Solid State Tesla Coils- ը և ինչպես են դրանք աշխատում. 9 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Բարձր լարման էլեկտրաէներգիան կարող է ՎՏԱՆԳԱՎՈՐ լինել, օգտագործեք անվտանգության համապատասխան նախազգուշական միջոցներ Tesla- ի կծիկներով կամ ցանկացած այլ բարձրավոլտ սարքով աշխատելիս, այնպես որ ապահով խաղացեք կամ մի խաղացեք:

Tesla- ի ոլորունները տրանսֆորմատոր են, որոնք գործում են ինքնահնչող տատանումների սկզբունքով, որը հորինել է սերբ ամերիկացի գիտնական Նիկոլա Տեսլան: Այն հիմնականում օգտագործվում է ծայրահեղ բարձր լարման, բայց ցածր հոսանքի, բարձր հաճախականության AC հոսանքի արտադրության համար: Tesla- ի կծիկը բաղկացած է ռեզոնանսային սխեմաների երկու խմբից, որոնք զուգակցված են, երբեմն `երեք խմբի: Նիկոլա Տեսլան փորձեց տարբեր կծիկների մեծ թվով կոնֆիգուրացիաներ: Tesla- ն այս կծիկներն օգտագործեց փորձեր իրականացնելու համար, ինչպիսիք են էլեկտրական լուսավորությունը, ռենտգենյան ճառագայթումը, էլեկտրոթերապիան և ռադիոէներգիայի փոխանցումը, ռադիոազդանշաններ փոխանցելը և ընդունելը:

Իրականում Tesla- ի կծիկներն իրենց հայտնագործումից ի վեր մեծ առաջընթաց չեն գրանցել: Բացի պինդ վիճակի բաղադրիչներից, Tesla- ի կծիկներն ավելի շատ չեն փոխվել ավելի քան 100 տարվա ընթացքում: Հիմնականում կրթության ոլորտը և գիտության խաղալիքները գրեթե բոլորը կարող են առցանց գնել փաթեթ և Tesla- ի կծիկ կառուցել:

Այս հրահանգը հիմնված է ձեր սեփական Tesla- ի ամուր կծիկ կառուցելու վրա, ինչպես է այն աշխատում, և խորհուրդներ և հնարքներ `ճանապարհին ցանկացած խնդիր լուծելու համար:

Պարագաներ

12 վոլտ էլեկտրամատակարարում, որն օգտագործել եմ SMP- ը 12 վոլտ 4 ամպեր էր:

Torus Սոսինձ երկրորդ կծիկն ամրացնելու համար:

Rmերմային սիլիկոնե քսուք `տրանզիստորը ջերմակայանի վրա ամրացնելու համար:

Sոդող

Հավաքածուի հավաքման գործիքներ, եռակցման երկաթ և կողային կտրիչներ:

Բազմաչափ

Օսցիլոսկոպ

Քայլ 1: Էլեկտրամագնիս

Tesla- ի կծիկներն ու տրանսֆորմատորները հասկանալու համար պետք է հասկանալ էլեկտրամագնիսներ: Երբ հոսանքը, (կարմիր սլաք) կիրառվում է հաղորդիչի վրա, այն մագնիսական դաշտ է ստեղծում դիրիժորի շուրջը: (Կապույտ սլաքներ) Մագնիսական դաշտերի հոսքի ուղղությունը կանխատեսելու համար օգտագործեք աջ ձեռքի կանոնը: Ձեռքդ դիր դիրիժորի վրա ՝ բութ մատով ՝ հոսանքի ուղղությամբ, իսկ մատներդ ՝ դեպի մագնիսական դաշտերի հոսքի ուղղությամբ:

Երբ դիրիժորը փաթաթում եք պողպատի կամ երկաթի նման գունավոր մետաղի շուրջ, ոլորված դիրիժորի մագնիսական դաշտերը միաձուլվում և հավասարվում են, սա կոչվում է էլեկտրամագնիս: Մագնիսական դաշտը, որն անցնում է կծիկի կենտրոնից, դուրս է հանում էլեկտրամագնիսի մի ծայրը կծիկի արտաքին մասի շուրջը, իսկ հակառակ ծայրում ՝ դեպի կծիկի կենտրոնը:

