Az 1891-ben Nikola Tesla által kifejlesztett Tesla tekercset azért hozták létre, hogy kísérleteket végezzen a nagyfeszültségű elektromos kisülések létrehozásában. Ez egy tápegységből, egy kondenzátorból és egy tekercs transzformátorból áll, úgy, hogy a feszültségcsúcsok váltakoznak a kettő között, és az elektródák úgy vannak beállítva, hogy szikrák ugráljanak közöttük a levegőben. A részecskegyorsítóktól a televíziókig és játékokig az alkalmazásokban használt Tesla tekercs elektronikai áruház berendezéseiből vagy felesleges anyagokból készülhet. Ez a cikk leírja, hogyan kell felépíteni egy szikraközű Tesla tekercset, amely eltér a szilárdtest Tesla tekercstől, és nem tud zenét lejátszani.
Lépések
Rész 1 /2: Tesla tekercs tervezése
1. lépés: Vegye figyelembe a Tesla tekercs méretét, elhelyezését és teljesítményigényét, mielőtt felépítené
Építhet akkora Tesla tekercset, amennyit a költségvetése megenged; azonban a villámcsapáshoz hasonló szikrák Tesla tekercsek hőt termelnek és kitágítják a levegőt körülöttük (lényegében mennydörgést okozva). Elektromos mezőik az elektronikai eszközökkel is pusztíthatnak, így valószínűleg szeretné, ha Tesla tekercsét egy félrevezető helyen, például garázsban vagy más műhelyben építené és futtatná. Azt is meg kell fontolnia, hogy van -e értelme Tesla tekercset készletből építeni, vagy a semmiből gyűjteni az anyagokat. Mindkettőnek előnyei és hátrányai vannak a költségek, az építési idő, a segítségnyújtáshoz szükséges források és a megbízhatóság területén.
Annak megállapításához, hogy mekkora szikrarést tud befogadni, vagy mennyi teljesítményre van szüksége a működéséhez, ossza el a szikraköz hossza hüvelykben 1,7 -gyel, és négyzetesen határozza meg a bemeneti teljesítményt wattban. (Ezzel szemben a szikraköz hossza megállapításához szorozza meg a wattban megadott teljesítmény négyzetgyökét 1,7 -gyel.) Egy Tesla tekercs, amely 150 méter (1,5 méter) szikraközöt hoz létre, 1,246 wattot igényel. (Egy 1 kilowattos áramforrást használó Tesla tekercs csaknem 54 hüvelyk, azaz 1,37 méter szikraköz keletkezne.)
2. lépés Ismerje meg a terminológiát
A Tesla tekercs tervezése és építése megköveteli bizonyos tudományos kifejezések és mértékegységek megértését. A Tesla tekercs megfelelő elkészítéséhez meg kell értenie céljukat és működésüket. Íme néhány kifejezés, amelyeket tudnia kell:
- A kapacitás az elektromos töltés vagy az adott feszültséghez tárolt elektromos töltés megtartásának képessége. (Az elektromos töltés tartására tervezett eszközt kondenzátornak nevezzük.) A kapacitás mértékegysége a farad (rövidítve "F"). A farad definíció szerint 1 amper másodperc (vagy coulomb) voltonként. Általában a kapacitást kisebb egységekben mérik, mint például a mikrofarad (rövidítve: "uF"), a farad milliomodrésze, vagy a pikofarad (rövidítve pF, és néha "puff" -ként olvasható), ezermilliárd része a faradnak.
- Az induktivitás vagy öninduktivitás azt jelenti, hogy az elektromos áramkör mennyi feszültséget hordoz az áramkörben lévő árammennyiségre vonatkoztatva. (A nagyfeszültségű vezetékek, amelyek nagy feszültséget, de kis áramot hordoznak, nagy induktivitással rendelkeznek.) Az induktivitás mértékegysége a henry (rövidítve "H"). A henry áramerősségre számítva 1 volt másodperc. Általában az induktivitást kisebb egységekben mérik, mint például a millihenry (rövidítve "mH"), a henry ezredrésze vagy a mikrohenry (rövidítve "uH"), a henry milliomod része.
- A rezonanciafrekvencia vagy rezonanciafrekvencia az a frekvencia, amelyen az energiaátvitel ellenállása minimális. (Tesla tekercs esetén ez az optimális működési pont az elektromos energia átviteléhez az elsődleges és a másodlagos tekercs között.) A rezonanciafrekvencia mértékegysége a hertz (rövidítve "Hz"), amelyet 1 ciklus másodpercenként definiálnak. Gyakrabban a rezonanciafrekvenciát kilohertzben (rövidítve "kHz") mérik, a kilohertz pedig 1000 hertz.
