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INTRODUCTION (Magnifier)

Lorsque l'on a réalisé un résonateur Tesla et que l'on en a compris presque toutes les subtilités pour qu'il soit du premier coup optimal, l'étape suivante est la Magnifier. C'est un outil encore plus complexe que le résonateur classique.

Il rôde autour de cet engin un certain mystère lié en partie au personnage énigmatique de Nicolas Tesla et nous allons expliquer en quoi cela ne constitue pas un mystère.

Certains la nomment triple résonateur puisqu'elle se compose de trois circuits LC qui, pris séparément ont une fréquence de résonance individuelle.

Notre approche n'est pas de voir les choses ainsi car les deux derniers circuits sont indissociables et forment un circuit résonant unique à impédance complexe dont seule une partie est couplée au primaire.

La Magnifier n'est rien d'autre qu'un résonateur Tesla évolué mais comprenant bien deux circuits résonants, à la même fréquence. L'astuce consiste à faire en sorte que cette résonance n'ait pas lieu au niveau du transformateur comme sur le résonateur classique. Le secondaire du Driver ne résonne pas avec le primaire mais avec le circuit " global " (secondaire + extra coil) qui est calculé pour résonner à la fréquence du primaire. Cet artifice permet de réaliser un couplage très étroit au niveau du driver sans qu'il y ait des problèmes de tenue en tension puisque les pics de tension sont obtenus sur le " global ". La différence de potentiel maximum se situe aux extrémités de l'extra coil et il n'y a plus de problèmes insolubles pour réaliser l'isolation du driver dont la différence de potentiel ne dépasse pas 100kV.

Trois solutions s'offrent pour le calcul :

La première est de trouver l'expression analytique de la fréquence de résonance du circuit " global " et la deuxième fait intervenir en tâtonnant la simulation informatique avec des logiciels tels que " Simplorer "ou "Microsim ".
Il en existe une troisième basée sur le travail d'Antonio Carlos M.
http://www.coe.ufrj.br/~acmq/tesla/magnifier.html

Elle est basée sur un calcul savant prenant comme hypothèse le modèle du triple résonateur. Les équations qu'il déduit sont en parfaite adéquation avec notre théorie mais le modèle utilisé n'est pas représentatif de la réalité et complique les choses.
Les seules autres données disponibles sur le web sont des règles de dimensionnement totalement empiriques et qui, après analyse sont certainement tirées de systèmes Magnifier de grandes tailles sur lesquels il est inutile d'extrapoler des valeurs pour les petites tailles.

En effet, comment imaginer comme le présentent certains articles qu'un rapport H/D de 2 pour l'extra coil soit valable avec une bobine de 20cm de diamètre ? Sa hauteur serait alors de 40cm et il ne faudrait pas monter beaucoup en tension pour atteindre la tension disruptive de l'air (voir courbe de Paschen). Une telle bobine arquerait sur elle même avant d'atteindre les tensions obtenues avec un résonateur classique à puissance égale.

Voir le passage sur le rapport H/D

Il ne saurait y avoir de mystère : il est nécessaire que le circuit résone pour obtenir les pics de tension tant attendus.

Comme il est montré dans le document magnifier, on peut assimiler le magnifier idéal au schéma suivant:

Dans la magnifier idéale on néglige les résistances et les capacitances des inductances. D'autre part dans cette simulation nous ne ferons pas intervenir l'éclateur, on part du principe que le condensateur primaire Cp est chargé sous 1V et qu'il oscille librement.

Nous allons nous intéresser :
  • A l'analyse du signal dans le temps et aux fréquences principales
  • Aux influences des différents éléments sur les tensions crêtes

Comme dans le résonateur Tesla classique nous pouvons écrire que la résonance est obtenue quand la fréquence d'oscillation du circuit primaire est égale à celle du secondaire :

Cp*Lp=(Ls+Le)*Ct

Dans les simulations nous utiliserons cette formule pour calculer les éléments à la résonance.
Les simulations sont faites avec Simplorer 5.0 (version d'évaluation).