Mbështjelljet Tesla të gjendjes së ngurtë dhe si funksionojnë: 9 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Energjia elektrike e tensionit të lartë mund të jetë e RREZIKSHME, përdorni masat paraprake të sigurisë në çdo kohë kur punoni me spirale Tesla ose ndonjë pajisje tjetër të tensionit të lartë, kështu që luani të sigurt ose mos luani.

Spiralet e Tesla janë një transformator që vepron sipas parimit të oshilatorit vetë -rezonues, i shpikur nga Nicola Tesla, një shkencëtar serb amerikan. Përdoret kryesisht për të prodhuar tension ultra të lartë, por rrymë të ulët, frekuencë të lartë AC. Spiralja Tesla është e përbërë nga dy grupe të qarqeve rezonante të shoqëruara, ndonjëherë edhe tre grupe të lidhura. Nicola Tesla provoi një numër të madh të konfigurimeve të mbështjelljeve të ndryshme. Tesla i përdori këto mbështjellje për të kryer eksperimente, të tilla si ndriçimi elektrik, rrezet X, elektroterapia dhe transmetimi i energjisë radio, transmetimin dhe marrjen e sinjaleve të radios.

Me të vërtetë nuk ka pasur shumë përparim në mbështjelljet Tesla që nga shpikja e tyre. Përveç përbërësve të gjendjes së ngurtë, mbështjelljet Tesla nuk kanë ndryshuar shumë në mbi 100 vjet. Kryesisht i rënë në edukim dhe lodrat e shkencës pothuajse kushdo mund të blejë një çantë online dhe të ndërtojë një spirale Tesla.

Ky udhëzues bazohet në ndërtimin e një spiraleje Tesla në gjendje të fortë, mënyrën e funksionimit të tyre, dhe këshilla dhe truke për të kapur probleme gjatë rrugës.

Furnizimet

Furnizimi me energji 12 volt furnizimi SMP që kam përdorur ishte 12 volt 4 amper.

Ngjitës Torus për të montuar spiralen dytësore.

Grease silikoni termike për montimin e tranzistorit në lavaman.

Saldator

Mjetet për montimin e kompletit, hekur bashkues dhe hapëse anësorë.

Multimetër

Osciloskop

Hapi 1: Elektromagnet

Për të kuptuar mbështjelljet dhe transformatorët e Tesla ju duhet të kuptoni elektromagnetet. Kur një rrymë, (Shigjeta e Kuqe) aplikohet në një përcjellës krijon një fushë magnetike rreth përcjellësit. (Shigjetat Blu) Për të parashikuar drejtimin e rrjedhës së fushave magnetike përdorni rregullin e dorës së djathtë. Vendoseni dorën në përcjellës me gishtin e madh të dorës drejtuar rrymës dhe gishtat tuaj do të tregojnë në drejtim të rrjedhës së fushave magnetike.

Kur mbështillni përcjellësin rreth një metali hekuri si çeliku ose hekuri, fushat magnetike të përcjellësit të mbështjellë bashkohen dhe përafrohen, kjo quhet elektromagnet. Fusha magnetike që udhëton nga qendra e spirales kalon një fund të elektromagnetit jashtë pjesës së jashtme të spirales dhe në skajin e kundërt përsëri në qendër të spirales.

Magnetët kanë një pol verior dhe një jug, për të parashikuar se cili skaj është poli verior apo jugor në një spirale, përsëri përdorni rregullin e dorës së djathtë. Vetëm këtë herë me dorën tuaj të djathtë në spirale, drejtojini gishtat në drejtim të rrjedhës aktuale në përcjellësin e mbështjellë. (Shigjetat e Kuqe) Me gishtin tuaj të madh të dorës drejtuar ngushticës përgjatë spirales, ai duhet të drejtohet në skajin verior të magnetit.

Hapi 2: Si funksionojnë transformatorët

Si një rrymë e luhatshme në një spirale primare krijon një rrymë në një spirale dytësore pa tel quhet ligji i Lenz.

Wikipedia

Të gjitha mbështjelljet në një transformator duhet të mbështillen në të njëjtin drejtim.

Një spirale do t'i rezistojë një ndryshimi në një magnetik; fushë kështu që kur AC ose një rrymë pulsuese aplikohet në spiralen primare, ajo krijon një fushë magnetike të luhatshme në spiralen primare.

Kur fusha magnetike e luhatshme arrin në spiralen dytësore krijon një fushë magnetike të kundërt dhe një rrymë të kundërt në spiralen sekondare.

Ju mund të përdorni rregullin e dorës së djathtë në spiralen kryesore dhe atë dytësore për të parashikuar daljen e sekondarit.

