Erhöhung der Frequenz des elektrischen Wechselstroms. Wie kann man die Stromstärke erhöhen, ohne die Spannung zu ändern? Was ist aktuelle Stärke

Die heute beliebteste Methode zum Erhöhen (oder Verringern) der Stromfrequenz ist die Verwendung eines Frequenzumrichters. Frequenzumrichter ermöglichen es, aus einem einphasigen oder dreiphasigen Wechselstrom mit industrieller Frequenz (50 oder 60 Hz) einen Strom mit der erforderlichen Frequenz, beispielsweise von 1 bis 800 Hz, zu gewinnen, um einphasige oder dreiphasige zu versorgen -Phasenmotoren.

Neben elektronischen Frequenzumrichtern werden zur Erhöhung der Stromfrequenz auch elektrische Induktions-Frequenzumrichter eingesetzt, bei denen beispielsweise ein Asynchronmotor mit bewickeltem Läufer teilweise im Generatorbetrieb arbeitet. Es gibt auch Umformer - Motorgeneratoren, auf die in diesem Artikel ebenfalls eingegangen wird.

Elektronische Frequenzumrichter

Mit elektronischen Frequenzumrichtern können Sie die Drehzahl von Synchron- und Asynchronmotoren durch eine sanfte Erhöhung der Frequenz am Ausgang des Umrichters auf den eingestellten Wert stufenlos regeln. Der einfachste Ansatz bietet die Einstellung einer konstanten U / f-Kennlinie, und progressivere Lösungen verwenden die Vektorsteuerung.

Typischerweise enthalten sie einen Gleichrichter, der die Netzfrequenz AC in DC umwandelt; nach dem Gleichrichter befindet sich ein Wechselrichter in seiner einfachsten Form - basierend auf PWM, der eine konstante Spannung in einen Lastwechselstrom umwandelt, wobei Frequenz und Amplitude bereits vom Benutzer eingestellt werden und diese Parameter von den Netzparametern abweichen können mehr oder weniger am Eingang.

Die Ausgangseinheit eines elektronischen Frequenzumrichters ist meistens eine Thyristor- oder Transistorbrücke, bestehend aus vier oder sechs Schlüsseln, die den erforderlichen Strom zur Versorgung der Last, insbesondere des Elektromotors, bilden. Um Rauschen in der Ausgangsspannung zu glätten, wird am Ausgang ein EMV-Filter hinzugefügt.

Wie oben erwähnt, verwendet ein elektronischer Frequenzumrichter Thyristoren oder Transistoren für seinen Betrieb. Zur Ansteuerung der Tasten wird ein Mikroprozessormodul verwendet, das als Controller dient und gleichzeitig eine Reihe von Diagnose- und Schutzfunktionen ausführt.

Frequenzumrichter gibt es mittlerweile noch in zwei Klassen: mit direkter Kommunikation und mit Zwischenkreis. Bei der Wahl zwischen diesen beiden Klassen werden die Vor- und Nachteile beider abgewogen und die Zweckmäßigkeit der einen oder anderen zur Lösung eines dringenden Problems bestimmt.

Direkte Kommunikation

Direkt gekoppelte Stromrichter zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen gesteuerten Gleichrichter verwenden, bei dem Thyristorgruppen abwechselnd entriegelnd die Last, beispielsweise Motorwicklungen, direkt auf das Versorgungsnetz schalten.

Als Ergebnis werden am Ausgang Sinuskurven der Netzspannung erhalten, und die äquivalente Frequenz am Ausgang (für den Motor) wird innerhalb von 60% kleiner als die des Netzes, dh von 0 bis 36 Hz für ein 60-Hz-Eingang.

Diese Eigenschaften erlauben es nicht, die Parameter der Ausrüstung in der Industrie in einem weiten Bereich zu variieren, daher ist die Nachfrage nach diesen Lösungen gering. Darüber hinaus sind nicht sperrbare Thyristoren schwer zu steuern, die Kosten der Schaltungen werden höher, und es gibt viel Rauschen am Ausgang, Kompensatoren sind erforderlich, und infolgedessen sind die Abmessungen groß und der Wirkungsgrad gering .

Zwischenkreis

Viel besser sind in dieser Hinsicht Frequenzumrichter mit einem ausgeprägten Gleichstromzwischenkreis, bei denen zunächst der Netzwechselstrom gleichgerichtet, gefiltert und dann durch eine Schaltung auf elektronischen Schlüsseln wieder in Wechselstrom der erforderlichen Frequenz und Amplitude umgewandelt wird. Hier kann die Frequenz viel höher sein. Natürlich reduziert die Doppelwandlung den Wirkungsgrad etwas, aber die Parameter der Ausgangsfrequenz entsprechen gerade den Anforderungen des Verbrauchers.

Um einen reinen Sinus an den Motorwicklungen zu erhalten, wird eine Wechselrichterschaltung verwendet, bei der die Spannung der gewünschten Form dank erhalten wird. Die elektronischen Schalter sind hier selbsthaltende Thyristoren oder IGBT-Transistoren.

Thyristoren können im Vergleich zu Transistoren großen Stoßströmen standhalten, daher greifen sie immer häufiger auf Thyristorschaltungen zurück, sowohl bei Umrichtern mit direkter Kommunikation als auch bei Umrichtern mit Zwischenkreis, der Wirkungsgrad beträgt bis zu 98%.

Der Fairness halber stellen wir fest, dass elektronische Frequenzumrichter für das Versorgungsnetz eine nichtlineare Last sind und darin höhere Oberschwingungen erzeugen, was die Stromqualität verschlechtert.

Um Strom von einer seiner Formen in eine andere umzuwandeln, insbesondere um die Frequenz des Stroms zu erhöhen, ohne auf elektronische Lösungen zurückgreifen zu müssen, werden sogenannte Umformer verwendet - Motorgeneratoren. Solche Maschinen funktionieren wie ein Stromleiter, tatsächlich findet jedoch keine direkte Stromumwandlung wie in einem Transformator oder einem elektronischen Frequenzumrichter als solchem ​​statt.

Folgende Optionen stehen hier zur Verfügung:

Gleichstrom kann in Wechselstrom höherer Spannung und erforderlicher Frequenz umgewandelt werden;

Gleichstrom kann aus Wechselstrom gewonnen werden;

direkte mechanische Frequenzumwandlung mit einer Erhöhung oder Verringerung derselben;

Gewinnen eines Drehstroms der erforderlichen Frequenz aus einem einphasigen Strom der Netzfrequenz.

In seiner kanonischen Form ist ein Motor-Generator ein Elektromotor, dessen Welle direkt mit dem Generator verbunden ist. Am Generatorausgang ist eine Stabilisierungsvorrichtung installiert, um die Frequenz- und Amplitudenparameter des erzeugten Stroms zu verbessern.

Bei einigen Umformermodellen enthält der Anker sowohl Motor- als auch Generatorwicklungen, deren Leitungen mit dem Kollektor bzw. den Ausgangsschleifringen verbunden sind.

Bei anderen Versionen gibt es gemeinsame Wicklungen für beide Ströme, zum Beispiel gibt es keinen Kollektor mit Schleifringen zur Wandlung der Phasenzahl, sondern es werden für jede der Ausgangsphasen einfach Abgriffe von der Statorwicklung vorgenommen. Eine Asynchronmaschine wandelt also einen einphasigen Strom in einen dreiphasigen um (ist im Prinzip identisch mit einer Frequenzerhöhung).

Mit dem Motor-Generator können Sie also Stromart, Spannung, Frequenz und Anzahl der Phasen umwandeln. Bis in die 70er Jahre wurden Konverter dieses Typs in der militärischen Ausrüstung der UdSSR verwendet, wo sie insbesondere Geräte an Lampen mit Strom versorgten. Einphasige und dreiphasige Wandler wurden mit einer konstanten Spannung von 27 Volt betrieben, und der Ausgang war eine Wechselspannung von 127 Volt 50 Hertz einphasig oder 36 Volt 400 Hertz dreiphasig.

