1891 жылы Никола Тесла жасаған Tesla катушкасы жоғары вольтты электр разрядтарын жасау бойынша эксперименттер жүргізу үшін жасалған. Ол қоректену көзінен, конденсатордан және катушкалық трансформатордан тұрады, осылайша кернеу шыңдары екеуінің арасында ауысады және электродтар олардың арасында ұшқындар ауа арқылы секіретін етіп орнатылады. Бөлшектерді үдеткіштен теледидар мен ойыншықтарға дейінгі қосымшаларда Тесла катушкасын электроника дүкенінің жабдықтарынан немесе артық материалдардан жасауға болады. Бұл мақалада Tesla катушкасынан айырмашылығы бар және музыканы ойнай алмайтын ұшқынды Tesla катушкасын қалай салу керектігі сипатталған.
Қадамдар
2 бөлімнің 1 бөлігі: Tesla катушкасын жоспарлау
Қадам 1. Tesla катушкасын жасамас бұрын оның мөлшерін, орналасуын және қуат талаптарын қарастырыңыз
Сіздің бюджетіңіз рұқсат ететіндей үлкен Tesla катушкасын салуға болады; алайда, найзағай тәрізді ұшқындар Tesla катушкалары жылу шығарады және айналасындағы ауаны кеңейтеді (шын мәнінде, найзағай жасайды). Олардың электр өрістері электронды құрылғылармен де зақым келтіруі мүмкін, сондықтан сіз Tesla катушкасын гараж немесе басқа шеберхана сияқты жолдан тыс жерде салғыңыз келеді. Сіз сондай -ақ жиынтықтан Tesla катушкасын жасаудың немесе материалдарды нөлден жинаудың мағынасы бар -жоғын қарастырғыңыз келеді. Екеуінің де құны, құрылыс уақыты, көмек ресурстары және сенімділік саласында артықшылықтары мен кемшіліктері бар.
Ұшқынның қаншалықты үлкен саңылаусыз болатынын немесе оны жұмыс істеуге қанша қуат қажет екенін анықтау үшін, ұшқын саңылауының ұзындығын дюймге 1,7 -ге бөліңіз және кіріс қуатын ваттпен анықтаңыз. (Керісінше, ұшқын саңылауының ұзындығын табу үшін қуаттылықтың квадрат түбірін ваттпен 1,7 көбейтіңіз.) 60 дюйм (150 см) (1,5 метр) ұшқын саңылауын жасайтын Tesla катушкасы үшін 1, 246 ватт қажет болады. (1 киловатт қуат көзін пайдаланатын Tesla катушкасы шамамен 54 дюйм немесе 1,37 метр ұшқын саңылауын тудырады.)
Қадам 2. Терминологияны үйреніңіз
Tesla катушкасын жобалау және құру белгілі бір ғылыми терминдер мен өлшем бірліктерін түсінуді талап етеді. Tesla катушкасын дұрыс жасау үшін олардың мақсаты мен қызметін түсіну қажет. Міне, сіз білуіңіз керек кейбір терминдер:
- Сыйымдылық - бұл электр зарядын ұстау қабілеті немесе берілген кернеу үшін сақталған электр зарядының мөлшері. (Электр зарядын ұстауға арналған құрылғы конденсатор деп аталады.) Сыйымдылықтың өлшем бірлігі - фарад (қысқартылған «F»). Фарад вольтке 1 ампер-секунд (немесе кулон) ретінде анықталады. Әдетте, сыйымдылық микрофарад (қысқартылған «uF»), фарадтың миллионнан бір бөлігі немесе пикофарад (қысқартылған pF және кейде «пуф» деп оқылатын) сияқты кіші бірліктермен өлшенеді, традтың бір бөлігі.
- Индуктивтілік немесе өзіндік индуктивтілік-бұл электр тізбегінің тізбектегі ток мөлшеріне қанша кернеу беретіндігі. (Жоғары кернеулі, бірақ төмен ток өткізетін жоғары кернеулі электр желілерінің индуктивтілігі жоғары.) Индуктивтіліктің өлшем бірлігі-генри (қысқартылған «Н»). Генри токтың бір амперіне 1 вольт секунд ретінде анықталады. Әдетте индуктивтілік кіші бірліктерде өлшенеді, мысалы, миллиенри (қысқартылған «мН»), генридің мыңнан бір бөлігі немесе микроэнри (қысқартылған «uH»), генридің миллионнан бір бөлігі.
