Патент us 512340
Патент цей я вибрав з кількох причин. Дуже багато хто, не розуміючи суті винаходу, часто кидають репліку "спробуй використовувати біфіляркі Тесли, - отримаєш хороший приріст ККД в своїх пристроях". Причому, люди ці, навіть віддалено не передбачають, чому, власне, такий спосіб намотування, раптом, робить котушку більш ефективною. Адже, якщо придивитися, то стає зрозуміло, що струм направлений завжди в одну сторону (наприклад, за годинниковою стрілкою) у всіх витках, - і парних, що відносяться до однієї намотуванні, і не парних, що відносяться до другої. тобто, точно так же, як і в плоскій котушці з намотуванням в один провід. І магнітне поле, що виникає в будь-якому довільному витку, точно так же заважає руху зарядів (струму) в наступному витку, як це відбувається і в простій котушці. Більш того, індуктивні біфіляркі Тесли часто плутають з неіндуктівний біфіляркамі Купера, в яких струм в довільно обраних двох сусідніх витках тече в різних напрямках (і які, по суті, є статичними підсилювачами потужності і народжують ряд аномалій, в тому числі і антигравітаційні ефекти). Тоді ж народжується паралельний питання, - якщо намотування в два дроти покращує параметри котушки, то чому б ні намотати в три, чотири. дроти, тобто зробити тріфілярную, квадрофілярную і т.д. котушку, і не збільшити цей позитивний ефект.
Тут на малюнку. верхня крива, - це величина, що запасається енергії в біфілярного котушці Тесли, а нижня крива, - величина енергії в звичайній плоскій котушці, намотаною в один провід (досвід проведений в умовах резонансу).
Також багато хто не здогадуються, що котушка ця розроблялася Теслой виключно для умов резонансу (послідовний LС-контур, резонанс напруг), і в звичайному вигляді він її не використав (точніше - використовував, але про це, як небудь іншим разом). В резонансі на кінцях індуктивності (котушки) з'являється потенціал набагато потужніший, ніж зовнішній керуючий сигнал контуру (подається напруга). Але зняти безпосередньо його від туди не можна. При підключенні навантаження співвідношення L і C резонансного контуру порушується (зменшується індуктивність) і система виходить з резонансу. Сам Тесла (в свій ранній творчий період) і не ставив такої мети. Тому, назва патенту дуже добре відображає суть винаходу.
У більш пізній період Тесла, звичайно ж, забажав відібрати цю колосальну, що з'являється в котушці потужність (енергію вільних вібрацій). Тут нам на руку грає той факт, що котушка индуктивная. Тобто її можна використовувати в якості однієї з обмоток трансформатора. Якщо зробити трансформатор з асиметричною взаимоиндукцией первинної і вторинної обмотки, то можна на вторинну повісити навантаження і насолоджуватися халявою. Якщо навантаження має статичний характер (наприклад, лампочка), то все на порядок спрощується, - в цьому випадку, навіть трансформатор не обов'язковий. Головне - все точно розрахувати. А тепер, власне, сам патент.
Тому, кого це може стосуватися.
Щоб ви знали, що я, Нікола Тесла, громадянин США, який проживає в Нью-Йорку винайшов корисне удосконалення в котушках для електромагнітів та інших апаратів, яке нижче описано в супроводі малюнків. В електромеханічних апаратах і системах змінного струму самоіндукціонние котушки або провідники можуть у багатьох випадках працювати з втратами, що відомо, як промислова ефективність, і що приносить шкоду в різних аспектах. Ефект самоіндукції згаданий вище, може бути нейтралізований ємністю струму певною мірою відповідно до самоіндуктівностью і частотою струму. Це досягається використанням конденсаторів, зібраних і застосовуваних як окремий інструмент.
Моє це винахід має на меті виготовити котушки досконалими і уникнути залучення конденсаторів, які дорогі, громіздкі і труднорегуліруємий. Я заявляю, що в термін "котушка" я включаю поняття соленоїди або будь-які провідники різні частини яких знаходяться у взаєминах один з одним і фактично підвищують самоіндукції.