3. Gyűjtse össze a szükséges alkatrészeket
Szükséged lesz egy tápegység transzformátorra, egy nagy kapacitású primer kondenzátorra, egy szikraköz-szerelvényre, egy kis induktivitású elsődleges induktor tekercsre, egy nagy induktivitású másodlagos induktor tekercsre, egy alacsony kapacitású másodlagos kondenzátorra és valami elfojtásra vagy megfojtásra., a Tesla tekercs működésekor keletkező nagyfrekvenciás zajimpulzusok. Az alkatrészekkel kapcsolatos további információkért lásd a következő részt: "Tesla tekercs készítése".
Az áramforrás/transzformátor a fojtótekercseken keresztül táplálja az áramot az elsődleges vagy tartály áramkörbe, amely összeköti az elsődleges kondenzátort, az elsődleges induktivitás tekercset és a szikraköz szerelvényt. Az elsődleges induktivitású tekercset a szekunder áramkör indukciós tekercsével szomszédos helyen kell elhelyezni, de nincs bekötve, amely a szekunder kondenzátorhoz van csatlakoztatva. Miután a másodlagos kondenzátor elegendő elektromos töltést halmozott fel, az áramszórók (villámok) kisülnek belőle
2/2. Rész: Tesla tekercs készítése
1. lépés. Válassza ki a tápegység transzformátorát
A tápegység transzformátora határozza meg, hogy mekkora méretű Tesla tekercset készíthet. A legtöbb Tesla tekercs transzformátorral működik, amely 5000 és 15 000 volt közötti feszültséget ad le 30 és 100 milliamper közötti áramerősség mellett. A transzformátort beszerezheti egy főiskolai többletboltból vagy az internetről, vagy kannabalizálhatja a transzformátort egy neonfényből.
2. lépés. Készítse el az elsődleges kondenzátort
Ennek a kondenzátornak a létrehozásának legjobb módja az, ha számos kis kondenzátort sorba köt, hogy minden kondenzátor egyenlő arányban kezelje a primer áramkör teljes feszültségét. (Ez megköveteli, hogy minden egyes kondenzátor azonos kapacitással rendelkezzen, mint a sorozat többi kondenzátora.) Ezt a fajta kondenzátort multi-mini kondenzátornak vagy MMC-nek nevezik.
- A kicsi kondenzátorokat és a hozzájuk tartozó légtelenítő ellenállásokat beszerezheti az elektronikai kelléküzletekben, vagy megkeresheti a kerámia kondenzátorokat a régi televíziókészülékekből. A kondenzátorokat polietilén és alumínium fóliákból is készítheti.
- A teljesítmény maximalizálása érdekében az elsődleges kondenzátornak képesnek kell lennie arra, hogy elérje teljes kapacitását a hozzá tartozó teljesítmény frekvenciájának minden félciklusában. (60 Hz -es tápegységnél ez másodpercenként 120 -szorosát jelent.)
3. lépés Tervezze meg a szikraköz -szerelvényt
Ha egyetlen szikraközt tervez, akkor legalább 6 mm vastag fémcsavarokra lesz szüksége, hogy szikraközként szolgáljon, hogy ellenálljon a szikrák közötti áramkibocsátás által termelt hőnek. Több szikrakötést is sorba köthet, forgó szikraközt használhat, vagy sűrített levegőt fújhat a szikrák közé a hőmérséklet mérsékléséhez. (Egy régi porszívóval lehet fújni a levegőt.)
4. lépés. Építse fel az elsődleges induktivitású tekercset
Maga a tekercs huzalból lesz, de szüksége lesz valamire, hogy spirálisan csavarja körbe a huzalt. A huzalnak zománcozott rézhuzalnak kell lennie, amelyet beszerezhet egy villamosenergia -áruházból, vagy ha eldobja a készülék kimeneti vezetékét. A drót köré tekerhető tárgy lehet hengeres, például karton vagy műanyag cső, vagy kúpos, például régi lámpaernyő.
A vezeték hossza határozza meg az elsődleges tekercs induktivitását. Az elsődleges tekercsnek alacsony induktivitásúnak kell lennie, így viszonylag kevés fordulatot használhat az elkészítéséhez. Használhat nem folytonos huzalszakaszokat az elsődleges tekercshez, hogy szükség esetén összekapcsolhassa a szakaszokat az induktivitás menet közbeni beállításához
5. lépés Csatlakoztassa egymáshoz az elsődleges kondenzátort, a szikraköz -szerelvényt és az elsődleges induktivitás -tekercset
Ezzel befejeződik az elsődleges kör.