Մագնիսներն ունեն հյուսիսային և հարավային բևեռներ ՝ գուշակելու համար, թե որ ծայրն է հյուսիսային կամ հարավային բևեռը, կրկին օգտագործում եք աջ ձեռքի կանոնը: Միայն այս անգամ ձեր աջ ձեռքը կծիկի վրա, մատները ուղղեք ոլորված դիրիժորի մեջ ընթացիկ հոսքի ուղղությամբ: (Կարմիր սլաքներ) Ձեր աջ բութ մատն ուղղելով նեղուցը կծիկի երկայնքով, այն պետք է ուղղված լինի դեպի մագնիսի հյուսիսային ծայրը:

Քայլ 2. Ինչպես են աշխատում տրանսֆորմատորները

Ինչպես առաջնային կծիկի տատանվող հոսանքը հոսանք է ստեղծում երկրորդային կծիկի անլար ցանցում, կոչվում է Լենզի օրենք:

Վիքիպեդիա

Տրանսֆորմատորի բոլոր կծիկները պետք է փաթաթվեն նույն ուղղությամբ:

Կծիկը դիմադրելու է մագնիսական փոփոխության; դաշտ, այնպես որ, երբ առաջնային կծիկին կիրառվում է AC կամ իմպուլսային հոսանք, այն առաջնային կծիկում ստեղծում է տատանվող մագնիսական դաշտ:

Երբ տատանվող մագնիսական դաշտը հասնում է երկրորդային կծիկին, երկրորդական կծիկում ստեղծում է հակադիր մագնիսական դաշտ և հակառակ հոսանք:

Դուք կարող եք օգտագործել աջ ձեռքի կանոնը առաջնային կծիկի և երկրորդի վրա `երկրորդի ելքը կանխատեսելու համար:

Կախված առաջնային կծիկի շրջադարձերի քանակից և երկրորդական ոլորանի շրջադարձերի քանակից, լարումը փոխվում է ավելի բարձր կամ ցածր լարման:

Եթե երկրորդական կծիկի վրա դժվար է հետևել դրական և բացասական կողմերին. Մտածեք երկրորդային ոլորուն որպես էներգիայի աղբյուր կամ մարտկոց, որտեղից հոսանք է դուրս գալիս, իսկ առաջնայինը ՝ որպես բեռ, որտեղ էներգիան սպառվում է:

Tesla- ի կծիկներն օդային միջուկի տրանսֆորմատորներ են, մագնիսական դաշտերն ու հոսանքը գործում են նույն կերպ, ինչ երկաթի կամ ֆերիտի միջուկի տրանսֆորմատորները:

Քայլ 3: Լուծում

Չնայած այն գծված չէ սխեմատիկայում. Tesla- ի կծիկի ավելի բարձր երկրորդային կծիկը գտնվում է ավելի կարճ առաջնային կծիկի ներսում, այս կարգավորումը կոչվում է ինքնագնահատող տատանում:

Ստացեք ձեր ոլորուն ճիշտ; ինչպես առաջնային, այնպես էլ երկրորդային ոլորունները պետք է պտտվեն նույն ուղղությամբ: Կարևոր չէ, եթե ոլորուն ոլորում եք աջ ձեռքով կամ ձախ ձեռքով, քանի դեռ երկու կծիկներն էլ պտտվում են նույն ուղղությամբ:

Երկրորդը ոլորելիս համոզվեք, որ ձեր ոլորունները չեն համընկնում կամ համընկնումը կարող է կարճություն առաջացնել երկրորդականում:

Կծիկների ոլորումը կարող է հանգեցնել տրանզիստորի հիմքի կամ մոսֆեթի դարպասի հետ կապված երկրորդայինի հետադարձ կապի սխալ բևեռականության, ինչը կարող է կանխել շղթայի տատանումները:

Առաջնային ոլորունների դրական և բացասական հաղորդալարերի վրա ազդում են ոլորունների պտույտը: Օգտագործեք աջ ձեռքի կանոնը առաջնային կծիկի վրա: Համոզվեք, որ առաջնային կծիկի հյուսիսային բևեռը ուղղված է դեպի երկրորդական կծիկի գագաթը:

Առաջնային կծիկի խաչմերուկը կարող է հանգեցնել երկրորդային տրանզիստորի բազայի կամ մոսֆեթի դարպասի հետադարձ կապի սխալ բևեռականության, ինչը կարող է կանխել շղթայի տատանումները:

Քանի դեռ կծիկները պտտվում են նույն ուղղությամբ. առաջնային կծիկի էլեկտրագծերի խաչմերուկի տատանումների ձախողումը շատ դեպքերում հեշտ լուծում է, պարզապես հակադարձեք առաջնային կծիկի հաղորդալարերը:

