接收高压交流电脉冲的装置：拉姆可夫线圈和特斯拉变压器

接受高压的技术装置

19 世纪初，科学家们开始制造用于获得交流电高压的装置。海因里希赫兹在他的实验中使用了当时在物理实验科学和电气工程中已经可用的设备。

这些是非常有特色的设备，其中使用了物理学中已知的现象，最重要的是，自感应 - 在电流急剧增加或快速中断时，铁芯线圈中出现感应电动势通过循环。

在 1930 年代。第一台电机出现，基于通过旋转线圈的磁力线交叉。第一台这样的机器（1832 年）是 I. Pixii、A. Jedlik、B. Jacobi、D. Henry 的发电机。

物理学和新兴电气工程中的一个非常重要的事件是感应电机的出现，它实际上是高压变压器。

这些是带有两个线圈的电磁铁。第一个线圈中的电流以这种或那种方式周期性地中断，而第二个线圈中出现感应电流（更准确地说， 自感电动势).第一个实用的“变形金刚”有一个开环磁系统。他们属于19世纪70、80年代，他们的出现与P. Yablochkov、I. Usagin、L. Golyar、E. Gibbs等人的名字有关。

1837 年，由法国教授 Antoine Masson 发明的感应电机或“线圈”出现了。这些机器在快速断电的情况下运行。使用齿轮形式的开关，它在旋转过程中定期接触金属刷。电流的中断导致自感电动势，机器输出端出现频率足够高的高压脉冲。马森用这台机器 用于医疗目的.

Rumkorf感应线圈

1848 年，著名的物理设备大师 Heinrich Rumkorff（他在巴黎有一个制造物理实验仪器的车间）注意到，如果线圈的匝数较多，Masson 机器的张力会显着增加，并且中断的频率显着增加。

1852 年，他设计了一个有两个线圈的线圈：一个是粗线和少量匝数，另一个是细线和大量匝数。初级线圈由电池通过振动磁开关供电，同时在次级线圈中感应出高电压。这个线圈被称为“感应”，并以其创造者 Rumkorf 的名字命名。

它是进行实验所需的非常有用的物理设备，后来成为第一台无线电系统和 X 光机的组成部分。巴黎科学院对拉姆科夫的功绩给予了高度评价，并以沃尔特的名义授予了他一笔巨额奖金。

稍早一点（1838 年），同样参与改进感应线圈的美国工程师查尔斯·佩奇取得了不错的成绩——他的设备提供了相当高的电压。然而，在欧洲，人们对佩奇的工作一无所知，这里的研究仍在继续一条独立的道路。

Rumkorf 卷线器（1960 年代）

如果感应线圈的第一个模型给出的电压会产生大约 2 厘米长的火花，那么在 1859 年，L. Ritchie 获得了长达 35 厘米的火花，而 Rumkorff 很快制造了一个火花长达 50 厘米的感应线圈。

Rumkorf 感应线圈几乎没有发生根本性的变化就一直存在。只有线圈、绝缘等的尺寸发生了变化。最大的变化会影响感应线圈初级电路中断路器的结构和工作原理。

Rumkorf 线圈

Rumkorf 线圈中使用的第一类断路器是所谓的“Wagner hammer”或“Neff hammer”。这个非常有趣的装置出现在 1840 年代左右。并且是一个电磁铁，由电池通过带触点的可移动铁磁叶供电。

当设备打开时，花瓣被吸引到电磁铁的铁芯上，触点中断了电磁铁的供电电路，之后花瓣离开铁芯回到原来的位置。然后以系统部件的大小、花瓣的刚度和质量以及许多其他因素确定的频率重复该过程。

Wagner-Nef 设备后来变成了电铃，是最早的机电振荡系统之一，成为早期无线电工程中许多电气和无线电设备的原型。此外，该装置还可以将电池的直流电转换为间歇电流。

Rumkorf 线圈中使用的 Wagner-Neff 机电开关由线圈本身的磁吸引力驱动。他建设性地与她合而为一。 Wagner-Neff 断路器的缺点是功率低，即无法在触点烧毁的地方分断大电流；此外，这些断路器不能提供高频率的电流中断。

其他类型的断路器设计用于中断强大的 Rumkorf 感应线圈中的大电流。它们基于不同的物理原理。

一种设计的工作原理是一根相当粗的金属棒在垂直平面内来回移动，沉入水银杯中。机械驱动器将旋转运动（通过手动或发条装置或电动机）转换为线性往复运动，因此中断频率可能相差很大。

在 J. Foucault 提出的这种断路器的早期设计之一中，驱动是通过电磁铁进行的，就像在 Wagner-Neff 锤中一样，硬触点被水银取代。

直到十九世纪末。最普遍的是«Dukret»和«Mak-Kol»公司的设计。这些破碎锤提供每分钟 1000-2000 次的破碎速度，并且可以手动操作。在第二种情况下，可以在 Rumkorf 线圈上获得单次放电。

另一种类型的断路器根据射流原理运行，有时称为涡轮机。这些断路器的工作方式如下。

一个小型高速涡轮机将水银从蓄水池泵送到涡轮机顶部，水银从那里通过喷嘴以旋转射流的形式离心喷出。在断路器的壁上，有固定间隔的电极，在其移动过程中，水银射流会接触到这些电极。这就是足够强的电流关闭和打开的方式。

根据俄罗斯教授 N.P. Sluginov 在 1884 年发现的现象，使用了另一种类型的开关 - 电解开关。开关的工作原理在于，当电流通过大量铅和之间的硫酸电解质时铂（正）电极的铂电极，它是一根末端尖锐的玻璃绝缘细线，气泡出现，周期性地阻止电流流动，电流被中断。

电解断路器提供高达每秒 500 - 800 次的分断速度。掌握二十世纪初电气工程中的交流电。为物理学的武器库引入了新的可能性，并且已经开始无线电电子学。

交流电机用于为 Rumkorf 线圈供电 交流正弦电流，这使得它可以更广泛地使用 共振现象 在次级绕组中，然后作为可直接用于辐射的高频电流源。

特斯拉变压器

最早对高频高压电流的特性感兴趣的科学家之一是 尼古拉·特斯拉，他为所有电气工程的发展做出了非常重要的贡献。这位才华横溢的科学家和发明家有许多实用的原始创新。

发明无线电后，他首先设计了无线电遥控船模型，研制了煤气灯，设计了感应高频电机等，他的专利数量达到了800项。据美国无线电工程师埃德温·阿姆斯特朗介绍, 多相电流的发现和只有一个感应电动机就足以让特斯拉的名字永远不朽。

多年来，尼古拉·特斯拉孕育了通过将地球激发成一个大型振荡电路的方法来实现远距离无线传输能量的想法。他用这个想法吸引了许多人，开发了高频电磁能量源及其发射器。

特斯拉的装置的创造，在电气工程的各个分支的发展中发挥了非常重要的作用，被称为“谐振变压器”或“特斯拉变压器”，可以追溯到1891年。

特斯拉的谐振变压器（1990 年代）。电磁波发生器中的开关电路

Rumkorf 的高压感应线圈被放电到莱顿瓶中。后者被充电至高压，然后通过谐振变压器的初级绕组放电。同时，在与初级谐振调谐的次级绕组上会出现非常高的电压。特斯拉接收到频率约为 150 kHz 的高压（约 100 kV）。这些电压以长达数米的刷状放电形式在空气中产生突破。