6. lépés. Készítse el a másodlagos induktor tekercset
Akárcsak az elsődleges tekercsnél, a huzalt is henger alakúra tekered. A másodlagos tekercsnek ugyanolyan rezonanciafrekvenciával kell rendelkeznie, mint az elsődleges tekercsnek ahhoz, hogy a Tesla tekercs hatékonyan működjön. A másodlagos tekercsnek azonban magasabbnak/hosszabbnak kell lennie, mint az elsődleges tekercsnek, mert nagyobb induktivitással kell rendelkeznie, mint az elsődleges tekercsnek, és meg kell akadályoznia a másodlagos áramkörből származó elektromos kisülést, hogy ütközzen és megsüljön a primer áramkör.
Ha hiányoznak az anyagok ahhoz, hogy a másodlagos tekercs elég magas legyen, akkor ezt kompenzálhatja egy ütősín (lényegében villámhárító) építésével, hogy megvédje az elsődleges áramkört, de ez azt jelenti, hogy a Tesla tekercs kisüléseinek nagy része az ütközősínre és ne táncolj a levegőben
7. lépés. Készítse el a másodlagos kondenzátort
A másodlagos kondenzátor vagy kisülési terminál bármilyen kerek alakú lehet, a 2 legnépszerűbb a tórusz (gyűrű vagy fánk alak) és a gömb.
8. lépés. Csatlakoztassa a másodlagos kondenzátort a másodlagos induktivitás tekercshez
Ezzel befejeződik a másodlagos kör.
A másodlagos áramkört külön kell földelni a transzformátorhoz áramot szolgáltató háztartási áramkörök földelésétől, hogy megakadályozza, hogy elektromos áram áramoljon a Tesla tekercsből a földbe a háztartási áramkörök számára, és esetleg süljön el bármi, ami ezekhez a konnektorokhoz csatlakozik. Erre jó módszer egy fém tüske földbe vezetése
9. lépés. Építse fel az impulzus fojtókat
A fojtótekercsek egyszerű, kicsi induktorok, amelyek megakadályozzák, hogy a szikraköz -szerelvény által generált impulzusok tönkremenjenek a tápegység transzformátorában. Készíthet egyet úgy, hogy vékony rézhuzalt tekercsel egy keskeny cső köré, például eldobható golyóstollat.
10. lépés Szerelje össze az alkatrészeket
Helyezze egymás mellé az elsődleges és a másodlagos áramkört, és a fojtószelepeken keresztül csatlakoztassa a tápegység transzformátorát az elsődleges áramkörhöz. Miután csatlakoztatta a transzformátort, a Tesla tekercs futásra kész.
Ha az elsődleges tekercs kellően nagy átmérőjű, akkor a másodlagos tekercset be lehet állítani
Tippek
- A másodlagos kondenzátorból kitörő streamerek irányának szabályozásához helyezzen fémtárgyakat a kondenzátor közelébe, de ne érintse meg. A streamer a kondenzátortól az objektumig ível. Ha az objektum fényt, például izzólámpát vagy fénycsövet tartalmaz, a Tesla tekercsből érkező áram meggyullad.
- A hatékony Tesla tekercs megtervezéséhez és megépítéséhez meglehetősen bonyolult matematikai egyenletek szükségesek. Szerencsére könnyen megtalálhatja a megfelelő egyenleteket és online számológépeket a matematika elvégzéséhez.
Figyelmeztetések
- A szilárd neon feliratú transzformátorok, például a nemrégiben gyártottak, általában tartalmaznak egy földzárlati áramkör megszakítót; ezért nem tudják működtetni a tekercset.
- A Tesla tekercs elkészítése nem könnyű feladat, hacsak nem rendelkezik mérnöki és elektronikai ismeretekkel.
- A Tesla tekercsekhez és más nagyfeszültségű és iongenerátorokhoz vagy olyan eszközökhöz, mint a Lifter, használt kondenzátor hatalmas mennyiségű elektromos energiát képes felhalmozni és megtartani, és minden energiát kisütni egy pillanat alatt. Rendkívül óvatosan járjon el, és ne engedje, hogy gyermekek vagy bárki, akinek nincs megfelelő biztonsági oktatása, hozzáérjen vagy dolgozzon vele.
