Как работает трансформатор Тесла?

Как уже было сказано, у трансформатора Тесла первичная обмотка расположена снаружи, а вторичная внутри. В соответствии с эфиродинамическими представлениями магнитное поле - это набор тороидальных вихрей, образующихся при прохождении тока в проводнике. Если бы речь шла об обычном трансформаторе, то после прекращения тока внешнее магнитное поле будет возвращаться обратно в проводник, создавая в нем эдс самоиндукции eL

eL,= -L di/dt

Здесь L - индуктивность провода или катушки, di/dt - скорость обрыва тока в цепи. Чем больше индуктивность и чем быстрее будет оборван ток, тем больше будет эдс самоиндукции. Но если магнитное поле создано внешней обмоткой, а цепь в ней после создания магнитного поля оборвана, то магнитное поле будет стремиться во вторую обмотку, имеющую меньший радиус. Давление эфира будет загонять туда магнитное поле, сжимая его и добавляя в него свою энергию. Поэтому и эдс самоиндукции, и общая энергия должна быть там в несколько раз больше, чем это было бы в первичной обмотке. В этом и заключается главная суть преобразования энергии в трансформаторе Тесла.

Именно для того чтобы вовремя оборвать цепь, и служит разрядник в первичной цепи. Он сначала пропускает импульс тока от конденсатора в первичную обмотку, а затем, когда конденсатор разрядился и напряжение на конденсаторе упало, обрывает цепь, не допуская энергию магнитного поля обратно в первичную обмотку. Для этого, конечно, нужны достаточно короткие фронты у импульса, чтобы в пространстве вокруг магнитного поля - вихрей эфира, смог бы образоваться пограничный слой эфира. Именно этот процесс надо выловить, отлаживая схему с трансформатором Тесла.

О некоторых предварительных экспериментах

В предварительных экспериментах, проведенных автором, необходимо было выяснить:

1. В самом ли деле при образовании газовых вихрей имеется начальная стадия, во время которой вихрь сжимается давлением окружающей среды;
2. Обладает ли подобным свойством магнитное поле, т. е. способно ли магнитное поле сжиматься в вакууме;
3. Как создать возможность при наличии индуктивности получения коротких фронтов импульсов для обеспечения больших градиентов магнитного поля в пространстве, необходимых для образования пограничного слоя на поверхности эфирных вихрей, представляющих собой магнитное поле (передний фронт), а также необходимых для того, чтобы воспрепятствовать магнитному полю возвратиться в первичную цепь (задний фронт)?

Для проверки первого положения был изготовлен так называемый ящик Вуда: ящик Вуда представляет собой обычный ящик типа того, в который упаковывают посылки, но вместо крышки на него устанавливают упругую мембрану, а в дне просверливают отверстие диаметром 5-6 см. Внутрь закладывают «дымовушку», т.е. что-то такое, что способно создавать дым, например, горящую расческу (рис. 2).

Рис.2. Формирование газового тороидального вихря с помощью ящика Вуда; 1 - стадия сжатия тороида; 2 - стадия расширения тороида (диффузия); 3 - стадия развала тороида.

Резкий удар по мембране приводит к выбросу кольцевого вихря из отверстия ящика. Для выяснения особенностей формирования вихря целесообразно пускать вихрь вдоль стенки, на которой начерчены полосы. Вихрь движется вдоль стенки, и видно, что его движение состоит из трех этапов.

1 этап - после вылета вихрь уменьшает свои размеры, этот процесс основной;
2 этап - вихрь увеличивает свои размеры и замедляет скорость;
3 этап - вихрь останавливается и разрушается (диффундирует).

Таким образом, этот эксперимент, который может провести любой школьник, подтверждает, что на начальном этапе газовые вихри сжимаются окружающей атмосферой и, следовательно, накапливают энергию: давление атмосферы преобразуется в кинетическую энергию вихря. Предположение подтвердилось.

Для проверки второго положения исследовался закон полного тока.
Как известно, закон полного тока

i =? Hdl

предполагает, что напряженность магнитного поля H распределена вокруг линейного проводника, по которому течет ток i по закону гиперболы, убывая от поверхности проводника пропорционально расстоянию от его оси R:

Н = i/2?r.

Это значит, что в относительных координатах должна наблюдаться гиперболическая функция относительного значения напряженности 10 магнитного поля от относительного расстояния, и эта функция не должна зависеть от абсолютного значения тока.

Однако поставленный эксперимент показал, что на самом деле гиперболическая зависимость относительного значения напряженности магнитного поля от относительного значения расстояния от оси проводника соблюдается только для исчезающе малых токов, т. е. для малых напряженностей магнитного поля. Уже для таких значений токов, как 0,1 A, при любых частотах эта зависимость нарушается, причем заметно. Отклонение от гиперболического закона становится тем больше, чем больше абсолютное значение тока (рис, 3).

Это подтверждает предположение, что магнитное поле способно сжиматься и нести в себе энергию больше, чем это следует из закона полного тока. Это одновременно означает, что в электродинамику необходимо вводить дополнительный параметр - степень сжатия магнитного поля и соответственно уточнять зависимости, в которых, так или иначе, фигурирует напряженность магнитного поля или магнитная индукция. Таким образом, и второе предположение о возможности сжатия магнитного поля также подтверждено.

Для проверки третьего положения было проведено измерение индуктивностей проводов в зависимости от их сечения.
Выяснилось, что с увеличением сечения провода удельная индуктивность провода уменьшается (см. таблицу).

Следовательно, одним из путей сокращения индуктивности для получения коротких фронтов является увеличение сечения провода катушки:

Существует и второй способ - увеличение активного сопротивления цепи для уменьшения постоянной времени цепи, но такой способ не выгоден, т. к. потребует увеличения мощности импульса. Кроме того, на высоких частотах должен сыграть свою роль скин-эффект, в соответствии с которым в первичной катушке индуктивности будет использовано не все сечение провода, а только поверхностный слой, который приведет к возрастанию активного сопротивления цепи.

Таким образом, увеличение сечения провода первичной обмотки является наилучшим способом для сокращения длительности фронтов импульсов, то и сделано в трансформаторе Тесла: первичная обмотка выполнена из толстого провода, имеющего сечение десятки и сотни квадратных миллиметров.