Քայլ 4. Ինչպես է աշխատում ամուր վիճակի Tesla կծիկը

Հիմնական պինդ վիճակի Tesla Coil- ը կարող է ունենալ ընդամենը հինգ մաս:

Էներգիայի աղբյուր; այս սխեմատիկ մարտկոցը:

Ռեզիստոր; կախված տրանզիստորից ՝ 1/4 վտ 10 կՕմ և ավելի:

NPN տրանզիստոր `ջերմատախտակով, այս սխեմաների տրանզիստորը հակված է տաքանալու:

2 կամ ավելի պտույտներից առաջնային կծիկ է պտտվում նույն ուղղությամբ, ինչ երկրորդական ոլորուն:

Մինչև 1, 000 պտույտ կամ ավելի 41 AWG երկրորդական կծիկ վիրավորվում է նույն ուղղությամբ, ինչ առաջնայինը:

Քայլ 1. Երբ էներգիան առաջին անգամ կիրառվում է Tesla- ի հիմնական պինդ վիճակի կծիկի վրա, շղթայում գտնվող տրանզիստորը բաց է կամ անջատված: Էլեկտրաէներգիան ռեզիստորով անցնում է դեպի տրանզիստորների հիմքը ՝ փակելով տրանզիստորը ՝ այն միացնելով, ինչը թույլ է տալիս հոսանքը հոսել առաջնային կծիկով: Ընթացիկ փոփոխությունը ակնթարթային չէ, կարճ ժամանակ է պահանջվում, որպեսզի հոսանքը զրոյական հոսանքից անցնի առավելագույն հոսանքի, սա կոչվում է վերելքի ժամանակ:

Քայլ 2. Միևնույն ժամանակ, կծիկի մագնիսական դաշտը զրոյից անցնում է որոշակի դաշտի ուժի: Մինչ մագնիսական դաշտը մեծանում է առաջնային կծիկում, երկրորդային կծիկը դիմադրում է փոփոխության գնմանը `ստեղծելով հակադիր մագնիսական դաշտ և հակառակ հոսանք երկրորդային կծիկում:

Քայլ 3. Երկրորդային կծիկը կապված է տրանզիստորի հիմքի հետ, այնպես որ երկրորդական կծիկի հոսանքը, (Հետադարձ կապ) կհեռացնի հոսանքը տրանզիստորների հիմքից: Սա կբացի տրանզիստորը ՝ հոսանքը անջատելով առաջնային կծիկին: Ինչպես բարձրացման ժամանակը, այնպես էլ ներկայիս փոփոխությունը ակնթարթային չէ: Ընթացիկ և մագնիսական դաշտը առավելագույնից զրոյի անցնելու համար կարճ ժամանակ է պահանջվում, սա կոչվում է անկման ժամանակ:

Հետո վերադառնանք Քայլ 1:

Այս տեսակի միացումը կոչվում է ինքնակարգավորվող տատանվող միացում կամ ռեզոնանսային տատանում: Այս տիպի տատանումների հաճախականությունը սահմանափակված է շղթայի և տրանզիստորի կամ մոսֆեթի հետաձգման ժամանակներով: (Iseագման ժամանակ ընկնելու և բարձրավանդակի ժամանակ)

Քայլ 5: Արդյունավետություն

Այս սխեման այնքան էլ արդյունավետ չէ, արտադրում է քառակուսի ալիք, առաջնային կծիկը միայն հոսանք է արտադրում երկրորդական կծիկում մագնիսական դաշտերի զրոյական դաշտից մինչև դաշտի ամբողջ ուժի անցնելու և դաշտի զրոյական ուժի անցման ժամանակ, որը կոչվում է վերելքի ժամանակ և անկման ժամանակը: Վերելքի և անկման ժամանակների միջև կա սարահարթ, որտեղ տրանզիստորը փակ է կամ միացված, իսկ տրանզիստորը բաց կամ անջատված: Երբ տրանզիստորը սարահարթից դուրս է, սարահարթը չի օգտագործում հոսանքը, այնուամենայնիվ, երբ տրանզիստորը սարահարթում է, օգտագործում և վատնում է ընթացիկ տաքացումը տրանզիստորը:

Դուք կարող եք օգտագործել ամենաարագ անջատիչ տրանզիստորը, որը կարող եք ձեռք բերել: Ավելի բարձր հաճախականությունների դեպքում մագնիսական դաշտը կարող է ավելի շատ անցում կատարել, քան ենթադրվում է ՝ Tesla- ի ոլորունն ավելի արդյունավետ դարձնելով: Այնուամենայնիվ, դա չի խանգարի տրանզիստորի տաքացմանը:

