Spark Gap Tesla Coil: 14 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ეს არის გაკვეთილი, თუ როგორ უნდა ავაშენოთ Spark Gap Tesla Coil ფარადეის გალიის კაბით.

ამ პროექტმა მე და ჩემს გუნდს (3 სტუდენტი) დაგვჭირდა 16 სამუშაო დღე, ღირს დაახლოებით 500 აშშ დოლარი, გარწმუნებთ, რომ ის პირველად არ იმუშავებს:), ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი ის არის, რომ თქვენ უნდა გაიგოთ ყველა თეორია უკან და იცოდეთ როგორ გაუმკლავდეთ თქვენს მიერ არჩეულ კომპონენტებს.

ამ სასწავლო ინსტრუქციაში მე გადმოგიღებთ ყველა თეორიას, კონცეფციებს, ფორმულებს, ეტაპობრივად მშენებლობას ყველა ნაწილისთვის. თუ გსურთ პატარა ან უფრო დიდი კოჭის აგება, კონცეფცია და ფორმულები იგივე იქნება.

ამ პროექტის მოთხოვნები:

- ცოდნა: ელექტრო, ელექტრონიკა, ელექტრომაგნიტური და ლაბორატორიული აღჭურვილობა

- ოსცილოსკოპი

- ნეონის ნიშნის ტრანსფორმატორი; 220V– დან 9kV– მდე

- მაღალი ძაბვის კონდენსატორები

- სპილენძის კაბელები ან სპილენძის მილები

- ხე შენი შასის ასაშენებლად

- PVC მილი მეორადი კოჭისთვის

- მოქნილი მეტალის მილი ტოროიდისთვის

- პატარა 220 ვ ელექტრული გულშემატკივარი ნაპერწკალს შორის

- ალუმინის ქაღალდები და ბადე ფარადეის გალიის კაბისთვის

- იზოლირებული მავთულები მეორადი

- ნეონის ნათურები

- ძაბვის რეგულატორი, თუ არ გაქვთ სტაბილური 220VAC

- მიწასთან კავშირი

- ბევრი მოთმინება

ნაბიჯი 1: შესავალი Spark Gap Tesla Coil

ტესლას კოჭა არის რეზონანსული ტრანსფორმატორი, რომელიც შეიცავს პირველადი და მეორადი LC წრეს. გამომგონებელ ნიკოლა ტესლას მიერ შემუშავებული 1891 წელს, ორი LC სქემა ერთმანეთთან თავისუფლად არის შერწყმული. ელექტროენერგია მიეწოდება პირველადი წრეს შემდგომი ტრანსფორმატორის საშუალებით, რომელიც ამუხტავს კონდენსატორს. საბოლოოდ, კონდენსატორზე ძაბვა საკმარისად გაიზრდება, რათა შემცირდეს ნაპერწკალი უფსკრული. კონდენსატორი გამოიყოფა ნაპერწკალიდან და გადადის პირველადი ხვეულში. ენერგია წინ და უკან იცვლება პირველადი კონდენსატორსა და პირველადი კოჭის ინდუქტორს შორის მაღალი სიხშირეებით (ჩვეულებრივ 50 კჰც- 2 მჰც). პირველადი ხვეული შეერთებულია ინდუქტორთან მეორადი წრეში, რომელსაც მეორადი გრაგნილი ეწოდება. მეორადი კოჭის თავზე არის მიმაგრებული ზედა დატვირთვა, რომელიც უზრუნველყოფს ტევადობას მეორადი LC წრედისთვის. როდესაც პირველადი წრე იცვლება, სიმძლავრე გამოწვეულია მეორადი გრაგნილით, სადაც ძაბვა მრავალჯერ მრავლდება. მაღალი ძაბვის, დაბალი დენის ველი ვითარდება ზედა დატვირთვის ირგვლივ და ელვისებური გამონადენის რკალები საოცრების ტკბილ ჩვენებაში. პირველადი და მეორადი LC სქემები უნდა იცვლებოდეს იმავე სიხშირით, რათა მიაღწიოს ენერგიის მაქსიმალურ გადაცემას. კოჭის სქემები, როგორც წესი, "მორგებულია" იმავე სიხშირეზე, პირველადი კოჭის ინდუქციურობის რეგულირებით. ტესლას კოჭებს შეუძლიათ გამოუშვან ძაბვა 50 კილოვოლტიდან რამდენიმე მილიონ ვოლტამდე დიდი კოჭებისთვის.

