Transferimi bazë i energjisë pa tel: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:28

Rreth njëqind vjet më parë, një shkencëtar i çmendur shumë përpara kohës së tij krijoi një laborator në Colorado Springs. Ajo ishte e mbushur me teknologjinë më ekscentrike, duke filluar nga transformatorët masivë deri te kullat e radios deri te spiralet ndezëse të cilat gjeneronin bulona të energjisë elektrike dhjetëra metra të gjatë. Laboratori mori muaj për t'u ngritur, përfaqësoi një investim të rëndësishëm dhe u financua nga një njeri i cili nuk ishte saktësisht i njohur për të qenë veçanërisht i pasur. Por cili ishte qëllimi i kësaj gjëje? Shumë thjesht, shkencëtari i çmendur synoi të zhvillonte një metodë të transmetimit të energjisë elektrike drejtpërdrejt përmes ajrit. Njeriu pionier po imagjinonte një botë në të cilën ne nuk do të kishim nevojë për dhjetëra mijëra kilometra linja energjie, pa nevojë për miliona ton tela bakri dhe as nevojë për transformatorë të shtrenjtë dhe matës të energjisë.

Shpikësi i njohur Nikola Tesla ishte një njeri shkëlqimi i të cilit e shtyu shkencën e energjisë elektrike dhe magnetizmit përpara për shumë vite. Shpikje të tilla si motori AC, makinat e kontrolluara me radio dhe infrastruktura moderne e energjisë mund të gjurmohen të gjitha tek ai. Megjithë ndikimin e tij të thellë, Tesla nuk arriti kurrë të krijojë një mjet për transmetimin e energjisë pa tela në laboratorin e tij në Kolorado. Ose nëse e bëri, ishte ose jopraktike ose thjesht i mungonin mjetet për ta zhvilluar atë në pjekuri. Sido që të jetë, trashëgimia e tij shpikëse vazhdon, dhe ndërsa ne mund të mos jemi të lirë nga barra e rrjeteve masive elektrike sot, ne kemi teknologjinë për të dërguar energji në distanca të shkurtra pa tela. Në fakt, një teknologji e tillë është lehtësisht e disponueshme në një dyqan elektronik pranë jush.

Në këtë Instructable, ne do të hartojmë dhe ndërtojmë pajisjet tona miniaturë të transferimit të energjisë pa tel.

Hapi 1: Materialet

Relativisht pak materiale kërkohen për të ndërtuar këtë pajisje të thjeshtë. Ato janë të listuara më poshtë.

1. Një dritë fluoreshente me bateri. Këto mund të blihen në Wal-Mart, Dollar General ose dyqan harduerësh për vetëm disa dollarë. Çdonjëri prej tyre do të bëjë, por përpiquni më të mirën tuaj për të zgjedhur atë në të cilën lehtë mund të arrini dhe shkëputni tubin fluoreshent nga priza e tij.

2. Teli magnet i veshur me smalt. Për këtë projekt do t'ju duhen disa dhjetëra metra tela. Sa më shumë që keni, aq më mirë. Për më tepër, është mirë të përdorni tela më të hollë, pasi më shumë tela të paketuar në një hapësirë më të vogël do të barazohen me një gamë dhe efikasitet më të madh. Zgjedhja ime e telit këtu nuk është ideale - do të preferoja të ishte më e hollë - por ishte gjithçka që kisha në dorë kur hartova këtë projekt.

3. Teli rezervë bakri. Kjo nuk është e nevojshme, por ndihmon shumë. Nëse ju ndodh të keni kapëse aligatorësh (mundësisht katër prej tyre), jeni në formë edhe më të mirë.

4. Një LED. Çdo LED do të bëjë mashtrimin, por për këtë aplikim, më e ndritshme është në përgjithësi më e mirë. Ngjyra nuk ka rëndësi, sepse tensioni i furnizuar nga pajisja do të jetë më se i mjaftueshëm për të ndriçuar çdo ngjyrë të LED. Rezistentët nuk kërkohen.

5. (Jo në foto) - Letër zmerile, një bateri me qeliza C ose D, dhe një çakmak. Këto gjëra nuk janë të nevojshme për suksesin e projektit, por ato do të vijnë në ndihmë ndërsa ndërtoni pjesët e ndryshme të pajisjes së energjisë pa tel.

