"Antenne" Tesla

[skedo]

Bonjour a tous,

Toujours dans l'exploration d'antennes exotiques...
J'aurais aimé votre point de vue sur ce système de transmission, dont voici un schéma ci dessous.
http://patentimages.storage.googleap...US645576-0.png
Brevet de Nicolas Tesla datant de 1900, pas tout jeune...

Qu'est ce qui permet la transmission entre les 2 sphères.
Intuitivement on sent qu'il y a de la haute tension en jeu entre les 2 sphères mais peut on parler de champ électromagnétique ?
Sous quelle angle aborder ce système pour l'expliquer ?

Auriez vous une estimation de la capacité à transmettre de l'information par ce système ?
1m ,10m ,100m,1km ?

Par avance merci de vos éclaircissements.
-----

[LPFR]

Bonjour.
N. Tesla fut un ingénieur et inventeur de plusieurs choses utilisées actuellement, comme le transformateur électrique.
Il inventa et breveta aussi de tas de conneries dont quelques unes montraient son ignorance de l’électromagnétisme et d’autres frisaient la escroquerie.
De plus, des fanatiques de ce monsieur lui attribuent d’autres imbécillités dont il n’est pas l’auteur.

Donc, je n’ai pas envie de perdre mon temps pour décortiquer un de ses multiples brevets.
Au revoir.

[skedo]

Re,
Vu sous cet angle, je peux comprendre.

Si l'on s'en tient juste au système présenté, hors passif, admettons que se soit un pur cas d’école, quel serait le principe de transmission d'un tel dispositif et que peut on en attendre, à la louche ?

Je sais que la louche n'est pas scientifiquement homologuée mais ça oriente le desorienté.
Pas trop fort la louche svp, ça fait mal !

L’intention est de transmettre de l'information et pas de l’énergie même si l'information transmise est énergie, nous sommes d'accord...

Ouvert à toute participation.

cdlt

[LPFR]

Re.
Si vous voulez la description complète, voici le lien :
https://www.google.com/patents/US645576
J’ai commencé à la lire, mais franchement ça me fait...
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

L’intention est de transmettre de l'information et pas de l’énergie même si l'information transmise est énergie, nous sommes d'accord...

Bonjour,
Il y a une grande différence entre transmettre de l'énergie et transmettre de l'information, et c'était le principal problème de Tesla.
Après avoir perfectionné le transformateur, Tesla rêvait de transmettre l'énergie à grande distance sans fil.
L'électromagnétisme permet d'envoyer de l'énergie dans l'espace mais pas à un récepteur particulier et même s'il n'y a pas de récepteur.

Transmettre de l'énergie c'est aussi exiger un certain rendement, et donc de pas inonder tout l'espace avec du rayonnement, alors que pour transmettre de l'information il suffit de capter très peu d'énergie.
Le dispositif que vous avez présenté s'apparente à un transformateur sans entrefer fait avec des enroulements en spirale.
Il peut effectivement transmettre de la puissance à faible distance en accordant les circuits (1 ou 2 m) et de l'information à plusieurs kms suivant la fréquence utilisée.

[skedo]

Re.
Si vous voulez la description complète, voici le lien :
https://www.google.com/patents/US645576
J’ai commencé à la lire, mais franchement ça me fait...
A+

Re,

J'ai un peu dégrossi l'affaire:
A ce que je comprend, on a d'un coté un émetteur et de l'autre un récepteur symétrique.
l' émetteur est constitué d'un bobinage primaire, d'un bobinage secondaire ce qui fait transfo élévateur, à air, accordé à la fréquence par L_secondaire C_sphère/terre et en plus le secondaire est accordé en lambda/4.
La sphère terminale constitue une électrode de condensateur ouvert, l' autre électrode étant la terre et la sphère récepteur.
l'accord se faisant essentiellement avec Terre et marginalement avec le récepteur vu les dimensions et surtout l’éloignement que l'on souhait grand

C'est là que commence mon interprétation et où j'ai besoin de recadrage/éclaircissement:
la transmission se ferait par champ électrique d'une sphère à l'autre.
la capa inter sphère (entre emet /recep) est faible mais si le champ électrique est important et la fréquence "élevée" (pour l'époque) on peut transmettre quelque chose.

