Gegelung Tesla Keadaan Pepejal dan Cara Kerja: 9 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Elektrik voltan tinggi boleh BERBAHAYA, gunakan langkah keselamatan yang betul setiap saat semasa bekerja dengan gegelung Tesla atau alat voltan tinggi yang lain, jadi main dengan selamat atau jangan bermain.

Gegelung Tesla adalah pengubah yang beroperasi berdasarkan prinsip pengayun bergema sendiri, yang dicipta oleh Nicola Tesla seorang saintis Amerika Serbia. Ia digunakan terutamanya untuk menghasilkan voltan tinggi tinggi, tetapi arus rendah, kuasa AC frekuensi tinggi. Gegelung Tesla terdiri daripada dua kumpulan litar resonan yang digabungkan, kadang-kadang tiga kumpulan digabungkan. Nicola Tesla mencuba sebilangan besar konfigurasi pelbagai gegelung. Tesla menggunakan gegelung ini untuk menjalankan eksperimen, seperti pencahayaan elektrik, sinar X, elektroterapi dan penghantaran tenaga radio, menghantar dan menerima isyarat radio.

Sebenarnya tidak ada banyak kemajuan dalam gegelung Tesla sejak penemuan mereka. Selain komponen pepejal gegelung Tesla tidak banyak berubah dalam lebih dari 100 tahun. Sebilangan besar diturunkan untuk pendidikan dan mainan sains hampir semua orang boleh membeli kit secara on line dan membina gegelung Tesla.

Instructable ini adalah untuk membina gegelung Tesla keadaan pepejal anda sendiri, bagaimana ia berfungsi, dan petua dan trik untuk menyelesaikan masalah dalam menyelesaikannya.

Bekalan

12 volt bekalan kuasa SMP yang saya gunakan ialah 12 volt 4 amp.

Torus Glue untuk memasang gegelung sekunder.

Grease Silicone Thermal untuk memasang transistor ke heat sink.

Pateri

Alat untuk memasang kit, besi pemateri dan pemotong sisi.

Multimeter

Osiloskop

Langkah 1: Elektromagnet

Untuk memahami gegelung dan transformer Tesla, anda perlu memahami elektromagnet. Apabila arus, (Panah Merah) digunakan pada konduktor, ia menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor. (Panah Biru) Untuk meramalkan arah aliran medan magnet gunakan peraturan tangan kanan. Letakkan tangan anda di konduktor dengan ibu jari anda menunjuk ke arah arus dan jari anda akan menunjuk ke arah aliran medan magnet.

Apabila anda membungkus konduktor di sekitar logam besi seperti keluli atau besi, medan magnet konduktor bergelung bergabung dan sejajar, ini dipanggil elektromagnet. Medan magnet bergerak dari pusat gegelung melewati satu hujung elektromagnet di sekitar bahagian luar gegelung dan di hujung yang berlawanan kembali ke pusat gegelung.

Magnet mempunyai kutub utara dan selatan, untuk meramalkan hujung mana kutub Utara atau Selatan dalam gegelung, sekali lagi anda menggunakan peraturan tangan kanan. Cuma kali ini dengan tangan kanan di gegelung, arahkan jari anda ke arah aliran arus di konduktor bergelung. (Anak panah Merah) Dengan ibu jari kanan anda menunjuk selat di sepanjang gegelung, ia harus menunjuk ke hujung utara magnet.

Langkah 2: Bagaimana Transformer Berfungsi

Bagaimana arus yang berfluktuasi dalam gegelung primer menghasilkan arus di wayarles gegelung sekunder disebut undang-undang Lenz.

Wikipedia

Semua gegelung dalam pengubah harus dililit ke arah yang sama.

Gegelung akan menentang perubahan magnet; medan jadi apabila AC atau arus berdenyut digunakan pada gegelung primer, ia menghasilkan medan magnet berfluktuasi di gegelung primer.

Apabila medan magnet yang berubah-ubah mencapai gegelung sekunder, ia menghasilkan medan magnet yang berlawanan dan arus yang berlawanan di gegelung sekunder.

