ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વૈકલ્પિક વર્તમાન કઠોળ પ્રાપ્ત કરવા માટેના ઉપકરણો: રમકોર્ફ કોઇલ અને ટેસ્લા ટ્રાન્સફોર્મર

ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પ્રાપ્ત કરવા માટે તકનીકી ઉપકરણો

19મી સદીની શરૂઆતમાં, વૈજ્ઞાનિકોએ વૈકલ્પિક પ્રવાહના ઉચ્ચ વોલ્ટેજ મેળવવા માટે ઉપકરણો બનાવવાનું શરૂ કર્યું. હેનરિક હર્ટ્ઝે તેમના પ્રયોગોમાં ભૌતિક પ્રાયોગિક વિજ્ઞાન અને ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં તે સમયે પહેલેથી જ ઉપલબ્ધ ઉપકરણોનો ઉપયોગ કર્યો હતો.

આ ખૂબ જ લાક્ષણિક ઉપકરણો હતા જેમાં ભૌતિકશાસ્ત્રમાં જાણીતી ઘટનાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો, અને સૌથી ઉપર, સ્વ-ઇન્ડક્શન - ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ પસાર થવામાં તીવ્ર વધારો અથવા ઝડપી વિક્ષેપની ક્ષણે આયર્ન કોર સાથે કોઇલમાં પ્રેરિત ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળનો દેખાવ. આંટીઓ દ્વારા.

1930 માં. ફરતી કોઇલ દ્વારા બળની ચુંબકીય રેખાઓના ક્રોસિંગના આધારે પ્રથમ ઇલેક્ટ્રિક મશીનો દેખાયા. આવા પ્રથમ મશીનો (1832) I. Pixii, A. Jedlik, B. Jacobi, D. Henry ના જનરેટર હતા.

ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ઉભરતા ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં એક ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ઘટના ઇન્ડક્શન મશીનોનો દેખાવ હતો, જે વાસ્તવમાં ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સ હતા.

આ બે કોઇલવાળા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ હતા. પ્રથમ કોઇલમાં વર્તમાન સમયાંતરે એક અથવા બીજી રીતે વિક્ષેપિત થાય છે, જ્યારે બીજી કોઇલમાં પ્રેરિત પ્રવાહ દેખાય છે (વધુ સ્પષ્ટ રીતે, સ્વ-ઇન્ડક્શનનું EMF). સૌપ્રથમ "ટ્રાન્સફોર્મર્સ" કે જેને વ્યવહારુ ઉપયોગ મળ્યો તેમાં ઓપન-લૂપ મેગ્નેટિક સિસ્ટમ હતી. તેઓ 19મી સદીના 70 અને 80ના દાયકાના છે અને તેમનો દેખાવ પી. યબ્લોચકોવ, આઈ. યુસાગિન, એલ. ગોલ્યાર, ઈ. ગિબ્સ અને અન્યના નામ સાથે સંકળાયેલો છે.

1837 માં, ઇન્ડક્શન મશીનો અથવા "કોઇલ" દેખાયા, જે ફ્રેન્ચ પ્રોફેસર એન્ટોન મેસન દ્વારા બનાવવામાં આવ્યા હતા. આ મશીનો ઝડપી પાવર કટ સાથે કામ કરે છે. ગિયરના રૂપમાં એક સ્વીચનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જે પરિભ્રમણ દરમિયાન નિયમિત અંતરાલે મેટલ બ્રશને સ્પર્શે છે. વર્તમાનના વિક્ષેપથી સ્વ-ઇન્ડક્શન EMF તરફ દોરી ગયું, અને મશીનના આઉટપુટ પર પૂરતી ઊંચી આવર્તન સાથે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પલ્સ દેખાયા. મેસન આ મશીનનો ઉપયોગ કરે છે તબીબી હેતુઓ માટે.

રમકોર્ફ ઇન્ડક્શન કોઇલ

1848 માં, ભૌતિક ઉપકરણોના પ્રખ્યાત માસ્ટર હેનરિક રુમકોર્ફે (જેમની પેરિસમાં ભૌતિક પ્રયોગો માટે ઉપકરણ બનાવવાની વર્કશોપ હતી) એ નોંધ્યું કે જો કોઇલ મોટી સંખ્યામાં વળાંક સાથે બનાવવામાં આવે તો મેસનના મશીનમાં તણાવ નોંધપાત્ર રીતે વધી શકે છે. વિક્ષેપોની આવર્તન નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.