Autre point que je souhaiterais éclaircir: je pense que le récepteur, qui est accordé comme l'émetteur, joue un peu le rôle de court circuit pour les champs à la fréquence considérée, (sorte de trou noir électromagnétique pour la fréquence de travail) ce qui favoriserait la transmission.

comme tout courant à besoin d'un retour, le retour se fait ici par la terre entre les deux bases des bobinages secondaires haute tension.

A+

[skedo]

Il peut effectivement transmettre de la puissance à faible distance en accordant les circuits (1 ou 2 m) et de l'information à plusieurs kms suivant la fréquence utilisée.

Bonjour,

Plusieurs km pour de l'information, je n'en demandais pas tant !
tout dépend du dimensionnement et des tensions en jeu , je pense.

si vous pouviez me donner votre avis sur mon interprétation ci dessus
sinon je vois que nous sommes d'accord déjà sur certains points.

A+

[phys4]

Je ne comprends pas très bien pourquoi avoir essayé un double couplage, électrique par les sphères et magnétique par le circuit spirale.
Je comprends mieux le circuit spirale et la sphère peut permettre d'accorder le circuit.

Tesla ne faisait pas de différence entre transmission d'énergie et information, la meilleure élucubration fut la transformateur ouvert pour alimenter les avions en vol.

[skedo]

Je ne comprends pas très bien pourquoi avoir essayé un double couplage, électrique par les sphères et magnétique par le circuit spirale.
Je comprends mieux le circuit spirale et la sphère peut permettre d'accorder le circuit.

A mon sens il voulait un éloignement potentiel maximum entre emet/recep
par conséquent je pense que toute la transmission (à longue distance) se faisait par champ électrique vu qu'il aimait travailler avec des hautes tensions et hautes fréquences.
C'est là où je suis incertain: le champs magnétique aurait pu significativement transmettre de l’énergie à longue distance ?
je voyais le système plus comme une capa ouverte, plutôt.

[phys4]

Les deux types de champ ont des portées identiques, le couplage des deux à une fréquence suffisante peut permettre un véritable rayonnement.
Mais rayonnement veut aussi dire rendement déplorable, et utilisable seulement pour envoi d'information.
Ce ne semble pas être le but du brevet, c'est habituel chez Tesla, qui n'a jamais compris qu'il ne pourrait pas envoyer de l'énergie à grande distance par des antennes de ce type.

[skedo]

Oui c'est vrai Tesla avait d'autres ambitions que la transmission d'info !

Les champs ont des portée infinies en théorie mais en pratique ici, je pense que si le schéma ci dessous reflète bien la réalité,

c'est la haute tension qui fait la transmission.
Le champs magnétique ne transmettant quasi rien ?


Voilà encore un point où je suis incertain...

C(d) étant la capa inter électrode fonction de la distance qui ne change pas l'accord global si sa valeur est faible en regard de la capa /terre

[LPFR]

Bonjour.
Le schéma que vous avez dessiné est correct en basse fréquence, sauf qu’il manque d’autres capacités et notamment entre l’extrémité (haute) de la bobine et la terre.
Mais en alternatif il manque l’impédance de l’antenne qui dépend de la géométrie et des dimensions des « choses ».
Et à la fréquence de son invention (250 kHz) ; l’impédance de l’antenne n’était probablement pas négligeable.

Si les antennes vous intéressent, vous pouvez jeter un coup d’œil à ce fascicule :
http://forums.futura-sciences.com/at...enne-ant-a.pdf
Il ne vous donnera pas la méthode pour fabriquer une antenne (les bouquins des radioamateurs sont les bons), ni pour résoudre votre problème de traçage d’animaux. Mais vous pourrez comprendre leur fonctionnement et notamment le fonctionnement des antennes courtes.
Au revoir.

[skedo]

Bonjour,

merci pour ce beau cadeau (le pdf)

La capa extremité/terre est intégrée dans la capa en parallele à L_secondaire.
oui je n'ai pas intégré l'aspect antenne que je ne sais pas integrer !