ნაბიჯი 2: თეორია

ეს ნაწილი მოიცავს ტესლას ჩვეულებრივი კოჭის მუშაობის სრულ თეორიას. ჩვენ გავითვალისწინებთ, რომ პირველადი და მეორადი სქემები არის RLC სქემები დაბალი წინააღმდეგობით, რაც შეესაბამება რეალობას.

ზემოაღნიშნული მიზეზების გამო, კომპონენტის შიდა წინააღმდეგობა არ არის წარმოდგენილი. ჩვენ ასევე შევცვლით მიმდინარე შეზღუდული ტრანსფორმატორს. ამას არანაირი გავლენა არ აქვს სუფთა თეორიაზე.

გაითვალისწინეთ, რომ მეორადი წრის ზოგიერთი ნაწილი დახატულია წერტილოვანი ხაზებით. ეს იმიტომ ხდება, რომ ისინი პირდაპირ არ ჩანს აპარატზე. რაც შეეხება მეორად კონდენსატორს, ჩვენ ვნახავთ, რომ მისი სიმძლავრე რეალურად არის განაწილებული, ზედა დატვირთვა მხოლოდ ამ კონდენსატორის "ერთი ფირფიტაა". რაც შეეხება მეორეხარისხოვან ნაპერწკალს, ის სქემატურად არის ნაჩვენები, როგორც საშუალება იმის წარმოსადგენად, თუ სად მოხდება რკალები.

ციკლის ეს პირველი ნაბიჯი არის გენერატორის მიერ პირველადი კონდენსატორის დატენვა. ჩვენ ვივარაუდოთ, რომ მისი სიხშირე იქნება 50 ჰერცი. იმის გამო, რომ გენერატორი (NST) შეზღუდულია დენით, კონდენსატორის სიმძლავრე ფრთხილად უნდა იყოს შერჩეული, ასე რომ ის სრულად დაიმუხტება ზუსტად 1/100 წამში. მართლაც, გენერატორის ძაბვა პერიოდულად ორჯერ იცვლება და მომდევნო ციკლში ის კონდენსატორს ხელახლა დატენავს საპირისპირო პოლარობით, რაც აბსოლუტურად არაფერს ცვლის ტესლას კოჭის მუშაობაში.

როდესაც კონდენსატორი სრულად არის დამუხტული, ნაპერწკალი იხსნება და ამიტომ იხურება პირველადი წრე. ჰაერის ელექტრული ველის ინტენსივობის ცოდნით, ნაპერწკალი უფსკრული სიგანე უნდა იყოს მითითებული ისე, რომ ის იწვის ზუსტად მაშინ, როდესაც კონდენსატორზე ძაბვა მიაღწევს პიკს. გენერატორის როლი აქ მთავრდება.

ჩვენ ახლა გვაქვს სრულად დატვირთული კონდენსატორი LC წრეში. ამრიგად, დენი და ძაბვა იცვლება სქემების რეზონანსულ სიხშირეზე, როგორც ეს ადრე იყო ნაჩვენები. ეს სიხშირე ძალიან მაღალია მაგისტრალურ სიხშირესთან შედარებით, ზოგადად 50 -დან 400 კჰც -მდე.

პირველადი და მეორადი სქემები მაგნიტურად არის დაკავშირებული. პირველადში მიმდინარე რხევები ამგვარად გამოიწვევს ელექტროძრავის ძალას მეორადში. როდესაც პირველადი ენერგია მეორეხარისხოვანში გადადის, პირველადი რხევების ამპლიტუდა თანდათან მცირდება, ხოლო მეორეხარისხოვანი ენერგიის ამპლიტუდა მცირდება. ეს ენერგიის გადაცემა ხდება მაგნიტური ინდუქციის გზით. დაწყვილების მუდმივი k ორ სქემებს შორის მიზანმიმართულად ინახება დაბალი, ზოგადად 0.05 -დან 0.2 -მდე.