1852 માં તેણે બે કોઇલ સાથે કોઇલ ડિઝાઇન કરી: એક જાડા વાયર અને ઓછા વળાંકો સાથે, બીજો પાતળા વાયર અને ખૂબ મોટી સંખ્યામાં વળાંકો સાથે. પ્રાથમિક કોઇલ વાઇબ્રેટિંગ મેગ્નેટિક સ્વીચ દ્વારા બેટરી દ્વારા સંચાલિત થાય છે, જ્યારે ગૌણમાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પ્રેરિત થાય છે.આ કોઇલ "ઇન્ડક્શન" તરીકે જાણીતી બની અને તેનું નામ તેના સર્જક રમકોર્ફના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું.

તે પ્રયોગો કરવા માટે જરૂરી એક ખૂબ જ ઉપયોગી ભૌતિક ઉપકરણ હતું, અને બાદમાં તે પ્રથમ રેડિયો સિસ્ટમ્સ અને એક્સ-રે મશીનોનો અભિન્ન ભાગ બની ગયું હતું. પેરિસ એકેડેમી ઑફ સાયન્સે રુમકોર્ફની યોગ્યતાની ખૂબ પ્રશંસા કરી અને તેને વોલ્ટાના નામે મોટું નાણાકીય ઇનામ આપ્યું.

થોડા સમય પહેલા (1838માં), અમેરિકન એન્જિનિયર ચાર્લ્સ પેજ, જેઓ ઇન્ડક્શન કોઇલને સુધારવામાં પણ સામેલ હતા, તેમણે સારા પરિણામો હાંસલ કર્યા હતા - તેમના ઉપકરણોએ ખૂબ ઊંચા વોલ્ટેજ આપ્યા હતા. યુરોપમાં, જો કે, પેજના કાર્ય અને સંશોધન વિશે કંઈ જાણી શકાયું ન હતું. એક સ્વતંત્ર માર્ગ.

રમકોર્ફ રીલ (1960)

જો ઇન્ડક્શન કોઇલના પ્રથમ મોડેલોએ વોલ્ટેજ આપ્યું હતું જેના કારણે લગભગ 2 સેમી લાંબી સ્પાર્ક થાય છે, તો 1859માં એલ. રિચીએ 35 સેમી લાંબી સ્પાર્ક મેળવી હતી અને રુમકોર્ફે ટૂંક સમયમાં 50 સેમી લાંબી સ્પાર્ક સાથે ઇન્ડક્શન કોઇલ બનાવી હતી.

Rumkorf ઇન્ડક્શન કોઇલ લગભગ મૂળભૂત ફેરફારો વિના અસ્તિત્વ ધરાવે છે. માત્ર કોઇલ, ઇન્સ્યુલેશન વગેરેના પરિમાણો બદલાયા છે. સૌથી મોટા ફેરફારો ઇન્ડક્શન કોઇલના પ્રાથમિક સર્કિટમાં સર્કિટ બ્રેકર્સના બાંધકામ અને સંચાલનના સિદ્ધાંતોને અસર કરે છે.

રમકોર્ફ કોઇલ

રુમકોર્ફ કોઇલમાં ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રથમ પ્રકારના સર્કિટ બ્રેકર્સ પૈકી એક કહેવાતા "વેગનર હેમર" અથવા "નેફ હેમર" હતું. આ ખૂબ જ રસપ્રદ ઉપકરણ 1840 ના દાયકાની આસપાસ દેખાયું. અને તે એક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ હતું જે બેટરી દ્વારા સંપર્કો સાથે જંગમ ફેરોમેગ્નેટિક લોબ દ્વારા સંચાલિત હતું.

જ્યારે ઉપકરણ ચાલુ કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે પાંખડી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના કોર તરફ આકર્ષિત થઈ હતી, સંપર્કે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના સપ્લાય સર્કિટમાં વિક્ષેપ પાડ્યો હતો, ત્યારબાદ પાંખડી તેના મૂળ સ્થાને કોરથી દૂર ખસી ગઈ હતી. પછી પ્રક્રિયાને સિસ્ટમના ભાગોના કદ, પાંખડીની જડતા અને સમૂહ અને અન્ય સંખ્યાબંધ પરિબળો દ્વારા નિર્ધારિત આવર્તન પર પુનરાવર્તિત કરવામાં આવે છે.

વેગનર-નેફ ઉપકરણ પાછળથી ઇલેક્ટ્રિક બેલ બન્યું અને તે પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઓસીલેટીંગ સિસ્ટમ્સમાંની એક હતી જે પ્રારંભિક રેડિયો એન્જિનિયરિંગના ઘણા ઇલેક્ટ્રિકલ અને રેડિયો ઉપકરણો માટે પ્રોટોટાઇપ બની હતી. વધુમાં, આ ઉપકરણએ બેટરીમાંથી સીધા પ્રવાહને તૂટક તૂટક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરવાનું શક્ય બનાવ્યું.

