เทสลา คอยส์

        เทสลาคอยส์  เป็นหม้อแปลงที่อาศัยหลักการเรโซแนนท์ในวงจรไฟฟ้า โดยมีแกนเป็นอากาศ   เทสลาคอยส์สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าได้สูงมากอย่างน่าตกใจ  !    พวกสร้างภาพยนตร์วิทยาศาสตร์นิยมนำไปใช้  เมื่อพวกเขาต้องการให้ในภาพยนตร์ของเขามีฉากฟ้าผ่า หรือการสปาร์กของกระแสไฟฟ้า  ยกตัวอย่างหนังเรื่องคนเหล็กภาค  2  (terminator II)  ฉากเริ่มต้นที่หุ่นยนต์จากอนาคตเคลื่อนที่ผ่านมิติมาที่เวลาในปัจจุบัน  ในเรื่องจะเห็นประกายไฟฟ้าสปาร์กขึ้นอย่างน่ากลัว และหุ่นยนต์ก็มาปรากฎกายขึ้น  เบื้องหลังฉาก ผู้กำกับต้องไปติดต่อนักฟิสิกส์ ให้มาต่อเทสลาคอยส์ให้

ทำงานได้อย่างไร

                เทสลาคอยส์เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า หม้อแปลงแบบเรโซแนท์      illustration of secondary LCR network มีความหมายทางฟิสิกส์ว่าหม้อแปลงนี้ทำงานที่ความถี่หนึ่งที่เกิดการเรโซแนนท์เท่านั้น  ไม่ใช่ทุกๆความถี่

                 คอยส์หรือขดลวดที่ทำให้เกิดประกายไฟฟ้าเป็นขดลวดตัวที่สอง  สร้างขึ้นจากตัวเหนี่ยวนำ  ตัวเก็บประจุ   และตัวต้านทาน  ต่อขึ้นดังรูป 

                    ตัวเหนี่ยวนำก็คือขดลวด  เพราะขดลวดก็คือตัวเหนี่ยวนำในตัวอยู่แล้ว  ค่าของความเหนี่ยวนำจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับ  จำนวนรอบ  เส้นผ่าศูนย์กลาง  และความยาวของขดลวด   ทั้งตัวเหนึ่ยวนำ  ความจุไฟฟ้า และความต้านทาน ต้องมีค่าพอดี  จึงจะทำให้เกิดความถี่เรโซแนนท์ขึ้นได้

 

                    เพื่อจะให้ขดลวดขดที่สองเกิดการเรโซแนนท์  พลังงานที่ป้อนให้กลับขดลวดขดที่สองจะต้องมีความถี่เดียวกัน กับความถี่ของขดลวดขดที่สอง  ถ้าเปรียบเทียบกับการตีระฆัง  เวลาคุณตีระฆังด้วยไม้หรือฆ้อนถ้าคุณตึเร็วหรือช้าไปไม่สอดคล้องกับการสั่นของระฆัง  เสียงของระฆังจะไม่ดังกังวาน และดังไม่มากนัก  แต่ถ้าคุณตีระฆังอย่างต่อเนื่องให้มีความถี่เดียวกับการสั่นของระฆัง  จะได้เสียงที่กังวานและดังกระหึ่ม  อันนี้คือปรากฎการณ์เรโซแนนท์

Tesla Coil schematic

                                พลังงานของขดลวดที่สองมาจากขดลวดขดที่หนึ่ง  ซึ่งวงจรของขดลวดขดที่หนึ่งประกอบด้วย  1. หม้อแปลงไฟแรงสูง  2.  ความจุไฟฟ้า   3.  ช่องว่าง (spark  gap)   4.  ขดลวด     ทั้งหมดต่อขึ้นเป็นวงจรออสซิลเลตดังรูป    เมื่อเปิดไฟ จ่ายกระแสให้กับวงจรไฟฟ้า  หม้อแปลงไฟจะจ่ายไฟให้กับตัวเก็บประจุจนเต็ม    ประจุจะวิ่งกลับไปมาระหว่าง  ตัวเก็บประจุกับตัวเหนี่ยวนำ  เมื่อมันมีพลังงานมากพอแล้ว ประจุจะสามารถวิ่งผ่านช่องว่างได้

                                 ความถี่ของวงจรไฟฟ้า คำนวณได้จาก  ค่าของตัวเก็บประจุ และค่าของความเหนี่ยวนำ        ให้ปรับแต่งความถี่ทางขดลวดที่หนึ่งจนกระทั่งมีความถี่เดียวกับขดลวดขดที่สอง    พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากขดลวดขดที่หนึ่งข้ามไปยังขดลวดขดที่สอง   และถูกขยายจนมีแรงดันไฟฟ้ามหาศาล  มากพอที่จะสปาร์กออกจากปลายของขดลวด  ดังทึ่คุณเห็นอยู่ในรูปภาพด้านบน

                        image of parallel resonant circuit


 

 

 

เวบที่เกี่ยวข้อง

www.apc.net/bturner/coils.htm

 

 

 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

ธรรมชาติมหัศจรรย์