- Резонанстық жиілік немесе резонанстық жиілік - бұл энергияның берілуіне төзімділігі минималды болатын жиілік. (Tesla катушкалары үшін бұл электр энергиясын бастапқы және қайталама катушкалар арасында берудің оңтайлы жұмыс нүктесі болып табылады.) Резонанстық жиіліктің өлшем бірлігі - секундына 1 цикл ретінде анықталатын герц (қысқартылған «Гц»). Көбінесе резонансты жиілік килогерцпен өлшенеді (қысқартылған «кГц»), килогерц 1000 герцке тең.
Қадам 3. Қажетті бөлшектерді жинаңыз
Сізге электрмен жабдықтау трансформаторы, жоғары сыйымдылықтағы бастапқы конденсатор, ұшқын саңылауы, төмен индуктивті бастапқы индуктивті катушка, жоғары индуктивті индуктивті индуктивті катушка, төмен сыйымдылықты екінші конденсатор және басатын немесе тұншықтыратын нәрсе қажет болады., Tesla катушкасы жұмыс істеген кезде пайда болатын жоғары жиілікті шу импульсі. Бөлшектер туралы қосымша ақпарат алу үшін келесі бөлімді қараңыз «Tesla катушкасын жасау».
Сіздің қуат көзіңіз/трансформаторыңыз дроссельдер арқылы бастапқы конденсаторды, бастапқы индуктивті катушканы және ұшқын саңылауын қосатын резервуар тізбегіне қуат береді. Бастапқы индуктивті катушка екіншілік конденсаторға қосылған екінші тізбектің индуктивті катушкасына іргелес, бірақ сыммен қосылмайды. Екіншілік конденсатор жеткілікті электр зарядын жинап алғаннан кейін, электр тогы (найзағай) одан шығады
2 бөліктің 2 бөлігі: Tesla катушкасын жасау
Қадам 1. Қуат беру трансформаторын таңдаңыз
Сіздің электрмен жабдықтау трансформаторы Tesla катушкасының қаншалықты үлкен болатынын анықтайды. Tesla катушкаларының көпшілігі 30 -дан 100 миллиамперге дейінгі ток кезінде 5-15 000 вольт арасындағы кернеуді өшіретін трансформатормен жұмыс істейді. Сіз трансформаторды колледждің артық дүкенінен немесе интернеттен ала аласыз немесе неон белгісінен трансформаторды жегізе аласыз.
Қадам 2. Негізгі конденсаторды жасаңыз
Бұл конденсаторды құрудың ең жақсы тәсілі - әр конденсатор бастапқы тізбектің жалпы кернеуінің тең үлесін алатындай етіп, бірнеше шағын конденсаторларды тізбектей жалғау. (Бұл әрбір жеке конденсатордың сериядағы басқа конденсаторлармен бірдей сыйымдылыққа ие болуын талап етеді.) Мұндай конденсатор мульти-шағын конденсатор немесе ММС деп аталады.
- Кішкене конденсаторлар мен олармен байланысты қан кетуге арналған резисторларды электроника дүкендерінен алуға болады немесе керамикалық конденсаторларды ескі теледидардан алуға болады. Сіз сондай -ақ конденсаторларды полиэтилен мен алюминий фольгадан жасай аласыз.
- Қуат шығынын барынша көбейту үшін бастапқы конденсатор оған берілген қуат жиілігінің әрбір жарты циклінде толық сыйымдылығына жетуі керек. (60 Гц қуат көзі үшін бұл секундына 120 рет).
3 -қадам. Ұшқыштар жинағын құрастырыңыз
Егер сіз бір ұшқындық саңылауды жоспарлап отырсаңыз, сізге ұшқын арасындағы электр энергиясын шығару кезінде пайда болатын жылуға төтеп беру үшін қалыңдығы кемінде ширек дюйм (6 миллиметр) болатын металл болттар қажет болады. Сондай -ақ, бірнеше ұшқын саңылауларын тізбектей сыммен қосуға, айналмалы ұшқын саңылауын қолдануға немесе ұшқындар арасында қысылған ауаны үрлеп, температураны тұрақтандыруға болады. (Ауаны үрлеу үшін ескі шаңсорғышты қолдануға болады.)
Қадам 4. Бастапқы индуктивті катушканы құрастырыңыз
Катушканың өзі сымнан жасалады, бірақ сізге сымды спираль түрінде орайтын нәрсе қажет. Сым эмальданған мыс сым болуы керек, оны электрмен жабдықтау дүкенінен немесе тасталған құрылғыдан шығатын сымды каннибализациялау арқылы алуға болады. Сымды орайтын зат цилиндр тәрізді болуы мүмкін, мысалы, картон немесе пластикалық түтік немесе конус тәрізді, мысалы, ескі абажур.
