Tesla Bobini Nedir?

Tesla bobini, alternatif akımın babası olarak bilinen Nikola Tesla tarafından 19. yüzyılın sonunda keşfedilen önemli bir buluştur. Tesla bobini, yüksek gerilim üretebilen bir bobin çeşidi olarak bilinir.

 Bobin, diğer bir adıyla indüktör, iletken bir teli bobin haline getirdiğimizde ortaya çıkan bir devre elemanı olarak bilinir. Bilindiği üzere, bir iletken telin üzerinden akım geçtiğinde ortaya manyetik alan çıkar. İndüktör elektrik enerjisini kısa süreliğine manyetik alan olarak depolayabilme özelliğine sahiptir. Böylece bobinleri anahtarlamalı güç kaynaklarında kullanabiliriz.

Piyasada çeşit çeşit bobin türü bulunmaktadır. Bugün kullandığımız ya da çevremizde gördüğümüz hoparlörler, trafolar, elektromıknatıslar ve röleler birer bobindir. Örneğin, hoparlörün çalışma prensibinde bobinin önemli bir yeri vardır. Sabit bir mıknatısa yerleştirilen bobin, elektriğin etkisiyle hareket eder. Hareket eden bu bobine bağlı olan diyafram ise havayı hareket ettirerek ses dalgaları oluşturur.

Tesla bobini neden icat edildi?

 Tesla bobini, Nikola Tesla tarafında 1891 yılında icat edilmiştir. Bilindiği üzere Tesla'nın en büyük isteği elektriğin bir noktadan başka bir noktaya kablosuz iletilmesini sağlamaktı. Bunun için yüksek frekansa dayanabilecek jeneratörlere ihtiyacı vardı. Tesla bobini düşük akım, yüksek voltaj ve yüksek frekansta alternatif akım üretmek amacıyla kullanılan bir bobin türüdür. Diğer bobinlere göre daha yüksek voltaj üretebilen bu bobin, Nikola Tesla'nın bahsi geçen amacına hizmet edebilecekti.

 Tesla Bobini Tarihi ve Amacı

Tesla, yaptığı bu bobinle elektrik akımı kablosuz bir şekilde iletmek istiyordu. Bunu başarabilmek için ise evrendeki en büyük iletken olan yer küreyi kullanıyordu. Bilimsel olarak bilinen en büyük gerçek olan "var olan enerji yok olamaz" ilkesi ile yer küreye elektrik enerjisi yükleyerek bir yerden bir başka yere kablosuz transferini yapılabileceğini biliyordu.

Dünya üzerinde toprağa aktarılan bir enerji, akımın gücüne göre yayılarak yansıma özelliği gösterir. Bundan dolayı Tesla çok küçük akım kaynaklarını çok yüksek seviyelere çıkararak yansıma özelliği ile taşımaya çalışıyordu. Tesla kablosuz elektrik iletiminde kısmen başarılı olmayı başarmış olsa da çok fazla ileri gidememiştir. Fakat bu bobin deneyi ile yüksek frekans ve yüksek gerilim elde etmesi ile sanayi alanında oldukça büyük bir devrimin öncülüğünü etmiş oldu.

Ayrıca Tesla'nın kablosuz elektrik deneyleri ile flüoresan lamba, neon aydınlatma, röntgen ışınları gibi buluşlarının temeli olarak kabul edilir.

  Tesla Bobininin Önemi

Tesla bobinini önemli kılan pek çok etken olsa da bunlar içinde iki farklı öneminden bahsetmek gerekir. Birincisi, kablosuz elektrik için yapılan ilk bilimsel çalışmadır. İkincisi, Alternatif akımın temellerini Tesla bu bobin deneyleri sonucunda atmıştır. Doğru akıma nazaran çok daha fazla avantaja sahip olan bu akım modeli başta sanayide ve evlerimizde kullanılmaktadır.

