Высокоскоростная сьёмка Трансформатора Теслы

Разряды с трансформатора теслыИскровой разряд представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто разветвленных искровых каналов, образованных плазмой из ионизированного газа и ионов вещества электродов, интенсивно испаряющегося под действием разряда. Двигаясь от одного электрода к другому, стример перекрывает разрядный промежуток и соединяет электроды непрерывным проводящим каналом, что сопровождается резким возрастанием силы тока и количества энергии, выделяющегося в них. На границах быстро расширяющихся каналов возникает ударная волна, которая порождает звук, воспринимаемый как «треск» искры (в случае молнии — гром). Если менять частоту повторения импульсов достаточно быстро, то можно добиться определенной тональности звучания разряда, что мы используем для воспроизведения музыки.

Поведение искрового разряда очень хорошо можно разглядеть на замедленной видео съёмке разрядов (300 к/сек, частота имп. F=500 Гц), полученных с трансформатора тесла. Средний ток и длительность импульсов недостаточна для зажигания дуги, но вполне пригодна для образования яркого искрового канала, всплывающего вверх за счет того что плазма в канале горячее и легче воздуха.

На видео вы можете видеть разряд, окрашенный хлоридом натрия, что придаёт ему ярко желтый цвет. К сожалению, при высокоскоростной съёмке чувствительность камеры существенно падает, поэтому на видео мы можем разглядеть только центральный канал разряда, идущего с тора трансформатора теслы на заземленный объект.

Напряжение зажигания искрового разряда, как правило, достаточно велико, но напряженность электрического поля в искре понижается от нескольких десятков киловольт на сантиметр (кв/см) в момент пробоя до ~100 вольт на сантиметр (в/см) спустя несколько микросекунд. В данном видео расчетное напряжение на электроде составляет U=400 кВ, что тем не менее за счет резкой неоднородности поля позволяет создавать искровой канал длинной в полтора метра.