Қатты күйдегі Tesla катушкалары және олар қалай жұмыс істейді: 9 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Жоғары вольтты электр энергиясы ҚАУІПТІ болуы мүмкін, Tesla катушкаларымен немесе кез келген басқа жоғары вольтты қондырғылармен жұмыс жасағанда қауіпсіздік ережелерін сақтаңыз, сондықтан қауіпсіз ойнаңыз немесе ойнамаңыз.

Tesla катушкалары - өздігінен резонансты осциллятор принципі бойынша жұмыс істейтін трансформатор, Николя Тесла сербиялық американдық ғалым. Ол негізінен өте жоғары кернеуді, бірақ төмен токты, жоғары жиілікті айнымалы токты өндіру үшін қолданылады. Tesla катушкасы резонанстық тізбектердің екі тобынан, кейде үш топтан тұрады. Никола Тесла әртүрлі катушкалардың көптеген конфигурациясын сынап көрді. Tesla бұл катушкаларды электр жарығы, рентген, электротерапия және радиоэнергияны беру, радио сигналдарды жіберу және қабылдау сияқты эксперименттерді жүргізу үшін қолданды.

Tesla катушкаларында олар ойлап тапқаннан бері айтарлықтай ілгерілеу болған жоқ. Қатты күйдегі компоненттерден басқа Tesla катушкалары 100 жыл ішінде көп өзгерген жоқ. Негізінен білім мен ғылым ойыншықтарына бейім кез келген адам желіден жиынтық сатып алып, Tesla катушкасын жасай алады.

Бұл нұсқаулық қатты Tesla катушкасын жасауға, олардың қалай жұмыс жасайтынына және жол бойындағы кез келген проблеманы шешуге көмектесетін кеңестер мен амалдарға арналған.

Жабдықтар

Мен қолданған SMP 12 вольтты қуат көзі 12 вольт 4 ампер болды.

Екінші реттік катушканы бекіту үшін Torus Glue.

Транзисторды жылу қабылдағышқа орнатуға арналған термиялық силикон майы.

Дәнекер

Жинақты жинауға арналған құралдар, дәнекерлеу темірі мен бүйірлік кескіштер.

Мультиметр

Осциллограф

1 -қадам: электромагнит

Тесла катушкалары мен трансформаторларын түсіну үшін электромагнитті түсіну керек. Өткізгішке ток берілгенде (Қызыл көрсеткі) ол өткізгіштің айналасында магнит өрісін жасайды. (Көк көрсеткілер) Магнит өрісінің бағытын болжау үшін оң қол ережесін қолданыңыз. Бас бармағыңыз ток бағытында, ал саусақтарыңыз магнит өрісінің ағысына бағытталады.

Өткізгішті болат немесе темір сияқты қара металға ораған кезде, орамалы өткізгіштің магнит өрістері бірігіп, теңестіріледі, бұл электромагнит деп аталады. Магнит өрісі катушканың ортасынан таралады, ол электрмагниттің бір ұшын катушканың сыртында айналдырады және қарама -қарсы жақта катушканың ортасына оралады.

Магниттердің солтүстік пен оңтүстік полюсі бар, катушкадағы солтүстік немесе оңтүстік полюстің қай ұшын болжайтынын білу үшін қайтадан оң қол ережесін қолданыңыз. Тек қана бұл жолы катушкада оң қолыңызбен саусақтарыңызды орамалы өткізгіштегі ағымның бағытына бағыттаңыз. (Қызыл көрсеткілер) Оң жақ саусағыңызбен катушка бойымен магниттің солтүстік ұшын көрсетуі керек.

2 -қадам: Трансформаторлар қалай жұмыс істейді

Бастапқы катушкадағы өзгермелі ток екінші реттік катушкада токты қалай тудырады, Ленц заңы деп аталады.

Уикипедия

Трансформатордағы барлық катушкалар бір бағытта оралуы керек.

Катушка магниттің өзгеруіне қарсы тұрады; өріс сондықтан бастапқы катушкаға айнымалы ток немесе импульсті ток қолданылғанда, ол бастапқы катушкада өзгермелі магнит өрісін жасайды.

Өзгермелі магнит өрісі екінші реттік катушкаға жеткенде, ол екінші магнит өрісінде қарама -қарсы магнит өрісі мен қарама -қарсы ток жасайды.

Қосалқы шығынды болжау үшін бастапқы катушка мен қосалқыдағы оң қол ережесін қолдануға болады.

Бастапқы катушкадағы бұрылыстардың санына және қайталама катушкалардағы бұрылыстардың санына байланысты кернеу жоғары немесе төмен кернеуге ауысады.