Tesla Bobini İç Yapısı

Tesla bobini tasarımında, elektrostatik enerjiyi depolamak için kapasitör, elektromanyetik enerjiyi depolamak için bobin ve yüksek gerilim değerlerine ulaşabilecek bir transformatör (trafo) gerekir.

Tesla bobininin yapısı nasıldır?

 Tesla bobininin çalışma prensibini anlamak için öncelikle içyapısını, diğer bir ifadeyle bu bobini meydana getiren parçaları iyi bilmemiz gerekir. Tesla bobini dört ana parçadan meydana gelmektedir. Bunlar sırasıyla yüksek gerilim trafosu, toroid adı verilen bir boru çeşidi ile birincil ve ikincil bobinlerdir.

 Bobinin içyapısında elektrostatik enerjiyi depolamayı sağlayan bir kondansatör bulunur. Yüksek gerilim trafosu bu kapasitörü şarj etmek için kullanılır. Bu trafo filtreleme ve ses frekans devrelerinde kullanılan demir nüveli bir bobindir (şok bobini). Toroid ise Tesla bobininin içindeki boruya verilen isimdir. Bu borunun yapısının metal element olması gerekir. Genellikle bu noktada alüminyum tercih edilir. Tesla bobini çalışırken ortaya çıkan kıvılcımlar toroid sayesindedir. Birincil ve ikincil bobinler Tesla bobininin diğer parçalarıdır. İkincil bobin, toroidin üzerine ince bir telin çok sayıda sarılmasıyla elde edilir. İkincil bobinin üzerine kalın bir telin az sayıda sarılmasıyla birincil bobin ortaya çıkar.

Tesla bobini nasıl çalışır?

 İlk olarak deney sisteminde bulunan yüksek gerilim trafosu kondansatörü şarj eder. Bu sistem sayesiyle kondansatör ve bobin arasında rezonans frekansında salınım gerçekleşmeye başlar. Bu salınımı kullanarak yüksek frekanslı akım elde edilir. Bu yüksek frekanslı akımın çevirme oranını yüksek tutulursa daha yüksek gerilim elde edilir. Bu bobinin ana amacı elektriğin kablosuz iletilmesi olduğundan Tesla, deney bobinleri için nüveyi hava olarak seçmiştir

Temel çalışma prensibinden bahsedecek olursak ise Yüksek gerilim trafosu kondansatörü şarj ettikten sonra birincil bobine seri olarak bağlanmış olan kondansatör birincil bobini binlerce volt değerlerine kadar yükler. Bu yükleme sonucunda oluşan manyetik alanın etkisi ile ikincil bobinde yüksek gerilim değerlerine ulaşır. Bu zincirleme gerilim değerleri sayesinde ikincil bobinin sarılı olduğu toroid (metal boru) ile toprak arasında zıt kutuplaşma meydana gelir. Bu meydana gelen zıt kutuplaşmanın etkisi ile ortaya kıvılcım çıkar. İkincil bobinde elde edilen gerilim değerine göre bu kıvılcımların şiddeti de artar.

Tesla bobini neden bu kadar önemli?

 Alternatif akımın temellerini atan Nikola Tesla'nın en büyük hayalinin elektriği kablosuz iletmek olduğunu yazının başında dile getirmiştik. Tesla'nın icat ettiği bobin sayesinde birçok bilimsel gelişmenin önü açılmıştır. Bugün kullandığımız flüoresan lamba ve röntgen ışıkları işte bu bilimsel çabanın sonucunda ortaya çıkmıştır.

Deney İçin Gerekli Malzemeler:

 22K Direnç

N2222 Transistör

Devre anahtarı

9V pil

9V pil başlığı

Zil teli

Pinpon topu

Alüminyum folyo

Ahşap alt tabla

0,3 mm çaplı emaye bobin teli

20 mm çapında, minimum 10,5 cm uzunluğunda PVC yalıtkan bir boru