1891-жылы Никола Тесла тарабынан иштелип чыккан Тесла катушкасы жогорку вольттогу электр разряддарын түзүү боюнча эксперименттерди аткаруу үчүн жаратылган. Бул электр булагынан, конденсатордон жана катушка трансформаторунан турат, ошондуктан чыңалуу чокулары экөөнүн ортосунда алмашат жана электроддор аба аркылуу учкундар секирет. Тесла катушкалары бөлүкчөлөрдүн ылдамдаткычтарынан телевизорлорго жана оюнчуктарга чейин колдонулат, электроника дүкөнүнүн жабдууларынан же ашыкча материалдардан жасалышы мүмкүн. Бул макалада катуу абалдагы Тесла катушкасынан айырмаланган жана музыканы ойното албаган Тесла катушкасын кантип куруу керектиги сүрөттөлөт.
Кадамдар
2 ичинен 1 -бөлүк: Tesla катушкасын пландаштыруу
Кадам 1. Тесла катушкасынын көлөмүн, жайгашуусун жана электр энергиясына болгон талаптарын ойлонуп көрүңүз
Сиз бюджетиңизге жараша Тесла катушкасын кура аласыз; бирок, чагылганга окшогон учкундар Tesla катушкалары жылуулукту пайда кылат жана айланасындагы абаны кеңейтет (негизи, күн күркүрөтөт). Алардын электр талаалары электрондук түзүлүштөрдү да бузушу мүмкүн, андыктан сиз гараж же башка устакана сыяктуу Тесла катушкаңызды жолго чыкпаган жерде куруп иштетүүнү каалайсыз. Ошондой эле, комплектен Tesla катушкасын куруу же материалдарды башынан баштап чогултуунун мааниси барбы же жокпу, карап көргүңүз келет. Экөөнүн тең наркы, курулуш убактысы, жардам булактары жана ишенимдүүлүк боюнча артыкчылыктары жана кемчиликтери бар.
Учкун жарыгынын канчалык чоң экенин же аны иштетүү үчүн канча күч керек экенин билүү үчүн, учкун боштугунун узундугун дюймга 1,7ге бөлүп, ватт менен кирүү кубатын аныктоо үчүн квадратка бөлүңүз. (Тескерисинче, учкундун узундугун табуу үчүн, кубаттуулуктун квадрат тамырын ватт менен 1,7ге көбөйтүңүз.) 60 дюймдук (150 см) (1,5 метр) учкундукту пайда кылган Тесла катушкасына 1, 246 ватт керектелет. (1 киловатт кубат булагын колдонгон Тесла катушкасы дээрлик 54 дюйм же 1,37 метр учкундукту пайда кылат.)
Кадам 2. Терминологияны үйрөнүңүз
Тесла катушкасын долбоорлоо жана куруу белгилүү илимий терминдерди жана өлчөө бирдиктерин түшүнүүнү талап кылат. Тесла катушкасын туура жасоо үчүн алардын максатын жана функциясын түшүнүшүңүз керек. Бул жерде сиз билишиңиз керек болгон кээ бир терминдер:
- Сыйымдуулук - бул электр зарядын кармап туруу жөндөмү же берилген чыңалуу үчүн сакталган электр зарядынын өлчөмү. (Электр зарядын кармоо үчүн арналган түзүлүш конденсатор деп аталат.) Сыйымдуулуктун өлчөө бирдиги - фарад (кыскартылган "F"). Фарад вольтто 1 ампер-секунда (же кулон) катары аныкталат. Адатта, сыйымдуулук микрофарад (кыскартылган "uF"), фараддын миллиондон бир бөлүгү же пикофарад (кыскартылган pF жана кээде "puff" деп окулат) сыяктуу кичине бирдиктер менен өлчөнөт, траддан бир фарад.
- Индуктивдүүлүк же өзүн-өзү индуктивдүүлүк-бул электрдик схема чынжырдагы токтун көлөмүнө канча чыңалуу алып келет. (Жогорку чыңалуудагы, бирок аз токту өткөрүүчү жогорку чыңалуудагы электр линияларынын индуктивдүүлүгү жогору.) Индуктивдүүлүктүн өлчөө бирдиги-генри (кыскартылган "Н"). Генри токтун амперине 1 вольт секунда катары аныкталат. Адатта, индуктивдүүлүк кичине бирдиктерде өлчөнөт, мисалы миллиенри (кыскартылган "mH"), хенинин миңден бир бөлүгү же микроэнерия (кыскартылган "uH"), хенинин миллиондон бири.
