ძირითადი უკაბელო ენერგიის გადაცემა: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

დაახლოებით ასი წლის წინ, გიჟმა მეცნიერმა თავის დროზე ადრე შექმნა ლაბორატორია კოლორადო სპრინგსში. ის სავსე იყო ყველაზე ექსცენტრული ტექნოლოგიით, დაწყებული მასიური ტრანსფორმატორიდან რადიო კოშკებამდე დამწვარი ხვეულებით, რომლებიც წარმოქმნიდნენ ელექტროენერგიის ჭანჭიკებს ათობით ფუტის სიგრძის. ლაბორატორიის შექმნას თვეები დასჭირდა, წარმოადგენდა მნიშვნელოვან ინვესტიციას და დაფინანსდა ადამიანის მიერ, რომელიც არ იყო ცნობილი განსაკუთრებით მდიდარი. მაგრამ რა იყო საქმის მიზანი? უბრალოდ, გიჟმა მეცნიერმა მიზნად დაისახა ელექტროენერგიის პირდაპირ ჰაერში გადაცემის მეთოდის შემუშავება. პიონერი კაცი წარმოიდგენდა სამყაროს, რომელშიც ჩვენ არ გვჭირდება ათიათასობით კილომეტრის ელექტროგადამცემი ხაზები, არც მილიონობით ტონა სპილენძის მავთულები და არც ძვირადღირებული ტრანსფორმატორები და დენის მრიცხველები.

ცნობილი გამომგონებელი ნიკოლა ტესლა იყო ადამიანი, რომლის ბრწყინვალებამ ელექტროენერგიისა და მაგნეტიზმის მეცნიერება მრავალი წლის წინ მიიყვანა. გამოგონებები, როგორიცაა AC ძრავა, რადიოს კონტროლირებადი მანქანები და თანამედროვე ელექტრო ინფრასტრუქტურა, ყველა მის უკან შეიძლება აღმოჩნდეს. მიუხედავად მისი ღრმა გავლენისა, ტესლამ ვერ შეძლო კოლორადოს ლაბორატორიაში ძალაუფლების გადაცემის საშუალებების შემუშავება. ან თუ ასე მოიქცა, ეს იყო არაპრაქტიკული, ან მას უბრალოდ არ გააჩნდა საშუალება, რომ ეს მომწიფებულიყო. არანაკლებ, მისი გამომგონებელი მემკვიდრეობა ცოცხლობს და მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ შეიძლება დღეს არ გავთავისუფლდეთ მასიური ელექტრული ქსელების ტვირთისგან, ჩვენ გვაქვს ტექნოლოგია ელექტროენერგიის გაგზავნის მოკლე დისტანციებზე მავთულის გარეშე. ფაქტობრივად, ასეთი ტექნოლოგია ადვილად არის ხელმისაწვდომი თქვენთან ახლოს მდებარე ელექტრონიკის მაღაზიაში.

ამ ინსტრუქციაში, ჩვენ შევქმნით დიზაინს და ვაშენებთ ჩვენს მინიატურულ უკაბელო ენერგიის გადაცემის მოწყობილობებს.

ნაბიჯი 1: მასალები

შედარებით მარტივი მასალაა საჭირო ამ მარტივი მოწყობილობის ასაშენებლად. ისინი ჩამოთვლილია ქვემოთ.

1. ბატარეაზე მომუშავე ფლუორესცენტური ნათურა. მათი ყიდვა შესაძლებელია ადგილობრივ Wal-Mart– ში, Dollar General– ში ან ტექნიკის მაღაზიაში სულ რაღაც რამდენიმე დოლარად. ნებისმიერი მათგანი გააკეთებს, მაგრამ ეცადეთ მაქსიმალურად აირჩიოთ ის, რომელშიც ადვილად შეხვალთ და გამოაშორებთ ფლუორესცენტულ მილს მისი ბუდედან.

2. მინანქრით დაფარული მაგნიტის მავთული. ამ პროექტისთვის დაგჭირდებათ რამდენიმე ათეული ფუტი მავთული. რაც უფრო მეტი გაქვთ, მით უკეთესი. გარდა ამისა, უმჯობესია გამოიყენოთ თხელი მავთულები, რადგან უფრო მცირე ზომის სივრცეში შეფუთული მავთული უტოლდება უფრო დიდ დიაპაზონს და ეფექტურობას. ჩემი არჩევანი მავთულის აქ არ არის იდეალური - მე მირჩევნია ის იყოს უფრო თხელი - მაგრამ ეს იყო ყველაფერი რაც მე მქონდა ხელთ, როდესაც ამ პროექტს ვქმნიდი.