Егер сіз қосалқы катушкада оң және теріс әрекеттерді орындау қиын болса; қосалқы катушканы қуат көзі немесе аккумулятор ретінде қарастырыңыз, ал біріншісін қуат тұтынылатын жүктеме ретінде қарастырыңыз.

Tesla катушкалары ауа ядролық трансформаторлар болып табылады, магнит өрісі мен ток темір немесе феррит ядролы трансформаторлар сияқты жұмыс істейді.

3 -қадам: орамалар

Ол схемада салынбағанына қарамастан; Tesla катушкасының биік қосалқы катушкасы қысқа бастапқы катушка ішінде орналасқан, бұл қондырғы өзін -өзі жаңғыртатын осциллятор деп аталады.

Өз орныңызды дұрыс алыңыз; бастапқы және қайталама орамалар бір бағытта оралуы керек. Егер екі катушка бір бағытта оралса, катушкаларды оң қолмен немесе сол қолмен бұрау маңызды емес.

Қосалқы орау кезінде ораманың бір -біріне сәйкес келмейтініне көз жеткізіңіз немесе қабаттасып қалу екіншісінде қысқа тұйықталуға әкелуі мүмкін.

Айқас орамалар транзистордың негізіне немесе мосфет қақпасына байланған қосалқы байланыстың дұрыс емес полярлыққа әкелуі мүмкін және бұл тізбектің тербелуіне жол бермейді.

Бастапқы катушкалар оң және теріс сымдарға орамдағы бұралу әсер етеді. Негізгі катушкада оң қол ережесін қолданыңыз. Бастапқы катушканың солтүстік полюсі қосалқы катушканың жоғарғы жағына бағытталғанын тексеріңіз.

Бастапқы катушканы қосатын сымдар транзистордың негізіне немесе мосфет қақпасына байланған қосалқы байланыстың дұрыс емес полярлыққа әкелуі мүмкін және бұл тізбектің тербелуіне жол бермейді.

Катушкалар бір бағытта оралғанша; Бастапқы катушканың сымдарын тербелмеу - бұл көп жағдайда оңай түзету, тек бастапқы катушканың ұштарын кері айналдыру.

4 -қадам: Қатты күйдегі Tesla катушкасы қалай жұмыс істейді

Негізгі қатты күйдегі Tesla Coil бес бөліктен тұруы мүмкін.

Қуат көзі; Бұл схемада батарея.

Резистор; транзисторға байланысты 1/4 ватт 10 кОм және одан жоғары.

Жылу қабылдағышы бар NPN транзисторы, бұл тізбектердегі транзистор қызуға бейім.

Бастапқы катушка 2 немесе одан да көп рет екінші катушкамен бірдей бағытта оралады.

Қосымша катушка 1 000 бұрылысқа дейін немесе одан да көп 41 AWG бастапқы бағытта сол бағытта жараланған.

Қадам 1. Тесла катушкасының негізгі қатты күйіне қуат алғаш рет қосылған кезде тізбектегі транзистор ашық немесе өшірулі болады. Қуат резистор арқылы транзисторды жабатын транзисторға өтеді, оны қосқанда ток бастапқы катушка арқылы өтеді. Ағымдағы өзгеріс бірден емес, ток нөлдік токтан максималды токқа өтуі үшін қысқа уақыт қажет, бұл көтерілу уақыты деп аталады.

Қадам 2. Сонымен қатар катушкадағы магнит өрісі нөлден өрістің кейбір кернеулігіне өтеді. Алғашқы катушкада магнит өрісі өсіп келе жатқанда, екінші реттік катушка екінші магнит өрісі мен екіншілік катушкада қарама -қарсы ток тудыратын өзгеріске қарсы тұрады.

3 -қадам. Қосалқы катушка транзистордың негізіне байланған, сондықтан екінші реттік катушкадағы ток (Кері байланыс) токты транзисторлар базасынан алыстатады. Бұл транзисторды ашады, ол бастапқы катушкадағы токты өшіреді. Өсу уақыты сияқты, қазіргі өзгеріс бірден емес. Ағым мен магнит өрісінің максимумнан нөлге өтуіне қысқа уақыт қажет, бұл құлау уақыты деп аталады.

Содан кейін 1 -қадамға оралыңыз.