Në varësi të numrit të kthesave në spiralen primare dhe numrit të kthesave në spiralen dytësore, tensioni ndryshon në një tension më të lartë ose më të ulët.

Nëse e keni të vështirë të ndiqni atë pozitive dhe negative në spiralen dytësore; mendoni për spiralën dytësore si një burim energjie ose një bateri ku del energjia, dhe mendoni për parësinë si një ngarkesë ku energjia konsumohet.

Spiralet Tesla janë transformatorë të bërthamës së ajrit, fushat magnetike dhe rryma funksionojnë njësoj si transformatorët e hekurit ose ferritit.

Hapi 3: Dredha -dredha

Edhe pse nuk është vizatuar në skemë; spiralja dytësore më e lartë e një spiraleje Tesla është brenda spirales primare më të shkurtër, ky konfigurim quhet një oshilator vetë -rezonues.

Merrni dredha -dredha tuaj si duhet; dredha -dredha parësore dhe dytësore duhet të mbështillen në të njëjtin drejtim. Nuk ka rëndësi nëse mbështillni mbështjelljet me një kthesë të dorës së djathtë ose me dorën e majtë për sa kohë që të dy mbështjelljet janë të mbështjellura në të njëjtin drejtim.

Kur mbështillni sekondarin, sigurohuni që dredha -dredha juaj të mos mbivendoset ose në mbivendosje mund të shkaktojë një shkurtim në sekondar.

Dredhja e tërthortë e mbështjelljeve mund të bëjë që reagimi nga sekondari i lidhur me bazën e tranzistorit ose porta e mosfetit të jetë polariteti i gabuar dhe kjo mund të parandalojë që lëkundja e qarkut.

Spiralet primare drejtimet pozitive dhe negative ndikohen nga kthesa në mbështjellëset. Përdorni rregullin e dorës së djathtë në spiralen kryesore. Sigurohuni që poli verior i spirales primare të drejtohet drejt majës së spirales dytësore.

Lidhja me tela e mbështjelljes kryesore mund të bëjë që reagimi nga sekondari i lidhur me bazën e tranzistorit ose portën e mosfetit të jetë polariteti i gabuar dhe kjo mund të parandalojë që lëkundja e qarkut.

Përderisa mbështjelljet janë të mbështjellura në të njëjtin drejtim; dështimi për të lëkundur bëni për të kaluar telat spirale primare është një rregullim i lehtë shumicën e kohës, vetëm përmbysni drejtimet e spirales primare.

Hapi 4: Si funksionon një spirale Tesla në gjendje të ngurtë

Gjendja e ngurtë themelore Tesla Coil mund të ketë sa më pak se pesë pjesë.

Një burim energjie; në këtë skematike një bateri.

Një rezistencë; në varësi të transistorit një 1/4 vat 10 kΩ e lart.

Një transistor NPN me një lavaman, transistori në këto qarqe priret të nxehet.

Një spirale primare nga 2 ose më shumë kthesa plagoset në të njëjtin drejtim si spiralja dytësore.

Një spirale dytësore deri në 1, 000 kthesa ose më shumë 41 AWG plagoset në të njëjtin drejtim me atë primar.

Hapi 1. Kur fuqia aplikohet për herë të parë në një spirale bazë të gjendjes së ngurtë Tesla, tranzistori në qark është i hapur ose i fikur. Fuqia kalon përmes rezistencës në bazën e transistorëve duke mbyllur transistorin duke e kthyer atë në lejimin e rrjedhjes së rrymës përmes spirales primare. Ndryshimi aktual nuk është i menjëhershëm, duhet një kohë e shkurtër që rryma të kalojë nga rryma zero në rrymë maksimale, kjo quhet koha e ngritjes.

Hapi 2. Në të njëjtën kohë fusha magnetike në spirale shkon nga zero në një forcë të fushës. Ndërsa fusha magnetike po rritet në spiralen primare spiralja dytësore i reziston blerjes së ndryshimit duke krijuar një fushë magnetike të kundërt dhe një rrymë të kundërt në spiralen sekondare.

Hapi 3. Spiralja dytësore është e lidhur në bazën e tranzistorit kështu që rryma në spiralen dytësore, (Feedback) do të tërheqë rrymën larg nga baza e tranzistorëve. Kjo do të hapë tranzistorin duke fikur rrymën në spiralen primare. Ashtu si koha e ngritjes, ndryshimi aktual nuk është i menjëhershëm. Duhet një kohë e shkurtër që rryma dhe fusha magnetike të shkojnë nga maksimumi në zero, kjo quhet koha e rënies.

Pastaj kthehuni te Hapi 1.

