მყარი მდგომარეობის ტესლას კოჭები და როგორ მუშაობს ისინი: 9 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

მაღალი ძაბვის ელექტროენერგია შეიძლება იყოს საშიში, ნებისმიერ დროს გამოიყენეთ უსაფრთხოების შესაბამისი ზომები ტესლას კოჭებთან ან სხვა მაღალი ძაბვის მოწყობილობებთან მუშაობისას, ასე რომ ითამაშეთ უსაფრთხოდ ან არ ითამაშეთ.

ტესლას გრაგნილები არის ტრანსფორმატორი, რომელიც მუშაობს თვითრეზონანსული ოსცილატორის პრინციპზე, გამოიგონა სერბმა ამერიკელმა მეცნიერმა ნიკოლა ტესლამ. იგი ძირითადად გამოიყენება ულტრა მაღალი ძაბვის, მაგრამ დაბალი დენის, მაღალი სიხშირის AC ენერგიის წარმოებისათვის. ტესლას კოჭა შედგება რეზონანსული სქემების ორი ჯგუფისგან, რომლებიც ზოგჯერ გაერთიანებულია სამი ჯგუფისგან. ნიკოლა ტესლამ სცადა სხვადასხვა ხვეულების დიდი რაოდენობის კონფიგურაცია. ტესლამ გამოიყენა ეს კოჭები ისეთი ექსპერიმენტების ჩასატარებლად, როგორიცაა ელექტრო განათება, რენტგენი, ელექტროთერაპია და რადიოენერგიის გადაცემა, რადიო სიგნალების გადაცემა და მიღება.

ნამდვილად არ ყოფილა დიდი წინსვლა ტესლას კოჭებში მათი გამოგონების შემდეგ. მყარი მდგომარეობის კომპონენტების გარდა, ტესლას კოჭები დიდად არ შეცვლილა 100 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში. უმეტესად განათლებაზე და მეცნიერების სათამაშოებზე თითქმის ყველას შეუძლია შეიძინოს ნაკრები ინტერნეტით და ააშენოს Tesla- ს გრაგნილი.

ეს ინსტრუქცია ემყარება თქვენი საკუთარი ტესლას მყარი გრაგნილის შექმნას, თუ როგორ მუშაობს ისინი, და რჩევები და ხრიკები, რათა პრობლემები შეგექმნათ გზაზე.

მარაგები

12 ვოლტიანი ელექტრომომარაგება SMP წყარო, რომელსაც მე ვიყენებდი იყო 12 ვოლტი 4 ამპერი.

Torus წებო მეორადი კოჭის დასაყენებლად.

თერმული სილიკონის ცხიმი ტრანზისტორი გამაგრილებელზე დასაყენებლად.

Solder

ნაკრები შეკრების ინსტრუმენტები, soldering რკინის და გვერდითი საჭრელი.

მულტიმეტრი

ოსცილოსკოპი

ნაბიჯი 1: ელექტრომაგნიტი

ტესლას ხვეულებისა და ტრანსფორმატორების გასაგებად საჭიროა ელექტრომაგნიტების გაგება. როდესაც დენი, (წითელი ისარი) გამოიყენება გამტარზე, ის ქმნის მაგნიტურ ველს გამტარის გარშემო. (ლურჯი ისრები) მაგნიტური ველების მიმართულების პროგნოზირების მიზნით გამოიყენეთ მარჯვენა ხელის წესი. მოათავსეთ ხელი დირიჟორზე, ცერა თითით დენის მიმართულებით და თითები მიმართული იქნება მაგნიტური ველის ნაკადის მიმართულებით.

როდესაც კონდუქტორს შემოხვევთ ფოლადის ან რკინის მსგავსად შავი ლითონის გარშემო, ხვეული გამტარის მაგნიტური ველები გაერთიანდება და გასწორდება, ამას ელექტრომაგნიტი ეწოდება. მაგნიტური ველი, რომელიც გადადის კოჭის ცენტრიდან, გადის ელექტრომაგნიტის ერთი ბოლოდან კოჭის გარედან, ხოლო მოპირდაპირე ბოლოში კი ისევ კოჭის ცენტრში.

მაგნიტებს აქვთ ჩრდილოეთი და სამხრეთი პოლუსები, რომ წინასწარ განსაზღვროთ რომელი დასასრულია ჩრდილოეთი ან სამხრეთი პოლუსი კოჭაში, ისევ თქვენ იყენებთ მარჯვენა ხელის წესს. მხოლოდ ამჯერად მარჯვენა ხელით კოჭაზე, მიუთითეთ თითები გრაგნილ გამტარში მიმდინარე ნაკადის მიმართულებით. (წითელი ისრები) მარჯვენა ცერა თითისკენ მიმართული სრუტე კოჭის გასწვრივ, ის უნდა მიუთითებდეს მაგნიტის ჩრდილოეთ ბოლოზე.