Я з'ясував, що в кожній котушці існують певні взаємини між її самоіндукцією і ємністю, що дозволяє току даної частоти і потенціалу проходити через неї з провідникові (DL. Тут Тесла має на увазі зникнення реактивного опору) або, іншими словами, як якщо вона працює без самоіндукції. Це відбувається в результаті взаємин між характером струму і самоіндукцією і ємністю котушки, тобто кількість останнього досить для нейтралізації самоіндукції для даної частоти. Відомо, що чим вище частота або різниця потенціалів струму, тим менше ємність потрібно для нейтралізації самоіндукції, тому в будь-який котушці, особливо невеликої ємності, можна досягти поставлених цілей, якщо домогтися потрібних умов.
У звичайних котушках різниця потенціалів між витками або спіралями дуже маленька, тому поки вони у взаємодії з конденсаторами, вони несуть дуже невелику ємність і взаємини між самоіндукцією і ємністю не такі, як при звичайному стані, що задовольняє розглянутим вимогам де ємність дуже мала щодо самоіндукції.
Для досягнення мети збільшення ємності будь-котушки, я намотую її таким чином, щоб забезпечити найбільшу різницю потенціалів між сусідніми витками, а оскільки енергія зберігається в котушці (вважаємо, як в конденсаторі) пропорційна квадрату різниці потенціалів між витками, то стає зрозуміло, що я можу таким чином, за допомогою певного розташування витків, досягти збільшення ємності.
Я зобразив в додатку креслення, відповідно до якого здійснив цей винахід.
Рис.1 - схема котушки, намотаною звичайним способом. Рис.2 - схема котушки намотаною згідно винаходу.
Нехай а- на Рис.1 позначає будь-яку котушку спіралей або витків, з яких вона намотана і які ізольовані один від одного. Припустимо, що кінці цієї котушки показують різницю потенціалів 100 В і що вона міститься 1000 витків. Тоді очевидно, що існує різниця потенціалів в одну десяту вольта між двома будь-якими суміжними точками на сусідніх витках.
Якщо тепер, як показано на Рис. 2, провідник -в- намотаний паралельно провіднику а- і ізольований від нього, а кінець-а- буде з'єднаний з початком провідника -в-, тоді довжина зібраних разом провідників буде така ж і число витків теж саме (1000). І тоді різниця потенціалів між будь-якими двома точками провідників а- і -в- буде 50 В, а тому ємнісний ефект пропорційний квадрату цієї різниці, то енергія скупчилася в котушці буде тепер в 250000 разів більше.
Дотримуючись цього принципу тепер я можу намотати будь-яку кількість котушок, не тільки описаним вище шляхом, але будь-яким іншим відомим способом але так, щоб забезпечити таку різницю потенціалів між сусідніми витками, яка забезпечить необхідну ємність щоб нейтралізувати самоіндукції для будь-якого струму, який може мати місце. Ємність отримана таким чином має додаткову перевагу в тому, що розподіляється рівномірно, що є найбільш важливим в більшості випадків. І як результат, обидва параметри, - ефективність і економія, легше досягаються тоді, якщо розмір котушок, різниця потенціалів і частота струму збільшуються.
Котушки, що складаються з провідників в ізоляторі і намотані виток до витка і з'єднані послідовно не є новими, і я не приділяю особливої уваги для їх опису. Однак, на що я звертаю увагу це те, що намотування іншими способами можуть привести до інших результатів.
Застосовуючи мій винахід, фахівці в цій галузі повинні добре розуміти залежність між поняттями ємність, самоіндукція, частота і різниця потенціалів струму. Також як і розуміти яка ємність досягається і яка намотування повинна мати місце для кожного конкретного випадку.
Я заявляю в свій винахід:
1. Котушка для електричного апарату, складається з витків, які утворюють частину ланцюга і між якими існує різниця потенціалів, достатня для забезпечення ємності в котушці здатної нейтралізувати самоіндукції, як було описано.
2. Котушка, що складається їх ізольованих провідників, з'єднаних послідовно має таку різницю потенціалів, щоб створити в цілій котушці достатню ємність для нейтралізації її самоіндукції.