Kovács & Kovács

Transzformátor 

A transzformátor szekunder feszültségének célszerűen 1 kV-felettinek kell lennie, hogy megfelelő méretű ívkisüléseket kaphassunk. Legegyszerűbb a meglévő 230 V-os hálózatot feltranszformálni. Gondoskodni kell egyfelől a transzformátor primer-szekunder tekercseinek, másfelöl a szekunder tekercs belső szigetelésének kifogástalan kivitelezéséről^[3]. A transzformátor biztonsági okokból impregnált kell legyen. A kivezetés szigetelésének ki kell bírnia az 1 kV feszültséget.

Kondenzátor 

A kondenzátornak mindig megbízhatóan nagyobb feszültségűnek kell lennie, mint a szekunder feszültség csúcsfeszültsége. Nagyobb feszültségű kondenzátor hiányában megfelel egy, vagy több kondenzátor sorbakötése, de így is minden kondenzátor feszültségének a rajta lévő feszültségnél nagyobb feszültségűnek kell lennie. Az eredő kapacításuk a sorbakötött kapacításoknak: 1/C_összes = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ ... + 1/C_n Az egyes kondenzátorokon eső feszültség a kondenzátorok kapacitív reaktanciájától függ, ami X_C = 1/(ω*C)^[4] Mivel a transzformátor szekunder oldalán váltakozó feszültség jelenik meg, csak kiváló minőségű fólia-, epoxi kondenzátor alkalmazható. Elektrolit kondenzátor, mivel polarizált a váltakozó feszültség miatt szóba sem jöhet, mivel annak hatására felrobban!

Primer tekercs és a szikraköz 

A primer tekercs néhány menetből áll. Ez a primer tekercs vastag huzalból készül, hogy a kellő átvitt teljesítmény hatására az átfolyó áram ne tudja túlhevíteni. A primer tekercs formáját háromféleképpen lehet kialakítani:

• Helical (solenoid): a menetek rugószerűen kerülnek kialakításra, a szekundertől azonos távolságra.
• Spiral: a menetek vízszintesen, csigavonalban vannak létrehozva.
• Helix: az előző kettő ötvözete, x fokos szögben, tölcsérszerűen van megoldva.

A szikraköz a legkönnyebben kialakítható rész az áramkörben. Fajtái:

• álló szikraköz
• forgó szikraköz

Az álló szikraköz egymástól meghatározott távolságra elhelyezett két elektróda. Az elektródok között magas feszültségű impulzusok lépnek fel.

A forgó szikraközt úgy alakítják ki, hogy egy gyors fordulatszámú motor forgó tengelye egy áttétellel hozzá van erősítve egy szigetelő tárcsához, ami nagyon gyorsan forog. Ezen a tárcsán vannak az érintkezők.

Szekunder tekercs 

A szekunder tekercs egy viszonylag nagy menetszámú tekercs. A menetek vékony huzalból készülnek, a tekercselés módja solenoid. A menetszám az elérendő feszültség, tehát az áttétel függvénye. Természetesen ez sok mindentől függ (a primer tekercs induktivitásától, a teljesítménytől, a tekercsek átmérőjétől, magasságától (L/D viszony), a huzalok vastagságától...). Csupán egy sorban helyezkednek el a menetek. A menetemelkedésnél figyelembe kell venni az egy menetre jutó feszültség nagyságát a menetek közötti átütés elkerülésére. A szekunderből kijövő áramerősség viszonylag kicsi, a feszültség több kV-os, a frekvencia pedig több kHz-es.

Extra tekercs 

Az Extra tekercset vagy más néven gömbrezonátort fizikailag el lehet különíteni a két szorosan csatolt tekercstől, melyek a fő oszcillátor szerepét látják el. A fő oszcillátorból a teljesítmény az extra tekercs alsó végébe egy nagy átmérőjű elektromos vezetőn vagy csövön keresztül jut, ezáltal minimalizálva a koronakisülés eshetőségét. Az Erősítő Adó extra tekercse lassúhullámú gömbrezonátorként viselkedik, ahol a sugárirányú gerjesztés a fény sebességének 1-10 %-ával terjed a szabad térben. Az Erősítő Adó sugárirányú elektromágneses mezejének a sebességét a tekercs csúcsa és az elektromos töltés áramlás sebessége határozza meg az áramkörön keresztül. Érdemes megjegyezni, hogy a Tesla féle Erősítő Adó működésének pontos matematikai leírását csak a Tesla úttörő munkásságát követő 50-100 évben sikerült megalkotni. Az alacsonyfrekvenciás Maxwell féle harmonikus rezgéseket alkalmazva Tesla megpróbált alacsonyfrekvenciás állóhullámokat előállítani a Föld elektromágneses „áramkörében”. Az eszközei által történt megfigyeléseiből kiindulva Tesla észrevette, hogy a Föld elektromágneses rezgéseit fel lehet erősíteni. (A Föld elektromágneses rezgéseinek példája a Schumann frekvenciák.) Tesla azt állította, hogy olyan eszközt sikerült készítenie, mely a Föld rezgéseit tudja felerősíteni. Ez az Erősítő Adó volt, mely álló elektromágneses hullámokat keltve megnövelte a rezgések potenciális energiáját. Normális működés esetén az eszköz viszonylag halk volt, miközben nagyteljesítményű elektromos mezőt generált, de mikor a kimeneti feszültség meghaladta a tervezett maximális értéket, akkor magasfeszültségű ívek lövelltek ki az elektródákból a levegőbe. Tesla volt az első, aki a villámok nagyságrendjébe sorolható elektromos hatásokat ért el. Cripple Creek lakosai számára úgy tűnt, mintha a laboratórium felől vihar közeledne.