Die Leistung solcher Umformer erreichte 4,5 kVA. Ähnliche Maschinen wurden in Elektrolokomotiven verwendet, wo eine konstante Spannung von 50 Volt in eine Wechselspannung von 220 Volt mit einer Frequenz von bis zu 425 Hertz für den Betrieb von Leuchtstofflampen und 127 Volt 50 Hertz für den Betrieb von Rasierern der Passagiere umgewandelt wurde. Die ersten Computer wurden oft von Umformern zur Stromversorgung verwendet.

Noch heute sind hier und da Umformer anzutreffen: in Trolleybussen, in Straßenbahnen, in Elektrozügen, wo sie eingebaut wurden, um Niederspannung für die Versorgung von Regelkreisen zu gewinnen. Aber jetzt sind sie bereits fast vollständig durch Halbleiterlösungen (auf Thyristoren und Transistoren) verdrängt worden.

Umrichter vom Motor-Generator-Typ sind für eine Reihe von Vorteilen wertvoll. Zum einen ist es eine zuverlässige galvanische Trennung der Ausgangs- und Eingangsstromkreise. Zweitens ist der Ausgang der reinste Sinus ohne Störungen, kein Rauschen. Das Gerät ist sehr einfach im Design, daher ist die Wartung recht einfach.

Dies ist eine einfache Möglichkeit, eine Dreiphasenspannung zu erhalten. Die Trägheit des Rotors glättet Einschaltströme mit einer starken Änderung der Lastparameter. Und natürlich lässt sich hier ganz einfach Strom zurückgewinnen.

Nicht ohne Nachteile. Umformer haben bewegliche Teile, daher sind ihre Ressourcen begrenzt. Masse, Gewicht, Materialfülle und damit hohe Kosten. Laute Arbeit, Vibrationen. Die Notwendigkeit einer häufigen Schmierung der Lager, Reinigung der Kollektoren, Austausch der Bürsten. Der Wirkungsgrad liegt innerhalb von 70 %.

Trotz der Nachteile werden in der Elektroenergieindustrie immer noch mechanische Motorgeneratoren verwendet, um große Leistungen umzuwandeln. Motorgeneratoren können in Zukunft dazu beitragen, Netze mit Frequenzen von 60 und 50 Hz anzupassen oder Netze mit erhöhten Anforderungen an die Stromqualität zu erfüllen. Die Stromversorgung der Rotorwicklungen der Maschine ist in diesem Fall von einem Festkörper-Frequenzumrichter geringer Leistung möglich.

An alle Betroffenen:

Lassen Sie alle wissen, dass ich, Nikola Tesla, ein in Manhattan lebender amerikanischer Staatsbürger, neue und nützliche Verbesserungen zur Erhöhung der Intensität elektrischer Schwingungen erfunden habe, die unten beschrieben werden.

In vielen wissenschaftlichen und praktischen Fällen der Verwendung von elektrischen Impulsen oder Schwingungen - wie zum Beispiel in Datenübertragungssystemen über eine Entfernung - ist es sehr wichtig, die Impulse oder Stromschwingungen, die in den Sender- und Empfängerkreisen erzeugt werden, so weit wie möglich zu erhöhen , vor allem in letzterem.

Es ist bekannt, dass, wenn die der Schaltung zugeführten elektrischen Impulse mit freien Schwingungen zusammenfallen, die Intensität der darin erzeugten Schwingungen vom Wert der physikalischen Konstanten und dem Verhältnis der Perioden der zugeführten und freien Schwingungen abhängt. Um die besten Ergebnisse zu erzielen, müssen die Perioden der erzwungenen und der freien Schwingungen zusammenfallen. In diesem Fall ist die Intensität der letzteren am größten und hängt hauptsächlich von der Induktivität und dem Widerstand der Schaltung ab, ihr Wert ist direkt proportional zu Induktivität und umgekehrt proportional zum Widerstand.

Um also die Schwingungen in der Schaltung zu erhöhen, also den Strom oder die Spannung zu erhöhen, müssen Sie die Induktivität so groß wie möglich und den Widerstand so klein wie möglich machen. Vor diesem Hintergrund habe ich Drähte mit besonderer Form und sehr großem Querschnitt erfunden und verwendet; Aber ich fand, dass die Möglichkeit, die Induktivität zu erhöhen und Widerstände zu verringern, begrenzt ist. Dies ist verständlich, wenn man bedenkt, dass der resonante Anstieg des Stroms oder der Spannung im Stromkreis proportional zur Frequenz der Pulse ist und große Induktivitäten im Allgemeinen niederfrequente Schwingungen verursachen.

Andererseits verringert eine Vergrößerung des Leiterquerschnitts, um den Widerstand zu verringern, nach einer bestimmten Grenze den Widerstand wenig oder nicht, da elektrische Schwingungen, insbesondere hochfrequente, in der oberflächennahen Schicht fließen, und das Diese Störungen können mit verdrillten Litzen umgangen werden, aber in der Praxis treten andere Barrieren auf, die oft mehr als die Vorteile ihrer Verwendung sind.

Es ist allgemein bekannt, dass mit steigender Temperatur eines Leiters auch sein Widerstand steigt. Daher platzieren Designer Spulen, um eine Erwärmung während des Gebrauchs zu vermeiden.

Ich habe entdeckt, dass, damit die Schwingungen im Kreis frei sind, der Kreis bei einer niedrigen Temperatur arbeiten muss, während die Schwingungen der Anregung auch stark zunehmen müssen.

Kurz gesagt besteht meine Erfindung darin, eine hohe Intensität und Dauer von Schwingungen in einem frei schwingenden oder resonierenden Kreis zu erzeugen, indem dieses Verfahren bei einer niedrigen Temperatur durchgeführt wird.

Typischerweise wird dies bei Nutzfahrzeugen durch die Isolierung des Objekts von unnötiger Wärme erreicht, was den Abfall minimiert.

Meine Erfindung sorgt nicht nur für Energieeinsparung, sondern hat eine völlig neue und wertvolle Eigenschaft, den Intensitätsgrad und die Dauer freier Schwingungen zu erhöhen. Dies kann immer dann sinnvoll sein, wenn es erforderlich ist, frei schwingende Entladungen zu akkumulieren.

Die Erfindung lässt sich am besten realisieren, indem man den freischwingenden Kreis bzw. Leiter bei niedriger Temperatur mit einem geeigneten Medium (Kaltluft, Kühlmittel) umgibt, was zu höchster Selbstinduktion und geringstem Widerstand führt. Wenn beispielsweise in einem System zur Übertragung von Energie durch die Umgebung der Sender und der Empfänger über Leiter mit Masse und mit isolierten Anschlüssen verbunden sind, dann sollte die Länge dieser Leiter gleich einem Viertel der durch sie hindurchgehenden Wellenlänge sein.

Die beigefügte Figur zeigt ein Diagramm der in meiner Erfindung verwendeten Vorrichtung.

Das Diagramm stellt zwei Geräte dar, von denen eines ein Empfänger und das andere ein Sender sein kann. Jedes enthält eine Spule mit mehreren niederohmigen Windungen (bezeichnet mit A und A"). Die Primärspule, die Teil des Senders sein soll, ist an eine Stromquelle angeschlossen. Jedes Instrument hat flache spiralförmig gewickelte Induktionsspulen B und B", ein Ende von der mit Masse C verbunden ist, und der andere, von der Mitte kommend, mit einem isolierten Anschluss, der in die Luft herausgeführt wird. Spulen B befinden sich in einem Behälter mit Kühlmittel, um den Spulen A gewickelt sind Spulen in Form einer Spirale sollen freie Schwingungen erzeugen. Ihre Form kann natürlich beliebig sein.

Nehmen wir nun im einfachsten Fall an, dass auf die Spule A des Senders Impulse beliebiger Frequenz einwirken. In den Spulen B werden ähnliche Impulse induziert, jedoch mit einer höheren Frequenz. Und dieser Anstieg wird sich direkt auf ihre Induktivität und umgekehrt auf ihren Widerstand auswirken. Und da die anderen Bedingungen gleich bleiben, nimmt die Intensität der Schwingungen im Resonanzkreis B im gleichen Verhältnis zu, in dem der Widerstand abnimmt.

