Przejdź do treści

Muzyczny transformator Tesli

Stu­denci kra­kow­skiej Aka­de­mii Gór­ni­czo-Hut­ni­czej wy­ko­nali od pod­staw trans­for­ma­tor Te­sli za­si­lany przez układ ener­go­elek­tro­niczny, który za po­mocą wy­ła­do­wań może od­twa­rzać wy­brane me­lo­die.

Trans­for­ma­tor Te­sli (cewka Te­sli) to ro­dzaj trans­for­ma­tora na rdze­niu po­wietrz­nym, wy­na­le­ziony pod ko­niec XIX wieku, dzięki któ­remu moż­liwe jest wy­twa­rza­nie w ob­wo­dzie re­zo­nan­so­wym na­pię­cia o bar­dzo du­żych war­to­ściach na­wet rzędu kilku mi­lio­nów wolt. Da­mian Pala, Ma­te­usz Kraw­czyk, Woj­ciech Sor­bian oraz Nor­bert Ku­dera z koła stu­denc­kiego „Pio­run”, które działa na Wy­dziale Elek­tro­tech­niki, Au­to­ma­tyki, In­for­ma­tyki i In­ży­nie­rii Bio­me­dycz­nej wy­ko­nali mu­zyczną cewkę Te­sli w ra­mach Grantu Rek­tor­skiego, pod kie­run­kiem dr hab. inż. Pawła Zy­dro­nia. Pra­co­wali nad nią pra­wie rok.

Stu­denci za­in­spi­ro­wani się pra­cami ame­ry­kań­skiego kon­struk­tora, który kil­ka­na­ście lat temu za­pro­po­no­wał nowy spo­sób za­si­la­nia ta­kiego trans­for­ma­tora, po­sta­no­wili sami za­sto­so­wać ten po­mysł i przy uży­ciu ele­men­tów ener­go­elek­tro­nicz­nych kon­tro­lo­wać wy­ła­do­wa­nia. Pod­łą­cze­nie in­stru­mentu mu­zycz­nego lub kom­pu­tera do urzą­dze­nia po­zwala na mo­du­la­cję se­kwen­cji wy­ła­do­wań elek­trycz­nych w po­wie­trzu, a tym sa­mym uzy­ska­nie po­żą­da­nych dźwię­ków. Efekt jest nie tylko dźwię­kowy, ale i wi­zu­alny (pio­runy).

Cewka ge­ne­ruje na­pię­cia na po­zio­mie 650 000 V, dzięki czemu je­ste­śmy w sta­nie wy­twa­rzać w po­wie­trzu wy­ła­do­wa­nia o dłu­go­ści kilku me­trów — wy­ja­śnia dzia­ła­nie trans­for­ma­tora dr hab. inż. Pa­weł Zy­droń. — Każde ta­kie wy­ła­do­wa­nie nie­sie pewną ener­gię, two­rząc ka­nał zjo­ni­zo­wa­nego gazu, w któ­rym ze względu na wy­soką tem­pe­ra­turę na­stę­puje gwał­towny wzrost ci­śnie­nia, po­wo­du­jący w efek­cie po­wsta­nie fali aku­stycz­nej, do­cie­ra­ją­cej do na­szych uszu. Po­wsta­jący dźwięk to se­kwen­cja zmo­du­lo­wa­nych wy­ła­do­wań, które jed­no­cze­śnie sta­no­wią „gło­śnik” urzą­dza­nia.

Naj­bar­dziej wi­doczną czę­ścią trans­for­ma­tora jest uzwo­je­nie wtórne umiesz­czone na dłu­giej pio­no­wej ru­rze oraz górna, to­ro­idalna elek­troda. Waż­nym ele­men­tem jest także uzwo­je­nie pier­wotne umiesz­czone w dol­nej czę­ści trans­for­ma­tora Te­sli oraz układ ste­ro­wa­nia z prze­kształt­ni­kiem ener­go­elek­tro­nicz­nym, który od­po­wiada za po­wsta­wa­nie dźwię­ków i za­pew­nia od­po­wied­nią pracę ca­łego układu.

Do bu­dowy gór­nej elek­trody wy­ko­rzy­sta­li­śmy rurę spiro, która znaj­duje za­sto­so­wa­nia w pie­cach ła­zien­ko­wych czy kli­ma­ty­za­cji. Na­stęp­nie na­nie­śli­śmy na nią gips, aby wy­rów­nać nie­do­sko­na­ło­ści po­wierzchni, oraz okle­ili­śmy alu­mi­niową ta­śmą sa­mo­przy­lepną – zdra­dził szcze­góły kon­struk­cyjne je­den z kon­struk­to­rów Da­mian Pala.

„Rusz­to­wa­nie” uzwo­je­nia wtór­nego sta­nowi rura po­li­pro­py­le­nowa, któ­rej na­tu­ral­nym prze­zna­cze­niem miało być do­pro­wa­dza­nie wody do go­spo­darstw do­mo­wych. Uzwo­je­nie pier­wotne wy­ko­na­li­śmy z ta­śmy mie­dzia­nej zwi­nię­tej w spi­ralę li­czącą kil­ka­na­ście zwo­jów. Naj­waż­niej­szym ele­men­tem jest układ ener­go­elek­tro­niczny od­po­wia­da­jący za ste­ro­wa­nia most­kiem głów­nym prze­kształt­nika, wy­ko­na­nym przy za­sto­so­wa­niu wy­soko-na­pię­cio­wych tran­zy­sto­rów mocy. Trans­for­ma­tor zlo­ka­li­zo­wany jest w wy­so­ko­na­pię­cio­wym polu pro­bier­czym, a osiat­ko­wana prze­strzeń wo­kół niego za­pew­nia bez­pie­czeń­stwo oso­bom na ze­wnątrz.

Stu­denci pro­jek­tu­jąc i wy­ko­nu­jąc trans­for­ma­tor Te­sli szcze­gól­nie dbali o bez­pie­czeń­stwo, a to z pew­no­ścią za­pro­cen­tuje w ich przy­szłej pracy w elek­tro­ener­ge­tyce czy też przy urzą­dze­niach wy­so­kiego na­pię­cia – pod­kre­ślił dr hab. inż. Pa­weł Zy­droń.

Urzą­dza­nie jest cały czas do­sko­na­lone, a stu­denci pra­cują nad po­prawą ja­ko­ści ge­ne­ro­wa­nego dźwięku.

Powiązane materiały: