Giải thích nguyên lý hoạt động của cuộn dây tesla coil ( fake ) sử dụng 1 transistor

Khi bạn đọc bài viết của mình có thể bạn đã xem bài viết hay video nào đó nói về “cách làm cuộn dây coil đơn giản sử dụng 1 hoặc 2 transistor” . Nhưng không phải ai cũng hiểu nguyên lý hoạt động của nó. Trong nội dung bài viết này mình sẽ nói về nguyên lí hoạt động của mạch điện này.
Như tiêu đề mình có đề cập đây là cuộn tesla coil (fake), bởi vì thực chất đây không phải và cuộn dây tesla , mà đây giống một mạch điện tạo cao áp đơn thuần hơn. Trước hết mình sẽ nói qua về cuộn tesla. Mình trích dẫn từ wikipedia, một cuộn dây tesla sẽ có sơ đồ như hình sau:

Tesla coil

một cuộn dây Tesla bao gồm 2 phần, một cuộn sơ cấp và một cuộn thứ cấp, mỗi dây đều có tụ điện riêng (tụ điện lưu trữ năng lượng điện giống như pin). Hai cuộn dây và các tụ điện được nối với nhau bằng một khe đánh lửa – chính là khoảng cách không khí giữa hai điện cực để tạo ra tia lửa điện. Về cơ bản, cuộn dây Tesla là hai mạch điện hở kết nối với một khe đánh lửa. Nguồn cung cấp cho cuộn tesla là một nguồn cao áp.
Nguyên tắc cơ bản đằng sau cuộn dây Tesla chính là hiện tượng cộng hưởng. Cộng hưởng sẽ xảy ra khi cuộn dây sơ cấp bắn dòng điện vào cuộn dây thứ cấp đúng thời điểm để tối đa hóa năng lượng chuyển vào các cuộn dây thứ cấp.

Bây giờ mình sẽ vào nội dung chính của bài viết, nói về nguyên lý hoạt động của mạch tesla coil (fake)

Tesla coil ( fake )

Cấu tạo : Mạch này có cấu tạo rất đơn giản, thứ nhất là 1 hoặc transistor, tiếp theo là 1 điện trở, 2 cuộn dây, 1 cuộn khoảng 1000 vòng một cuộn khoảng 2 đến 5 vòng cuối cùng là nguồn điện 3-12v.

Như các bạn thấy trong sơ đồ của mạch này không hề có tụ điện và khe đánh lửa, nên đây không thể nào là cuộn dây tesla được, vậy tại sao nó cũng có thể tạo ra những tia sét ( hồ quang điện ) được ?
Vì trong mạch này transistor hoạt động như một khoá đóng ngắt vô cùng nhanh, chính vì thế tạo ra dòng điện biến đổi với tần số siêu cao. Mà 2 cuộn dây trong mạch giống như máy biến áp, khi có dòng điện biến đổi chạy qua cuộn T1, điện áp ra ở cuộn T2 sẽ bằng \( U_{1} * \frac {N2}{N1} \)

Mình giải thích sâu hơn một chút, khi vừa cấp nguồn transistor sẽ mở, dẫn đến hiệu điện thế trên cuộn T1 biến thiên từ \( 0 \rightarrow V_{e} \) ( \( V_{e} \) ở đây là điện đáp của nguồn ). Sinh ra từ trường biến thiên, từ đó trên cuộn T2 cũng sẽ sức điện động biến thiên. Do 1 đầu T2 nối với điển B, nên Lúc đầu điện thế tại đó bằng \(  V_{B} \), khi biến thiên điện áp trong cuộn dây biến thiên quanh \(  V_{B} \). Trong quá trình biến thiên điện áp ở B sẽ bị đưa về < \(  V_{B} \) làm transistor bị ngắt. Sau một lúc, khi điện áp trên chân B lớn hơn ngưỡng hoạt động ( > \(  V_{B} \) ) thì lúc này transistor lại được mở, quá trình lặp lại.

Cơ bản thì nguyên lý hoạt động của nó là như thế. Đến đây bạn đã hiểu nguyên lý của nó và có thể tự làm cho mình một mạch cao cáp mà không phải tự hỏi sao nó lại hoạt động, và có thể dùng nó làm sạc không dây, thắp sáng bóng đèn không cần dây dẫn…

Lưu ý khi làm, nếu mạch không hoạt động, bạn chỉ cần đảo ngược cuộn dây T2 lại. ( vì khi vừa cấp nguồn, khi biến thiên điện áp ở chân B bị đưa lên cao hơn Vb lúc đầu, dẫn đến transistor không bị ngắt từ đó mạch sẽ không hoạt động đúng ý muốn)

Bài viết của mình kết thúc ở đây.

Cảm ơn bạn đã theo dõi.