Oftmals können die Bedingungen jedoch so sein, dass das Ziel nicht nur durch die Reduzierung des Widerstands des Stromkreises erreicht wird, sondern auch durch die Manipulation der Länge der Leiter und dementsprechend der Induktivität und des Widerstands, die die Intensität der freien Schwingungen bestimmen .

Schwingungen in der Spule B, deutlich verstärkt, breiten sich aus und erreichen die Spule B "auf Empfang", erregen die entsprechenden Schwingungen darin und werden aus ähnlichem Grund verstärkt, was zu einer Erhöhung der Ströme oder Schwingungen im A . führt "Schaltungen des Empfangsgeräts. Wenn die Schaltung A periodisch öffnet und schließt, erhöht sich die Wirkung im Empfänger in der beschriebenen Weise, nicht nur wegen der Verstärkung der Impulse in den Spulen B, sondern auch wegen ihrer Fähigkeit, in großen Zeitintervallen zu existieren.

Die Erfindung ist am effektivsten, wenn die Pulse in der Senderschaltung A statt willkürlicher Frequenzen eine Eigenfrequenz haben, also durch freie Schwingungen hochfrequenter Kondensatorentladungen angeregt wurden. In diesem Fall führt die Abkühlung des Leiters A zu einer deutlichen Zunahme der Schwingungen im Schwingkreis B. Die Übertragungsspulen B "werden proportionaler erregt und induzieren im Kreis A hochintensive Ströme". Je mehr frei schwingende Kreise abwechselnd Energie senden und empfangen, desto größer ist offensichtlich der Effekt durch die Anwendung meiner Erfindung.

Der Artikel konzentriert sich darauf, wie Sie den Strom im Ladestromkreis, im Netzteil, Transformator, Generator und in den USB-Anschlüssen des Computers erhöhen können, ohne die Spannung zu ändern.

Was ist Stromstärke?

Elektrischer Strom ist eine geordnete Bewegung geladener Teilchen innerhalb eines Leiters, wobei zwingend eine geschlossene Schleife vorhanden ist.

Das Auftreten des Stroms ist auf die Bewegung von Elektronen und freien Ionen zurückzuführen, die eine positive Ladung haben.

Bei der Bewegung können geladene Teilchen den Leiter erhitzen und seine Zusammensetzung chemisch beeinflussen. Außerdem kann der Strom benachbarte Ströme und magnetisierte Körper beeinflussen.

Strom ist ein elektrischer Parameter, der eine skalare Größe ist. Formel:

I = q / t, wobei I die Stromstärke, t die Zeit und q die Ladung ist.

Es lohnt sich, das Ohmsche Gesetz zu kennen, nach dem der Strom direkt proportional zu U (Spannung) und umgekehrt proportional zu R (Widerstand) ist.

Die Stärke des Stroms ist von zwei Arten - positiv und negativ.

Im Folgenden betrachten wir, wovon dieser Parameter abhängt, wie der Strom im Stromkreis, im Generator, im Netzteil und im Transformator erhöht werden kann.

Wovon hängt die Stromstärke ab?

Um das I in der Kette zu erhöhen, ist es wichtig zu verstehen, welche Faktoren diesen Parameter beeinflussen können. Hier können Sie die Abhängigkeit hervorheben von:

• Widerstand. Je kleiner der Parameter R (Ohm) ist, desto höher ist der Strom im Stromkreis.
• Stromspannung. Nach dem gleichen Ohmschen Gesetz können wir schließen, dass mit einer Zunahme von U auch die Stromstärke zunimmt.
• Magnetische Feldstärke. Je größer es ist, desto höher ist die Spannung.
• Die Anzahl der Windungen der Spule. Je höher dieser Indikator, desto mehr U und dementsprechend höher I.
• Die Kraft der Kraft, die auf den Rotor übertragen wird.
• Der Durchmesser der Leiter. Je kleiner er ist, desto höher ist die Gefahr der Erwärmung und des Durchbrennens der Zuleitung.
• Netzteil-Designs.
• Der Durchmesser der Stator- und Ankerdrähte, die Anzahl der Amperewindungen.
• Generatorparameter - Betriebsstrom, Spannung, Frequenz und Drehzahl.

Wie kann man den Strom im Stromkreis erhöhen?

Es gibt Situationen, in denen das I, das im Kreislauf fließt, erhöht werden muss, aber es ist wichtig zu verstehen, dass Maßnahmen ergriffen werden müssen, die mit speziellen Geräten durchgeführt werden können.

Überlegen Sie, wie Sie die Stromstärke mit einfachen Geräten erhöhen können.

Für die Arbeit ist ein Amperemeter erforderlich.

Variante 1.

Das Ohmsche Gesetz besagt, dass der Strom gleich der Spannung (U) dividiert durch den Widerstand (R) ist. Die einfachste Möglichkeit, die Kraft I zu erhöhen, die sich anbietet, besteht darin, die am Eingang der Schaltung anliegende Spannung zu erhöhen oder den Widerstand zu verringern. In diesem Fall werde ich direkt proportional zu U erhöhen.

Wenn Sie beispielsweise einen 20-Ohm-Stromkreis an eine Stromquelle mit U = 3 Volt anschließen, beträgt der Stromwert 0,15 A.

Wenn Sie der Schaltung eine weitere 3V-Stromversorgung hinzufügen, kann der Gesamtwert von U auf 6 Volt erhöht werden. Dementsprechend verdoppelt sich auch der Strom und erreicht die Grenze von 0,3 Ampere.

Die Netzteile müssen in Reihe geschaltet werden, dh das Plus eines Elements wird mit dem Minus des ersten verbunden.

Um die erforderliche Spannung zu erhalten, genügt es, mehrere Netzteile zu einer Gruppe zusammenzuschließen.

Im Alltag werden konstante U-Quellen, die zu einer Gruppe zusammengefasst sind, Batterien genannt.

Trotz der offensichtlichen Formel können praktische Ergebnisse von theoretischen Berechnungen abweichen, was mit zusätzlichen Faktoren verbunden ist - der Erwärmung des Leiters, seinem Querschnitt, dem verwendeten Material usw.

Dadurch ändert sich R nach oben, was zu einer Abnahme der Festigkeit I führt.

Eine Erhöhung der Last im Stromkreis kann zu einer Überhitzung der Leiter, einem Durchbrennen oder sogar einem Brand führen.

Deshalb ist es wichtig, bei der Verwendung von Geräten vorsichtig zu sein und deren Leistung bei der Auswahl des Querschnitts zu berücksichtigen.

Der Wert von I kann auf andere Weise erhöht werden, indem der Widerstand verringert wird. Wenn die Eingangsspannung beispielsweise 3 Volt beträgt und R 30 Ohm beträgt, fließt ein Strom von 0,1 Ampere durch den Stromkreis.

Wenn der Widerstand auf 15 Ohm reduziert wird, verdoppelt sich der Strom dagegen und erreicht 0,2 Ampere. Bei einem Kurzschluss in der Nähe der Stromquelle sinkt die Last auf fast Null, in diesem Fall erhöhe ich auf den maximal möglichen Wert (unter Berücksichtigung der Leistung des Produkts).

Durch Kühlung des Drahtes kann der Widerstand weiter reduziert werden. Dieser Effekt der Supraleitung ist seit langem bekannt und wird in der Praxis aktiv genutzt.

Um den Strom im Stromkreis zu erhöhen, werden häufig elektronische Geräte verwendet, beispielsweise Stromwandler (wie bei Schweißgeräten). Die Stärke der Variablen I nimmt dabei mit abnehmender Häufigkeit zu.

Wenn im Wechselstromkreis ein aktiver Widerstand vorhanden ist, steigt I mit einer Zunahme der Kapazität des Kondensators und einer Abnahme der Induktivität der Spule.

In einer Situation, in der die Last rein kapazitiver Natur ist, nimmt der Strom mit zunehmender Frequenz zu. Wenn Induktivitäten in den Stromkreis einbezogen sind, nimmt die Kraft I gleichzeitig mit abnehmender Frequenz zu.

Option 2.

Um die Stromstärke zu erhöhen, können Sie sich auf eine andere Formel konzentrieren, die wie folgt aussieht:

I = U * S / (ρ * l). Hier kennen wir nur drei Parameter:

• S - Drahtquerschnitt;
• l ist seine Länge;
• ρ ist der spezifische elektrische Widerstand des Leiters.

