Bobine Tesla - Définition
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Synergie et harmonie
La résonance, dans un transformateur de Tesla, est un simple phénomène physique, reproductible et scientifiquement explicable. Si cette résonance peut être aisément atteinte, un fonctionnement parfaitement synergique de tous les composants reste difficile. Un bon bricoleur (Tesla Coiler) peut obtenir des éclairs à haute fréquence aussi longs que la hauteur du bobinage secondaire. Les débutants arrivent rarement à la moitié de cette longueur. Les expérimentateurs chevronnés qui arrivent à bien connaître (sentir ?) leur montage, peuvent engendrer des éclairs qui sont plus longs que la hauteur du secondaire. L'art de la construction de ces installations implique des progrès en paliers, en serrant de mieux en mieux l'harmonie des composants et des conditions des expériences. On parle ici du facteur Q (pour Qualité) : de bons composants et de bons matériaux ne suffisent pas. Tous les aspects de la construction doivent être revisités et améliorés. Le transformateur élévateur de tension est-il assez puissant (il faut au moins 5 kW pour obtenir des arcs de deux à trois mètres de long) ? L'électrode torique est-elle assez large pour retenir le voltage à des valeurs suffisantes (mais pas trop, sinon cette décharge ne se produit pas) ? Le couplage entre le primaire et le secondaire est-il correct ? Les deux enroulements sont concentriques, mais la position plus ou moins haute du secondaire sur le primaire est primordiale (couplage). Le ou les condensateurs du circuit de puissance sont-ils bien adaptés à l'alimentation haute tension ?
Le transformateur Tesla à 3 bobines
Il y a plusieurs manières d'introduire de l'énergie électrique dans un résonateur hélicoïdal résonant en quart d'onde. On peut coupler l'énergie par induction. C'est ce qui se fait dans les transformateurs de Tesla classiques, avec un circuit primaire accordé sur la fréquence en quart d'onde du résonateur qui est dans ce cas, le bobinage secondaire. On peut aussi coupler directement l'énergie dans le résonateur en l'injectant directement à la base du bobinage. C'est le principe du magnifier (terme anglais qui peut se traduire par grossisseur selon la métaphore d'une loupe ou lentille optique grossissante). Deux enroulements vont fonctionner comme un transformateur à haute fréquence et élévateur de tension. Le troisième (Extra Coil en anglais) recevra l'énergie à sa base (par un tube de cuivre tendu entre le secondaire et lui) et l'électrode torique sera au sommet de l'Extra Coil. Cette dernière méthode est indiscutablement la meilleure pour faire fonctionner un transformateur Tesla. Nikola Tesla a abandonné toutes les expérimentations avec le dispositif à deux bobines avant même de venir s'installer à Colorado Springs.
Équations essentielles
Formule de Wheeler pour l'inductance.
Version pilotée par semi-conducteur
Entre 1970 et 1980, des expérimentateurs amateurs ont essayé d'utiliser des semi-conducteurs pour remplacer l'éclateur à arc soufflé. À petite puissance, en utilisant le circuit THT des téléviseurs, ils ont pu alimenter, en régime non pulsé, des résonateurs de Tesla avec de modestes résultats. Les semi-conducteurs de puissance sont devenus moins chers et plus solides et la technologie à semi-conducteurs a pu progresser sans prétendre aux performances des systèmes électromécaniques. Les dispositifs n'alimentaient directement que la base du secondaire (résonateur). Vers 2002, un étudiant américain nommé Jimmy Hynes fait avancer le concept en réalisant un oscillateur qui alimente en régime pulsé le primaire d'un transformateur de Tesla. En 2004 Daniel McCauley porte le concept à maturité avec de nouvelles générations de DRSSTC (Double Resonant Solid Tesla Coil).
