Teslina tuljava, ki jo je leta 1891 razvil Nikola Tesla, je bila ustvarjena za izvajanje poskusov pri ustvarjanju visokonapetostnih električnih razelektritev. Sestavljen je iz napajalnika, kondenzatorja in tuljavnega transformatorja, nastavljenega tako, da se vrhovi napetosti izmenjujejo med obema, in elektrod, nastavljenih tako, da iskre skočijo med njimi po zraku. Teslina tuljava, ki se uporablja v aplikacijah od pospeševalcev delcev do televizorjev in igrač, je lahko izdelana iz opreme za shranjevanje elektronike ali iz presežnih materialov. Ta članek opisuje, kako sestaviti Teslinovo tuljavo z iskrenjem, ki se razlikuje od polprevodniške Tesline tuljave in ne more predvajati glasbe.
Koraki
1. del od 2: Načrtovanje Teslove tuljave
Korak 1. Preden zgradite, razmislite o velikosti, namestitvi in moči Teslove tuljave
Zgradite lahko tako veliko Teslinovo tuljavo, kolikor vam proračun dopušča; pa iskrice, podobne streli, Tesline tuljave ustvarjajo toploto in širijo zrak okoli njih (v bistvu ustvarjajo grom). Njihova električna polja lahko povzročijo opustošenje tudi z elektronskimi napravami, zato boste verjetno želeli zgraditi in upravljati svojo Teslinovo tuljavo na prostem, na primer v garaži ali drugi delavnici. Prav tako boste želeli razmisliti, ali je bolj smiselno izdelati Teslinovo tuljavo iz kompleta ali zbirati materiale iz nič. Oba imata prednosti in slabosti na področju stroškov, časa gradnje, sredstev za pomoč in zanesljivosti.
Če želite ugotoviti, kako veliko svečko lahko prilagodite ali koliko moči potrebujete, da deluje, delite dolžino svečke v palcih z 1,7 in jo poravnajte, da določite vhodno moč v vatih. (Nasprotno, če želite najti dolžino iskrice, pomnožite kvadratni koren moči v vatih s 1,7.) Teslova tuljava, ki ustvari iskrico 150 cm (1,5 cm), bi zahtevala 1, 246 vatov. (Teslina tuljava z 1-kilovatnim virom energije bi ustvarila iskrico skoraj 54 palcev ali 1,37 metra.)
Korak 2. Naučite se terminologije
Oblikovanje in izdelava Teslove tuljave zahteva razumevanje nekaterih znanstvenih izrazov in merskih enot. Za pravilno izdelavo Teslove tuljave morate razumeti njihov namen in delovanje. Tu je nekaj pogojev, ki jih morate poznati:
- Zmogljivost je sposobnost zadrževanja električnega naboja ali količine električnega naboja, shranjenega pri določeni napetosti. (Naprava, namenjena držanju električnega naboja, se imenuje kondenzator.) Merska enota za kapacitivnost je farad (skrajšano "F"). Farad je opredeljen kot 1 amper-sekunda (ali kulon) na volt. Običajno se kapacitivnost meri v manjših enotah, kot je mikrofarad (skrajšano "uF"), milijoninka farada ali pikofarad (skrajšano pF in včasih prebrano kot "puff"), trilijontina farada.
- Induktivnost ali samoinduktivnost je, koliko napetosti nosi električno vezje na količino toka v tokokrogu. (Visokonapetostni daljnovodi, ki nosijo visoko napetost, a nizek tok, imajo visoko induktivnost.) Merska enota za induktivnost je henry (skrajšano "H"). Henri je definiran kot 1 volt-sekunda na amper toka. Običajno se induktivnost meri v manjših enotah, kot so milihenry (skrajšano "mH"), tisočinka henryja ali microhenry (skrajšano "uH"), milijoninka henryja.
- Resonantna frekvenca ali resonančna frekvenca je frekvenca, pri kateri je upor pri prenosu energije minimalen. (Za Teslinovo tuljavo je to optimalna obratovalna točka za prenos električne energije med primarno in sekundarno tuljavo.) Merska enota za resonančno frekvenco je herc (skrajšano "Hz"), opredeljen kot 1 cikel na sekundo. Bolj pogosto se resonančna frekvenca meri v kilohercih (skrajšano "kHz"), pri čemer je kiloherc enak 1000 hercev.
