Bobine de PutereCuprins

1Cuprins

1Introducere

1Capitolul 1 Definitia bobinei, tipuri de bobine.

21.1Simbolul bobinei

21.2Comportamentul i funcionarea bobinei n circuit

31.3ncrcarea bobinei; bobina ca o sarcin

31.4Descrcarea bobinei; bobina ca o surs de putere

41.5 Inductana (L)

4Capitolul 2 Tipuri de bobine

Capitolul 3 Bobina Tesla61.1Scurta descriere6Concluzii.9Bibliografie9

Introducere

In acest raport tehnic voi face o scurta prezentare a uneia dintre cele mai mari inventii ale lui Nikole Tesla si anume bobina Tesla. Mai intai voi explica ce este bobina si tipurile de bobine. Dupa aceea voi prezenta aceasta inventie din punct de vedere al importantei ei si nu in ultimul rand voi face o prezentare tehnica a acesteia.

Capitolul 1 Definitia bobinei, tipuri de bobine.

Bobinele sunt componente special concepute, pentru a profita de fenomenul electromagnetismului, sub forma unei nfurri de material conductor. Aceast form suport un cmp magnetic mai intens dect cel produs de un simplu fir. Unele nfurri ale bobinelor sunt realizate n jurul unui anumit tip de material, denumit miez. Miezul unei bobine poate fi drept, sau poate forma un drum nchis (ptrat, rectangular, circular) pentru meninerea complet a fluxului magnetic. Toate aceste opiuni de proiectare au efect final asupra performanelor i caracteristicilor bobinelor.

1.1 Simbolul bobineiSimbolul unei bobine, precum cel al condensatorului, este simplu, reprezentnd nfurarea conductorului. Dei o nfurare general este simbolul oricrei bobine, cele cu miez sunt cteodat deosebite de celelalte prin adugarea a dou linii paralele cu axa sa. Un simbol mai nou pentru bobin nu mai reprezint nfurarea propriu-zis, ci se limiteaz la reprezentarea ctorva cocoae n serie:1.2 Comportamentul i funcionarea bobinei n circuitCurentul electric produce un cmp magnetic concentrat n jurul bobinei, iar acest flux magnetic reprezint o stocare de energie cinetic datorat deplasrii electronilor prin nfurare. Cu ct valoarea curentului prin bobin este mai mare, cu att va fi mai puternic cmpul magnetic i cu att mai mare va fi energia stocat de bobin.

Datorit faptului c bobinele stocheaz energia cinetic a electronilor ce se deplaseaz prin nfurare sub forma cmpului magnetic, comportamentul acestor dispozitive este foarte diferit de cel al rezistorilor (care pur i simplu disip energia sub form de cldur) dintr-un circuit.

Energia stocat dintr-o bobin depinde de cantitatea de curent ce o strbate. Abilitatea unei bobine de a stoca energie n funcie de curent se traduce printr-o tendin de meninere constant a curentului ce o strbate. Cu alte cuvinte, bobinele tind s se opun variaiei curentului. Atunci cnd valoarea curentului printr-o bobin crete sau descrete, aceasta rezist variaiei producnd o tensiune la bornele sale de polaritate opus variaiei.

Pentru a stoca energie ntr-o bobin, curentul prin aceasta trebuie s creasc. Acest lucru nseamn c i cmpul magnetic trebuie s creasc n for, iar aceast variaie a forei cmpului produce la rndul ei o cdere tensiune conform principiului (auto)induciei electromagnetice. De asemenea, pentru a ceda energia stocat ntr-o bobin, curentul prin aceasta trebuie s scad. Acest lucru nseamn c i cmpul magnetic trebuie s descreasc n for, iar aceast variaie a cmpului magnetic auto-induce o cdere de tensiune de polaritate opus.Asemenea legii de micare a lui Newton (un obiect n micare tinde s rmn n micare; un obiect n repaos tinde s rmn n repaos) ce descrie tendina corpurilor de a se opune variaiei vitezei, putem defini tendina unei bobine de a se opune variaiei curentului astfel: Electronii ce se deplaseaz printr-o bobin tind s rmn n micare; electronii ce se afl n repaos ntr-o bobin tind s rmn n repaos. Teoretic, o bobin scurt-circuitat va menine o valoare constant a curentului la bornele sale fr niciun ajutor extern

Practic ns, abilitatea unei bobine de susinere individual a unui curent la bornele sale se poate realiza doar cu ajutorul firelor supraconductoare, deoarece rezistena inerent oricrui conductor normal este suficient pentru disiparea rapid a puterii din circuit i descreterea curentului, atunci cnd nu exist o surs de putere n circuit

1.3 ncrcarea bobinei; bobina ca o sarcinCnd curentul printr-o bobin crete, aceasta va genera o cdere de tensiune n direcia opus deplasrii electronilor, comportamentul fiind asemenea unei sarcini. n aceast situaie, spunem c bobina se ncarc, deoarece energie stocat sub form de cmp magnetic crete. Observai polaritate tensiuni fa de direcia curentului.

1.4 Descrcarea bobinei; bobina ca o surs de putereAtunci cnd curentul prin bobin descrete, cderea de tensiune generat de aceasta este ndreptat spre direcia de deplasare a electronilor, comportamentul fiind asemenea unei surse de putere. n aceast situaie, spunem c bobina se descarc, deoarece stocul de energie descrete, fiind eliberat n circuitul extern. Observai polaritatea cderii de tensiune fa de direcia curentului.

1.5 Inductana (L)

Msura capacitii unei bobine de stocare a energiei pentru o anumit valoare a curentului poart numele de inductan. Inductana msoar i intensitatea opoziiei variaiei de curent (valoarea tensiunii auto-induse pentru o anumit rat de variaie a curentului). Simbolul acesteia este L, iar unitatea de msur este Henry, prescurtat H.

Capitolul 2 Tipuri de bobine

a) bobina liniara, invariabila in timp si necuplata magnetic:

Simbol: Ecuatia: t(t)=Li(t) unde L-inductivitatea bobinei masurata in H(Henry)

Bobina fiind liniara caracteristica flux-curent este o dreapta care trece prin origine, deci fluxul si curentul au aceeasi forma si variatie in timp.-ec volt amper ale bobinei

b) bobina liniara parametrica se caracterizeaza printr-o inductivitate variabila in timp ecuatia: t(t)=L(t)i(t); tensiunea la bornele bobinei este

c) bobina neliniara variabila sau invariabila in timp-bobina cu miez feromagnetic care intra in componenta magnetilor.

In functie de materialul din care este alcatuit miezul , caracteristica bobinei poate avea diverse forme. In cazul materialelor feromagnetice moi se numeste magnetizare iar in cazul celor dure caracteristica se numeste ciclu de histerezis. Analiza lor se face prin aproximarea segmentelor de dreapta.

d) Bobine cuplate magnetic- O bobina de inductivitate Ls parcursa de curentul is este cuplata cu alte (l-1) bobine daca fluxul magnetic al acesteia t0 este in functie si de curentii prin cele l-1 bobine. pt k=S LSS- inductivitatea proprie a bobinei LSK=LKS- Inductivitatea mutuala de cuplaj intre bobinele S si k .In teoria circuitelor electrice semnul inductivitatii mutuale se stabileste punand in evidenta bornele polarizate sau de inceput ale bobinelor cuplate si tipul de incidenta al curentilor in aceste borne.

Daca curentii au acelasi tip de incidenta (toti ies sau intra in borna polarizata) atunci cuplajul se numeste aditional si inductivitatea mutuala este pozitiva. Daca tipul de incidenta in borna polarizata este diferit, cuplajul se numeste diferential si valoarea lui este negativa. Schimbarea tipului cuplajului se poate realiza modificand sensul curentului printr-o bobina sau borna polarizata a unei singure bobine

Capitolul 3 Bobina Tesla

1.1 Scurta descriere

Bobina Tesla este un transformator special, care alimentat de la retea sau baterii ridica tensiunea pana la sute de mii de volti obtinandu-se curent de inalta frecventa. Este un transformator bobinat in aer (fara miez), in care primarul si secundarul sunt acordate sa functioneze la o frecventa de rezonanta.

Bobina Tesla produce tensiuni foarte mari ajungand pana la 2 milioane de volti.Bobina Tesla implica o sursa puternica de curent, unul sau mai multe condensatoare de mare voltaj si un eclator care controla descarcarea condensatorului in primarul bobinei Tesla. Primarul si secundarul sunt acordate pentru a obtine un transfer optim, de obicei intre 25 kHz si 2 MHz. Pentru a obtine scantei mari, conteaza capacitatea condensatorului / condensatorilor, distanta electrozilor eclatorului si numarul de spire din primarul bobinei. Trebuie evitati condensatorii din ceramica deoarece pot exploda. Ca sursa de curent se poate folosi un transformator de linii de la un televizor vechi care ridica tensiunea pana la 20 30 KV.

O astfel de bobina poate ridica tensiunea pana la 100 KV 2 MV si produce campuri electromagnetice extrem de puternice.

Bobina este produsa de entuziasti ai tensiunilor mari, de institutii de cercetare, sau cercetatori independenti.

Spre deosebire de un transformator obisnuit ce cupleaza intre primar si secundar peste 97% din campul magnetic, bobinele Tesla impart doar 10-20% din campul lor magnetic.

In timp ce energia se transfera din primar in secundar, voltajul secundarului creste pana ce toata energia din primar este transferata. O bobina Tesla bine proiectata poate trasfera peste 85% din energia initiala stocata in condensatorul primar.

Fig. 4 Schema unei bobine tesla

Concluzii:

Fcand acest referat am ajuns la concluzia c bobinele nu sunt doar nc o component n circuit ci ele au un rol desvrit in funcionarea i totodat n mentenabilitatea acestuia.

nainte s lucrez la acest referat nu tiam absolut nimic despre bobina Tesla. Faptul c aceasta este baza transformatoarelor de mare putere l face pe inventatorul su, Nikola Tesla un geniu. Aceste bobine constituie baza electricitii pe care oamenii din ziua de astzi i satisfac nevoile de zi cu zi privind folosirea aparatelor electrice.Bibliografie

http://www.descopera.org/bobina-tesla/ http://www.etc.ugal.ro/lfrangu/CCP4.pdf http://greeneneregy.wordpress.com/electromagnetism-2 http://vega.unitbv.ro/~nicolaeg/MTCE-%20EA%20-TSTC%20-INFZ/Documentatie%20Componente%20pasive/Cap.4-Bobine.pdf.Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

PAGE 1