ნაბიჯი 2: როგორ მუშაობს ტრანსფორმატორები

როგორ ქმნის დენადობის დენს პირველადი ხვეული უკაბელო მეორად კოჭაში, ეწოდება ლენზის კანონი.

ვიკიპედია

ტრანსფორმატორში ყველა კოჭა უნდა იყოს დაჭრილი ერთი მიმართულებით.

კოჭა წინააღმდეგობას გაუწევს მაგნიტის ცვლილებას; ველი ასე რომ, როდესაც AC ან pulsing მიმდინარე გამოიყენება პირველადი coil, ეს ქმნის მერყევი მაგნიტური ველი პირველადი coil.

როდესაც მერყევი მაგნიტური ველი აღწევს მეორად კოჭას ის ქმნის საპირისპირო მაგნიტურ ველს და საპირისპირო დენს მეორად კოჭაში.

თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ მარჯვენა ხელის წესი პირველადი ხვეული და მეორეხარისხოვანი მეორადი გამომავალი პროგნოზირების მიზნით.

პირველადი ხვეულის შემობრუნების რაოდენობისა და მეორადი კოჭის შემობრუნების რაოდენობის მიხედვით, ძაბვა იცვლება უფრო მაღალი ან დაბალი ძაბვისკენ.

თუკი დადებით და უარყოფითად ძნელია დაიცვას მეორადი ხვეული; წარმოიდგინეთ მეორადი გრაგნილი, როგორც ენერგიის წყარო ან ბატარეა, სადაც ენერგია გამოდის და იფიქრეთ პირველადი, როგორც დატვირთვა, სადაც ენერგია იხარჯება.

ტესლას კოჭები არის ჰაერის ბირთვიანი ტრანსფორმატორები, მაგნიტური ველები და დენი მუშაობს ისევე, როგორც რკინის ან ფერიტის ბირთვის ტრანსფორმატორები.

ნაბიჯი 3: გრაგნილი

მიუხედავად იმისა, რომ ის სქემატურად არ არის დახატული; ტესლას კოჭის უფრო მაღალი საშუალო კოჭა არის უფრო მოკლე პირველადი გრაგნილის შიგნით, ამ კონფიგურაციას ეწოდება თვითრეზონანტი ოსცილატორი.

მიიღეთ თქვენი გრაგნილი უფლება; პირველადი და მეორადი გრაგნილი უნდა დაიხუროს იმავე მიმართულებით. არ აქვს მნიშვნელობა თუ არა თქვენ კოჭებს მარჯვენა ხელის ბრუნვით თუ მარცხენა ხელის ბრუნვით, სანამ ორივე გრაგნილი ერთიდაიგივე მიმართულებით არის დაჭრილი.

მეორადი გრაგნილისას დარწმუნდით, რომ თქვენი გრაგნილი არ გადახურულია ან გადახურვისას შეიძლება გამოიწვიოს მეორეხარისხოვანი მოკლე.

გრაგნილი გრაგნილი გრაგნილი შეიძლება გამოიწვიოს ტრანზისტორის ბაზაზე მიბმული მეორადი უკუკავშირი არასწორი პოლარობით და ეს ხელს შეუშლის მიკროსქემის რხევას.

პირველადი ხვეულები პოზიტიურ და ნეგატიურ ლიდერებზე გავლენას ახდენს გრაგნილის ბრუნვაზე. გამოიყენეთ მარჯვენა ხელის წესი პირველადი ხვეული. დარწმუნდით, რომ პირველადი კოჭის ჩრდილოეთ პოლუსი მიმართულია მეორადი კოჭის ზევით.

პირველადი გრაგნილის გადაკვეთა შეიძლება გამოიწვიოს ტრანზისტორის ბაზაზე მიბმული მეორეხარისხოვანი კავშირი არასწორი პოლარობით და ამან შეიძლება ხელი შეუშალოს მიკროსქემის რხევას.

სანამ კოჭები ერთი მიმართულებით არის დაჭრილი; მარცხი oscillate არ გადაკვეთს გაყვანილობა პირველადი coil არის ადვილი დაფიქსირება უმეტეს დროს, უბრალოდ შეცვალოს მივყავართ პირველადი coil.