- Резонанстык жыштык же резонанс жыштыгы - бул энергияны өткөрүүгө каршылыгы минималдуу болгон жыштык. (Тесла катушкасы үчүн бул электр энергиясын негизги жана экинчилик катушкалардын ортосунда өткөрүп берүү үчүн оптималдуу иштөө чекити.) Резонанстык жыштыктын өлчөө бирдиги секундуна 1 цикл катары аныкталган герц (кыскартылган "Гц"). Көбүнчө резонанстык жыштык килогерц (кыскартылган "кГц") менен өлчөнөт, килогерц 1000 герцке барабар.
Кадам 3. Сизге керектүү тетиктерди чогултуп алыңыз
Сизге электр менен камсыздоо трансформатору, жогорку сыйымдуулуктагы баштапкы конденсатор, учкун ажырымы, аз индуктивдүү баштапкы индуктор катушкасы, жогорку индуктивдүү орто индуктор катушкасы, аз сыйымдуулуктагы экинчи конденсатор жана басуу үчүн бир нерсе керек., Тесла катушкасы иштегенде пайда болгон жогорку жыштыктагы ызы-чуу импульстары. Бөлүктөр жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн кийинки бөлүктү караңыз, "Тесла Катушкасын жасоо."
Сиздин кубат булагыңыз/трансформатору кубаттуулукту муунткучтар аркылуу негизги конденсаторду, негизги индуктор катушкасын жана учкундук боштукту бириктирүүчү резервуар схемасына берет. Негизги индуктордук катушка экинчилик конденсаторго туташкан экинчилик схеманын индуктордук катушкасына чектеш, бирок зымдуу эмес. Экинчи конденсатор жетиштүү электр зарядын түзгөндөн кийин, электр агымдары (чагылган) андан агат
2дин 2 -бөлүгү: Тесла катушкасын жасоо
Кадам 1. Электр энергиясы менен камсыздоочу трансформаторуңузду тандаңыз
Сиздин электр менен камсыздоо трансформаторуңуз Tesla катушкаңыздын канчалык чоң экенин аныктайт. Тесла катушкаларынын көбү 30-100 миллиамперге чейинки токто 5-15 000 вольттун ортосундагы чыңалууну чыгаруучу трансформатор менен иштейт. Сиз трансформаторду колледждин ашыкча дүкөнүнөн же Интернеттен ала аласыз, же трансформаторду неон белгисинен каннибализация кыла аласыз.
Кадам 2. Негизги конденсаторду жасаңыз
Бул конденсаторду түзүүнүн эң жакшы жолу - бул бир нече чакан конденсаторлорду зым менен туташтыруу, ошондо ар бир конденсатор баштапкы чынжырдын жалпы чыңалуусунун бирдей үлүшүн иштетет. (Бул ар бир жеке конденсатордун катардагы башка конденсаторлорго окшош болушу керек.) Мындай конденсатор мульти-мини-конденсатор же ММС деп аталат.
- Чакан конденсаторлорду жана алар менен байланышкан кан кетүүчү резисторлорду электроника менен камсыздоо дүкөндөрүнөн алсаңыз болот, же эски телевизорлордон керамикалык конденсаторлорду издеп таба аласыз. Сиз ошондой эле конденсаторлорду полиэтилен жана алюминий фольгасынан жасай аласыз.
- Кубаттуулукту максималдаштыруу үчүн, баштапкы конденсатор ага берилген кубаттуулуктун ар бир жарым циклинин толук сыйымдуулугуна жетиши керек. (60 Гц кубаттуулугу үчүн бул секундуна 120 жолу билдирет.)
Кадам 3. Учкун ажырымынын жамаатын долбоорлоо
Эгерде сиз бир учкун боштукту пландаштырып жатсаңыз, анда учкундардын ортосундагы электр энергиясынын агып чыгышынан пайда болгон жылуулукка туруштук берүү үчүн учкундун боштук катары кызмат кылуу үчүн калыңдыгы кеминде чейрек дюйм (6 миллиметр) болгон металл болттор керек болот. Сиз ошондой эле бир нече учкун боштуктарын катарынан зымдап, айлануучу учкун боштукту колдоно аласыз же температураны жөнгө салуу үчүн учкундардын ортосунда кысылган абаны үйлөңүз. (Эски чаң соргуч абаны үйлөө үчүн колдонулушу мүмкүн.)
Кадам 4. Негизги индуктор катушкасын куруу
Катушка өзү зымдан жасалат, бирок сизге зымды спираль түрүндө ороо үчүн бир нерсе керек болот. Зым эмальданган жез зым болушу керек, аны сиз электр менен камсыздоочу дүкөндөн же ыргытылган шнурдун каннибализациясынан ала аласыз. Зымды орогон объект цилиндр түрүндө болушу мүмкүн, мисалы, картон же пластикалык түтүк, же конустук, мисалы эски абажур.