Hapi 2: Spiralja Parësore

Për të filluar, filloni duke marrë një pjesë të telit magnetik (diku nga njëzet deri në pesëdhjetë këmbë, në varësi të trashësisë së telit) dhe duke e mbështjellur atë në një spirale. Kjo është ajo ku një bateri C ose D është e dobishme, pasi thjesht mund ta mbështillni tela rreth tij në mënyrë të përsëritur. Mundohuni ta bëni spiralen tuaj sa më të pastër që të jetë e mundur. Përveç kësaj, sigurohuni që të hiqni plotësisht dhe tërësisht izolimin e smaltit në çdo skaj të spirales tuaj. Kjo mund të kërkojë një çakmak për të djegur izolimin (siç tregohet në figurë), si dhe letër zmerile për ta hequr atë plotësisht.

Kur të keni mbaruar me spiralen, hiqeni atë nga bateria (ose lëreni në çfarëdo që ta mbështillni; në rastin tim kam përdorur një bobinë të mbetur nga një projekt i mëparshëm) dhe lidheni atë duke përdorur shirit ose lidhëse zip. Gjëja e fundit që dëshironi në këtë rast është një spirale teli që shpërbëhet me shpejtësi. Nëse zbërthehet, do të ngatërrohet, nyjëzohet dhe madje mund të bëhet e papërdorshme. Për të parandaluar që kjo të ndodhë, mbajini të dy skajet e spikatura të telit kundër spirales ndërsa e siguroni.

Hapi 3: Spiralja dytësore

Spiralja dytësore, si ajo primare, mund të jetë çdo gjatësi teli (mundësisht më shumë se 20 këmbë, edhe një herë), dhe nuk ka nevojë të jetë e njëjta lloj ose trashësi. Sidoqoftë, njësoj si spiralja kryesore, ajo duhet të bëhet nga tela magnetik të veshur me smalt, duhet të ketë izolimin e hequr nga secili skaj, dhe duhet të jetë afërsisht e njëjta madhësi dhe formë si spiralja juaj e parë.

Kur të keni përfunduar spiralen dytësore, lidheni atë dhe pastaj ngjitni LED -in tuaj në të. Kjo është ajo ku telat rezervë dhe/ose kapëset e aligatorit fillojnë të vijnë në ndihmë. Unë kisha fatin të kisha një spirale mjaft të hollë saqë mund ta mbështillja telin rreth telave të LED, por nëse spiralja ime do të ishte bërë nga tela më të trashë (siç ishte ajo parësore), do të ishte më mirë të ngjisja LED për të duke përdorur tela bakri më të hollë ose kapëse.

Në fund të ditës, nuk ka rëndësi se cila anë e LED -it lidhet me cilën prizë të spirales, për sa kohë që dy skajet e spirales janë të lidhura fort dhe në mënyrë të sigurt me terminalet e llambës.

Hapi 4: Instalimi i të gjithave

Nëse nuk e keni bërë këtë tashmë, hiqni llambën fluoreshente nga drita juaj e operuar me bateri dhe gjeni terminalet që ishin lidhur më parë me llambën. Sigurohuni që në këtë pikë të fikni pajisjen. Rryma nuk është aq e fortë sa të jetë vdekjeprurëse, por mund t'ju japë tronditje të dhimbshme nëse prekni telat e zhveshur në të dy terminalet në të njëjtën kohë.

Pasi të keni vendosur terminalet, lidhni spiralën tuaj kryesore në to, duke lidhur një prizë në një terminal dhe prizën tjetër në terminalin tjetër. Sigurohuni që të keni një lidhje të sigurt. Kapëset e aligatorit mund të bëjnë mrekulli këtu, por nëse nuk keni ndonjë (si unë) ju mund të futni bulona të mëdhenj në terminalet, ose madje mund të lidhni fletë alumini të ballafaquar në skajet e spirales tuaj dhe pastaj t'i ngjitni ato në lidhjet. Sido që të vazhdoni ta bëni këtë, thjesht sigurohuni që lidhja juaj të jetë e qëndrueshme dhe e qëndrueshme.

Duke u kthyer në spiralen dytësore, nuk keni nevojë të bëni shumë, përveçse për t'u siguruar që është i lidhur mirë me LED.

Hapi 5: Qarku në veprim

E tëra çfarë na mbetet të bëjmë është ta ndezim! Duke u siguruar edhe një herë që të gjitha lidhjet tuaja janë të mira, vendosni spiralen dytësore në krye të spirales primare dhe rrokullisni çelësin për të ndezur 'dritën'. Ju duhet të shihni që LED juaj të vijë në jetë. Nëse nuk ndizet, kontrolloni përsëri lidhjet tuaja. Ky është një projekt mjaft falës, dhe kështu ka shumë të ngjarë që nuk do të zgjasë shumë kohë për të zgjidhur burimin e problemit tuaj.

