler les décharges corona dans les systèmes sous vide. Ceci est utile pour vérifier la présence de minuscules trous d’épingle dans le système qui nécessitent un recuit ou un resoufflage. Ce type d’appareil est souvent appelé bobine Tesla résonante commutée (SSTC). Il utilise des dispositifs à semi-conducteurs de puissance – généralement des thyristors ou des transistors tels que les MOSFET ou les IGBT – au lieu d’un éclateur. Cela permet un contrôle plus précis de la tension, de la fréquence et de la forme d’onde d’excitation. Comme une balançoire, les circuits résonants stockent l’énergie en fonction de la vitesse à laquelle ils sont poussés. À chaque poussée à la bonne fréquence, le circuit atteint une haute tension. Ces tensions peuvent être suffisamment fortes pour provoquer des décharges semblables à celles d’un éclair depuis la bobine Tesla vers des objets proches tels que des lampes fluorescentes, même à une certaine distance. Ceux-ci peuvent être dangereux pour les personnes portant un stimulateur cardiaque et endommager la peau. Les normes de sécurité internationales ICNIRP limitent le courant qui peut traverser le corps humain à ces fréquences pour éviter toute surchauffe. ​tesla coil

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