Pourriez vous m'aider à formaliser ce qui se passe dans C(d).
Je pense qu'il serait abusif de parler d'onde électromagnétique dans un tel cas?
Peut on dire que c'est le champ électrique essentiellement qui sert de support à l'information ?

je sais utiliser un condensateur de loin mais ce qui se passe intimement dedans, de l'eau est passée sous les ponts...

Merci d'avance.

[LPFR]

Re.
Il y a sûrement une onde électromagnétique mais on ne peut pas faire même une approximation grossière de son amplitude sans connaître toutes les dimensions. Et même ainsi, l’estimation du courant qui circule dans la bobine c’est du n’importe quoi. Et on est en "champ proche", ce qui veut dire que les formules usuelles des antennes ne sont pas valables.

Non. Décidément je n’ai pas envie de faire des estimations absurdes et inutiles sur des montages qui ne pressentent aucun intérêt.
Donc : non, ne comptez pas sur moi.
A+

[skedo]

OK, pas de soucis, vous distillez quand même des informations qui m'intéressent, je prends.

A+

[skedo]

En fait je ne cherche pas à quantifier, je n'en suis pas là....
je cherche à comprendre qualitativement ce qui se passe dans ce type de transmission.
comment ça marche ?!Comme disait un présentateur TV célèbre...

Pour recentrer ma problématique à qui veut bien:
peut-on dire que c'est le champ électrique essentiellement qui véhicule l'information de l’émetteur au récepteur ?( et pas une onde électromagnétique)
Est-ce le fait d'utiliser de la haute tension qui étend la notion de champs proche mais le système ne fonctionne fondamentalement qu'en champs proche ?

A+

[gwgidaz]

En fait je ne cherche pas à quantifier, je n'en suis pas là....
je cherche à comprendre qualitativement ce qui se passe dans ce type de transmission.
comment ça marche ?!Comme disait un présentateur TV célèbre...

Pour recentrer ma problématique à qui veut bien:
peut-on dire que c'est le champ électrique essentiellement qui véhicule l'information de l’émetteur au récepteur ?( et pas une onde électromagnétique)
Est-ce le fait d'utiliser de la haute tension qui étend la notion de champs proche mais le système ne fonctionne fondamentalement qu'en champs proche ?

A+

Bonjour,

Vous avez deux circuits couplés LC , composés chacun d'une self L et d'un condensateur C.

Dans le montage de Tesla, le condensateur possède des armatures éloignées. Cela se traduit par des lignes de champ E présentes assez loin du condensateur. Certaines de ces lignes de champ E vont atteindre les armatures de l'autre condensateur.
Cela peut être symbolisé par le condensateur de couplage que vous avez dessiné avec raison.
Vous avez donc deux circuits LC couplés par champ électrique.

Si Tesla avait gardé des condensateurs compacts, et au contraire avait utilisé des selfs avec de très grandes spires , les lignes de champ E seraient restées localisées et ce sont les lignes de champ H qui auraient débordé. Une partie du flux issu d'une self serait passé à travers la seconde self . Nous aurions eu alors un couplage magnétique entre les deux circuits.
Ce n'est pas ce qu'a fait Tesla. Donc, dans son système, le couplage entre les deux circuits est essentiellement du au champ E et pas au champ H .

On voit donc que , selon les dimensions de la self et du condensateur, le circuit LC est essentiellement source de champ E ou source de champ H;

Maintenant , à 250 KHz, si on se place à plusieurs centaines de mètres du circuit LC, cette distinction va disparaître , et trouvera une onde électromagnétique composée d'un champ E et d'un champ H perpendiculaire. Suffisamment loin, le rapport E/H tendra vers 377 ohms.
Dans le système de Tesla, nous sommes trop près et nous n'avons donc pas de couplage par onde électromagnétique.

[skedo]

Bonjour,

Merci gwgidaz de cette réponse détaillée et parfaitement claire !

Il me reste une dernière question...

