Apa itu Lilitan Telsa (Tesla Coil): Diagram Rangkaian, Prinsip Kerja & Aplikasinya

Dunia teknologi nirkabel telah hadir! Aplikasi nirkabel yang tak terhitung banyaknya seperti pencahayaan bertenaga nirkabel, rumah pintar nirkabel, pengisi daya nirkabel, dan sebagainya dikembangkan karena teknologi nirkabel. Pada tahun 1891, penemuan Tesla coil yang paling terkenal ditemukan oleh penemu Nikola Tesla.

Tesla terobsesi dengan menyediakan energi nirkabel, yang mengarah pada penemuan lilitan Tesla. Lilitan ini tidak membutuhkan rangkaian yang rumit sehingga menjadi bagian dari kehidupan kita sehari-hari seperti remote control, smartphone, komputer, sinar X, lampu neon dan lampu neon, dan lain sebagainya.

Apa itu Lilitan Tesla (Tesla Coil)?

Definisi: Tesla coil adalah osilator frekuensi radio yang menggerakkan transformator resonansi double-tuned inti udara untuk menghasilkan tegangan tinggi dengan arus rendah.

Untuk lebih memahami, mari kita tentukan apa itu osilator frekuensi radio. Terutama, kami menyadari bahwa osilator elektronik adalah perangkat yang menghasilkan sinyal listrik baik dari gelombang sinus atau gelombang persegi. Osilator elektronik ini menghasilkan sinyal pada rentang frekuensi radio 20 kHz hingga 100 GHz yang dikenal sebagai osilator frekuensi radio.

Prinsip Kerja Lilitan Tesla (Tesla Coil)

Koil ini memiliki kemampuan untuk menghasilkan tegangan output hingga beberapa juta volt berdasarkan ukuran lilitannya. Lilitan Tesla bekerja berdasarkan prinsip untuk mencapai kondisi yang disebut resonansi.

Di sini, lilitan primer mengeluarkan sejumlah besar arus ke dalam lilitan sekunder untuk menggerakkan rangkaian sekunder dengan energi maksimum. Rangkaian yang disetel dengan baik membantu memotret arus dari rangkaian primer ke sekunder pada frekuensi resonansi yang disetel.

Diagram Rangkaian Tesla Coil

Coil ini memiliki dua bagian utama – Lilitan primer dan lilitan sekunder, dengan masing-masing lilitan memiliki kapasitornya sendiri. Sebuah celah percikan menghubungkan koil dan kapasitor. Fungsi celah percikan adalah untuk menghasilkan percikan untuk menggairahkan sistem.

Cara Kerja Lilitan Tesla (Tesla Coil)

Lilitan ini menggunakan trafo khusus yang disebut trafo resonansi, trafo frekuensi radio, atau trafo osilasi.

Coil primer dihubungkan ke sumber daya dan coil sekunder transformator digabungkan secara longgar untuk memastikannya beresonansi. Kapasitor yang dihubungkan secara paralel dengan rangkaian transformator berfungsi sebagai rangkaian tuning atau rangkaian LC untuk menghasilkan sinyal pada frekuensi tertentu.

Transformator primer, atau disebut sebagai transformator resonansi, melangkah untuk menghasilkan tingkat tegangan yang sangat tinggi berkisar antara 2kv hingga 30 kV, yang pada gilirannya mengisi kapasitor.

Dengan akumulasi muatan dalam jumlah besar di kapasitor, akhirnya, memecah udara dari celah percikan. Kapasitor memancarkan sejumlah besar arus melalui Tesla Coil (L1, L2), yang pada gilirannya menghasilkan tegangan tinggi pada keluaran.

Frekuensi Osilasi

Kombinasi kapasitor dan belitan primer 'L1' dari rangkaian membentuk rangkaian yang disetel. Rangkaian yang disetel ini memastikan bahwa rangkaian primer dan sekunder disetel dengan baik agar beresonansi pada frekuensi yang sama. Frekuensi resonansi dari rangkaian primer 'f1' dan sekunder 'f2' dan diberikan oleh,

f1=1/2π√L1C1 dan f2=1/2π√L2C2

Karena rangkaian sekunder tidak dapat disetel, tap yang dapat digerakkan pada 'L1' digunakan untuk menyetel rangkaian primer sampai kedua rangkaian beresonansi pada frekuensi yang sama. Oleh karena itu, frekuensi primer sama dengan frekuensi sekunder.

f=1/2π√L1C1 = 1/2π√L2C2

Kondisi untuk primer dan sekunder beresonansi pada frekuensi yang sama adalah,

L1C1 = L2C2

Tegangan output pada transformator resonansi tidak bergantung pada rasio jumlah lilitan seperti pada transformator biasa. Segera setelah siklus dimulai dan saat percikan dipasang, energi rangkaian primer disimpan di kapasitor utama 'C1' dan tegangan di mana percikan rusak adalah 'V1'.