રુમકોર્ફ કોઇલમાં વપરાતી વેગનર-નેફ ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ સ્વીચ કોઇલના આકર્ષણના ચુંબકીય દળો દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે. તે તેની સાથે રચનાત્મક રીતે એક હતો. વેગનર-નેફ સર્કિટ બ્રેકરનો ગેરલાભ એ તેની ઓછી શક્તિ હતી, એટલે કે, જ્યાં સંપર્કો બળી ગયા હતા ત્યાં મોટા પ્રવાહોને વિક્ષેપિત કરવામાં અસમર્થતા; વધુમાં, આ સર્કિટ બ્રેકર્સ વર્તમાન વિક્ષેપની ઉચ્ચ આવર્તન પ્રદાન કરી શકતા નથી.

અન્ય પ્રકારના સર્કિટ બ્રેકર્સ શક્તિશાળી રમકોર્ફ ઇન્ડક્શન કોઇલમાં મોટા પ્રવાહોને અવરોધવા માટે રચાયેલ છે. તેઓ વિવિધ ભૌતિક સિદ્ધાંતો પર આધારિત છે.

એક ડિઝાઇનની કામગીરીનો સિદ્ધાંત એ છે કે ધાતુની સળિયા, એકદમ જાડી, ઊભી પ્લેનમાં આગળ-પાછળ ફરે છે, પારાના કપમાં ડૂબી જાય છે. યાંત્રિક ડ્રાઇવ રોટરી ગતિ (હાથ અથવા ઘડિયાળના કામ અથવા ઇલેક્ટ્રિક મોટર દ્વારા) ને રેખીય પારસ્પરિક ગતિમાં રૂપાંતરિત કરે છે, તેથી વિક્ષેપોની આવૃત્તિ વ્યાપકપણે બદલાઈ શકે છે.

જે. ફૌકોલ્ટ દ્વારા પ્રસ્તાવિત આવા બ્રેકરની શરૂઆતની ડિઝાઇનમાંની એકમાં, વેગનર-નેફ હેમરની જેમ, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટના માધ્યમથી એક્યુએશન હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું, અને સખત સંપર્કોને પારો દ્વારા બદલવામાં આવ્યા હતા.

XIX સદીના અંત સુધી. "ડુક્રેટ" અને "મક-કોલ" કંપનીઓની ડિઝાઇન સૌથી વધુ વ્યાપક છે. આ બ્રેકર્સ 1000-2000 પ્રતિ મિનિટની બ્રેકિંગ સ્પીડ પ્રદાન કરે છે અને તેને મેન્યુઅલી ઓપરેટ કરી શકાય છે. બીજા કિસ્સામાં, રુમકોર્ફ કોઇલ પર સિંગલ ડિસ્ચાર્જ મેળવી શકાય છે.

અન્ય પ્રકારનો બ્રેકર જેટ સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે અને તેને કેટલીકવાર ટર્બાઇન કહેવામાં આવે છે. આ સર્કિટ બ્રેકર્સ નીચે પ્રમાણે કામ કરે છે.

એક નાની હાઇ-સ્પીડ ટર્બાઇન પારાને જળાશયમાંથી ટર્બાઇનની ટોચ પર પમ્પ કરે છે, જ્યાંથી ફરતા જેટના રૂપમાં નોઝલ દ્વારા પારો કેન્દ્રત્યાગી રીતે બહાર કાઢવામાં આવે છે. બ્રેકરની દિવાલો પર નિયમિત અંતરાલો પર સ્થિત ઇલેક્ટ્રોડ્સ હતા, જેને તેની હિલચાલ દરમિયાન પારાના જેટ દ્વારા સ્પર્શ કરવામાં આવ્યો હતો. આ રીતે પૂરતા મજબૂત પ્રવાહોનું બંધ અને ઉદઘાટન થયું.

1884 માં રશિયન પ્રોફેસર એન.પી. સ્લુગિનોવ દ્વારા શોધાયેલી ઘટનાના આધારે ઇલેક્ટ્રોલાઇટિકનો અન્ય પ્રકારનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. પ્લેટિનમ (પોઝિટિવ) ઇલેક્ટ્રોડના પ્લેટિનમ ઇલેક્ટ્રોડ્સ, જે તીક્ષ્ણ છેડા સાથે પાતળા કાચ-ઇન્સ્યુલેટેડ વાયર છે, ગેસ પરપોટા દેખાયા હતા, સમયાંતરે પ્રવાહના પ્રવાહને અટકાવતા હતા, અને વર્તમાનમાં વિક્ષેપ પડ્યો હતો.

ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક સર્કિટ બ્રેકર્સ પ્રતિ સેકન્ડ 500 - 800 સુધીની બ્રેકિંગ સ્પીડ પ્રદાન કરે છે. વીસમી સદીની શરૂઆતમાં ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગમાં વૈકલ્પિક પ્રવાહમાં નિપુણતા. ભૌતિકશાસ્ત્રના શસ્ત્રાગારમાં નવી શક્યતાઓ રજૂ કરી અને રેડિયો ઇલેક્ટ્રોનિક્સ પહેલેથી જ શરૂ કર્યું.

રુમકોર્ફ કોઇલને પાવર કરવા માટે વૈકલ્પિક વર્તમાન મશીનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો હતો વૈકલ્પિક sinusoidal વર્તમાન, જેણે તેનો વધુ વ્યાપક ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવ્યું પડઘોની ઘટના ગૌણ વિન્ડિંગમાં, અને પછીથી ઉચ્ચ-આવર્તન પ્રવાહોના સ્ત્રોત તરીકે જેનો સીધો ઉપયોગ રેડિયેશન માટે થઈ શકે છે.

ટેસ્લા ટ્રાન્સફોર્મર

ઉચ્ચ-આવર્તન, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પ્રવાહોના ગુણધર્મોમાં રસ ધરાવતા પ્રથમ વૈજ્ઞાનિકોમાંના એક હતા. નિકોલા ટેસ્લા, જેમણે તમામ ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગના વિકાસમાં ખૂબ જ ગંભીર યોગદાન આપ્યું હતું. આ પ્રતિભાશાળી વૈજ્ઞાનિક અને શોધક પાસે ઘણી વ્યવહારુ અને મૂળ નવીનતાઓ છે.

રેડિયોની શોધ પછી, તેમણે સૌપ્રથમ રેડિયો-નિયંત્રિત જહાજનું મોડેલ ડિઝાઇન કર્યું, ગેસ લેમ્પ્સ વિકસાવ્યા, ઇન્ડક્શન હાઇ-ફ્રિકવન્સી ઇલેક્ટ્રિક મશીન વગેરે ડિઝાઇન કર્યા. તેમની પેટન્ટની સંખ્યા 800 સુધી પહોંચી. અમેરિકન રેડિયો એન્જિનિયર એડવિન આર્મસ્ટ્રોંગના જણાવ્યા અનુસાર , ટેસ્લાના નામને હંમેશ માટે અમર કરવા માટે, મલ્ટિફેઝ કરંટ અને માત્ર એક ઇન્ડક્શન મોટરની શોધ પૂરતી હશે.

ઘણા વર્ષો સુધી, નિકોલા ટેસ્લાએ વિશાળ ઓસીલેટીંગ સર્કિટ તરીકે પૃથ્વીને ઉત્તેજિત કરવાની પદ્ધતિ દ્વારા અંતરે ઊર્જાના વાયરલેસ ટ્રાન્સમિશનના વિચારને પોષ્યો. તેમણે આ વિચારથી ઘણા મનને મોહિત કર્યા, ઉચ્ચ-આવર્તન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જાના સ્ત્રોતો અને તેના ઉત્સર્જકોનો વિકાસ કર્યો.

ટેસ્લાના ઉપકરણની રચના, જેણે ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગની વિવિધ શાખાઓના વિકાસમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી હતી અને તેને "રેઝોનન્ટ ટ્રાન્સફોર્મર" અથવા "ટેસ્લા ટ્રાન્સફોર્મર" કહેવામાં આવતું હતું, તે 1891 થી શરૂ થયું હતું.

ટેસ્લાનું રેઝોનન્ટ ટ્રાન્સફોર્મર (1990). ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના જનરેટરમાં સ્વિચિંગ સર્કિટ

રમકોર્ફની હાઇ વોલ્ટેજ ઇન્ડક્શન કોઇલ લેડેન જારમાં છોડવામાં આવે છે. બાદમાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પર ચાર્જ કરવામાં આવે છે અને પછી રેઝોનન્ટ ટ્રાન્સફોર્મરના પ્રાથમિક વિન્ડિંગ દ્વારા ડિસ્ચાર્જ કરવામાં આવે છે. તે જ સમયે, તેના ગૌણ વિન્ડિંગ પર ખૂબ જ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ થાય છે જે પ્રાથમિક સાથે પડઘો સાથે ટ્યુન કરે છે. ટેસ્લા લગભગ 150 kHz ની આવર્તન સાથે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ (આશરે 100 kV) મેળવે છે. આ વોલ્ટેજને કારણે કેટલાક મીટર લાંબા બ્રશ ડિસ્ચાર્જના સ્વરૂપમાં હવામાં પ્રગતિ થઈ.