接收高壓交流電脈衝的裝置：拉姆可夫線圈和特斯拉變壓器

接受高壓的技術裝置

19 世紀初，科學家們開始製造用於獲得交流電高壓的裝置。海因里希赫茲在他的實驗中使用了當時在物理實驗科學和電氣工程中已經可用的設備。

這些是非常有特色的設備，其中使用了物理學中已知的現象，最重要的是，自感應 - 在電流急劇增加或快速中斷時，鐵芯線圈中出現感應電動勢通過循環。

在 1930 年代。第一台電機出現，基於通過旋轉線圈的磁力線交叉。第一台這樣的機器（1832 年）是 I. Pixii、A. Jedlik、B. Jacobi、D. Henry 的發電機。

物理學和新興電氣工程中的一個非常重要的事件是感應電機的出現，它實際上是高壓變壓器。

這些是帶有兩個線圈的電磁鐵。第一個線圈中的電流以這種或那種方式週期性地中斷，而第二個線圈中出現感應電流（更準確地說， 自感電動勢).第一個實用的“變形金剛”有一個開環磁系統。他們屬於19世紀70、80年代，他們的出現與P. Yablochkov、I. Usagin、L. Golyar、E. Gibbs等人的名字有關。

1837 年，感應電機或“線圈”出現，由法國教授 Antoine Masson 發明。這些機器在快速斷電的情況下運行。使用齒輪形式的開關，它在旋轉過程中定期接觸金屬刷。電流的中斷導致自感電動勢，機器輸出端出現頻率足夠高的高壓脈衝。馬森用這台機器 用於醫療目的.

Rumkorf感應線圈

1848 年，著名的物理設備大師海因里希·拉姆科夫（Heinrich Rumkorff）（他在巴黎有一個製造物理實驗儀器的車間）注意到，如果線圈的匝數較多，則馬松機器中的張力會顯著增加，並且中斷的頻率顯著增加。

1852 年，他設計了一個有兩個線圈的線圈：一個是粗線和少量匝數，另一個是細線和大量匝數。初級線圈由電池通過振動磁性開關供電，同時在次級線圈中感應出高電壓。這個線圈被稱為“感應”，並以其創造者 Rumkorf 的名字命名。

它是進行實驗所需的非常有用的物理設備，後來成為第一台無線電系統和 X 光機的組成部分。巴黎科學院對拉姆科夫的功績給予了高度評價，並以沃爾特的名義授予了他一筆巨額獎金。

稍早一點（1838 年），同樣參與改進感應線圈的美國工程師查爾斯·佩奇取得了不錯的成績——他的設備提供了相當高的電壓。然而，在歐洲，人們對佩奇的工作一無所知，這裡的研究仍在繼續一條獨立的道路。

Rumkorf 卷線器（1960 年代）

如果感應線圈的第一個模型給出的電壓會產生大約 2 厘米長的火花，那麼在 1859 年，L. Ritchie 獲得了長達 35 厘米的火花，而 Rumkorff 很快製造了一個火花長達 50 厘米的感應線圈。

Rumkorf 感應線圈幾乎沒有發生根本性的變化就一直存在。只有線圈、絕緣等的尺寸發生了變化。最大的變化會影響感應線圈初級電路中斷路器的結構和工作原理。

Rumkorf 線圈

Rumkorf 線圈中使用的第一類斷路器是所謂的“Wagner hammer”或“Neff hammer”。這個非常有趣的裝置出現在 1840 年代左右。並且是一個電磁鐵，由電池通過帶觸點的可移動鐵磁葉供電。

當設備打開時，花瓣被吸引到電磁鐵的鐵芯上，觸點中斷了電磁鐵的供電電路，之後花瓣離開鐵芯回到原來的位置。然後以系統部件的大小、花瓣的剛度和質量以及許多其他因素確定的頻率重複該過程。