Ky lloj qarku quhet një qark oscilues vetë -rregullues, ose një oshilator rezonant. Ky lloj i oshilatorit është i kufizuar në frekuencë nga koha e vonesës së qarkut dhe tranzistorit ose mosfetit. (Koha e Ngritjes Koha e Rënies dhe Koha e Rrafshnaltës)

Hapi 5: Efikasiteti

Ky qark nuk është shumë efikas, duke prodhuar një valë katrore, spiralja primare prodhon vetëm një rrymë në spiralen sekondare gjatë kalimit të fushave magnetike nga fuqia e fushës zero në fuqinë e plotë të fushës dhe përsëri në forcën e fushës zero, e quajtur koha e ngritjes dhe koha e vjeshtës. Midis kohës së ngritjes dhe kohës së rënies ekziston një pllajë me transistorin e mbyllur ose të ndezur dhe tranzistorin të hapur ose të fikur. Kur tranzistori është jashtë, rrafshnalta nuk po përdor rrymë, megjithatë kur tranzistori është në pllajë po përdor dhe harxhon rrymë duke ngrohur transistorin.

Ju mund të përdorni transistorin kalues më të shpejtë që mund të merrni. Me frekuenca më të larta fusha magnetike mund të kalojë më shumë sesa është planifikuar duke e bërë spiralen Tesla më efikase. Sidoqoftë, kjo nuk do ta ndalojë ngrohjen e tranzistorit.

Duke shtuar një LED 3 volt në bazën e transistorëve ajo zgjat kohën e ngritjes dhe rënies duke e bërë veprimin e tranzistorëve më shumë një valë trekëndëshi sesa një valë katrore.

Ekzistojnë dy gjëra të tjera që mund të bëni për ta mbajtur transistorin nga ngrohja e tepërt. Ju mund të përdorni një lavaman për të shpërndarë nxehtësinë e tepërt. Ju mund të përdorni një transistor me fuqi të lartë në mënyrë që tranzistori të mos jetë i mbingarkuar.

Hapi 6: Spiralja Mini Tesla

Unë e mora këtë spirale Mini Tesla 12 volt nga një shitës me pakicë në internet.

Kompleti i Përfshirë:

1 x Pllakë PVC

1 x Kondensator monolit 1nF

1 x 10 kΩ rezistencë

1 x 1 kΩ rezistencë

Fole 1 x 12V e energjisë

1 x Lavaman

1 x Transistor BD243C

1 x Spirale sekondare 333 kthesa

1 x Vidë fiksuese

2 x Led

1 x Llambë neoni

Kompleti nuk përfshin:

Furnizimi me energji 12 volt furnizimi SMP që kam përdorur ishte 12 volt 4 amper.

Torus

Ngjitës për të montuar spiralen dytësore.

Grease silikoni termike për montimin e tranzistorit në lavaman.

Saldator

Hapi 7: Testimi

Pas montimit të Mini Tesla Coil e testova në një llambë neoni, një CFL (dritë kompresive floreshente) dhe një tub lulëzues. Arka ishte e vogël dhe për aq kohë sa e vendosa atë brenda 1/4 inç ajo ndriçon gjithçka që e provova.

Transistori nxehet shumë, kështu që mos prekni lavamanin. Një spirale Tesla 12 volt nuk duhet të bëjë një transistor 65 vat shumë të nxehtë nëse nuk i afroheni parametrave maksimale të tranzistorëve.

Hapi 8: Përdorimi i energjisë

Transistori BD243C është një transistor NPN, 65 vat 100 volt 6 amp 3MHz, në 12 volt nuk duhet të tërheqë më shumë se 5.4 amper që të mos kalojë 65 vat.

Kur kontrollova rrymën në fillim ishte 1 amp, pasi vrapova për një minutë rryma ra në 0.75 amps. Në 12 volt që e bën fuqinë e funksionimit 9 deri në 12 vat, shumë më poshtë se 65 vat transistori është vlerësuar.

Kur kontrollova ngritjen dhe rënien e tranzistorëve marr një valë trekëndëshi që është pothuajse gjithmonë në lëvizje duke e bërë atë një qark shumë efikas.

Hapi 9: Ngarkesa kryesore

Ngarkesat e larta lejojnë që ngarkesa të grumbullohet në vend që të rrjedh vetëm në ajër duke ju dhënë një dalje më të madhe të energjisë.

Pa një ngarkesë të lartë, ngarkesat mblidhen në majat e mprehta të telit dhe rrjedhin gjak në ajër.

Ngarkesat më të mira të sipërme janë të rrumbullakëta si Torus ose sfera në mënyrë që të mos ketë pika që rrjedhin nga ngarkesa në ajër.

Unë bëra ngarkesën time të lartë nga një top që e shpëtova nga një mi dhe e mbulova me fletë alumini, nuk ishte krejtësisht e qetë, por funksionoi mirë. Tani mund të ndez një CFL deri në një centimetër larg.