Um den Strom zu erhöhen, stellen Sie eine Kette zusammen, die die Stromquelle, den Verbraucher und die Drähte enthält.

Die Rolle der Stromquelle übernimmt ein Gleichrichter, mit dem Sie die EMF regulieren können.

Verbinden Sie den Stromkreis mit der Quelle und den Tester mit dem Verbraucher (konfigurieren Sie das Gerät vor, um die Stromstärke zu messen). Erhöhen Sie die EMF und kontrollieren Sie die Anzeigen am Gerät.

Wie oben erwähnt, kann mit einer Erhöhung von U auch der Strom erhöht werden. Ein ähnliches Experiment kann für den Widerstand durchgeführt werden.

Finden Sie dazu heraus, aus welchem ​​Material die Drähte bestehen, und installieren Sie Produkte mit einem niedrigeren spezifischen Widerstand. Wenn Sie keine anderen Leiter finden, kürzen Sie die bereits verlegten.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Querschnitt zu erhöhen, wobei ähnliche Leiter parallel zu den installierten Drähten montiert werden sollten. In diesem Fall nimmt die Querschnittsfläche des Drahtes zu und der Strom steigt.

Wenn wir die Leiter kürzen, erhöht sich der für uns interessante Parameter (I). Auf Wunsch können die Optionen zur Erhöhung der Stromstärke kombiniert werden. Wenn beispielsweise die Leiter im Stromkreis um 50% verkürzt und U um 300% erhöht wird, erhöht sich die Kraft I um das 9-fache.

Wie kann man die Stromstärke im Netzteil erhöhen?

Im Internet findet man oft die Frage, wie man den I im Netzteil erhöhen kann, ohne die Spannung zu ändern. Betrachten wir die wichtigsten Optionen.

Situationsnummer 1.

Das 12 Volt Netzteil arbeitet mit einem Strom von 0,5 Ampere. Wie bringe ich mich ans Limit? Dazu wird ein Transistor parallel zum Netzteil geschaltet. Zusätzlich sind am Eingang ein Widerstand und ein Stabilisator verbaut.

Wenn die Spannung am Widerstand auf den gewünschten Wert abfällt, öffnet der Transistor und der Rest des Stroms fließt nicht durch den Stabilisator, sondern durch den Transistor.

Letzteres muss übrigens entsprechend dem Nennstrom ausgewählt und ein Radiator eingebaut werden.

Darüber hinaus sind folgende Optionen möglich:

• Erhöhen Sie die Leistung aller Elemente des Geräts. Installieren Sie einen Stabilisator, eine Diodenbrücke und einen Transformator mit höherer Leistung.
• Bei vorhandenem Überstromschutz den Wert des Widerstands im Steuerstromkreis reduzieren.

Situationsnummer 2.

Es gibt ein Netzteil mit U = 220-240 Volt (am Eingang), und am Ausgang konstant U = 12 Volt und I = 5 Ampere. Die Aufgabe besteht darin, den Strom auf 10 Ampere zu erhöhen. In diesem Fall sollte das Netzteil ungefähr in den gleichen Abmessungen bleiben und nicht überhitzen.

Hier muss zur Erhöhung der Ausgangsleistung ein weiterer Transformator verwendet werden, der auf 12 Volt und 10 Ampere umgerechnet wird. Andernfalls muss das Produkt selbst zurückgespult werden.

In Ermangelung der erforderlichen Erfahrung ist es besser, keine Risiken einzugehen, da die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses oder Durchbrennens teurer Schaltungselemente hoch ist.

Der Transformator muss durch ein größeres Produkt ersetzt und die Dämpferkette im Schlüssel STORE neu berechnet werden.

Der nächste Punkt ist der Austausch des Elektrolytkondensators, denn bei der Auswahl einer Kapazität müssen Sie sich auf die Leistung des Geräts konzentrieren. Für 1 W Leistung sind es also 1-2 μF.

Nach einer solchen Modifikation erwärmt sich das Gerät stärker, sodass Sie nicht auf die Installation eines Lüfters verzichten können.

Wie kann man die Stromstärke im Ladegerät erhöhen?

Bei der Verwendung von Ladegeräten werden Sie feststellen, dass Ladegeräte für Tablets, Telefone oder Laptops eine Reihe von Unterschieden aufweisen. Außerdem kann die Ladegeschwindigkeit der Geräte variieren.

Viel hängt davon ab, ob das Original- oder Nicht-Originalgerät verwendet wird.

Um den Strom zu messen, der vom Ladegerät zu Ihrem Tablet oder Telefon fließt, können Sie nicht nur das Amperemeter, sondern auch die Ampere-App verwenden.

Mit Hilfe einer Software ist es möglich, die Lade- und Entladegeschwindigkeit sowie den Zustand des Akkus herauszufinden. Die Anwendung ist kostenlos. Der einzige Nachteil ist die Werbung (die kostenpflichtige Version hat sie nicht).

Das Hauptproblem beim Laden von Batterien ist der niedrige Strom des Ladegeräts, der die Akkumulationszeit zu lang macht. In der Praxis hängt der im Stromkreis fließende Strom direkt von der Leistung des Ladegeräts sowie von anderen Parametern ab - der Länge des Kabels, seiner Dicke und seines Widerstands.

Mit der Ampere-App können Sie sehen, mit welcher Stromstärke das Gerät geladen wird, und auch prüfen, ob das Produkt schneller geladen werden kann.

Um die Funktionen der Anwendung zu nutzen, laden Sie sie einfach herunter, installieren Sie sie und führen Sie sie aus.

Das Telefon, Tablet oder andere Gerät wird dann mit dem Ladegerät verbunden. Das ist alles - es bleibt auf die Parameter Strom und Spannung zu achten.

Darüber hinaus haben Sie Zugriff auf Informationen zu Batterietyp, U-Level, Batteriezustand und Temperaturbedingungen. Sie können auch das Maximum und Minimum sehen, die während des Zyklus auftreten.

Wenn Sie mehrere Ladegeräte zur Verfügung haben, können Sie das Programm starten und versuchen, mit jedem davon zu laden. Basierend auf den Testergebnissen ist es einfacher, das Ladegerät auszuwählen, das den maximalen Strom liefert. Je höher dieser Parameter ist, desto schneller lädt das Gerät.

Die Ampere-Messung ist nicht das Einzige, wozu die Ampere-App in der Lage ist. Es kann verwendet werden, um zu überprüfen, wie viel ich im Standby-Modus verbraucht oder wenn verschiedene Spiele (Anwendungen) eingeschaltet sind.

So ist beispielsweise nach dem Ausschalten der Displayhelligkeit, dem Deaktivieren des GPS oder dem Übertragen von Daten leicht eine Abnahme der Last zu bemerken. Vor diesem Hintergrund lässt sich leichter schließen, welche Optionen die Batterie stärker entladen.

Was ist sonst noch erwähnenswert? Alle Hersteller empfehlen Ladegeräte mit „nativen“ Ladegeräten, die einen bestimmten Strom produzieren.

Während des Betriebs gibt es jedoch Situationen, in denen Sie Ihr Telefon oder Tablet mit anderen Ladegeräten mit hoher Leistung aufladen müssen. Als Ergebnis kann die Ladegeschwindigkeit höher sein. Aber nicht immer.

Nur wenige wissen es, aber einige Hersteller begrenzen die Strombegrenzung, die der Akku des Geräts akzeptieren kann.

Zum Beispiel wird das Samsung Galaxy Alpha-Gerät mit einem 1,35-Ampere-Ladegerät geliefert.

Beim Anschluss eines 2-Ampere-Ladegeräts ändert sich nichts – die Ladegeschwindigkeit bleibt gleich. Dies ist auf eine vom Hersteller festgelegte Einschränkung zurückzuführen. Ein ähnlicher Test wurde mit einer Reihe anderer Telefone durchgeführt, der die Vermutung nur bestätigte.

Unter Berücksichtigung des oben Gesagten können wir den Schluss ziehen, dass es unwahrscheinlich ist, dass "nicht-native" Ladegeräte den Akku beschädigen, aber manchmal können sie zu einem schnelleren Laden beitragen.

