Напряжение электрического тока

В электротехнике существует огромное количество преобразований с напряжением электрического тока: генерация, трансформация, модуляция, умножение и деление. Напряжение и ток являются двумя главными составляющими мощности электрического тока и именно от них зависят все процессы, происходящие в определении электрической цепи. Существуют два вида электрических напряжений: переменное напряжение и постоянное напряжение.

С постоянным напряжением электрического тока все предельно просто. Все вольт-амперные характеристики определяются с помощью простых законов Ома и Кирхгофа, здесь применимы только простые схемы: делитель напряжения постоянного тока, коммутатор, переключатель, выключатель и т.п. С переменным током дела обстоят намного интереснее. С ним можно вытворять настоящие чудеса, ведь в дело вмешиваются такие понятия как индуктивность и емкость, которые вносят реактивную составляющую сопротивления, которая при определенных условиях может вызвать резонанс токов и напряжений.

Векторная диаграмма токов и напряжений в цепи с переменным током

Самая сложная электрическая нагрузка – RLC нагрузка. Такая нагрузка состоит из конденсатора, индуктивности (соленоида, трансформатора, генератора и т.п.) и омического сопротивления. В такой нагрузке напряжение на конденсаторе всегда находится в противофазе к напряжению на индуктивной нагрузке, а напряжение на омической нагрузке колеблется в унисон с вынуждающими колебаниями питающего генератора.

Такая сложная система имеет свою собственную частоту, которая называется частотой свободных колебаний RLC системы. Если частота вынуждающего тока (тока генератора) совпадет с собственной частотой этой системы, то произойдет резонанс. Если соединение индуктивности и емкости последовательное, то произойдет резонанс напряжений. Если параллельное соединение, то произойдет резонанс токов.

Резонанс токов и напряжений на примере трансформатора Николы Тесла

Напряжение резонансного электрического тока может достигать многих миллионов вольт. Ярким примером такого сильного резонанса напряжения может служить резонансный трансформатор, разработанный Н. Тесла. Такой трансформатор отличается от нерезонансного трансформатора тем, что в первичной и вторичной обмотках содержится резонирующие LC контуры. Первый контур резонанса, состоит из первичной обмотки и высоковольтного конденсатора соединенного через разрядник. Второй резонансный контур образован многовитковой вторичной обмоткой и тороидом, который образует огромный открытый конденсатор с заземлением. Разрядник способен выдавать множество электрических гармоник. Следовательно, всегда есть вероятность, что одна из гармоник войдет в резонанс со всей этой системой и произойдет настоящее электрическое светопреставление.

Есть определенная группа людей, которые считают, что трансформатор Н. Тесла работает по каким — то неизученным законам, и он способен работать с КПД более 100%. Безусловно, это полнейший бред. Трансформатор Н. Тесла работает далеко не как обычный трансформатор. Коэффициент трансформации у него не определяется делением числа витков вторичной обмотки на число витков первичной, но при всем желании этот трансформатор способен работать только с КПД 95-98% и то с полупроводниковым ключом или лампой в качестве генератора импульсов, а не с устаревшим разрядником. Безусловно, точно измерить напряжение и ток во вторичной обмотке не удалось никому, вероятно даже сам Тесла определял примерное значение по длине разряда. Такое огромное напряжение электрического тока сводит с ума все измерительные приборы. Здесь никто толком ничего измерить не может.

Поэтому появляются умники, которые говорят, что трансформатор Тесла это вечный двигатель, он дает энергии больше чем потребляет. Это неуемная фантазия и антинаучная пропаганда. Сам Никола Тесла никогда не называл его трансформатор вечным двигателем, он лишь говорил, что с помощью него можно эффективно передавать энергию без проводов на дальние расстояния. Приборы сходят с ума из-за того, что здесь в дело вмешивается высоковольтная переменная электростатика (как называл это сам Н. Тесла), а магнитное поле практически равно нулю. Для расчётов вольт-амперных характеристик здесь применимы формулы электростатики, а не магнитного поля, которые применяются для обычных трансформаторов.

Резонансные преобразователи с умножителем напряжения постоянного тока на выходе

Резонансные трансформаторы находят широкое применения в тех устройствах, где нужно при помощи минимума деталей преобразовать маленькое напряжение постоянного тока в высоковольтную искру на выходе. Такие преобразователи находят применение в конструкции электрошокеров. Все без исключения электрошокеры имеют высоковольтный трансформатор, укомплектованный умножителем напряжения постоянного тока на выходе.

Высокое напряжение электрического тока опасно для жизни. Помните, что умножитель напряжения постоянного тока, построенный на диодах и конденсаторах, может выдавать на выходе очень большое постоянное напряжение, которое чрезвычайно опасно для человека.