ნაბიჯი 4: როგორ მუშაობს მყარი მდგომარეობის Tesla Coil

ძირითადი მყარი მდგომარეობის Tesla Coil შეიძლება იყოს სულ მცირე ხუთი ნაწილი.

ენერგიის წყარო; ამ სქემატურ ბატარეაში.

რეზისტორი; დამოკიდებულია ტრანზისტორზე 1/4 ვატი 10 kΩ და ზემოთ.

NPN ტრანზისტორი გამათბობლით, ამ სქემებზე ტრანზისტორი ცხელდება.

პირველადი ხვეული 2 ან მეტი ბრუნვიდან იჭრება იმავე მიმართულებით, როგორც მეორადი კოჭა.

მეორადი კოჭა 1 000 – მდე ბრუნამდე ან მეტი 41 AWG იჭრება იმავე მიმართულებით, როგორც პირველადი.

ნაბიჯი 1. როდესაც ძალა პირველად გამოიყენება ძირითადი მყარი მდგომარეობის ტესლას კოჭაზე, ტრანზისტორი ჩართული არის ღია ან გამორთული. სიმძლავრე გადის რეზისტორთან ტრანზისტორების ბაზაზე, რომელიც ხურავს ტრანზისტორს და ააქტიურებს დენის გადინებას პირველადი გრაგნილით. მიმდინარე ცვლილება არ არის მყისიერი, მას სჭირდება მოკლე დრო, რომ დენი გადავიდეს ნულოვანი დენიდან მაქსიმალურ დენზე, ამას ეწოდება აწევის დრო.

ნაბიჯი 2. ამავდროულად მაგნიტური ველი კოჭაში მიდის ნულიდან რაღაც ველის სიძლიერეზე. მიუხედავად იმისა, რომ მაგნიტური ველი იზრდება პირველადი გრაგნილი მეორეხარისხოვანი გრაგნილი ეწინააღმდეგება ცვლილებების ყიდვას და ქმნის საპირისპირო მაგნიტურ ველს და საპირისპირო დენს მეორად კოჭაში.

ნაბიჯი 3. მეორადი გრაგნილი მიბმულია ტრანზისტორის ბაზაზე, ასე რომ დენი მეორეხარისხოვან გრაგნილში, (გამოხმაურება) გამოიყვანს დენს ტრანზისტორების ფუძიდან. ეს გახსნის ტრანზისტორს, რომელიც გამორთავს დენს პირველადი ხვეულიდან. ზრდის პერიოდის მსგავსად, მიმდინარე ცვლილება არ არის მყისიერი. მოკლე დრო სჭირდება დენის და მაგნიტური ველის მაქსიმუმიდან ნულამდე გადასვლას, ამას ეწოდება დაცემის დრო.

შემდეგ დაუბრუნდით ნაბიჯ 1 -ს.

ამ ტიპის წრეს ეწოდება თვითრეგულირებადი რხევადი წრე, ან რეზონანსული ოსცილატორი. ამ ტიპის ოსცილატორი შეზღუდულია სიხშირით წრედისა და ტრანზისტორის ან მოსფეტის დაყოვნების დროით. (ამოსვლის დრო დაცემის დრო და პლატო დრო)

ნაბიჯი 5: ეფექტურობა

ეს წრე არ არის ძალიან ეფექტური, წარმოქმნის კვადრატულ ტალღას, პირველადი კოჭა წარმოქმნის დენს მეორად გრაგნილში მაგნიტური ველების დროს ნულოვანი ველის სიძლიერედან მთლიანი ველის სიძლიერეზე გადასვლისას და უკან ნულოვანი ველის სიძლიერეზე, რომელსაც ეწოდება აწევის დრო და დაცემის დრო. ამოსვლის დროსა და დაცემას შორის არის პლატო, სადაც ტრანზისტორი დახურულია ან ჩართულია და ტრანზისტორი ღიაა ან გამორთულია. როდესაც ტრანზისტორი გამორთულია პლატოზე არ იყენებს დენს, თუმცა როდესაც ტრანზისტორი პლატოზეა იყენებს და ხარჯავს მიმდინარე გათბობას ტრანზისტორი.

თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ უსწრაფესი გადართვის ტრანზისტორი. უფრო მაღალი სიხშირეებით მაგნიტურ ველს შეუძლია გადავიდეს იმაზე მეტად, ვიდრე არის დაფარული, რაც ტესლას გრაგნილს უფრო ეფექტურს გახდის. თუმცა ეს არ შეაჩერებს ტრანზისტორს გათბობისგან.

3 ვოლტიანი LED ტრანზისტორების ბაზაზე დამატებით ის აფართოებს აღმავლობის და დაცემის დროს ტრანზისტორების მოქმედებას უფრო სამკუთხედის ტალღას აყენებს ვიდრე კვადრატულ ტალღას.

არსებობს კიდევ ორი რამ, რისი გაკეთებაც შეგიძლიათ, რომ ტრანზისტორი არ გაცხელდეს. ჭარბი სითბოს გასანადგურებლად შეგიძლიათ გამოიყენოთ გამათბობელი. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ მაღალი სიმძლავრის ტრანზისტორი, რათა ტრანზისტორი არ იყოს გადატვირთული.

ნაბიჯი 6: მინი Tesla Coil

მე მივიღე ეს 12 ვოლტიანი Min Tesla Coil ონლაინ საცალო ვაჭრობისგან.

ნაკრები მოყვება:

1 x PVC დაფა

1 x მონოლითური კონდენსატორი 1nF

1 x 10 kΩ რეზისტორი

1 x 1 kΩ რეზისტორი

1 x 12V კვების ბლოკი

1 x გამათბობელი

1 x ტრანზისტორი BD243C

1 x მეორადი კოჭა 333 მორიგეობით

1 x დამაგრებითი ხრახნი

2 x Led

1 x ნეონის ნათურა

ნაკრები არ შეიცავს:

12 ვოლტიანი ელექტრომომარაგება SMP წყარო, რომელსაც მე ვიყენებდი იყო 12 ვოლტი 4 ამპერი.

ტორუსი

წებო მეორადი კოჭის დასაყენებლად.

თერმული სილიკონის ცხიმი ტრანზისტორი გამაგრილებელზე დასაყენებლად.

Solder

ნაბიჯი 7: ტესტირება

მინი ტესლას კოჭის აწყობის შემდეგ მე გამოვცადე ის ნეონის ნათურაზე, CFL (კომპაქტური ფლუორესცენტური შუქი) და ფლორესცენტულ მილზე. კიდობანი პატარა იყო და სანამ ჩავდებდი ინჩიდან 1/4 ის ანათებს ყველაფერს, რაც მე ვცადე.

ტრანზისტორი ძალიან ცხელდება, ასე რომ არ შეეხოთ გამათბობელს. 12 ვოლტიანი ტესლას კოჭამ არ უნდა გახადოს 65 ვატიანი ტრანზისტორი ძალიან ცხელი, თუ არ მიუახლოვდებით ტრანზისტორების მაქსიმალურ პარამეტრებს.

ნაბიჯი 8: ენერგიის მოხმარება

BD243C ტრანზისტორი არის NPN, 65 ვატიანი 100 ვოლტიანი 6 ამპერიანი 3MHz ტრანზისტორი, 12 ვოლტზე ის არ უნდა აჭარბებდეს 5,4 ამპერიზე მეტს და არ აღემატებოდეს 65 ვატს.

როდესაც მე შევამოწმე დენი გაშვებისას იყო 1 ამპერი, ერთი წუთის გაშვების შემდეგ დენი დაეცა 0.75 ამპერამდე. 12 ვოლტზე, რაც სიმძლავრეს 9 -დან 12 ვატამდე ხდის, 65 ვატზე გაცილებით ქვემოთ ტრანზისტორი ფასდება.

როდესაც შევამოწმე ტრანზისტორების ზრდა და დაცემა, მე ვიღებ სამკუთხედის ტალღას, რომელიც თითქმის ყოველთვის მოძრაობს, რაც მას ძალიან ეფექტურ წრედ აქცევს.

ნაბიჯი 9: ზედა დატვირთვა

ყველაზე მაღალი დატვირთვები საშუალებას გაძლევთ გაზარდოთ მუხტი იმის ნაცვლად, რომ ჰაერში სისხლდენა მოგცეთ უფრო დიდი ენერგიის გამომუშავებით.

ზედა დატვირთვის გარეშე მუხტები იკრიბება მავთულის წერტილოვან წვერებზე და სისხლში ცვივა ჰაერში.

საუკეთესო ზედა დატვირთვები მრგვალია ტოროსის ან სფეროების მსგავსად, ისე რომ არ არსებობს წერტილები, რომლებიც ჰაერში იტვირთება მუხტიდან.

მე გავაკეთე ჩემი ყველაზე დიდი დატვირთვა თაგვისგან გამოხსნილი ბურთისგან და დავფარე ალუმინის კილიტა, ის არ იყო იდეალურად გლუვი, მაგრამ კარგად მუშაობდა. ახლა შემიძლია აანთო CFL სანტიმეტრამდე.