A Colorado Springs-iek közül nem egy mesélte ^[5] , hogy a laboratórium közelében a talaj és a lábuk között gyakran ívkisülések jelentek meg. Ezek az ívkisülések megfigyelhetőek voltak néha a helyi víztározóban is. A laboratórium körüli terület koronaszerűen fénylett, a Szent Elmo tüzéhez hasonlóan. Tesla egyik kísérlete tönkretette a Colorado Springs-i Elektromos Társaság generátorát, mivel a nagyfrekvenciás hullámok visszatáplálódtak a városi energia elosztó rendszerbe.

Tetőkapacitás 

A tetőkapacitás a szekunder tekercs tetején található legtöbbször, ami sokszor alumíniumból készül. A tetőkapacitás nem más, mint egy toroid formát felvevő fém. Az elkészítése egyszerű. Alufóliát kell feltekercselni olyan formájúra, így megnő a szekunder kapacitása. Ezt gyakran alumíniummagnak hívják. Ha tetőkapacitásnak egy hegyes tárgyat használunk, akkor megfigyelhetjük az úgynevezett koronakisülést.

Magnifier 

A Wardenclyffe Erősítő Adó ^[6] nagyon jól ismert Tesla szabadalmai és a különböző fényképek alapján. Az Erősítő Adó nem ugyanaz, mint a Tesla-tekercs. Az Erősítő Adónak ugyan a Tesla-tekercshez hasonlóan egy kis menetszámú primer és egy nagyobb menetszámú szekunder tekercse volt, de ezek már jóval szorosabban voltak csatolva egymáshoz, így sokkal kisebb volt a veszteség nagyobb lett ahatásfok. Ebből eredően az elsődleges szikra enyhítéséhez jóval szigorúbb szabályokat kellett alkalmazni a primer és szekunder tekercsek között. Ezen kívül a fő oszcillátort alkotó két nagy tekercsen kívül Tesla egy harmadik tekercset is alkalmazott, amit "extra tekercs"-nek nevezett. Tesla az Erősítő Adóval folytatott kísérletei során folyamatos és megszakított hullámokkal dolgozott.

A Tesla-tekercsek veszélyei, hátrányai 

Rengeteg veszéllyel jár egy ilyen tekercs használata.

• Komoly, akár halálos áramütést is lehet szenvedni. A magas frekvenciás részek érintése halálos, csak Faraday-ketrecben lehet biztonságosan megközelíteni a nagyobb frekvenciájú és feszültségű Tesla-tekercseket, vagy (mivel a szekunder egyik vége föld potenciálon van,gondoskodni kell, hogy a megérintő személy a föld potenciáltól megbízhatóan elszigetelt legyen.
• A tekercs működés közben a magas feszültségű kisülések következtében ózont, és nitrogénoxidot termel, mindkettő mérgező gáz. Ezért csak jól szellőztetett teremben szabad működtetni.
• A szikraköz és a kijövő magasfeszültségű koronakisülés ultraibolya sugárzást bocsát ki, így ezek hosszas nézése, hasonlóan a hegesztéshez, szemfájást, kötőhártya gyulladást okoz.
• Zavart kelt a rádióhullámokban, és más elektromágneses hullámokban, így (a teljesítménytől, feszültségtől és frekvenciától függően) a Tesla-tekercs körzetében, (10-100 méterig) zavarja a rádiót, televiziót.

Skin hatás 

A nagyfrekvencián működő tekercsek soros veszteségi ellenállása nagyobb az egyenáramon mért értéknél. Ennek oka, hogy a nagyfrekvenciás áram nem a vezeték teljes keresztmetszetén, hanem csak annak külső felületén folyik. Minél magasabb a frekvencia, a vezetésben részt vevő keresztmetszet, (tulajdonképpen a behatolási mélység) annál inkább csökken. A vezető keresztmetszet csökkenése miatt a vezeték nagyfrekvencián tanúsított ellenállása megnövekszik. Ez a skin (bőr-) hatás. A szkin hatást figyelembe véve a nagyfrekvenciás vezetékeket, tekercseket oly módon készítik, hogy:

• az áram által átjárt külső felületet megnövelik több egymástól elszigetelt vezető alkalmazásával. Ilyen például a litze huzal
• a réz vezető felületét a behatolási mélységig kisebb fajlagos ellenállású anyaggal (pl. ezüst) vonják be, ezáltal csökkentve a vezető keresztmetszet ellenállását
• nagyobb teljesítményű alkalmazáskor (több 100 kW-os rádióadók végfokozatai) a tekercset vörösréz csőből készítik, hiszen az áram úgyis csak a cső külső felületén folyik; a cső belsejében hűtő folyadék áramoltatható.