Betrachten wir noch eine Situation. Wenn das Gerät über den USB-Anschluss geladen wird, nimmt der Akku langsamer an Kapazität zu, als wenn das Gerät an einem herkömmlichen Ladegerät geladen wird.

Dies liegt an der Begrenzung des Stroms, den der USB-Port liefern kann (nicht mehr als 0,5 Ampere für USB 2.0). Bei Verwendung von USB3.0 erhöht sich der Strom auf 0,9 Ampere.

Darüber hinaus gibt es ein spezielles Dienstprogramm, das es dem Triplett ermöglicht, ein größeres I durch sich selbst zu leiten.

Für Apple-Geräte heißt das Programm ASUS Ai Charger und für andere Geräte ASUS USB Charger Plus.

Wie erhöht man den Strom im Transformator?

Eine andere Frage, die Elektronikliebhaber beunruhigt, ist, wie die am Transformator angelegte Stromstärke erhöht werden kann.

Hier sind die folgenden Optionen:

• Installieren Sie einen zweiten Transformator;
• Erhöhen Sie den Leiterdurchmesser. Die Hauptsache ist, den Abschnitt des "Eisens" zuzulassen.
• Erhebe U;
• Erhöhen Sie den Abschnitt des Kerns;
• Wenn der Transformator über einen Gleichrichter arbeitet, lohnt es sich, ein Produkt mit einem Spannungsvervielfacher zu verwenden. In diesem Fall steigt U und damit auch der Laststrom;
• Kaufen Sie einen neuen Transformator mit geeignetem Strom;
• Ersetzen Sie den Kern durch eine ferromagnetische Version des Produkts (wenn möglich).

Im Transformator arbeitet ein Wicklungspaar (primär und sekundär). Viele Ausgangsparameter hängen vom Drahtquerschnitt und der Windungszahl ab. Zum Beispiel gibt es X-Turns auf der High-Side und 2X auf der anderen.

Dies bedeutet, dass die Spannung an der Sekundärwicklung sowie die Leistung niedriger sind. Der Ausgangsparameter hängt auch vom Wirkungsgrad des Transformators ab. Bei weniger als 100 % sinken U und der Strom im Sekundärkreis.

Unter Berücksichtigung des oben Gesagten können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:

• Die Leistung des Transformators hängt von der Breite des Permanentmagneten ab.
• Um den Strom im Transformator zu erhöhen, ist eine Verringerung der R-Last erforderlich.
• Der Strom (A) hängt vom Durchmesser der Wicklung und der Leistung des Gerätes ab.
• Beim Umspulen wird empfohlen, dickeren Draht zu verwenden. In diesem Fall ist das Gewichtsverhältnis des Drahtes auf der Primär- und Sekundärwicklung ungefähr gleich. Wenn 0,2 kg Eisen auf die Primärwicklung und 0,5 kg auf die Sekundärwicklung gewickelt werden, brennt die Primärwicklung durch.

Wie kann man die Stromstärke im Generator erhöhen?

Der Generatorstrom hängt direkt vom Lastwiderstandsparameter ab. Je niedriger dieser Parameter ist, desto höher ist der Strom.

Wenn I höher als der Nennparameter ist, weist dies auf das Vorhandensein eines Notmodus hin - eine Abnahme der Frequenz, eine Überhitzung des Generators und andere Probleme.

Für solche Fälle muss ein Schutz oder eine Abschaltung des Gerätes (Teil der Last) vorgesehen werden.

Außerdem sinkt mit steigendem Widerstand die Spannung und U sinkt am Generatorausgang.

Um den Parameter auf einem optimalen Niveau zu halten, ist die Erregerstromregelung vorgesehen. In diesem Fall führt eine Erhöhung des Erregerstroms zu einer Erhöhung der Generatorspannung.

Die Netzfrequenz muss gleich hoch (konstant) sein.

Schauen wir uns ein Beispiel an. Bei einem Autogenerator muss der Strom von 80 auf 90 Ampere erhöht werden.

Um dieses Problem zu lösen, ist es erforderlich, den Generator zu demontieren, die Wicklung zu trennen und den Ausgang daran zu verlöten, gefolgt vom Anschließen der Diodenbrücke.

Außerdem wird die Diodenbrücke selbst durch einen Teil mit höherer Leistung ersetzt.

Danach müssen die Wicklung und ein Stück Isolierung an der Stelle entfernt werden, an der der Draht gelötet werden soll.

Bei einem defekten Generator wird der Ausgang davon abgebissen, wonach mit Hilfe von Kupferdraht gleich dicke Beine aufgebaut werden.

Frequenzregelung auf Basis von Thyristor-Frequenzumrichtern alle shi

re wird auf Schiffen der Weltflotte, insbesondere auf Spezialcontainern, eingesetzt -

Karren, Schiffe zum Transport von Schwergut usw.

Diese Art der Regulierung ist die sanfteste und wirtschaftlichste mit einer Reihe von Regulierungen

Rationierung bis 12:1 und höher.

Die Änderung der Frequenz des Netzstroms beeinflusst zwei wichtige Parameter asynchron

Beinmotor:

1. Winkelgeschwindigkeit ω = 2πf (1 - s) / p;

2. kritisches (maximales) Drehmoment des Motors M = s.

Wie aus den obigen Beziehungen folgt, wird mit zunehmender Frequenz des Stroms der Winkel

die Geschwindigkeit nimmt direkt proportional zur Frequenz zu und das kritische Moment nimmt ab

ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Frequenz, was zum Umkippen führen kann

Asynchronmotor (siehe unten).

Reis. 245. Mechanische Eigenschaften eines Asynchronmotors mit einer Änderung der Frequenz des Netzstroms: künstlich (IMH) bei einer Frequenz von f = 25 Hz;

natürlich (EMX) bei einer Frequenz von f = 50 Hz

Berücksichtigen Sie die Drehzahlregelung, indem Sie die Frequenz des Versorgungsnetzstroms von ändern

Werte f = 25 Hz bis f = 50 Hz (Abb. 245).

Lassen Sie den Motor bei Punkt "C" auf eine künstliche mechanische Eigenschaft arbeiten

Stick bei einer Frequenz von f = 25 Hz. Diese Eigenschaft entspricht dem kritischen Moment

M und die Winkelgeschwindigkeit des idealen Leerlaufs ω.

Bei einer abrupten Erhöhung der Frequenz des Stroms um den Faktor 2, d.h. bis f = 50 Hz,

das kritische Moment nimmt um das 4-fache ab (M = 0,25 M) und die Winkelgeschwindigkeit ist ideal

Die Leerlaufdrehzahl erhöht sich um das 2-fache bis zum Wert von ω.

In diesem Fall bewegt sich der Motor mit konstanter Geschwindigkeit von Punkt "C" zu Punkt "D".

Dieser Punkt entspricht dem elektromagnetischen Drehmoment, das kleiner ist als die Bremsstatik M. Daher verzögert der Motor entlang des Abschnitts "DE" der Kennlinie und an dem Punkt

"E" hört auf.

Bei einem reaktiven statischen Moment (Pumpen, Lüfter usw.) endet der Einschwingvorgang am Punkt "E", d.h. Motor nach dem Stoppen des Rotors am Punkt "E" Stopp

keine Notwendigkeit, unter Strom zu stehen.

Bei aktivem statischem Moment (Ladungswinden und -kräne, Ankerwinde) über-

der Laufvorgang am Punkt "E" wird nicht beendet, der Motor kehrt nach einem kurzen Stopp des Rotors am Punkt "E" um und unter dem Einfluss des statischen Moments M, das durch die schwebende Last (oder Schiffsanker) erzeugt wird, wird in die entgegengesetzte Richtung beschleunigen;

Der Antrieb wechselt in den Abbremsmodus, in dem der elektromagnetische Antrieb

der Motor zielt auf das Heben ab, aber tatsächlich wird die Last (der Anker) abgesenkt.

In diesem Fall wird die Sinkgeschwindigkeit kontinuierlich erhöht, da mit fortschreitender Beschleunigung

Antrieb wird der Wert des elektromagnetischen Bremsmoments des Motors kontinuierlich reduziert

Schaukeln (M< М ). Если привод своевременно не остановить, произойдет авария.