ამრიგად, რხევები პირველადი მოქმედებენ ოდნავ, როგორც AC ძაბვის გენერატორი, რომელიც მოთავსებულია სერიულად მეორად წრეზე.

ყველაზე დიდი გამომავალი ძაბვის შესაქმნელად, პირველადი და მეორეხარისხოვანი სქემები მორგებულია ერთმანეთთან რეზონანსზე. ვინაიდან მეორადი წრე ჩვეულებრივ არ არის რეგულირებადი, ეს ჩვეულებრივ ხდება პირველადი ხვეულის რეგულირებადი ონკანით. თუ ორი გრაგნილი ცალკე იქნებოდა, პირველადი და მეორადი სქემების რეზონანსული სიხშირე განისაზღვრება თითოეულ წრეში ინდუქციურობით და ტევადობით

ნაბიჯი 3: სიმძლავრის განაწილება მეორად წრეში

მეორადი ტევადობა Cs მართლაც მნიშვნელოვანია იმისთვის, რომ ტესლას კოჭა იმუშაოს, მეორადი კოჭის ტევადობა აუცილებელია რეზონანსული სიხშირის გამოთვლებისთვის, თუ არ გაითვალისწინებთ ყველა პარამეტრს თქვენ ვერ ნახავთ ნაპერწკალს. ეს ტევადობა შედგება მრავალი წვლილისგან და რთულია გამოთვლა, მაგრამ ჩვენ გადავხედავთ მის ძირითად კომპონენტებს.

ზედა დატვირთვა - გრუნტი.

მეორადი ტევადობის ყველაზე მაღალი ნაწილი მოდის ზედა დატვირთვიდან. მართლაც, ჩვენ გვაქვს კონდენსატორი, რომლის "ფირფიტები" არის ზედა დატვირთვა და მიწა. შეიძლება გასაკვირი იყოს, რომ ეს მართლაც არის კონდენსატორი, რადგან ეს ფირფიტები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული მეორადი კოჭის საშუალებით. თუმცა, მისი წინაღობა საკმაოდ მაღალია, ამიტომ მათ შორის საკმაოდ დიდი განსხვავებაა. ჩვენ Ct- ს ვუწოდებთ ამ წვლილს.

მეორადი კოჭის შემობრუნება.

მეორე დიდი წვლილი მეორადი ხვეულიდან მოდის. იგი დამზადებულია ემალირებული სპილენძის მავთულის მრავალი მიმდებარე მონაცვლეობით და, შესაბამისად, მისი ინდუქცია განაწილებულია მის სიგრძეზე. ეს ნიშნავს, რომ მცირედი პოტენციური განსხვავებაა ორ მიმდებარე ბრუნს შორის. ჩვენ გვაქვს ორი გამტარებელი განსხვავებული პოტენციალით, რომლებიც გამოყოფილია დიელექტრიკით: სხვაგვარად რომ ვთქვათ, კონდენსატორი. სინამდვილეში, არსებობს კონდენსატორი თითოეული წყვილი მავთულისგან, მაგრამ მისი სიმძლავრე მცირდება მანძილთან ერთად, შესაბამისად, ტევადობა მხოლოდ ორ მიმდებარე შემობრუნებას შორის შეიძლება იყოს კარგი მიახლოება.

მოდით ვუწოდოთ Cb მეორადი კოჭის საერთო სიმძლავრე.

სინამდვილეში, სავალდებულო არ არის ტესლას კოჭზე ზედა დატვირთვა, რადგან ყველა მეორად კოჭას გააჩნია საკუთარი ტევადობა. ამასთან, ეს ყველაზე მნიშვნელოვანი დატვირთვა გადამწყვეტია ლამაზი ნაპერწკლებისთვის.