Que se passe-t-il au niveau de la réception du champ électrique (champ proche), si je place un isolant électrique sur l'électrode de l'émetteur pour éviter l'électrocution, en cas de contact physique ?

Merci d'avance.

[f6bes]

Bjr à toi,
Il y a déjà un isolant en "place"...l'air.
Donc un isolant à la fréquence en question, n'a pas d'influence.
Ce qui risque de faire varier qq chose c'est ta présence ( au travers de ll'isolant).
On appele cela l'effet de main . ( adjonction d'un capacité résiduelle= toi)
A+

[skedo]

Très bonnes remarques f6bes !

D'ailleurs, ça va poser problème par rapport à l'application que j'envisageais, qui est de placer un tel émetteur autours du coup d'un animal...on ne fait pas plus proche, donc ça risque de pas mal écrouler l'émission cette affaire....

A+

[gwgidaz]

Bonjour,

Merci gwgidaz de cette réponse détaillée et parfaitement claire !

Il me reste une dernière question...

Que se passe-t-il au niveau de la réception du champ électrique (champ proche), si je place un isolant électrique sur l'électrode de l'émetteur pour éviter l'électrocution, en cas de contact physique ?

Merci d'avance.

bonjour,

Si vous mettez un isolant de protection, il faut qu'il soit suffisamment épais pour ne pas être percé par une décharge. Voir donc la "rigidité dielectrique" de cet isolant, qui vous permettra de calculer son épaisseur minimale.

En théorie, cet isolant va rajouter une légère capacité entre l'électrode et la terre. S'il fait quelques mm, ce sera vraiment négligeable . Donc si vous avez accordé votre circuit il est probable que ça ne changera rien.

Par contre, comme le dit f6bes, le fait de rapprocher la main peut augmenter la capacité de façon non négligeable et produire un désaccord du circuit LC. En fait tout dépend du coefficient de surtension de votre circuit, puisque plus le Q est élevé, plus la capacité d'accord doit être précise.

A ce propos, votre théorie du "trou noir électromagnétique" comporte un fond de vérité: Le circuit accordé de réception a tendance à "absorber" l'énergie autour de lui , et notamment celle du circuit émission. Pour fixer les idées, si vos deux circuits ont un coefficient de surtension Q = 20, (par exemple) , alors il suffira que la capacité de couplage ( celle qui fait le pont entre les deux circuits) soit le vingtième de la capacité d'accord totale , pour que pratiquement toute l'énergie du circuit émetteur passe dans l'autre circuit... Les deux circuits seront alors au "couplage critique" . Cette propriété était autrefois utilisée par les "ondemètres à absorption" .

par contre, si vous éloignez progressivement les deux circuits, l'énergie récupérée par le circuit réception va décroître très très vite....
Puis moins vite lorsque la distance sera suffisamment grande pour que le circuit réception reçoive une une onde électromagnétique. Dans ce dernier cas, l'énergie reçue sera proportionnelle à l'inverse du carré de la distance.Vous pourrez probablement transmettre de l'information très loin , si vous placez sur le circuit réception un détecteur suffisamment sensible.

[gwgidaz]

Très bonnes remarques f6bes !

D'ailleurs, ça va poser problème par rapport à l'application que j'envisageais, qui est de placer un tel émetteur autours du coup d'un animal...on ne fait pas plus proche, donc ça risque de pas mal écrouler l'émission cette affaire....

A+

Rebonjour,

Autour du cou d'un animal, il suffirait de réaliser un couplage magnétique , c'est à dire rendre la capacité compacte, et faire une self avec de grandes spires autour du cou.
Mais l'expérience montre qu'il est préférable de passer à des fréquences bien plus élevées , comme le 433 MHz...Car l'ensemble est bien plus petit. C'est ce que font les clés de télécommande des portières de voitures.

[f6bes]

Très bonnes remarques f6bes !

D'ailleurs, ça va poser problème par rapport à l'application que j'envisageais, qui est de placer un tel émetteur autours du coup d'un animal...on ne fait pas plus proche, donc ça risque de pas mal écrouler l'émission cette affaire....