Сымның ұзындығы бастапқы катушканың индуктивтілігін анықтайды. Бастапқы катушканың индуктивтілігі төмен болуы керек, сондықтан сіз оны жасау кезінде салыстырмалы түрде аз бұрылыстарды қолданасыз. Бастапқы катушка үшін сымның үзіліссіз бөліктерін қолдануға болады, осылайша индуктивтілікті жылдамдықпен реттеу үшін бөлімдерді біріктіруге болады
5 -қадам. Бастапқы конденсаторды, ұшқын саңылауын және бастапқы индуктивті катушканы бірге қосыңыз
Бұл бастапқы тізбекті аяқтайды.
Қадам 6. Екінші реттік индуктивті катушканы құрастырыңыз
Бастапқы катушка сияқты, сіз сымды цилиндрлік пішінге орап жатырсыз. Екінші реттік катушка тиімді жұмыс істеуі үшін Tesla катушкасының бастапқы катушкасымен бірдей резонанстық жиілікке ие болуы керек. Алайда, қайталама катушка бастапқы катушкадан ұзын/ұзын болуы керек, себебі оның индуктивтілігі бастапқы катушкадан үлкен болуы керек, сонымен қатар қайталама тізбектен кез келген электрлік разрядты болдырмау үшін бірінші тізбекті соғып, қуыру керек.
Егер сізде қосалқы катушканы жеткілікті биіктікке айналдыру үшін материалдар жетіспесе, сіз бастапқы тізбекті қорғау үшін соққы рельсін (негізінен найзағай) салу арқылы өтей аласыз, бірақ бұл Tesla катушкасының разрядтарының көпшілігі соққы рельсіне тиетінін білдіреді. ауада билемеу
Қадам 7. Екінші конденсаторды жасаңыз
Екіншілік конденсатор немесе разряд терминалы кез келген дөңгелек пішінді болуы мүмкін, оның ішінде ең танымал 2 торус (сақина немесе пончик пішіні) және шар.
Қадам 8. Екінші конденсаторды қайталама индуктивті катушкаға бекітіңіз
Бұл қайталама тізбекті аяқтайды.
Электр тогының ағыны Tesla катушкасынан сіздің үй тізбектеріңізге жерге түспеуі үшін және сол розеткаларға қосылған кез келген нәрсені қуыруға жол бермеу үшін сіздің қосалқы схемаңыз трансформаторға қуат беретін сіздің үй тізбектеріңіздің жерге тұйықталуынан бөлек жерге тұйықталуы керек. Металл шпагатпен жерге түсіру - бұл жақсы әдіс
Қадам 9. Импульсті дроссельдерді құрыңыз
Дроссельдер - қарапайым, ұсақ индукторлар, олар ұшқын саңылауының жиынтығынан пайда болатын импульстерді қоректену трансформаторының бұзылуына жол бермейді. Сіз жіңішке мыс сымды тар түтікке айналдыру арқылы жасай аласыз, мысалы, бір реттік шарикті қалам.
Қадам 10. Компоненттерді жинаңыз
Бастапқы және қайталама тізбектерді бір -бірінің жанына қойыңыз, ал электрмен жабдықтау трансформаторын дроссельдер арқылы бірінші тізбекке қосыңыз. Трансформаторды қосқаннан кейін Tesla катушкасы жұмыс істеуге дайын болады.
Егер бастапқы катушка диаметрі жеткілікті үлкен болса, оның ішіне екінші катушканы орнатуға болады
Кеңестер
- Екіншілік конденсатордан шығатын ағындардың бағытын бақылау үшін металл заттарды конденсатордың жанына, бірақ тигізбеңіз. Стример конденсатордан объектіге қарай бұрылады. Егер объектіде шам, мысалы, қыздыру шамы немесе флуоресцентті түтік болса, Tesla катушкасынан келетін электр энергиясы оны жарықтандырады.
- Тесла катушкасын жобалау және құру өте күрделі математикалық теңдеулермен жұмыс жасауды қажет етеді. Бақытымызға орай, сіз тиісті математикалық есептеулерді орындау үшін тиісті теңдеулер мен онлайн калькуляторларды оңай таба аласыз.
Ескертулер
- Қатты Neon белгісі трансформаторлары, мысалы, жақында шығарылған, жерге тұйықталу тізбегінің ажыратқышын қосады; сондықтан олар катушканы басқара алмайды.
- Егер сізде инженерлік және электроникалық білім болмаса, Tesla катушкасын жасау оңай жұмыс емес.
- Tesla катушкалары мен басқа да жоғары кернеу мен ион генераторлары немесе Lifter сияқты құрылғылар үшін қолданылатын конденсатор үлкен көлемдегі электр энергиясын жинап, сақтай алады және барлық энергияны бірден шығарады. Балаларға немесе қауіпсіздік техникасы бойынша тиісті білімі жоқ адамдарға онымен жұмыс жасамаңыз.