Бұл схема өзін -өзі реттейтін тербелмелі контур немесе резонансты осциллятор деп аталады. Осциллятордың бұл түрі тізбектің және транзистордың немесе мосфеттің кешігу уақытына байланысты жиілікте шектеледі. (Өсу уақыты құлау уақыты мен үстірт уақыты)

5 -қадам: тиімділік

Бұл тізбек өте тиімді емес, квадраттық толқын шығарады, бастапқы катушка магнит өрісінің нөлдік өріс кернеулігінен толық өріс кернеулігіне және нөлдік өріс кернеулігіне ауысу кезінде екіншілік катушкада ғана ток шығарады. күз уақыты. Көтерілу мен түсу уақыттарының арасында транзистор жабық немесе қосулы, транзистор ашық немесе сөндірілген үстірт бар. Транзистор өшірілген кезде үстірт үстіртті пайдаланбайды, ал транзистор үстіртте болғанда транзисторды қыздырады және токты ысырап етеді.

Сіз алатын ең жылдам ауысатын транзисторды пайдалана аласыз. Жоғары жиілікте магнит өрісі пластинадан гөрі көп ауыса алады, бұл Tesla катушкасын тиімдірек етеді. Бірақ бұл транзистордың қызуын тоқтатпайды.

Транзисторлар базасына 3 вольтты жарықдиодты қосу арқылы ол көтерілу мен құлдырау уақытын ұзартады, бұл транзисторлардың шаршы толқыннан гөрі үшбұрышты толқынға айналуына әсер етеді.

Транзисторды шамадан тыс қызып кетпеу үшін сіз жасай алатын тағы екі нәрсе бар. Артық жылуды кетіру үшін жылытқышты қолдануға болады. Сіз жоғары қуатты транзисторды пайдалана аласыз, сондықтан транзистор шамадан тыс жұмыс істемейді.

6 -қадам: Mini Tesla катушкасы

Мен 12 вольтты Mini Tesla катушкасын интернет -дүкеннен алдым.

Жинаққа кіреді:

1 x ПВХ тақтасы

1 x Монолитті конденсатор 1nF

1 x 10 кОм резистор

1 x 1 кОм резистор

1 х 12 В қуат розеткасы

1 x жылу қабылдағыш

1 x BD243C транзисторы

1 x Екінші катушка 333 бұрылыс

1 x бекіту бұрандасы

2 x жарықдиодты

1 х неонды шам

Жинаққа кірмейді:

Мен қолданған SMP 12 вольтты қуат көзі 12 вольт 4 ампер болды.

Торус

Екіншілік катушканы бекіту үшін желім.

Транзисторды жылу қабылдағышқа орнатуға арналған термиялық силикон майы.

Дәнекер

7 -қадам: тестілеу

Mini Tesla катушкасын құрастырғаннан кейін мен оны неонды шамға, CFL (ықшам флуоресцентті жарық) және флуоресцентті түтікке сынап көрдім. Кеме кішкентай болды, мен оны 1/4 дюймге қойсам, ол мен сынап көргеннің бәрін жанып тұрады.

Транзистор қатты қызады, сондықтан жылу қабылдағышқа қол тигізбеңіз. 12 вольтты Tesla катушкасы 65 ватт транзисторды қыздырмауы керек, егер сіз транзистордың максималды параметрлеріне жақындамасаңыз.

8 -қадам: қуатты пайдалану

BD243C транзисторы - NPN, 65 ватт 100 вольтты 6 амперлік 3 МГц транзистор, 12 вольтте 65 ватт аспайтын 5,4 амперден аспауы керек.

Мен іске қосу кезінде токты тексергенде ол 1 ампер болды, бір минут жұмыс істегеннен кейін ток 0,75 амперге дейін төмендеді. 12 вольт, бұл жұмыс қуатын 9 -дан 12 ваттқа дейін жеткізеді, бұл транзистор 65 ватттан төмен.

Мен транзисторлардың көтерілу мен құлау уақытын тексергенде, мен үнемі қозғалыста болатын үшбұрышты толқын аламын, бұл оны өте тиімді тізбекке айналдырады.

9 -қадам: жоғарғы жүктеме

Жоғары жүктемелер ауаға қан кетудің орнына зарядтың жоғарылауына мүмкіндік береді, бұл сізге үлкен қуат береді.

Жоғарғы жүктеме болмаса, заряд сымның ұштарында жиналып, ауаға ұшады.

Ең жақсы жүктемелер торус немесе шар тәрізді дөңгелек, сондықтан ауада зарядтан қан кететін нүктелер болмайды.

Мен жоғарғы жүктемені тінтуірден алынған доптан жасадым және оны алюминий фольгамен жаптым, ол өте тегіс емес еді, бірақ ол жақсы жұмыс істеді. Енді мен CFL -ді бір дюймға дейін жарықтандыра аламын.