Jít na vyhledávání

Fyzikální poradna

Máš nějaký dotaz?

Pokud se chceš na něco zeptat, napiš nám e-mail s předmětem „Fyzikální poradna“ na adresu:

poradna@svetenergie.cz / nebo využij kontaktní formulář
13. 11. 2020
Autor

Odpovídá: Jaroslav Koreš

Ilustrační fotografie (Zdroj: ©  primipil / stock.adobe.com)

Teslovy cívky

Cose stane, když se dotknou Teslovy cívky?
Ahoj Tondo,

nejspíš myslíš Teslův transformátor - ten se skládá ze dvou cívek. Jako každý transformátor má dvě vinutí (tedy cívky) a poměr závitů na obou vinutích udává, jak se bude měnit napětí a proud na druhé (výstupní, odborně sekundární) cívce. Protože platí zákon zachování energie, je příkon (energie, která teče do transformátoru za daný čas) stejný jako výkon (energie za stejný čas, která vystupuje z transformátoru). Výkon vypočítáme jako U.I, takže U1.I1 (příkon) je stejný jako U2.I2 (výkon). Volbou poměru závitů měníme poměr napětí, pokud je na sekundární cívce 10x více závitů, je na ní 10x větší napětí. Protože výkon musí být stejný, jako příkon, bude v uvedeném případě 10x menší proud na sekundárním vinutí, než na primárním (vstupním) vinutí. Toto má široké využití, např. nabíječka na telefon by měla dodávat napětí 5 V, ale v zásuvce ve zdi je 230 V. Proto je na sekundární cívce 230/5 -krát méně závitů. U Teslova transformátoru je to naopak - na sekundáru je mnohem více závitů, tudíž je na jeho výstupu mnohem vyšší napětí, ale nižší proud. Protože pro člověka je nebezpečný elektrický proud (ne hodnota napětí), je tudíž nebezpečí úmrtí či úrazu u Teslovy cívky velmi malé. Ale je potřeba upozornit na to, že na stejném principu funguje i vedení vysokého napětí - tedy napětí v drátech na stožárech je také mnohem vyšší, než v zásuvce a jistě víš, že je smrtelně nebezpečné se k nim přiblížit, natož se jich dotýkat. Bezpečnou Teslovu cívku charakterizuje totiž ještě využití dvou jevů. První z nich je to, že bezpečný zdroj vysokého napětí je tzv. měkký. To znamená, že tento zdroj není schopen dodávat vysoký proud. Tak fungují i elektrické ohradníky (opět je na nich vysoké napětí, ale dodávají do obvodu jen malý proud). Zato elektrárna je tvrdý zdroj energie - proto ji stavíme, aby i při velké zátěži (hodně připojených spotřebičů) byla schopna dodávat stále velké elektrické proudy. Druhým jevem je tzv. skin efekt. Ten popisuje, jak se chová střídavý proud ve vodiči. Čím vyšší je frekvence střídavého proudu, tím větší část tohoto proudu protéká po povrchu vodiče. Takže pokud Teslova cívka pracuje na vysoké frekvenci a ty se jí dotkneš, poteče proud po povrchu tvého těla. A střídavý proud je nebezpečný zejména pro srdce (pokud neřeším spáleniny, které vzniknou průchodem proudu) a tudíž bude proud, který bude protékat tvým srdcem velmi malý. Pokud to shrnu - v případě správně sestaveného Teslova transformátoru (bude měkkým zdrojem el. proudu a bude pracovat na vysoké frekvenci), ti nehrozí téměř nic. Podobně, jako u elektrického ohradníku, jen budeš cítit, jak přeskakují výboje mezi tvým tělem a okolím. Ale určitě není bezpečné vyrobit si Teslův transformátor pouze tím, že zapojíš 2 cívky tak, aby na sekundární cívce bylo tisícinásobně více závitů než na primární a zapojíš do zásuvky. To už bys asi nic necítil...
Na závěr jedna poznámka a jedno upozornění: ve svých výpočtech jsem počítal s tím, že transformátor má nulové ztráty (reálně tomu tak není, ale ztráty jsou velmi malé) a určitě nedoporučuji si bez předchozího studia vyrábět cokoliv, co budeme chtít zapojit do
elektrické sítě ;)
Vrátit se nahoru
detail