Daher für elektrische Antriebe von Hub- und Ankerfestmachern

Bei der Drehzahlregelung werden sowohl die Frequenz des Stroms als auch die Spannung des Versorgungsnetzes gleichzeitig geändert.

Reis. 246. Mechanische Eigenschaften eines Asynchronmotors bei gleichzeitiger Änderung der Frequenz des Stroms und der Spannung des Versorgungsnetzes: natürlich bei einer Frequenz von f = 50 Hz; künstlich bei Frequenzen f = 10, 20, 30 und 40 Hz

Dann ist das kritische Moment des Motors M = c = const (siehe Abb. 246), also

Das Jahr, das er in Pittsburgh verbrachte, sei Tesla zufolge für Forschungsarbeiten im Bereich der Mehrphasenströme verloren gegangen. Es ist möglich, dass diese Aussage der Wahrheit nahe kommt, aber es ist auch möglich, dass gerade in diesem Jahr der Beginn weiterer kreativer Erfolge des Erfinders begann. Die Diskussion mit den Ingenieuren im Werk Westinghouse verlief nicht spurlos. Die Begründung der von ihm vorgeschlagenen Wechselstromfrequenz in 60 Perioden erforderte eine eingehendere Analyse der Wirtschaftlichkeit der Nutzung sowohl niedrigerer als auch höherer Frequenzen. Teslas wissenschaftliche Gewissenhaftigkeit erlaubte es ihm nicht, dieses Thema ohne sorgfältige Prüfung zu verlassen.

1889 aus Europa zurückgekehrt, begann er mit der Konstruktion eines Hochfrequenzgenerators und fertigte bald eine Maschine mit einem aus 348 Magnetpolen bestehenden Stator. Dieser Generator ermöglichte den Empfang von Wechselstrom mit einer Frequenz von 10.000 Perioden pro Sekunde (10 kHz). Bald gelang es ihm, einen noch höherfrequenten Generator zu entwickeln und begann, verschiedene Phänomene mit einer Frequenz von 20.000 Perioden pro Sekunde zu studieren.

Studien haben gezeigt, dass mit zunehmender Wechselstromfrequenz das Eisenvolumen in elektromagnetischen Elektromotoren deutlich reduziert werden kann und ab einer bestimmten Frequenz Elektromagnete nur aus Wicklungen hergestellt werden können, ohne dass überhaupt Eisen in der Spulen. Motoren aus solchen eisenfreien Elektromagneten wären extrem leicht, aber in vielerlei Hinsicht unwirtschaftlich, und die Reduzierung der Metallkosten würde sich aufgrund des deutlich gestiegenen Stromverbrauchs nicht auszahlen.

Bei der Erforschung eines weiten Bereichs von Wechselstromfrequenzen, zunächst innerhalb der Grenzen, die in einem mehrphasigen System (25-200 Perioden pro Sekunde) anwendbar waren, ging Tesla bald dazu über, die Eigenschaften und Möglichkeiten der praktischen Anwendung von Strömen erhöhter (10- bis 20.000 Perioden pro Sekunde) und hohe (20-100.000 Perioden pro Sekunde) Frequenzen. Um eine deutlich größere Periodenzahl und deutlich höhere Spannungen zu erreichen, als dies mit den von ihm entwickelten Hochfrequenzstromgeneratoren möglich war, mussten andere Prinzipien gefunden und genutzt werden. Mit der Weltliteratur über Elektrophysik und Elektrotechnik gut vertraut, studierte Tesla die Arbeit des berühmten amerikanischen Physikers Joseph Henry, der bereits 1842 darauf hinwies, dass einige elektrische Entladungen (einschließlich der Entladung des Leydener Glases) nicht nur "Haupt-" Entladungen", sondern auch Konter, und jeder nachfolgende ist etwas schwächer als der vorherige. Dies war das erste Mal, dass eine gedämpfte elektrische Zweiwegeentladung festgestellt wurde.

Tesla wusste auch, dass elf Jahre nach Henry der englische Physiker Lord Kelvin experimentell bewies, dass die elektrische Entladung eines Kondensators ein wechselseitiger Prozess ist, der so lange andauert, bis seine Energie verbraucht wird, um den Widerstand des Mediums zu überwinden. Die Frequenz dieses wechselseitigen Prozesses erreicht 100 Millionen Schwingungen pro Sekunde. Der scheinbar homogene Funke zwischen den Funkenstreckenkugeln besteht tatsächlich aus mehreren Millionen Funken, die in kurzer Zeit in beide Richtungen passieren.

Kelvin gab einen mathematischen Ausdruck für den Vorgang einer Zwei-Wege-Entladung eines Kondensators. Später überprüften Fedderson, Schiller, Kirchhoff, Helmholtz und andere Forscher nicht nur die Richtigkeit dieses mathematischen Ausdrucks, sondern ergänzten die Theorie der elektrischen Entladung maßgeblich. Tesla war auch mit den Arbeiten von Anton Oberbank vertraut, der das Phänomen der elektrischen Resonanz beobachtete, dh den Prozess einer starken Zunahme der Amplitude (Bereich) von Schwingungen, wenn sich die Frequenz der äußeren Schwingung der Frequenz der natürlichen inneren annähert Schwingungen des Systems.

Er kannte auch die Experimente von Hertz und Lodge, die elektromagnetische Wellen untersuchten. Besonders beeindruckt war Tesla von den Experimenten von Heinrich Hertz, die die theoretischen Annahmen von James K. Maxwell über die Wellennatur elektromagnetischer Phänomene bestätigten. Es sei darauf hingewiesen, dass Tesla in den Werken von Hertz erstmals einen Hinweis auf das Phänomen der sogenannten "stehenden elektromagnetischen Wellen" gefunden hat, dh Wellen, die sich so überlagern, dass sie sich an einigen Stellen gegenseitig verstärken und "Bäuche" bilden “, und in anderen reduzieren sie sich auf den Punkt, wodurch „Knoten“ entstehen.

All dies wissend, vollendete Nikola Tesla 1891 den Entwurf des Geräts, das für die Weiterentwicklung verschiedener Zweige der Elektrotechnik, insbesondere der Funktechnik, eine herausragende Rolle spielte. Um Ströme mit hoher Frequenz und hoher Spannung zu erzeugen, beschloss er, die bekannte Eigenschaft der Resonanz zu nutzen, dh das Phänomen eines starken Anstiegs der Amplitude der Eigenschwingungen eines beliebigen Systems (mechanisch oder elektrisch), wenn externe Schwingungen mit dem gleicher Frequenz werden ihnen überlagert. Basierend auf diesem berühmten Phänomen hat Tesla seinen eigenen Resonanztransformator entwickelt.

Die Wirkung eines Resonanztransformators basiert auf der Abstimmung auf die Resonanz seiner Primär- und Sekundärkreise. Der Primärkreis, der sowohl einen Kondensator als auch eine Induktionsspule enthält, erzeugt sehr hohe Wechselspannungen mit Frequenzen von mehreren Millionen Perioden pro Sekunde. Der Funke zwischen den Kugeln des Ableiters verursacht schnelle Änderungen des Magnetfeldes um die Primärspule des Vibrators. Diese Änderungen des Magnetfelds bewirken das Auftreten einer entsprechenden Hochspannung in der Wicklung der Sekundärspule, die aus einer großen Anzahl von Windungen dünnen Drahtes besteht, und der Frequenz des Wechselstroms darin, die der Anzahl der Funken entspricht Entladungen, erreicht mehrere Millionen Änderungen pro Sekunde.

Die Frequenz erreicht ihren höchsten Wert in dem Moment, in dem die Perioden des Primär- und Sekundärkreises zusammenfallen, dh wenn das Resonanzphänomen in diesen Kreisen beobachtet wird.

Tesla hat sehr einfache Methoden entwickelt, um einen Kondensator aus einer Niederspannungsstromquelle automatisch aufzuladen und über einen Luftkerntransformator zu entladen. Die theoretischen Berechnungen des Erfinders haben gezeigt, dass selbst bei kleinsten Kapazitäts- und Induktionswerten in dem von ihm geschaffenen Resonanztransformator bei entsprechender Abstimmung sehr hohe Spannungen und Frequenzen durch Resonanz erhalten werden können.