3. სათადარიგო სპილენძის მავთულები. ეს არ არის აუცილებელი, მაგრამ ბევრს ეხმარება. თუ თქვენ გაქვთ ალიგატორის სამაგრები (სასურველია ოთხი მათგანი), თქვენ კიდევ უკეთეს ფორმაში ხართ.

4. LED. ნებისმიერი LED შეასრულა ხერხი, მაგრამ ამ აპლიკაციისთვის ნათელია, ზოგადად უკეთესი. ფერს არ აქვს მნიშვნელობა, რადგან მოწყობილობის მიერ მოწოდებული ძაბვა საკმარისზე მეტი იქნება იმისათვის, რომ ანათოს ნებისმიერი ფერის LED. რეზისტორები არ არის საჭირო.

5. (სურათზე არ არის) - ქვიშის ქაღალდი, C ან D უჯრედის ბატარეა და სანთებელა. ეს არ არის აუცილებელი პროექტის წარმატებისთვის, მაგრამ ისინი გამოგვადგება უკაბელო დენის მოწყობილობის სხვადასხვა ნაწილის შექმნისას.

ნაბიჯი 2: პირველადი ხვეული

დასაწყისისთვის, დაიწყეთ მაგნიტური მავთულის მონაკვეთის აღებით (ოციდან ორმოცდაათამდე ფუტამდე, მავთულის სისქეზეა დამოკიდებული) და გრაგნილში გადახვევით. ეს არის ის ადგილი, სადაც C ან D ბატარეა გამოგადგებათ, რადგან თქვენ შეგიძლიათ უბრალოდ გადააფაროთ მავთული მის გარშემო არაერთხელ. შეეცადეთ თქვენი კოჭა რაც შეიძლება სისუფთავე გახადოთ. გარდა ამისა, დარწმუნდით, რომ მთლიანად და საფუძვლიანად ამოიღეთ მინანქრის იზოლაცია თქვენი კოჭის თითოეულ ბოლოში. ამას შეიძლება დასჭირდეს სანთებელა, რომ დაიწვას იზოლაცია (როგორც სურათზეა ნაჩვენები), ასევე ქვიშაქვა მთლიანად ამოიღონ.

როდესაც თქვენ დაამთავრებთ ხვევას, გადმოაცილეთ იგი ბატარეას (ან დატოვეთ ის, რაც შემოახვიეთ; ჩემს შემთხვევაში მე გამოვიყენე წინა პროექტის შემორჩენილი კოჭა) და მიამაგრეთ იგი ლენტით ან სამაგრებით. ბოლო რაც თქვენ გინდათ ამ შემთხვევაში არის მავთულის სწრაფად ამოხსნა. თუ ის ამოიშლება, ის ჩახლართულდება, კვანძდება და შეიძლება გამოუსადეგარიც კი გახდეს. ამის თავიდან ასაცილებლად, მიამაგრეთ მავთულის ორივე ამობურცული ბოლოები გრაგნილს, როგორც მას აფიქსირებთ.

ნაბიჯი 3: მეორადი კოჭა

მეორადი კოჭა, პირველადის მსგავსად, შეიძლება იყოს ნებისმიერი სიგრძის მავთული (სასურველია 20 ფუტზე მეტი, კიდევ ერთხელ) და არ უნდა იყოს ერთი და იგივე ტიპის ან სისქის. თუმცა, ისევე, როგორც პირველადი ხვეული, ის უნდა გაკეთდეს მინანქრით დაფარული მაგნიტის მავთულისგან, მას უნდა ჰქონდეს ამოღებული იზოლაცია თითოეული ბოლოდან და ის უნდა იყოს დაახლოებით იგივე ზომისა და ფორმის, როგორც თქვენი პირველი გრაგნილი.

როდესაც დაამთავრებთ მეორად კოჭას, მიამაგრეთ იგი და შემდეგ მიამაგრეთ თქვენი LED. ეს არის ის ადგილი, სადაც სათადარიგო მავთულები და/ან ალიგატორების სამაგრები გამოსადეგია. მე გამიმართლა, რომ მქონდა სპირალი, რომელიც საკმაოდ თხელი იყო და მავთულის შემოხვევა LED ნათურების გარშემო, მაგრამ თუ ჩემი კოჭა დამზადებული იქნებოდა უფრო სქელი მავთულისგან (როგორც პირველადი იყო), უმჯობესია მიმაგრებულიყო LED მასზე თხელი სპილენძის მავთულის ან სამაგრების გამოყენებით.

დღის ბოლოს, არ აქვს მნიშვნელობა რომელი შუქდიოდური მხარეა მიმაგრებული კოჭის რომელი ტყვიით, რამდენადაც კოჭის ორი ბოლო მტკიცედ და საიმედოდ არის დაკავშირებული ნათურის ტერმინალებთან.