A+

Remo, Et portant de tel collier existe.
Donc il a bien des soluttions pour " contourner" le probléme= tenir compte des capacités ADDITIONNELLES parasites.
C'est ce que l'on fait dans tout montages HF...il y a TOUJOURS des capacités parasites .
On s'arrange donc pour que ces " conde nsateurs" participent à l'accord des cicruits..
Bon WE

[skedo]

Re,

Merci pour vos réponses éclairantes.

Oui, il existe des colliers localisateurs.
Oui, il sont HF, à 433MHz ou plus.

L'idée était au départ de travailler à plus basse fréquence pour contourner les obstacles géographiques (habitations etc) et utiliser un poste radio PO (MW) comme récepteur, donc 1.6MHz max.
Tout le souci étant le dimensionnement de l'émetteur qui augmente lorsque la fréquence diminue.
D'où la recherches d'astuces ou de solutions exotiques.

La solution Tesla, fonctionne essentiellement par couplage sur le champ E.
L'instabilité de la capa terminale due au positionnement de l'animal par rapport au sol ou à d'autres obstacles, risque d'être un problème sur l'accord final et donc sur les performances de l'émetteur.

M'enfin ça mériterait quelques essais, à moins que vous ne voyez d'autres contre-indications ?

En question subsidiaire: En partant d' un émetteur Tesla tel qu'évoqué et en admettant qu'il soit robuste aux variations de capa terminale, que capterait un récepteur PO ( bobine sur barreau ferrite) ?

A vous lire.

[gwgidaz]

Bonjour,

Il suffit de faire un circuit LC piloté par un quartz, la fréquence ne bougera pas. Et un circuit LC avec beaucoup de capacité et peu de self. De cette façon, la variation de capa due aux positions au cou du chien agiront peu. Mais évidemment, il faut exploiter le rayonnement champ magnétique et non le rayonnement champ électrique ( condensateur compact et self large, comme je vous ai déjà expliqué) .
En réception, un barreau de ferrite accordé doit fonctionner , suivi d'un récepteur sensible.

Cependant, la portée sur les fréquences OM est faible car l'antenne E rayonne très peu de champ électromagnétique. Idem en réception, le rendement sera très inférieur à 1% ... En effet, comme ces antennes sont très petites par rapport à la longueur d'onde, la resistance de rayonnement est faible, et toute l'énergie est dissipée dans les pertes ohmiques. Je pense que vous aurez moins de portée qu'avec un emetteur UHF... Peut-être avec un emetteur de plusieurs watts...

[Enthalpy]

Analyser un brevet aussi ancien et incomplet ne m'enthousiasme pas non plus.

Je crois y reconnaître des antennes dipôles, probablement très courtes devant la longueur d'onde, alimentées par des transformateurs.

La seule certitude est qu'un couplage efficace (disons plus proche de 1 que de 0,1) imposerait que les dessins proposés utilisent un champ proche, indépendamment du mode de fonctionnement de ces objets. Les antennes ou bobines rayonnantes ("cadres" en jargon) doivent être plus proches qu'un quart d'onde, et la distance maximum est aussi de l'ordre des dimensions des antennes ou bobines. Pas très exaltant !

En champ proche, l'habitude (depuis que j'ai développé la technologie RFID à 13,56MHz en 1989) est d'utiliser des bobines plutôt que des dipôles, donc un couplage magnétique plutôt qu'électrostatique. Le couplage magnétique est moins perturbé par conducteurs environnants, y compris le corps humain, mais le couplage électrostatique (comme sur le brevet) aurait perdu moins de puissance dans la résistance des fils.

Ma recommandation : ne pas perdre de temps avec ce brevet.

Le champ lointain est possible aussi, avec des antennes directionnelles. Des expériences à La Réunion ont transmis beaucoup de kW sur des km à 2,45GHz, avec des magnétrons et de grandes antennes, montrant un rendement global excédant 1/3.

[skedo]

Bonsoir,

Merci de vos réponses, vous avez tous parfaitement répondu en montrant le potentiel limité de cette solution technique par rapport à ma demande.


A+