Wagner-Nef 設備後來變成了電鈴，是最早的機電振盪系統之一，成為早期無線電工程中許多電氣和無線電設備的原型。此外，該裝置還可以將電池的直流電轉換為間歇電流。

Rumkorf 線圈中使用的 Wagner-Neff 機電開關由線圈本身的磁吸引力驅動。他建設性地與她合而為一。 Wagner-Neff 斷路器的缺點是功率低，即無法在觸點燒毀的地方分斷大電流；此外，這些斷路器不能提供高頻率的電流中斷。

其他類型的斷路器設計用於中斷強大的 Rumkorf 感應線圈中的大電流。它們基於不同的物理原理。

一種設計的工作原理是一根相當粗的金屬棒在垂直平面內來回移動，沉入水銀杯中。機械驅動器將旋轉運動（通過手動或發條裝置或電動機）轉換為線性往復運動，因此中斷頻率可能相差很大。

在 J. Foucault 提出的這種斷路器的早期設計之一中，驅動是通過電磁鐵進行的，就像在 Wagner-Neff 錘中一樣，硬觸點被水銀取代。

直到十九世紀末。最普遍的是«Dukret»和«Mak-Kol»公司的設計。這些破碎錘提供每分鐘 1000-2000 次的破碎速度，並且可以手動操作。在第二種情況下，可以在 Rumkorf 線圈上獲得單次放電。

另一種類型的斷路器根據射流原理工作，有時稱為渦輪機。這些斷路器的工作方式如下。

一個小型高速渦輪機將水銀從蓄水池泵送到渦輪機頂部，水銀從那里通過噴嘴以旋轉射流的形式離心噴出。在斷路器的壁上，有規則間隔的電極，在其移動過程中被水銀射流接觸。這就是足夠強的電流關閉和打開的方式。

根據俄羅斯教授 N.P. Sluginov 在 1884 年發現的現象，使用了另一種類型的開關 - 電解開關。開關的工作原理在於，當電流通過大量鉛和之間的硫酸電解質時鉑（正）電極的鉑電極，它是一根末端尖銳的玻璃絕緣細線，氣泡出現，週期性地阻止電流流動，電流被中斷。

電解斷路器提供高達每秒 500 - 800 次的分斷速度。掌握二十世紀初電氣工程中的交流電。為物理學的武器庫引入了新的可能性，並且已經開始無線電電子學。

交流電機用於為 Rumkorf 線圈供電 交流正弦電流, 這使得它可以更廣泛地使用 共振現象 在次級繞組中，然後作為可直接用於輻射的高頻電流源。

特斯拉變壓器

最早對高頻高壓電流的特性感興趣的科學家之一是 尼古拉·特斯拉，他為所有電氣工程的發展做出了非常重要的貢獻。這位才華橫溢的科學家和發明家有許多實用的原始創新。

發明無線電後，他首先設計了無線電遙控船模型，研製了煤氣燈，設計了感應高頻電機等，他的專利數量達到了800項。據美國無線電工程師埃德溫·阿姆斯特朗介紹, 多相電流的發現和只有一個感應電動機就足以讓特斯拉的名字永遠不朽。

多年來，尼古拉·特斯拉孕育了通過將地球激發成一個大型振盪電路的方法來實現遠距離無線傳輸能量的想法。他用這個想法吸引了許多人，開發了高頻電磁能量源及其發射器。

特斯拉的裝置的創造，在電氣工程的各個分支的發展中發揮了非常重要的作用，被稱為“諧振變壓器”或“特斯拉變壓器”，可以追溯到1891年。

特斯拉的諧振變壓器（1990 年代）。電磁波發生器中的開關電路

Rumkorf 的高壓感應線圈被放電到萊頓瓶中。後者被充電至高電壓，然後通過諧振變壓器的初級繞組放電。同時，在與初級諧振調諧的次級繞組上會出現非常高的電壓。特斯拉接收到頻率約為 150 kHz 的高壓（約 100 kV）。這些電壓以長達數米的刷狀放電形式在空氣中產生突破。