Che cos'è un convertitore di arco?

Un convertitore ad arco è un dispositivo che accetta energia elettrica e genera energia udibile o in radiofrequenza. Fa uso di un arco elettrico tra due conduttori che fanno parte di un circuito elettrico e richiede un'alta tensione iniziale per generare l'arco e una corrente costante per sostenere l'arco. L'arco generato contiene un ampio spettro di frequenze e può essere sintonizzato su una frequenza specifica utilizzando un circuito elettrico sintonizzato. Viene anche chiamato arco di Poulsen dopo il suo inventore e noto anche come trasmettitore di arco.

L'arco elettrico è costituito da ioni ad alta temperatura altamente ionizzati che attraversano un gas come l'aria, che è principalmente azoto inerte. Sono necessari circa 70.000 volt (V) per attraversare uno spazio di 1 pollice (2,54 cm). Una volta che l'arco è avviato e c'è un accumulo di temperatura alle estremità dei conduttori, c'è un arco sostenuto. È necessario considerare che le estremità dei conduttori non siano fuse perché le temperature di queste estremità possono raggiungere la temperatura di fusione dei metalli conduttori, come il rame.

La corrente alternata in radiofrequenza (CA) è stata inizialmente generata utilizzando un arco elettrico e un circuito risonante. La generazione di radiofrequenza da un convertitore di arco si basa sulla presenza dell'arco di un circuito sintonizzato attraverso l'arco. Questo circuito sintonizzato è un conduttore con caratteristiche sia induttive che capacitive, che sono distribuiti e producono una frequenza di risonanza parallela in cui le caratteristiche reattive si annullano a vicenda, causando una forte diminuzione della corrente netta attraverso il circuito sintonizzato. Il risultato nello stato di risonanza parallela è uno stato apparentemente disconnesso dall'arco a una certa frequenza. L'unica energia d'arco che può esistere in un convertitore d'arco è l'energia alla frequenza di risonanza parallela del circuito sintonizzato.

Il circuito risonante o sintonizzato nella gamma delle radiofrequenze è generalmente inferiore a un singolo giro di filo con un diametro di circa 12 pollici (30,5 cm). Questo filo diventa un'antenna ad anello, che ha distribuito caratteristiche capacitive e induttive. Una frequenza di uscita superiore richiede un diametro del circuito più piccolo, mentre una frequenza di uscita inferiore richiede un diametro del circuito maggiore. Mentre le caratteristiche capacitive sono portate dalla formazione di capacità dovuta alla stretta vicinanza di due conduttori separati da un isolante che può ospitare una quantità significativa di intensità del campo elettrico, le caratteristiche induttive sono portate dall'accumulo di campo magnetico attorno a un conduttore che tende per opporsi a ulteriori cambiamenti nella corrente che fluisce attraverso il conduttore. Nelle prime comunicazioni wireless, un unico trasmettitore radio disponibile era un alimentatore a corrente continua (DC) con un convertitore ad arco.

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