Տրանզիստորների բազային 3 վոլտ լուսադիոդ ավելացնելով այն երկարացնում է վերելքի և անկման ժամանակը ՝ տրանզիստորների գործողությունը դարձնելով ավելի շատ եռանկյուն ալիք, քան քառակուսի ալիք:

Կան երկու այլ բաներ, որոնք կարող եք անել, որպեսզի տրանզիստորը չջեռնի: Դուք կարող եք օգտագործել ջերմատախտակ `ավելորդ ջերմությունը ցրելու համար: Դուք կարող եք օգտագործել բարձր հզորության տրանզիստոր, որպեսզի տրանզիստորը չծանրաբեռնվի:

Քայլ 6: Mini Tesla կծիկ

Ես այս 12 վոլտ Mini Tesla Coil- ը ստացա առցանց մանրածախ առևտրից:

Հավաքածուն ներառում էր.

1 x PVC տախտակ

1 x Մոնոլիտ կոնդենսատոր 1nF

1 x 10 kΩ դիմադրություն

1 x 1 kΩ դիմադրություն

1 x 12V հոսանքի վարդակից

1 x Heերմային լվացարան

1 x տրանզիստոր BD243C

1 x Երկրորդային կծիկ 333 պտույտ

1 x Ամրագրող պտուտակ

2 x Led

1 x Նեոնային լամպ

Հավաքածուն չի ներառում.

12 վոլտ էլեկտրամատակարարում, որն օգտագործել եմ SMP- ը 12 վոլտ 4 ամպեր էր:

Թորուս

Սոսինձ երկրորդ կծիկն ամրացնելու համար:

Rmերմային սիլիկոնե քսուք `տրանզիստորը ջերմակայանի վրա ամրացնելու համար:

Sոդող

Քայլ 7: Փորձարկում

Mini Tesla Coil- ը հավաքելուց հետո ես այն փորձարկեցի նեոնային լամպի, CFL- ի (կոմպակտ ֆլորեսցենտ լույս) և ծաղկաբույլ խողովակի վրա: Տապանը փոքր էր և քանի դեռ այն դնում էի դյույմի 1/4 -ի սահմաններում, այն լուսավորում է այն ամենը, ինչ ես փորձել եմ:

Տրանզիստորը շատ տաքանում է, այնպես որ մի դիպչեք ջերմատախտակին: 12 վոլտ Tesla կծիկը չպետք է 65 վտ տրանզիստորին շատ տաքացնի, եթե դուք չեք մոտենում տրանզիստորների առավելագույն պարամետրերին:

Քայլ 8: Էլեկտրաէներգիայի օգտագործում

BD243C տրանզիստորը NPN, 65 վտ 100 վոլտ 6 ամպ 3 ՄՀց տրանզիստոր է, 12 վոլտ լարման դեպքում այն չպետք է ձգվի ավելի քան 5,4 ամպեր `65 վտ -ից չգերազանցող:

Երբ ես ստուգեցի ընթացիկ սկզբում այն 1 ամպեր էր, մեկ րոպե աշխատելուց հետո հոսանքը նվազեց մինչև 0.75 ամպեր: 12 վոլտ հզորությամբ, որը հոսանքի հզորությունը դարձնում է 9 -ից 12 վտ, 65 վտ -ից շատ ցածր տրանզիստորը գնահատվում է:

Երբ ես ստուգում էի, որ տրանզիստորները բարձրանում և ընկնում են, ես ստանում եմ եռանկյուն ալիք, որը գրեթե միշտ շարժման մեջ է, ինչը դարձնում է այն շատ արդյունավետ միացում:

Քայլ 9: Վերևի բեռ

Առավելագույն բեռները թույլ են տալիս լիցքը կուտակվել, այլ ոչ թե պարզապես արյունահոսել օդում, ինչը ձեզ տալիս է ավելի մեծ էներգիա:

Առանց վերևի ծանրաբեռնվածության լիցքերը հավաքվում են մետաղալարերի առանցքային ծայրերին և արյունահոսում օդ:

Լավագույն լավագույն բեռները Կլոր են, ինչպես Տորուսը կամ գնդերը, այնպես որ օդից լիցքից հոսող կետեր չկան:

Ես իմ ամենաբարձր բեռը ստացա մկնիկից փրկած գնդակից և ծածկեցի այն ալյումինե փայլաթիթեղով, այն կատարյալ հարթ չէր, բայց լավ էր աշխատում: Այժմ ես կարող եմ լուսավորել CFL մինչև մեկ թիզ հեռավորության վրա: