特斯拉专利2-一种电力变压器(樊京的博客)

第一篇：特斯拉专利2-一种电力变压器(樊京的博客)

美国专利局

一种电力变压器

尼古拉特斯拉，纽约县，纽约州

专利申请号：593138

公开日：1897年11月2日

提交申请日：1897年3月20日 申请编号：629453（无模型）

致相关负责人：

众所周知，我尼古拉特斯拉是一个美国公民，定居在纽约州纽约县。针对电力变压器，我发明了一种实用新型的改进方法。参考该发明的图纸，对其做出以下详细说明。

为了开发高压电流，我设计并投入使用了一种设备。现在这个申请是基于它提出的。在此之前，按照制造商的原则构造的变压器和感应线圈完全不能被生产和实际利用，而我设计的变压器和感应线圈，至少不会破坏自身设备，并且对接近或触摸该设备的人员也没有危险性。

这次改进涉及到一种新颖的变压器形式和一个电力传输系统形式，通过这个系统可以将电源电压增加到比以前实际采用的电压还高的电压进行线路传输。根据产生电压的要求，为了不仅要避免来自自感所产生的危害，而且操作起来安全，搭建了这个设备。为了达到这个目标，我构造了一个初级和次级线圈按特定方式绕制和装配的变压器。因为最远处的电压是最高的终端电压，所以相邻绕线之间电压应该是最小的，而来自电压效应的危害可能性会随着电压的增长而增长，所以变压器的次级线圈要远离初级线圈。

上面谈到的具有这种特性的线圈是扁平的螺旋形，就是我采用的形式。将初级线圈缠绕在次级线圈之外，并从后者的中心或内端头提取电流。但是，我可以不按照这种形式或改变一下形式，详情会在下文说明的。在构造我的改进变压器时，基于电气干扰在这种电路的传播速度，我采用的次级线圈长度大概是电路中电气干扰波长的1/4。一般来所，这种长度会使距离初级线圈较远的次级线圈终端可以获得最大值。在使用这些线圈时，为了更有效的避免伤害到人或者是损坏接在初级线圈上的设备，我将次级线圈的一端接地，即接近初级线圈的一端接地。

在附图中，图1是在构造我的改良线圈过程中所采用的绕线和联接方式并用它们进行远距离输送电能方式图解说明，图2是一个侧面图，图3是和我的发明一致的改进绕线方式的部分侧面图。图中A、B、C的含义如下：

A表示指定的核心，如果需要，它可以是有磁性材料；

B表示次级线圈，通常按螺旋的方式绕在核心上；

C表示初级线圈，靠近次级线圈缠绕。次级线圈的一端接在螺旋线圈的中心，电流从中心流向传输线或做其他用途，另一端连接地或者接到初级线圈。

当两个线圈用在传输系统中时，其中的电流先被升为高压，然后再被转变为低压。那么接收变压器的构造和连接方式将和第一个变压器的相同，也就是说，对应于发送变压器次级线圈的中心点的接法，接收变压器的中心点要连到传输线上，另一端接地或者接到局部电路上，其对应于发送变压器初级线圈的接法。在这种情况下，线路导线也应该支持这种传输方式，以避免电流没有通过导线直接流向相邻的物体时将其接地，比如说，借助于安装在金属杆上的长绝缘子，以至于当电流从线路上泄露时可以无害地将电流导向大地。在图1描述的系统中，习惯地把发电机G说成升压变压器的供给对象，而电灯H和电动机K，连接在降压变压器上。

把次级线圈可以绕成平接头圆锥体形状，而不是绕成平面的螺旋状。初级线圈绕在底部，如图2所示。实践中做一般用途的设备，构造线圈更适合按照图3 进行设计。在图中，两个L都是绝缘线轴，次级线圈绕在上面。然而在两个截面上形成两个次级。初级线圈的C围绕两个次级线圈B绕成螺旋形平带状。

次级线圈的内部终端头通过绝缘管子M引出，另一个终端或外部终端与初级线圈相接。如前面所述，基于通过线圈自身的电磁波动的传播速度和设计电路的使用目的，次级线圈B的长度，即两个次级线圈都被使用时每个次级线圈的长度，如图3所示，应该是次级电路中电磁波长的1/4。也就是说如果包括线圈在内的电路中电流的传播速度是每秒18万5千英里，那么在这个电路中频率将是925HZ，每一个波长是200英里长。也就是说, 18万5千英里的长度里将包含925个驻波。在这样的频率下，每个波长应该用50英里长的次级线圈，那么在次级线圈的一端电压为0伏，另一端电压最大。

在这里描述的线圈特征具有以几个重要优势。虽然电压随着线圈匝数增加而增加，但是相邻匝数之间的电压却比较小，因此，我改进的线圈可以成功地得到一个非常高的电压，而普通线圈行不通。由于次级线圈连接在初级线圈上，因此，初级线圈和次级线圈相邻的部分具有相同的电压。因此从一个跳向另一个不会有电火花产生进而破坏其绝缘性。此外，由于初级线圈和次级线圈都是接地的，线圈的线路终端能达到保护远离设备的每一个点，使通过靠近或触摸设备的人员放电的危险降到最小。

我知道，一种平面螺旋形感应线圈就其本身而言并不新鲜，而且对此我不再声明，但是对于我的发明我要声明以下几点：

1.一种用来在高压情况下产生或转换电流的变压器，由初级线圈和次级线圈组成。次级线圈的一个终端与初级线圈有电气连接，而且在使用过程中，次级线圈的这一端要接地。

2.一种用来在高压情况下产生或转换电流的变压器，由按照平面螺旋状缠绕的初级线圈和次级线圈组成。靠近初级线圈的次级线圈的一端与初级线圈形成电气连接，而且当变压器使用时，要接地，如前所述。

3.一种用来在高压情况下产生或转换电流的变压器，由按照平面螺旋状缠绕的初级线圈和次级线圈组成。次级线圈在内部，由初级线圈的绕线环绕。在使用变压器时，它们临近的终端相连并接地，如前所述。

4.在一个转换并传输电能的系统中，两个变压器相组合，一个升压，一个降压。所说变压器一端通

过一个长且细的线圈连接到线路上，靠近比较短的线圈的另一端接地，如前所述。

尼古拉特斯拉

证明人：M.LAWSON DYER，G.W.MARTLING.