Жиптин узундугу негизги катуштун индуктивдүүлүгүн аныктайт. Негизги катушка аз индуктивдүүлүккө ээ болушу керек, андыктан аны жасоодо салыштырмалуу аз бурулуштарды колдоносуз. Негизги катушка үчүн зымдын үзгүлтүксүз бөлүмдөрүн колдонсоңуз болот, андыктан индуктивдүүлүктү тез арада тууралоо үчүн бөлүмдөрдү бириктире аласыз
Кадам 5. Негизги конденсаторду, учкун ажырымынын жамаатын жана баштапкы индуктор катушкасын бирге туташтырыңыз
Бул негизги схеманы аяктайт.
Кадам 6. Экинчи индуктор катушкасын куруу
Негизги катушка сыяктуу эле, сиз зымды цилиндр формасында ороп жатасыз. Экинчи катушка Тесла спиралынын эффективдүү иштеши үчүн негизги катушка окшош резонанстык жыштыкка ээ болушу керек. Бирок, экинчилик катушка негизги катушка караганда узунураак/узунураак болушу керек, анткени ал негизги катушка караганда чоңураак индуктивдүүлүккө ээ болушу керек, ошондой эле экинчилик схемадан кандайдыр бир электрдик разряддын чыгышына жол бербөө үчүн.
Эгерде сизде экинчи катушту жетишерлик бийик кылуу үчүн материалдар жетишсиз болсо, анда негизги схеманы коргоо үчүн сокку темир жолун (негизинен чагылган таяк) куруу менен ордун толтурсаңыз болот, бирок бул Тесла катушкасынын разряддарынын көбү сокку темир жолуна тийет жана абада бийлебе
Кадам 7. Экинчи конденсаторду жасаңыз
Экинчи конденсатор же разряд терминалы ар кандай тегерек формада болушу мүмкүн, эң популярдуу 2 торус (шакек же пончик формасы) жана сфера.
Кадам 8. Экинчи индуктор катушкасына экинчи конденсаторду тиркеңиз
Бул экинчи схеманы аягына чыгарат.
Экинчи схемаңыз, электр тогунун агымы Тесла катушкасынан сиздин үй схемаңыз үчүн жерге чейин келбеши үчүн жана трансформаторго кубат берүүчү үй тиричилигиңиздин микросхемалары үчүн өзүнчө негизделиши керек. Жерге темир шыйпырды айдап түшүү - бул жакшы жол
Кадам 9. Пульс муунткучтарын куруу
Муунткучтар - бул кичинекей индукторлор, алар учкундуктар ортосундагы түзүлүштүн импульсун электр менен камсыздоо трансформаторун бузуудан сактайт. Сиз ичке жез зымды тар түтүккө, мисалы, бир жолу колдонулуучу калемсапка ороп, жасай аласыз.
Кадам 10. Компоненттерди чогултуу
Негизги жана экинчилик микросхемаларды бири -бирине жанаша коюп, электр өткөргүч трансформаторун муунткучтар аркылуу негизги схемага туташтырыңыз. Трансформаторду туташтыргандан кийин, Tesla катушкасы иштөөгө даяр.
Эгерде негизги катуш диаметри чоң болсо, анын ичине экинчи катушка орнотулушу мүмкүн
Кеңештер
- Экинчи конденсатордон атылып чыгуучу агымдардын багытын көзөмөлдөө үчүн, конденсатордун жанына металл нерселерди коюңуз, бирок тийбейт. Стример конденсатордон объектке карай жаа берет. Эгерде объектте лампочка же люминесценттик түтүк сыяктуу жарык болсо, анда Тесла катушкасынан келген электр энергиясы аны жарык кылат.
- Эффективдүү Тесла катушкасын долбоорлоо жана куруу абдан татаал математикалык теңдемелер менен иштөөнү талап кылат. Бактыга жараша, сиз тиешелүү математикалык эсептөөлөрдү жана онлайн эсептегичтерди оңой таба аласыз.
Эскертүүлөр
- Катуу неон белгиси трансформаторлору, мисалы, жакында эле өндүрүлгөндөр, жерге туташуу схемасынын үзгүчүн камтыйт; ошондуктан, алар катушка иштей алышпайт.
- Тесла катушкасын жасоо оңой иш эмес, эгерде сизде инженерия жана электроника боюнча билим болбосо.
- Тесла катушкалары жана башка жогорку чыңалуудагы жана ион генераторлору же Lifter сыяктуу түзүлүштөр үчүн колдонулган конденсатор чоң көлөмдөгү электр энергиясын топтой алат жана сактап калат жана бардык энергияны бир заматта бошотот. Өтө этият болгула жана балдарга же коопсуздук боюнча тийиштүү даярдыгы жокторго тийбегиле жана алар менен иштегиле.