Die 1890 von ihm entdeckten Prinzipien der elektrischen Abstimmung eines Resonanztransformators und die Fähigkeit, die Kapazität zu ändern, um die Wellenlänge der vom Transformator erzeugten elektromagnetischen Schwingungen zu ändern, wurden zu einer der wichtigsten Grundlagen der Radiotechnik, und Teslas Gedanken über die Die große Rolle des Kondensators und allgemein der Kapazität und Selbstinduktion in der Entwicklung der Elektrotechnik wurde wahr.

Bei der Entwicklung eines Resonanztransformators musste noch ein praktisches Problem gelöst werden: die Isolierung von EHV-Spulen. Tesla griff die Theorie des Isolationsdurchschlags auf und fand auf Basis dieser Theorie den besten Weg, die Windungen der Spulen zu isolieren – indem man sie in Paraffin, Leinsamen oder Mineralöl, heute Transformatorenöl genannt, eintaucht. Später wandte sich Tesla erneut der Entwicklung von Fragen der elektrischen Isolierung zu und zog sehr wichtige Schlussfolgerungen aus seiner Theorie.

Als Nikola Tesla mit seinen Experimenten mit hochfrequenten Strömen begann, stellte er sich die enormen Perspektiven vor Augen, die sich der Menschheit mit der weit verbreiteten Nutzung hochfrequenter Ströme eröffneten. Die Richtung von Teslas Arbeit zeugt von den ungewöhnlich vielseitigen Schlussfolgerungen, die er aus seiner Entdeckung zog.

Zunächst kam er zu der Überzeugung, dass elektromagnetische Wellen bei den meisten Naturphänomenen eine äußerst wichtige Rolle spielen. In Wechselwirkung miteinander verstärken oder schwächen sie oder verursachen neue Phänomene, deren Entstehung wir manchmal auf ganz andere Ursachen zurückführen. Aber nicht nur elektromagnetische Strahlung spielt bei einer Vielzahl von Naturphänomenen eine große Rolle. Tesla verstand durch die Intuition eines großen Wissenschaftlers die Bedeutung verschiedener Strahlungen noch vor den bemerkenswerten Entdeckungen radioaktiver Elemente. Als später, im Jahr 1896, Henri Becquerel und dann Pierre und Marie Curie dieses Phänomen entdeckten, fand Tesla in dieser Bestätigung seiner Vorhersagen, die er bereits 1890 geäußert hatte.

Die enorme Bedeutung des Wechselstroms für die Entwicklung der Industrie, die schließlich den benötigten Elektromotor erhielt, wurde Nikola Tesla bereits beim ersten Kennenlernen der Vorteile des Drehstroms klar, der mit nur drei Drähten übertragen werden muss. Für Tesla stand schon damals fest, dass ein Weg gefunden werden sollte, Elektrizität ganz ohne Kabel mit elektromagnetischen Wellen zu übertragen. Dieses Problem erregte Teslas Aufmerksamkeit und wurde Ende 1889 Gegenstand seiner Studien.

Die praktische Anwendung hochfrequenter Ströme für die unterschiedlichsten Zwecke erforderte jedoch auf den ersten Blick die Auseinandersetzung mit den unterschiedlichsten, nicht zusammenhängenden Fragestellungen. Es waren diese Experimente im großen Maßstab, die Nikola Tesla in seinem Labor begann.

Nachdem Tesla mit systematischen Experimenten mit Hochfrequenz- und Hochspannungsströmen begonnen hatte, musste er zunächst Maßnahmen zum Schutz vor der Gefahr eines Stromschlags entwickeln. Diese besondere, unterstützende, aber sehr wichtige Aufgabe führte ihn zu Entdeckungen, die den Grundstein für die Elektrotherapie legten - ein weites Feld der modernen Medizin.

Der Gedankengang von Nikola Tesla war äußerst originell. Es sei bekannt, argumentierte er, dass Niederspannungs-Gleichstrom (bis zu 36 Volt) keine schädlichen Auswirkungen auf den Menschen habe. Mit steigender Spannung steigt die Verletzungsgefahr rapide an.

Da der Widerstand des menschlichen Körpers praktisch unverändert bleibt, steigt mit steigender Spannung auch die Stromstärke und erreicht bei 120 Volt einen bedrohlichen Wert. Höhere Spannungen gefährden die Gesundheit und das Leben von Menschen.

Wechselstrom ist eine andere Sache. Für ihn liegt die Grenze der gefährlichen Spannung viel höher als bei Gleichstrom, und diese Grenze verschiebt sich mit zunehmender Frequenz. Es ist bekannt, dass sehr hochfrequente elektromagnetische Wellen keine schmerzhaften Auswirkungen auf den Menschen haben 10. Ein Beispiel hierfür ist Licht, das ein gesundes Auge bei normaler Helligkeit ohne schmerzhafte Empfindungen wahrnimmt. Bei welchen Frequenzen und Spannungen ist Wechselstrom gefährlich? Wo beginnt die sichere Stromzone?

Schritt für Schritt untersuchte Tesla die Wirkung von elektrischem Wechselstrom auf einen Menschen mit unterschiedlichen Frequenzen und Spannungen. Er führte Experimente an sich selbst durch. Zuerst durch die Finger einer Hand, dann durch beide Hände, schließlich durch den ganzen Körper, leitete er Ströme hoher Spannung und hoher Frequenz. Studien haben gezeigt, dass die Wirkung von elektrischem Strom auf den menschlichen Körper aus zwei Komponenten besteht: der Wirkung des Stroms auf Gewebe und Zellen durch Erwärmung und der direkten Wirkung des Stroms auf Nervenzellen.

Es stellte sich heraus, dass die Erwärmung nicht immer destruktive und schmerzhafte Folgen hat und die Wirkung des Stroms auf die Nervenzellen bei einer Frequenz von mehr als 700 Perioden stoppt, ähnlich wie das Gehör einer Person nicht auf Vibrationen von mehr als 2 Tausend pro Sekunde reagiert, und das Auge reagiert nicht auf Schwingungen, die über die sichtbaren Farben des Spektrums hinausgehen.

Somit wurde die Sicherheit hochfrequenter Ströme auch bei hohen Spannungen hergestellt. Darüber hinaus könnten die thermischen Wirkungen dieser Ströme in der Medizin genutzt werden, und diese Entdeckung von Nikola Tesla fand breite Anwendung; Diathermie, UHF-Behandlung und andere Methoden der Elektrotherapie sind eine direkte Konsequenz seiner Forschung. Tesla selbst hat eine Reihe elektrothermischer Apparate und Geräte für die Medizin entwickelt, die sich sowohl in den USA als auch in Europa verbreitet haben. Seine Entdeckung wurde dann von anderen bedeutenden Elektrikern und Ärzten weiterentwickelt.

Als Tesla einmal mit hochfrequenten Strömen experimentierte und deren Spannung auf 2 Millionen Volt brachte, brachte Tesla versehentlich eine mit schwarzer Farbe bemalte Kupferscheibe in die Nähe des Geräts. Im selben Moment umhüllte eine dicke schwarze Wolke die Scheibe und stieg sofort nach oben, und die Scheibe selbst glänzte, als hätte eine unsichtbare Hand die ganze Farbe abgekratzt und poliert.

Überrascht wiederholte Tesla das Experiment, und wieder verschwand die Farbe und die Scheibe leuchtete und neckte den Wissenschaftler. Nachdem Tesla Dutzende von Experimenten mit verschiedenen Metallen wiederholt hatte, erkannte er, dass er einen Weg gefunden hatte, sie mit hochfrequenten Strömen zu reinigen.