Anda boleh menggunakan peraturan tangan kanan pada gegelung utama dan sekunder untuk meramalkan keluaran sekunder.

Bergantung pada jumlah putaran pada gegelung primer, dan jumlah putaran pada gegelung sekunder, voltan berubah menjadi voltan yang lebih tinggi atau lebih rendah.

Sekiranya anda mendapati positif dan negatif sukar diikuti pada gegelung sekunder; fikirkan gegelung sekunder sebagai sumber kuasa atau bateri di mana kuasa keluar, dan fikirkan yang utama sebagai beban di mana kuasa habis.

Gegelung Tesla adalah transformer teras udara, medan magnet dan arus berfungsi dengan cara yang sama seperti transformer teras besi atau ferit.

Langkah 3: Penggulungan

Walaupun tidak dilukis dalam skema; gegelung sekunder yang lebih tinggi dari gegelung Tesla berada di dalam gegelung primer yang lebih pendek, persediaan ini dipanggil pengayun bergema sendiri.

Dapatkan belitan anda dengan betul; penggulungan primer dan sekunder harus dililit ke arah yang sama. Tidak menjadi masalah jika anda menggulung gegelung dengan sentuhan tangan kanan atau putaran tangan kiri selagi kedua gegelung itu dililit ke arah yang sama.

Semasa menggulung sekunder pastikan penggulungan anda tidak bertindih atau pada pertindihan boleh menyebabkan sesak di sekunder.

Lilitan gulungan silang boleh menyebabkan maklum balas dari sekunder yang diikat ke pangkalan transistor atau pintu mosfet menjadi kekutuban yang salah dan ini dapat mengelakkan litar berayun.

Gegelung utama positif dan negatif dipengaruhi oleh kelainan pada penggulungan. Gunakan peraturan tangan kanan pada gegelung utama. Pastikan tiang utara gegelung utama menunjuk ke bahagian atas gegelung sekunder.

Pendawaian silang pada gegelung utama boleh menyebabkan maklum balas dari sekunder yang terikat pada pangkalan transistor atau pintu mosfet menjadi kekutuban yang salah dan ini dapat mengelakkan litar berayun.

Selagi gegelung dililit ke arah yang sama; kegagalan mengayunkan kabel silang utama gegelung utama adalah penyelesaian yang mudah sepanjang masa, hanya membalikkan gegelung utama.

Langkah 4: Bagaimana Coil Tesla Keadaan Pepejal Berfungsi

Gegelung asas pepejal Tesla Coil boleh mempunyai lima bahagian sahaja.

Sumber kuasa; dalam skema ini bateri.

Perintang; bergantung pada transistor a 1/4 watt 10 kΩ dan ke atas.

Transistor NPN dengan heat sink, transistor pada litar ini cenderung menjadi panas.

Gegelung primer dari 2 atau lebih bertukar berpusing ke arah yang sama dengan gegelung sekunder.

Gegelung sekunder hingga 1, 000 putaran atau lebih 41 luka AWG ke arah yang sama dengan yang utama.

Langkah 1. Semasa kuasa mula-mula digunakan pada gegelung Tesla keadaan pepejal asas, transistor di dalam litar terbuka atau mati. Kuasa melalui perintang ke dasar transistor menutup transistor menghidupkannya membiarkan arus mengalir melalui gegelung utama. Perubahan semasa tidak seketika, memerlukan masa yang singkat untuk arus dari arus sifar ke arus maksimum, ini disebut waktu kenaikan.

Langkah 2. Pada masa yang sama medan magnet dalam gegelung bergerak dari sifar hingga beberapa kekuatan medan. Sementara medan magnet meningkat di gegelung primer gegelung sekunder menentang perubahan beli membuat medan magnet yang berlawanan dan arus yang berlawanan di gegelung sekunder.

Langkah 3. Gegelung sekunder diikat ke pangkal transistor sehingga arus di gegelung sekunder, (Maklum Balas) akan menarik arus dari dasar transistor. Ini akan membuka transistor mematikan arus ke gegelung utama. Seperti kenaikan masa perubahan semasa tidak seketika. Memerlukan masa yang singkat untuk arus dan medan magnet dari maksimum hingga sifar, ini dipanggil masa jatuh.