Korak 3. Zberite dele, ki jih potrebujete
Potrebovali boste napajalni transformator, primarni kondenzator z visoko kapacitivnostjo, sklop svečke, primarno indukcijsko tuljavo z nizko induktivnostjo, sekundarno indukcijsko tuljavo z visoko induktivnostjo, sekundarni kondenzator z nizko kapacitivnostjo in nekaj za zatiranje ali zadušitev, visokofrekvenčni impulzi hrupa, ki nastanejo pri delovanju Teslove tuljave. Za več informacij o delih glejte naslednji razdelek, "Izdelava Teslove tuljave."
Vaš vir napajanja/transformator napaja prek dušilk v primarno vezje ali vezje rezervoarja, ki povezuje primarni kondenzator, primarno tuljavo induktorja in sklop isker. Tuljava primarnega induktorja je nameščena poleg indukcijske tuljave sekundarnega vezja, vendar ne povezana, ki je priključena na sekundarni kondenzator. Ko sekundarni kondenzator nabere dovolj električnega naboja, se iz njega izpraznijo struje (strele)
2. del 2: Izdelava Teslove tuljave
Korak 1. Izberite napajalni transformator
Vaš napajalni transformator določa, kako velik lahko naredite Teslinovo tuljavo. Večina Teslovih tuljav deluje s transformatorjem, ki oddaja napetost med 5000 in 15000 voltov pri toku med 30 in 100 miliamperov. Transformator lahko kupite v trgovini s presežki na fakulteti ali v internetu ali kanibalizirate transformator iz neonskega znaka.
Korak 2. Naredite primarni kondenzator
Najboljši način za ustvarjanje tega kondenzatorja je, da zaporedoma povežete številne majhne kondenzatorje, tako da vsak kondenzator obravnava enak delež celotne napetosti primarnega vezja. (To zahteva, da ima vsak posamezen kondenzator enako kapaciteto kot drugi kondenzatorji v seriji.) Ta vrsta kondenzatorja se imenuje multi-mini-kondenzator ali MMC.
- Majhne kondenzatorje in z njimi povezane odporne upore lahko kupite v trgovinah z elektroniko ali pa poiščete keramične kondenzatorje iz starih televizijskih sprejemnikov. Kondenzatorje lahko izdelate tudi iz listov polietilena in aluminijaste folije.
- Za povečanje izhodne moči mora biti primarnemu kondenzatorju omogočeno, da doseže polno kapaciteto v vsakem polciklu frekvence napajanja, ki se mu napaja. (Za napajanje 60 Hz to pomeni 120 -krat na sekundo.)
Korak 3. Oblikujte sklop iskrice
Če načrtujete eno samo iskro, boste potrebovali kovinske vijake, debele vsaj četrt palca (6 milimetrov), ki bodo služile kot iskrica, da prenesejo toploto, ki nastane pri izpustu električne energije med iskrami. Prav tako lahko zaporedoma priključite več isker, uporabite vrtljivo svečko ali pihajte stisnjen zrak med iskrami, da zmerite temperaturo. (Za pihanje zraka lahko uporabite stari sesalnik.)
Korak 4. Zgradite primarno tuljavo induktorja
Sama tuljava bo narejena iz žice, vendar boste potrebovali nekaj, da ovijete žico v obliki spirale. Žica mora biti emajlirana bakrena žica, ki jo lahko kupite v trgovini z električno energijo ali s kanibalizacijo izhodnega kabla iz zavržene naprave. Predmet, okoli katerega ovijete žico, je lahko cilindričen, na primer kartonska ali plastična cev, ali stožčast, na primer stari senčnik.
Dolžina kabla določa induktivnost primarne tuljave. Primarna tuljava bi morala imeti nizko induktivnost, zato boste pri izdelavi uporabili razmeroma malo zavojev. Za primarno tuljavo lahko uporabite neprekinjene odseke žice, tako da lahko po potrebi povežete odseke, da prilagodite induktivnost med letenjem
Korak 5. Povežite primarni kondenzator, sklop svečke in primarno tuljavo induktorja skupaj
S tem se zaključi primarni krog.
Korak 6. Sestavite sekundarno tuljavo induktorja
Tako kot pri primarni tuljavi tudi vi ovijete žico okoli valjaste oblike. Sekundarna tuljava mora imeti enako resonančno frekvenco kot primarna tuljava, da Teslina tuljava deluje učinkovito. Vendar pa mora biti sekundarna tuljava višja/daljša od primarne tuljave, ker mora imeti večjo induktivnost kot primarna tuljava in tudi preprečiti kakršno koli električno razelektritev iz sekundarnega vezja, da bi udarila in prepražila primarni krog.
Če vam primanjkuje materialov, da bi sekundarna tuljava postala dovolj visoka, jo lahko nadomestite z izgradnjo udarne tirnice (v bistvu strelovoda) za zaščito primarnega tokokroga, vendar bo to pomenilo, da bo večina razelektritve Teslove tuljave udarila v udarno tirnico in ne plesati v zraku
Korak 7. Naredite sekundarni kondenzator
Sekundarni kondenzator ali izhodni priključek je lahko poljubne okrogle oblike, pri čemer sta najbolj priljubljena 2 torus (oblika obroča ali krofa) in krogla.
Korak 8. Pritrdite sekundarni kondenzator na tuljavo sekundarnega induktorja
S tem se sekundarni krog zaključi.
Vaš sekundarni tokokrog mora biti ozemljen ločeno od ozemljitve gospodinjskih tokokrogov, ki napajajo transformator, da preprečite, da bi tok električnega toka potoval iz Teslove tuljave na tla za vaša gospodinjska vezja in morda ocvrl karkoli, priključenega v te vtičnice. Zabijanje kovinskega trna v tla je dober način za to
Korak 9. Ustvarite impulzne dušilke
Dušilke so preprosti, majhni induktorji, ki preprečujejo, da bi impulzi, ki jih ustvari sklop isker, poškodovali napajalni transformator. Naredite ga tako, da tanko bakreno žico navijte okoli ozke cevi, na primer kemičnega svinčnika za enkratno uporabo.
Korak 10. Sestavite komponente
Primarni in sekundarni tokokrog postavite drug poleg drugega in prek dušilk priključite napajalni transformator na primarno vezje. Ko priključite transformator, je tuljava Tesla pripravljena za delovanje.
Če je primarna tuljava dovolj velikega premera, se lahko sekundarna tuljava namesti znotraj nje
Nasveti
- Za nadzor smeri pretakanja, ki izvira iz sekundarnega kondenzatorja, postavite kovinske predmete blizu kondenzatorja, vendar se jih ne dotikajte. Stream se bo ločil od kondenzatorja do predmeta. Če predmet vključuje luč, na primer žarnico z žarilno nitko ali fluorescenčno cev, se bo prižgala električna energija, ki prihaja iz Teslove tuljave.
- Oblikovanje in izdelava učinkovite Teslove tuljave zahteva delo s precej zapletenimi matematičnimi enačbami. Na srečo lahko preprosto najdete ustrezne enačbe in spletne kalkulatorje, s katerimi boste izračunali zadevo.
Opozorila
- Trdni transformatorji z neonskimi znaki, na primer nedavno izdelani, običajno vključujejo prekinjevalnik tokokroga; zato tuljave ne bodo mogli upravljati.
- Izdelava Teslove tuljave ni lahka naloga, razen če že imate nekaj inženirskega in elektronskega znanja.
- Kondenzator, ki se uporablja za Teslove tuljave in druge visokonapetostne in ionske generatorje ali naprave, kot je Lifter, lahko nabira in zadrži ogromne količine električne energije in v trenutku izprazni vso energijo. Bodite previdni in ne dovolite, da bi se otroci ali kdor koli, ki nima ustreznega varnostnega usposabljanja, dotikali ali delali z njim.