იქნება დამატებითი სიმძლავრე მიმდებარე ობიექტებიდან. ეს კონდენსატორი წარმოიქმნება ერთ მხარეს ზედა დატვირთვით და მეორე მხარეს გამტარ ობიექტებით (კედლები, სანტექნიკის მილები, ავეჯი და სხვა).

ჩვენ დავასახელებთ ამ გარე ფაქტორების კონდენსატორს Ce.

ვინაიდან ყველა ეს "კონდენსატორი" პარალელურია, მეორადი წრის საერთო სიმძლავრე იქნება:

Cs = Ct + Cb + Ce

ნაბიჯი 4: კონცეფცია და მშენებლობა

ჩვენს შემთხვევაში ჩვენ გამოვიყენეთ ძაბვის ავტომატური მარეგულირებელი, რომ შევინარჩუნოთ ძაბვის შეყვანა NST 220V- ზე

ის შეიცავს ჩაშენებულ AC ხაზის ფილტრს (YOKOMA ELECTRIC WORKS., LTD. იაპონიაში-მოდელი AVR-2)

ეს ინსტრუმენტი შეიძლება მოიძებნოს რენტგენის აპარატებში ან შეიძინოთ პირდაპირ ბაზრიდან.

მაღალი ძაბვის ტრანსფორმატორი არის aTesla კოჭის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი. ეს უბრალოდ ინდუქციური ტრანსფორმატორია. მისი როლი არის თითოეული ციკლის დასაწყისში პირველადი კონდენსატორის დატენვა. მისი სიმტკიცის გარდა, მისი სიმტკიცე ძალიან მნიშვნელოვანია, რადგან ის უნდა გაუძლოს ოპერაციის მშვენიერ პირობებს (დაცვის ფილტრი ზოგჯერ აუცილებელია).

ნეონის ნიშნების სატრანსფორმატორო (NST), რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ ჩვენი ტესლას კოჭისთვის, მახასიათებლები (rms მნიშვნელობები) არის შემდეგი:

Vout = 9000 V, Iout = 30 mA

ფაქტობრივად, გამომავალი დენი არის 25mA, 30mA არის პიკი, რომელიც დაწყების შემდეგ ეცემა 25 mA- მდე.

ახლა ჩვენ შეგვიძლია გამოვთვალოთ მისი სიმძლავრე P = V I, რაც სასარგებლო იქნება ტესლას გრაგნილის გლობალური განზომილების დასადგენად, ასევე მისი ნაპერწკლების სიგრძის უხეში წარმოდგენისათვის.

P = 225 W (25 mA– სთვის)

NST წინაღობა = NST Vout ∕ NST Iout = 9000/ 0.25 = 360 KΩ

ნაბიჯი 5: პირველადი წრე

კონდენსატორი:

ძირითადი კონდენსატორის როლი შემდგომი ციკლისთვის გარკვეული რაოდენობის მუხტის შესანახად, ასევე პირველადი ინდუქტორთან ერთად LC სქემის ფორმირებაში.

პირველადი კონდენსატორი, როგორც წესი, შედგება რამდენიმე ათეული თავსახურისგან, სერიული / პარალელური კონფიგურაციით, რომელსაც ეწოდება Multi-Mini Capacitor (MMC)

პირველადი კონდენსატორი გამოიყენება პირველადი ხვეულით, რათა შეიქმნას პირველადი LC წრე. რეზონანსული ზომის კონდენსატორს შეუძლია დააზიანოს NST, ამიტომ მკაცრად რეკომენდირებულია უფრო დიდი ვიდრე რეზონანსული (LTR) ზომის კონდენსატორი. LTR კონდენსატორი ასევე გადასცემს ყველაზე მეტ ენერგიას Tesla- ს გრაგნილით. სხვადასხვა პირველადი ხარვეზები (სტატიკური და სინქრონიზაციის მბრუნავი) მოითხოვს სხვადასხვა ზომის პირველადი კონდენსატორებს.