Ndërsa eksperimentoni me qarkun, duhet të vini re se mund ta hiqni spiralën tuaj dytësore nga spiralja parësore dhe LED do të mbetet akoma e ndezur. Kjo dëshmon se po transferoni energji 'pa tel'. Provoni të rrëshqisni disa letra, një libër ose ndonjë objekt tjetër jo përçues midis dy mbështjelljeve tuaja. Në shumicën e rasteve (nëse nuk keni një libër vërtet të trashë) LED duhet të qëndrojë ndezur. Në përvojën time personale me ndërtimet e tjera të këtij projekti, unë kam qenë në gjendje të vendos spiralën dytësore deri në gjashtë deri në tetë centimetra nga ajo kryesore dhe ende të shoh një shkëlqim të zbehtë që vjen nga LED.

Hapi 6: Si funksionon

Në thelb, kjo pajisje është ajo që ne do ta quanim një transformator ajri-bërthamë. Transformatorët normalë (si ata në shtyllat e energjisë, ato që gjenden në karikuesit e telefonit, etj.) Përbëhen nga dy ose më shumë mbështjellje tela të mbështjella rreth një copë hekuri. Kur fuqia e rrymës alternative (AC) kalon përmes një spirale, ajo krijon një fushë magnetike që kalon me shpejtësi në hekur, e cila më pas shkakton një rrymë në spiralen e dytë të telit. Ky është i njëjti parim nga i cili funksionojnë gjeneratorët elektrikë - që një fushë magnetike në lëvizje do të bëjë që elektronet të lëvizin në një tel.

Pajisja jonë punon në një mënyrë shumë të ngjashme (megjithëse pak më ndryshe). Siç rezulton, çdo dritë fluoreshente me bateri ka një qark të vogël në të që merr tensionin e ulët DC (rrymë direkte) nga bateritë dhe e rrit atë në një tension shumë më të lartë, diku në rendin e disa qindra volt Pa këtë tension të lartë, tubat fluoreshent nuk do të ishin në gjendje të funksiononin. Për të gjeneruar këtë tension më të lartë, megjithatë, qarku ynë i drejtimit të dritës fluoreshente duhet të shndërrojë fuqinë e qëndrueshme DC nga një bateri në një formë tjetër të energjisë elektrike të njohur si DC pulsuese. DC i pulsuar vepron njësoj si energjia elektrike në një transformator - natyra 'e pulsuar' e rrymës në thelb krijon një fushë magnetike në tela e cila shembet dhe reformohet mijëra herë në sekondë. Ky DC pulsues mundëson një transformator të vogël të ngulitur në qark për të rritur fuqinë nga gjashtë ose dymbëdhjetë volt në disa qindra. Por për shkak të mënyrës në të cilën funksionon furnizimi me energji elektrike, energjia elektrike në terminalet po "pulson" me një shpejtësi prej disa mijëra herë në sekondë. Ne thelb mund të themi se energjia elektrike e tensionit të lartë që del nga pajisja është 'gumëzhimë'.

Kur kjo fuqi DC pulsuese futet në spiralen tonë kryesore, ajo e kthen spiralën në një elektromagnet i cili po projekton një fushë magnetike që ndryshon me shpejtësi. Ndërsa afrojmë spiralen tonë dytësore pranë asaj primare, një rrymë gjenerohet në të për shkak të fushës magnetike pulsuese. Kjo rrymë pastaj kalon përmes LED, duke shkaktuar që ajo të ndizet. Sa më larg që spiralja primare të marrë sekondari, aq më pak ndikim ka fusha magnetike në të dhe aq më pak rrymë gjenerohet. Po kështu, ky efekt mund të 'kundërshtohet' duke shtuar më shumë tela. Më shumë tela do të thotë më shumë magnetizëm në spiralen primare, dhe më shumë tela në spiralen dytësore do të thotë që më shumë nga ajo fushë magnetike mund të kapet.

Për shkak të kësaj, ne mund ta quajmë projektin tonë një 'transformator ajri -bërthamë' sepse po ndërtojmë një pajisje e cila ka dy mbështjellje - një primare dhe një dytësore - dhe punon jashtë fushave magnetike pulsuese. Sidoqoftë, ndryshe nga transformatorët tradicionalë që përdorin hekurin për të 'transmetuar' fushën magnetike nga një spirale në tjetrën, yni nuk ka asgjë për të bartur fushën magnetike. Kështu, ne themi se ajo ka një 'bërthamë ajri'. Për t’i thënë gjërat me pak fjalë, kjo pajisje e vogël dhe e thjeshtë është thjesht një ndryshim i një teknologjie aq të zakonshme sa retë në qiell.

Shijoni pajisjen tuaj të transferimit të energjisë pa tel dhe faleminderit për leximin!