ნაბიჯი 4: ყველაფრის გაყვანილობა

თუ ეს ჯერ არ გაგიკეთებიათ, ამოიღეთ ფლუორესცენტური ნათურა ბატარეაზე მომუშავე შუქიდან და იპოვეთ ტერმინალები, რომლებიც ადრე იყო დაკავშირებული ბოლქვთან. დარწმუნდით, რომ ამ დროს გამორთეთ მოწყობილობა. დენი არ არის საკმარისად ძლიერი, რომ სასიკვდილო იყოს, მაგრამ მას შეუძლია მოგაყენოთ საკმაოდ მტკივნეული შოკი, თუ ორივე ტერმინალს ერთდროულად შეეხოთ შიშველ მავთულს.

მას შემდეგ რაც ტერმინალებს იპოვით, მიამაგრეთ მათ პირველადი ხვეული მათ შორის, დააკავშირეთ ერთი მიწოდება ერთ ტერმინალთან, მეორე კი მეორე ტერმინალთან. დარწმუნდით, რომ გაქვთ უსაფრთხო კავშირი. ალიგატორის სამაგრებს შეუძლიათ სასწაულების მოხდენა აქ, მაგრამ თუ თქვენ არ გექნებათ (ჩემნაირი) თქვენ შეგიძლიათ ჩაკეტოთ მსხვილი ჭანჭიკები ტერმინალებში, ან შეგიძლიათ მიამაგროთ ალუმინის ალუმინის კილიტა თქვენი კოჭის ბოლოებზე და შემდეგ დაკიდოთ ისინი კავშირებში. რაც არ უნდა გააკეთოთ, უბრალოდ დარწმუნდით, რომ თქვენი კავშირი სტაბილური და სტაბილურია.

მეორეხარისხოვან გრაგნილზე გადასვლისას, თქვენ არ გჭირდებათ ბევრი რამის გაკეთება, გარდა იმისა, რომ დარწმუნდეთ, რომ ის საიმედოდ არის დაკავშირებული LED- თან.

ნაბიჯი 5: წრე მოქმედებაში

ყველაფერი რაც დაგვრჩენია არის მისი ცეცხლი! კიდევ ერთხელ დარწმუნდით, რომ თქვენი ყველა კავშირი კარგია, მოათავსეთ მეორადი კოჭა პირველადი ხვევის თავზე და გადაატრიალეთ გადამრთველი, რომ ჩართოს "შუქი". თქვენ უნდა ნახოთ, რომ თქვენი LED გაცოცხლდება. თუ ის არ ანათებს, კვლავ შეამოწმეთ თქვენი კავშირები. ეს არის საკმაოდ მიმტევებელი პროექტი და, შესაბამისად, დიდი დრო არ დასჭირდება თქვენ პრობლემის წყაროს აღმოფხვრას.

წრეზე ექსპერიმენტისას თქვენ უნდა შეამჩნიოთ, რომ თქვენ შეგიძლიათ გააუქმოთ მეორადი კოჭა პირველადი ხვეულიდან და LED კვლავ განათებული დარჩეს. ეს ადასტურებს, რომ თქვენ "უსადენოდ" გადასცემთ ძალას. სცადეთ გადაიტანოთ რამდენიმე ნაშრომი, წიგნი ან სხვა არაგამტარ ობიექტი თქვენს ორ კოჭას შორის. უმეტეს შემთხვევაში (თუ თქვენ ნამდვილად არ გაქვთ სქელი წიგნი) LED უნდა დარჩეს. ამ პროექტის სხვა ნაგებობებთან დაკავშირებული ჩემი პირადი გამოცდილების თანახმად, მე შევძელი მეორადი კოჭის განთავსება პირველადიდან ექვს -რვა ინჩამდე და მაინც ვხედავ სუსტ ბზინვარებას, რომელიც მოდის LED- დან.

ნაბიჯი 6: როგორ მუშაობს

არსებითად, ეს მოწყობილობა არის ის, რასაც ჩვენ ვუწოდებთ ჰაერის ბირთვულ ტრანსფორმატორს. ნორმალური ტრანსფორმატორები (ისევე როგორც დენის ბოძებზე, ტელეფონის დამტენებში ნაპოვნი და ა.შ.) შედგება ორი ან მეტი მავთულისგან, რომელიც რკინის ნაჭერზეა გახვეული. როდესაც ალტერნატიული დენი (AC) გადადის ერთ კოჭაზე, ის ქმნის სწრაფად გადართვის მაგნიტურ ველს რკინაში, რომელიც შემდეგ იწვევს მავთულის მეორე გრაგნილში დენს. ეს არის იგივე პრინციპი, საიდანაც ელექტრო გენერატორები მუშაობენ - რომ მოძრავი მაგნიტური ველი გამოიწვევს ელექტრონების მოძრაობას მავთულში.