W1=1/2C1V1²

Demikian pula, energi pada kumparan sekunder diberikan oleh,

W2=1/2C2V2²

Dengan asumsi tidak ada energi yang hilang, W2 = W1. Menyederhanakan persamaan di atas, kita dapatkan

V2=V1√C1/C2 = V1√L2/L1

Pada persamaan di atas, tegangan puncak dapat dicapai bila tidak terjadi kerusakan udara. Tegangan puncak adalah tegangan di mana udara rusak dan mulai bekerja.

Kelebihan / Kekurangan Lilitan Tesla Coil

Keuntungannya adalah

Memungkinkan distribusi tegangan yang seragam di seluruh kumparan belitan.
Meningkatkan tegangan dengan lambat dan karenanya tidak merusak.
Performa luar biasa.
Penggunaan penyearah 3 fasa untuk daya yang lebih tinggi dapat menawarkan pembagian beban yang luar biasa.

Kerugiannya adalah

Tesla coil menimbulkan beberapa bahaya kesehatan karena emisi frekuensi radio bertegangan tinggi yang meliputi kulit terbakar, kerusakan pada sistem saraf dan jantung.
Melibatkan biaya tinggi dalam membeli kapasitor smoothing DC yang besar.
Konstruksi rangkaian memakan banyak waktu karena harus sempurna agar dapat beresonansi

Aplikasi Lilitan Tesla Coil

Saat ini, kumparan ini tidak memerlukan rangkaian kompleks yang besar untuk menghasilkan tegangan tinggi. Namun demikian, Lilitan Tesla kecil menemukan aplikasinya di berbagai sektor.

Pengelasan aluminium
Mobil menggunakan kumparan ini untuk pengapian busi
Coil Tesla yang dibuat, digunakan untuk menghasilkan pencahayaan buatan, suara seperti musik Kumparan Tesla di industri Hiburan dan Pendidikan digunakan sebagai atraksi di pameran elektronik dan museum sains
Sistem vakum tinggi dan pemantik api busur
Detektor kebocoran sistem vakum

Pertanyaan

1). Apa yang dilakukan Lilitan Tesla?

Lilitan ini adalah osilator frekuensi radio yang menggerakkan transformator resonansi untuk menghasilkan tegangan tinggi pada arus rendah.

2). Bisakah Lilitan Tesla mengisi daya telepon?

Saat ini, smartphone dirilis dengan built-in wireless charging, yang menggunakan prinsip Tesla coil.

3). Apakah Lilitan Tesla berbahaya?

Kumparan dan perlengkapannya sangat berbahaya karena menghasilkan tegangan dan arus yang sangat tinggi yang tidak dapat dipastikan oleh tubuh manusia

4). Mengapa lilitan tesla coil membuat musik?

Umumnya, kumparan ini mengubah udara di sekitarnya menjadi plasma yang mengubah volume dan menyebabkan gelombang menyebar ke segala arah, menghasilkan suara / musik. Ini terjadi pada frekuensi tinggi 20 hingga 100 kHz.

5). Bagaimana Tesla mengirimkan listrik tanpa kabel?

Sebuah celah percikan digunakan untuk menghubungkan kapasitor dan dua kumparan. Saat daya dimasukkan melalui transformator, ia menghasilkan arus yang diperlukan dan memberi daya pada seluruh rangkaian.

Demikianlah gambaran mengenai lilitan Tesla coil yang dapat digunakan untuk menghasilkan listrik bertegangan tinggi, arus rendah, dan frekuensi tinggi. Tesla Coil memiliki kemampuan untuk mentransmisikan listrik secara nirkabel hingga beberapa kilometer.

Kami memastikan bahwa artikel ini memberikan wawasan kepada pembaca tentang cara kerja lilitan Tesla, kelebihan dan kekurangan, dan aplikasi. Sungguh, penemuannya tentang transmisi energi listrik tanpa kabel telah mengubah cara dunia berkomunikasi.

Belajar Elektronika