Cres = პირველადი რეზონანსული ტევადობა (uF) = 1 ∕ (2 * π * NST წინაღობა * NST Fin) = 1/ (2 * π * 360 000 * 50) = 8.8419nF

CLTR = პირველადი უფრო დიდი ვიდრე რეზონანსი (LTR) სტატიკური სიმძლავრე (uF) = პირველადი რეზონანსული ტევადობა × 1.6

= 14.147nF

(ეს შეიძლება ოდნავ განსხვავდებოდეს მიახლოებით სხვაგან, რეკომენდებული კოეფიციენტი 1.6-1.8)

ჩვენ გამოვიყენეთ 2000V 100nF კონდენსატორები, Nb = Cunit/Cequiv = 100nF/0.0119 uF = 9 კონდენსატორი. ზუსტად 9 ქუდისთვის გვაქვს Ceq = 0.0111uF = MMC ტევადობა.

იფიქრეთ მაღალი სიმძლავრის, 10MOhms რეზისტორების დაკავშირებაზე თითოეული კონდენსატორის უსაფრთხოების მიზნით.

ინდუქციურობა:

პირველადი ინდუქტორის როლი არის მაგნიტური ველის გენერირება, რომელიც შეჰყავთ მეორადი წრეში, ასევე ქმნის LC წრეს პირველადი კონდენსატორთან. ამ კომპონენტს უნდა შეეძლოს მძიმე დენის გადატანა ზედმეტი დანაკარგების გარეშე.

პირველადი ხვეულისთვის შესაძლებელია სხვადასხვა გეომეტრია. ჩვენს შემთხვევაში ჩვენ მოვახდენთ ბრტყელ თაღოვან სპირალს პირველადი კოჭის სახით. ეს გეომეტრია ბუნებრივად იწვევს სუსტ დაწყვილებას და ამცირებს პირველადი რკალის რისკს: ამიტომ უპირატესობას ანიჭებს ძლიერ კოჭებს. თუმცა საკმაოდ გავრცელებულია დაბალი სიმძლავრის კოჭებში კონსტრუქციის სიმარტივის გამო. დაწყვილების გაზრდა შესაძლებელია მეორადი კოჭის პირველადში დაწევით.

W იყოს სპირალის სიგანე, რომელიც მოცემულია W = Rmax - Rmin და R მისი საშუალო რადიუსით, ანუ R = (Rmax + Rmin)/2, ორივე სანტიმეტრით გამოხატული. თუ კოჭას აქვს N ბრუნვა, ემპირიული ფორმულა, რომელიც იძლევა მის ინდუქციურობას L მიკროჰენრიში არის:

Lflat = (0.374 (NR)^2)/(8R+11W).

სპირალის ფორმისთვის თუ R- ს ვუწოდებთ სპირალის რადიუსს, H მის სიმაღლეს (ორივე სანტიმეტრში) და N მის შემობრუნების რაოდენობას, ემპირიული ფორმულა, რომელიც იძლევა მის ინდუქციურობას L მიკროჰენრიში არის: Lhelic = (0.374 (NR)^2) /(9R+10H).

ეს არის მრავალი ფორმულა, რომელთა გამოყენება და შემოწმება შეგიძლიათ, ისინი მჭიდრო შედეგს მოგცემთ, ყველაზე ზუსტი გზაა ოსცილოსკოპის გამოყენება და სიხშირის პასუხის გაზომვა, მაგრამ ფორმულები ასევე აუცილებელია გრაგნილის ასაშენებლად. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ სიმულაციური პროგრამული უზრუნველყოფა, როგორიცაა JavaTC.

ფორმულა 2 ბრტყელი ფორმისთვის: L = [0.25*N^2*(D1+N*(W+S))^2]/[15*(D1+N*(W+S))+11*D1]

სადაც N: ბრუნების რაოდენობა, W: მავთულის დიამეტრი ინჩში, S: მავთულის ინტერვალი ინჩში, D1: შიდა დიამეტრი ინჩში

ჩემი Tesla Coil– ის შეყვანის მონაცემები:

შიდა რადიუსი: 4.5 ინჩი, 11.2 ბრუნვა, 0.25 ინჩი მანძილი, მავთულის დიამეტრი = 6 მმ, გარე რადიუსი = 7.898 ინჩი.

L გამოყენებით ფორმულა 2 = 0.03098mH, JavaTC = 0.03089mH

ამრიგად, პირველადი სიხშირე: f1 = 271.6 KHz (L = 0.03089 mH, C = 0.0111MFD)

ლაბორატორიული გამოცდილება (პირველადი სიხშირის რეგულირება)

და ჩვენ მივიღეთ რეზონანსი 269-271KHz, რომელიც ამოწმებს გაანგარიშებას, იხ.

ნაბიჯი 6: ნაპერწკალი ხარვეზი

ნაპერწკლების უფსკრული არის პირველადი LC მიკროსქემის დახურვა, როდესაც კონდენსატორი საკმარისად არის დამუხტული, რითაც იძლევა თავისუფალ რხევებს წრედის შიგნით. ეს არის ტესლას კოჭის მთავარი მნიშვნელობის კომპონენტი, რადგან მისი დახურვის/გახსნის სიხშირე მნიშვნელოვან გავლენას მოახდენს საბოლოო გამომუშავებაზე.

იდეალური ნაპერწკალი უფსკრული უნდა იყოს მხოლოდ მაშინ, როდესაც კონდენსატორზე ძაბვა არის მაქსიმალური და ხელახლა გაიხსნება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ის ნულამდე დაეცემა. მაგრამ ეს, რა თქმა უნდა, არ არის ჭეშმარიტი ნაპერწკალი, ის ხანდახან არ ისვრის მაშინ, როცა უნდა ან აგრძელებს ცეცხლს, როდესაც ძაბვა უკვე შემცირდა;

ჩვენი პროექტისთვის ჩვენ გამოვიყენეთ სტატიკური ნაპერწკალი ორ სფერულ ელექტროდთან (აშენებულია უჯრის ორი სახელურის გამოყენებით), რომელიც ხელით შევქმენით. და ის შეიძლება მორგებული იყოს სფერული თავების ბრუნვით.

ნაბიჯი 7: მეორადი წრე

Coil:

მეორადი კოჭის ფუნქციაა ინდუქციური კომპონენტის შემოტანა მეორადი LC წრეში და პირველადი გრაგნილის ენერგიის შეგროვება. ეს ინდუქტორი არის ჰაერის ბირთვიანი სოლენოიდი, რომელსაც აქვს 800 – დან 1500 – მდე მჭიდროდ დაჭრილი მიმდებარე ბრუნვები. გადახვეული რაოდენობის გამოსათვლელად, ეს სწრაფი ფორმულა თავიდან აიცილებს გარკვეულ სწრაფვას:

მავთულის ლიანდაგი 24 = 0.05 სმ, PVC დიამეტრი 4 ინჩი, ბრუნვის რაოდენობა = 1100 ბურჯი, სიმაღლე საჭიროა = 1100 x 0.05 = 55 სმ = 21.6535 ინჩი. => L = 20.853 mH

სადაც H არის კოჭის სიმაღლე და d გამოიყენება მავთულის დიამეტრი. კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პარამეტრი არის სიგრძე l, რომელიც ჩვენ გვჭირდება მთლიანი კოჭის გასაკეთებლად.

L = µ*N^2*A/H. სადაც μ წარმოადგენს მედიუმის მაგნიტურ გამტარიანობას (air 1.257 · 10−6 N/A^2 ჰაერისთვის), N სოლენოიდის შემობრუნების რაოდენობა, H მისი მთლიანი სიმაღლე და A ბრუნვის ფართობი.

ზედა დატვირთვა:

ზედა დატვირთვა მოქმედებს როგორც კონდენსატორის ზედა "ფირფიტა", რომელიც წარმოიქმნება ზედა დატვირთვისა და მიწით. ის ამატებს ტევადობას მეორადი LC სქემას და გთავაზობთ ზედაპირს, საიდანაც რკალების წარმოქმნა შეიძლება. ფაქტობრივად, შესაძლებელია ტესლას კოჭის გაშვება ზედა დატვირთვის გარეშე, მაგრამ რკალის სიგრძის თვალსაზრისით შესრულება ხშირად ცუდია, რადგან ენერგიის უმეტესი ნაწილი ნაპერწკლების კვების ნაცვლად იშლება მეორეხარისხოვან ბრუნვას შორის.

ტოროიდული ტევადობა 1 = ((1+ (0.2781 - ბეჭდის დიამეტრი ∕ (მთლიანი დიამეტრი))) × 2.8 × კვადრატული მეტრი ((პი × (მთლიანი დიამეტრი × ბეჭდის დიამეტრი)) ∕ 4))

ტოროიდული ტევადობა 2 = (1.28 - ბეჭდის დიამეტრი ve საერთო დიამეტრი) × sqrt (2 × pi × ბეჭდის დიამეტრი × (მთლიანი დიამეტრი - ბეჭდის დიამეტრი))

ტოროიდული ტევადობა 3 = 4.43927641749 ((0.5 × (ბეჭდის დიამეტრი × (მთლიანი დიამეტრი - ბეჭდის დიამეტრი))) 0.5 0.5)

საშუალო ტოროიდული სიმძლავრე = (ტოროიდული ტევადობა 1 + ტოროიდული ტევადობა 2 + ტოროიდული ტევადობა 3) ∕ 3

ასე რომ, ჩვენი ტოროიდისთვის: შიდა დიამეტრი 4”, გარე დიამეტრი = 13”, მანძილი მეორადი გრაგნილის ბოლოდან = 5 სმ.

C = 13.046 pf

მეორადი Coil ტევადობა:

მეორადი ტევადობა (პფ) = (0.29 × მეორადი მავთულის გრაგნილი სიმაღლე + (0.41 × (მეორადი ფორმის დიამეტრი ∕ 2)) + (1.94 × კვადრატული მეტრი (((მეორადი ფორმის დიამეტრი ∕ 2) 3) ∕ მეორადი მავთულის გრაგნილი სიმაღლე))

Csec = 8.2787 pF;

ასევე საინტერესოა იცოდეთ კოჭის (პარაზიტული) ტევადობა.აქ ასევე ფორმულა გართულებულია ზოგად შემთხვევაში. ჩვენ გამოვიყენებთ JAVATC- ის მიერ მიღებულ მნიშვნელობას ("ეფექტური შუნტის ტევადობა" ზედა დატვირთვის გარეშე):

Cres = 6.8 pF

ამიტომ, მეორადი წრისთვის:

Ctot = 8.27+13.046 = 21.316pF

Lsec = 20.853mH

ლაბორატორიული ექსპერიმენტების შედეგები:

იხილეთ სურათები ზემოთ ტესტირებისა და ტესტირების შედეგების პროცედურისთვის.

ნაბიჯი 8: რეზონანსული რეგულირება

პირველადი და მეორადი სქემების რეზონანსზე დაყენება, რომ მათ ჰქონდეთ ერთი და იგივე რეზონანსული სიხშირე, უმნიშვნელოვანესია კარგი მუშაობისთვის.

RLC მიკროსქემის რეაქცია ყველაზე ძლიერია, როდესაც მისი რეზონანსული სიხშირით მოძრაობს. კარგ RLC წრეში, რეაგირების ინტენსივობა მკვეთრად ეცემა, როდესაც მართვის სიხშირე გადადის რეზონანსული მნიშვნელობიდან.

ჩვენი რეზონანსული სიხშირე = 267.47 კჰც.

დარეგულირების მეთოდები:

დარეგულირება ძირითადად ხდება პირველადი ინდუქციურობის რეგულირებით, უბრალოდ იმიტომ, რომ ეს არის ყველაზე მარტივი კომპონენტი შესაცვლელად. ვინაიდან ამ ინდუქტორს აქვს ფართო შემობრუნება, ადვილია მისი თვითინდუქციის შეცვლა სპირალის გარკვეულ ადგილას საბოლოო კონექტორის დაჭერით.

ამ კორექტირების მისაღწევად უმარტივესი მეთოდია ცდა-შეცდომა. ამისათვის ადამიანი იწყებს პირველადი შეხებას იმ ადგილას, რომელიც სავარაუდოდ ახლოს არის რეზონანსთან, ანათებს კოჭას და აფასებს რკალის სიგრძეს. შემდეგ სპირალს ექვემდებარება შემობრუნების მეოთხედი წინ/უკან და ერთი ხელახლა აფასებს შედეგს. რამოდენიმე ცდის შემდეგ, თქვენ შეგიძლიათ გააგრძელოთ მცირე ნაბიჯები და საბოლოოდ მიიღებთ შეხების წერტილს, სადაც რკალის სიგრძე ყველაზე მაღალია. ჩვეულებრივ, ეს შეხება

წერტილი ნამდვილად დაადგენს პირველადი ინდუქციურობას, როგორც ორივე სქემა რეზონანსშია.

უფრო ზუსტი მეთოდი გულისხმობს ორივე სქემის ინდივიდუალური პასუხის ანალიზს (რა თქმა უნდა, დაწყვილებულ კონფიგურაციაში, ანუ სქემების ფიზიკურად გამიჯვნის გარეშე) სიგნალის გენერატორითა და ოსცილოსკოპით.

რკალებს თავად შეუძლიათ წარმოქმნან დამატებითი ტევადობა. ამიტომ მიზანშეწონილია პირველადი რეზონანსული სიხშირის დადგენა საშუალოზე ოდნავ დაბალი, ამის კომპენსაციის მიზნით. თუმცა, ეს შესამჩნევია მხოლოდ ტესლას მძლავრი ხვეულებით (რომელსაც შეუძლია 1 მ -ზე მეტი რკალის წარმოება).

ნაბიჯი 9: ძაბვა საშუალო-ნაპერწკალზე

პასჩენის კანონი არის განტოლება, რომელიც იძლევა დაშლის ძაბვას, ანუ ძაბვას, რომელიც აუცილებელია გამონადენის ან ელექტრული რკალის დასაწყებად, გაზში ორ ელექტროდს შორის წნევისა და უფსკრული სიგრძის ფუნქციის შესაბამისად.

რთული ფორმულის გამოყენებით დეტალური გაანგარიშების გარეშე, ნორმალურ პირობებში მას სჭირდება 3.3MV, რომ მოახდინოს 1 მ ჰაერის იონიზაცია ორ ელექტროდს შორის. ჩვენს შემთხვევაში ჩვენ გვაქვს რკალები დაახლოებით 10-13 სმ, ასე რომ ეს იქნება 340KV– დან 440KV– მდე.

ნაბიჯი 10: ფარადეის გალიის კაბა

ფარადეის გალი ან ფარადეის ფარი არის გარსი, რომელიც გამოიყენება ელექტრომაგნიტური ველების დასაბლოკად. ფარადეის ფარი შეიძლება ჩამოყალიბდეს გამტარ მასალის უწყვეტი დაფარვით ან ფარადეის გალიის შემთხვევაში, ასეთი მასალების ბადეებით.

ჩვენ შევქმენით ოთხი ფენა, დაფუძნებული, ტარებადი ფარადეის გალი, როგორც ნაჩვენებია სურათზე (გამოყენებული მასალები: ალუმინი, ბამბა, ტყავი).თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ ის ასევე თქვენი მობილური ტელეფონის შიგნით, ის დაკარგავს სიგნალს, ან განათავსებთ თქვენს ტესლას გრაგნილის წინ და გაატარებთ ნეონის ნათურებს გალიაში, ისინი არ ანათებენ, შემდეგ შეგიძლიათ ჩადოთ და სცადოთ.

ნაბიჯი 11: დანართები და მითითებები

ნაბიჯი 12: პირველადი კოჭის აგება

ნაბიჯი 13: ტესტირება NST

ნაბიჯი 14: პირველადი კოჭის აგება