„Es ist kurios“, dachte er, „aber werden diese Ströme auch auf die menschliche Haut einwirken, ob sie in der Lage sein wird, verschiedene Farben zu entfernen, die schwer zu entfernen sind.“

Und diese Erfahrung war ein Erfolg. Die mit Farbe bemalte Handhaut wurde sofort sauber, sobald Tesla sie in den Bereich der Hochfrequenzströme einführte. Es stellte sich heraus, dass diese Ströme einen kleinen Ausschlag von der Gesichtshaut entfernen, die Poren reinigen und Mikroben abtöten können, die die Oberfläche des menschlichen Körpers immer im Überfluss bedecken. Tesla glaubte, dass seine Lampen nicht nur auf die Netzhaut des Auges, sondern auch auf das gesamte menschliche Nervensystem eine besondere wohltuende Wirkung haben. Außerdem bewirken Teslas Lampen eine Ozonisierung der Luft, die auch bei der Behandlung vieler Krankheiten eingesetzt werden kann. Tesla setzte seine Tätigkeit in der Elektrotherapie fort und legte 1898 auf dem nächsten Kongress der American Electrotherapy Association in Buffalo einen ausführlichen Bericht über seine Arbeit auf diesem Gebiet vor.

Im Labor leitete Tesla Ströme von 1 Million Volt mit einer Frequenz von 100.000 Perioden pro Sekunde durch seinen Körper (der Strom erreichte 0,8 Ampere). Tesla arbeitete jedoch mit Strömen hoher Frequenz und hoher Spannung und war sehr vorsichtig und verlangte von seinen Assistenten, alle Sicherheitsregeln einzuhalten, die er selbst entwickelt hatte. Wenn er also mit einer Spannung von 110-50.000 Volt bei einer Frequenz von 60-200 Perioden arbeitete, brachte er ihnen bei, mit einer Hand zu arbeiten, um zu verhindern, dass Strom durch das Herz fließt. Viele weitere von Tesla entwickelte Regeln haben sich in der modernen Hochspannungs-Sicherheitstechnik fest etabliert.

Nachdem Tesla eine Vielzahl von Geräten für die Herstellung von Experimenten geschaffen hatte, begann Tesla in seinem Labor mit der Erforschung einer Vielzahl von Fragen zu einem völlig neuen Wissenschaftsgebiet, in dem er sich vor allem für die Möglichkeiten der praktischen Anwendung von Hochfrequenz und Hochfrequenz interessierte Spannungsströme. Von der Erzeugung (Erzeugung) hochfrequenter Ströme bis hin zur eingehenden Untersuchung verschiedener Möglichkeiten ihrer praktischen Anwendung reichten seine Arbeiten von der Entstehung (Erzeugung) von Phänomenen. Mit jeder neuen Entdeckung tauchten immer neue Probleme auf.

Als eines seiner besonderen Probleme interessierte Tesla die Möglichkeit, die Entdeckung der elektromagnetischen Natur des Lichts durch Maxwell und Hertz zu nutzen. Er hatte einen Gedanken: Wenn Licht elektromagnetische Schwingungen mit einer bestimmten Wellenlänge ist, könnte es künstlich gewonnen werden, nicht durch Erhitzen des Glühfadens einer elektrischen Glühlampe (die es ermöglicht, nur 5 Prozent der Energie zu nutzen, die in einen Lichtstrom umgewandelt wird) , aber durch die Erzeugung solcher Schwingungen, die das Auftreten von Lichtwellen verursachen würden? Dieses Problem wurde Anfang 1890 in Teslas Labor erforscht.

Er sammelte bald eine riesige Menge an Fakten, die es ihm ermöglichten, zu Verallgemeinerungen überzugehen. Teslas Vorsicht ließ ihn jedoch jede seiner Aussagen Dutzende und Hunderte Male überprüfen. Er wiederholte jedes Experiment hunderte Male, bevor er irgendwelche Schlüsse daraus zog. Die außergewöhnliche Natur aller Entdeckungen von Nikola Tesla und seine enorme Autorität erregten die Aufmerksamkeit der Leiter des American Institute of Electrical Engineers, wieder wie vor drei Jahren, die Tesla einluden, einen Vortrag über seine Arbeit zu halten. Tesla wählte das Thema: "Experimente mit Wechselströmen sehr hoher Frequenz und deren Nutzung für künstliche Beleuchtung."

Entsprechend der Tradition aus den ersten Jahren des Instituts wurde eine begrenzte Zahl von Einladungen nur an die herausragendsten Elektroingenieure versandt. Vor einem so ausgewählten Publikum hielt Tesla am 20. Mai 1892 einen seiner inspirierendsten Vorträge und demonstrierte die Experimente, die er bereits in seinem Labor durchgeführt hatte.

Es gibt nichts, was die Aufmerksamkeit des Menschen mehr auf sich ziehen könnte und es verdient, untersucht zu werden, als die Natur. Um seinen riesigen Mechanismus zu verstehen, seine kreativen Kräfte zu entdecken und die Gesetze zu lernen, die ihn beherrschen – das größte Ziel des menschlichen Geistes – mit diesen Worten begann Tesla seine Rede.

Und jetzt demonstriert er dem Publikum bereits die Ergebnisse seiner Forschungen in einem neuen, noch unerforschten Gebiet der hochfrequenten Ströme.

Die Streuung elektromagnetischer Energie im Raum um die Quelle hochfrequenter Ströme ermögliche es, diese Energie für vielfältige Zwecke zu nutzen, ist der Wissenschaftler überzeugt und zeigt sofort ein wunderbares Erlebnis. Er stellt einen genialen Vorschlag über die Möglichkeit der drahtlosen Übertragung von Elektrizität vor und bringt als Beweis sowohl gewöhnliche Glühlampen als auch speziell hergestellte Lampen ohne Glühfaden im Inneren zum Glühen und bringt sie in ein elektromagnetisches Wechselfeld hoher Frequenz. - Das Anzünden mit Lampen dieser Art, sagt Tesla, wo Licht nicht durch die Erwärmung der Glühfäden durch den fließenden Strom entsteht, sondern durch spezielle Schwingungen von Molekülen und Atomen des Gases, wird einfacher sein als das Anzünden mit modernen Glühlampen. Beleuchtung der Zukunft, betonte der Wissenschaftler, sei die Beleuchtung mit hochfrequenten Strömen.

Tesla ging besonders ausführlich auf die Beschreibung seines Resonanztransformators als Quelle sehr hochfrequenter Wellen ein und betonte erneut die Bedeutung der Entladung eines Kondensators bei der Erzeugung solcher Schwingungen. Tesla hat die große Zukunft dieses wichtigsten Details moderner funktechnischer Mittel richtig eingeschätzt. Diesen Gedanken drückte er mit folgenden Worten aus:

Ich denke, dass die Entladung eines Kondensators in Zukunft eine wichtige Rolle spielen wird, da sie nicht nur die Möglichkeit bietet, Licht einfacher zu empfangen, im Sinne der von mir dargelegten Theorie, sondern in vielen Fällen wichtig sein wird anderen Belangen.

Nachdem Tesla die Ergebnisse von Experimenten mit hochfrequenten Strömen, die mit Hilfe eines Resonanztransformators gewonnen wurden, detailliert beschrieben hatte, schloss Tesla den Vortrag mit Worten, die sein klares Verständnis der Bedeutung weiterer Untersuchungen der Phänomene zeigten, über die seine Arbeit kaum den Schleier der Geheimhaltung öffnete:

Wir gehen mit unfassbarer Geschwindigkeit durch den unendlichen Raum; Alles um uns herum ist in Bewegung und Energie ist überall. Es muss einen direkteren Weg geben, diese Energie zu nutzen, als derzeit bekannt ist. Und wenn das Licht aus der uns umgebenden Umwelt herauskommt und auf dieselbe Weise alle Energieformen aus ihrer unerschöpflichen Quelle mühelos gewonnen werden, wird die Menschheit mit Riesenschritten voranschreiten.

Die bloße Betrachtung dieser großartigen Perspektive hebt unsere Stimmung, stärkt unsere Hoffnung und erfüllt unsere Herzen mit größter Freude.

Unter tosendem Applaus beendete Tesla seine wundervolle Rede. Die Ungewöhnlichkeit des Gezeigten und vor allem die kühnen Schlussfolgerungen des Wissenschaftlers, der die revolutionären Konsequenzen seiner Entdeckungen sah, verblüfften das Publikum, obwohl nicht jeder den Inhalt des Vortrags so tief verstand, wie es Nikola Tesla gewünscht hätte.