ჩვენი მოწყობილობა მუშაობს ძალიან მსგავსი (თუმცა ოდნავ განსხვავებული) წესით. როგორც ირკვევა, ყველა ფლუორესცენტური ნათურის ბატარეას აქვს მცირე წრე, რომელიც იღებს დაბალი ძაბვის DC (პირდაპირი დენი) ბატარეებიდან და აძლიერებს მას უფრო მაღალ ძაბვამდე, სადღაც რამდენიმე ასეულის ბრძანებით. ვოლტი ამ მაღალი ძაბვის გარეშე, ფლუორესცენტური მილები ვერ იმუშავებენ. ამ მაღალი ძაბვის გამომუშავების მიზნით, ჩვენს ფლუორესცენტურ სინათლის მამოძრავებელ მიკროსქემს სჭირდება მუდმივი მუდმივი სიმძლავრე აკუმულატორიდან ელექტროენერგიის სხვა ფორმაში, რომელიც ცნობილია როგორც პულსირებული DC. Pulsed DC მოქმედებს იგივე, რაც AC ელექტროენერგია ტრანსფორმატორში - დენის "იმპულსური" ბუნება არსებითად ქმნის მაგნიტურ ველს მავთულში, რომელიც იშლება და რეფორმდება ათასობით ჯერ ყოველ წამში. ეს პულსირებადი DC საშუალებას აძლევს მიკროსქემში ჩართულ პაწაწინა ტრანსფორმატორს გააძლიეროს ძალა ექვსიდან თორმეტი ვოლტიდან რამდენიმე ასეულამდე. მაგრამ იმის გამო, თუ როგორ მუშაობს ელექტროენერგიის მიწოდება, ტერმინალებში ელექტროენერგია "პულსირებს" სიჩქარით რამდენიმე ათასი ჯერ წამში. ჩვენ შეგვიძლია არსებითად ვთქვათ, რომ მოწყობილობიდან გამომავალი მაღალი ძაბვის ელექტროენერგია "ზუზუნებს".

როდესაც ეს პულსირებადი დენის ენერგია იკვებება ჩვენს პირველ კოჭაში, ის გადააქცევს ელექტრომაგნიტს, რომელიც ახდენს სწრაფად ცვალებად მაგნიტურ ველს. როდესაც ჩვენ მეორეხარისხოვან გრაგნილს მივუახლოვდებით პირველს, მასში დენი წარმოიქმნება პულსირებადი მაგნიტური ველის გამო. ეს დენი შემდეგ გადის LED- ზე, რის შედეგადაც იგი ანათებს. რაც უფრო შორსაა მეორადი პირველადი გრაგნილიდან, მით ნაკლები ეფექტი აქვს მაგნიტურ ველს მასზე და ნაკლები დენი წარმოიქმნება. ანალოგიურად, ამ ეფექტს შეიძლება "გავუმკლავდეთ" მეტი მავთულის დამატებით. მეტი მავთული ნიშნავს მეტ მაგნიტიზმს პირველადი გრაგნილით, ხოლო მეტი მავთული მეორად გრაგნილში ნიშნავს, რომ მაგნიტური ველის მეტი ნაწილის დაჭერა შეიძლება.

ამის გამო, ჩვენ შეგვიძლია ვუწოდოთ ჩვენს პროექტს "ჰაერის ბირთვიანი ტრანსფორმატორი", რადგან ჩვენ ვაშენებთ მოწყობილობას, რომელსაც აქვს ორი გრაგნილი - პირველადი და მეორადი - და მუშაობს პულსირებადი მაგნიტური ველებიდან. თუმცა, ტრადიციული ტრანსფორმატორებისგან განსხვავებით, რომლებიც რკინას იყენებენ მაგნიტური ველის ერთი გრაგნილიდან მეორეზე გადასასვლელად, ჩვენს არაფერი აქვს მაგნიტური ველის გადასატანად. ამრიგად, ჩვენ ვამბობთ, რომ მას აქვს "ჰაერის ბირთვი". მოკლედ რომ ვთქვათ, ეს პატარა, მარტივი მოწყობილობა უბრალოდ განსხვავებული ტექნოლოგიაა ისეთივე ჩვეულებრივი, როგორც ცაზე ღრუბლები.

ისიამოვნეთ თქვენი უკაბელო ენერგიის გადაცემის მოწყობილობით და მადლობა კითხვისთვის!