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La bobine Tesla ou transformateur de Tesla est une machine électrique fonctionnant sous courant alternatif et permettant d'atteindre de très hautes tensions.
[modifier] Composants du montage
- Une alimentation haute tension composée d'un transformateur pouvant fournir plusieurs kilovolts et éventuellement d'un dispositif de sécurité.
- Un éclateur à étincelles interrompues ou rotatif.
- Un condensateur capable de résister à une tension supérieure à celle de l'alimentation.
- Une bobine primaire large, comptant peu de spires, et capable de résister à un ampérage élevé.
- Une bobine secondaire haute, comptant beaucoup de spires.
- Une pièce métallique servant d'électrode de décharge, dont la capacité doit être connue et adaptée au circuit. Sa forme importe peu: il existe des modèles en forme de sphère, de cône, de pointe, de tore,...
[modifier] Assemblage des composants
Les différents éléments sont assemblés de cette manière:
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Éclateur |
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Bobine secondaire |
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- Les deux schémas sont électriquement identiques
- La bobine secondaire a un diamètre inférieur à celui de la bobine primaire: elles sont enfilées l'une dans l'autre, leurs axes sont alignés.
- La bobine secondaire est reliée à la terre à sa base et l'électrode de décharge est fixée à son sommet.
[modifier] Fonctionnement
Une fois mis sous tension, le système d'alimentation charge le condensateur. Lorsque la différence de potentiel aux bornes de celui-ci est suffisante, un arc électrique traverse l'éclateur et le condensateur se décharge dans la maille contenant la bobine primaire. C'est une décharge intense et à haute fréquence: on obtient ainsi dans la bobine primaire un courant alternatif à haute fréquence et haute intensité.
Comme tout solénoïde parcouru par un courant, selon les lois de l'induction magnétique, la bobine primaire produit un champ électromagnétique dans le milieu qui l'entoure. Ce champ est lui aussi intense et varie à haute fréquence.
L'importante variation de flux à travers la bobine secondaire va induire aux bornes de celle-ci une différence de potentiel proportionnelle au rapport des nombres de spires des bobines secondaire et primaire (voir le fonctionnement du transformateur monophasé).
L'étape la plus importante du réglage de l'appareil consiste à obtenir la résonance entre la fréquence du circuit primaire et celle du circuit secondaire. Ce réglage est délicat car les champs électromagnétiques générés par les deux bobines sont perceptibles à distance (par exemple bobiner les câbles d'alimentation peut avoir une influence sur le comportement du circuit).
Une fois la résonance atteinte, la tension induite aux bornes de la bobine secondaire est maximale (plusieurs milliers de volts voire plusieurs millions pour les grands modèles). Comme ces tensions sont supérieures à la rigidité diélectrique de l'air, des arcs électriques vont jaillir de l'électrode terminale dans toutes les directions.
En dehors de son intérêt théorique et pédagogique (car elle permet des démonstrations impressionnantes) cette invention ne connait aucune application pratique actuellement.
[modifier] Liens externes