Kemudian kembali ke Langkah 1.

Litar jenis ini disebut rangkaian pengayun pengatur diri, atau pengayun resonan. Jenis pengayun ini dibatasi frekuensi oleh litar litar dan masa penangguhan transistor atau mosfet. (Waktu Rise Time Fall dan Plateau Time)

Langkah 5: Kecekapan

Litar ini tidak begitu cekap, menghasilkan gelombang persegi, gegelung primer hanya menghasilkan arus di gegelung sekunder semasa medan magnet beralih dari kekuatan medan sifar ke kekuatan medan penuh dan kembali ke kekuatan medan sifar, yang disebut masa kenaikan dan masa jatuh. Di antara waktu naik dan waktu jatuh ada dataran tinggi dengan transistor ditutup atau dihidupkan dan transistor terbuka atau mati. Apabila transistor dimatikan, dataran tinggi tidak menggunakan arus, namun ketika transistor berada di dataran tinggi, menggunakan dan membuang arus pemanasan transistor.

Anda boleh menggunakan transistor beralih terpantas yang anda dapat. Dengan frekuensi yang lebih tinggi medan magnet dapat beralih lebih tinggi daripada dataran tinggi menjadikan gegelung Tesla lebih cekap. Walau bagaimanapun, ini tidak akan menghentikan pemindahan transistor.

Dengan menambahkan LED 3 volt ke dasar transistor, ia memanjangkan masa kenaikan dan kejatuhan menjadikan transistor bertindak lebih daripada gelombang segitiga daripada gelombang persegi.

Terdapat dua perkara lain yang boleh anda lakukan untuk mengelakkan transistor daripada terlalu panas. Anda boleh menggunakan heat sink untuk menghilangkan lebihan haba. Anda boleh menggunakan transistor watt tinggi sehingga transistor tidak terlalu banyak bekerja.

Langkah 6: Gegelung Tesla Mini

Saya mendapat 12 volt Mini Tesla Coil ini dari peruncit dalam talian.

Kit Termasuk:

1 x Papan PVC

1 x Kapasitor monolitik 1nF

Perintang 1 x 10 kΩ

Perintang 1 x 1 kΩ

Soket Kuasa 1 x 12V

1 x Singki haba

1 x Transistor BD243C

1 x gegelung sekunder 333 putaran

1 x Skru pemasangan

2 x Led

1 x Lampu Neon

Kit tidak termasuk:

12 volt bekalan kuasa SMP yang saya gunakan ialah 12 volt 4 amp.

Torus

Gam untuk memasang gegelung sekunder.

Grease Silicone Thermal untuk memasang transistor ke heat sink.

Pateri

Langkah 7: Menguji

Setelah memasang Mini Tesla Coil, saya mengujinya pada lampu neon, CFL (lampu pendarfluor padat), dan tiub pendarfluor. Tabut itu kecil dan selagi saya meletakkannya dalam jarak 1/4 inci, ia akan menyala semua yang saya cuba.

Transistor menjadi sangat panas sehingga tidak menyentuh pendingin. Gegelung Tesla 12 volt tidak boleh menjadikan transistor 65 watt sangat panas melainkan anda menghampiri parameter maksimum transistor.

Langkah 8: Penggunaan Kuasa

Transistor BD243C adalah transistor NPN, 65 watt 100 volt 6 amp 3MHz, pada 12 volt tidak boleh menarik lebih daripada 5.4 amp tidak melebihi 65 watt.

Semasa saya menyemak arus pada permulaannya adalah 1 amp, setelah berjalan selama satu minit arus turun menjadi 0,75 amp. Pada 12 volt yang menjadikan daya berjalan 9 hingga 12 watt, jauh di bawah 65 watt transistor dinilai untuk.

Semasa saya memeriksa transistor waktu naik dan turun saya mendapat gelombang segitiga yang hampir selalu bergerak menjadikannya litar yang sangat cekap.

Langkah 9: Beban Atas

Beban atas membolehkan pengisian meningkat dan bukan hanya pendarahan ke udara yang memberi anda output kuasa yang lebih besar.

Tanpa beban atas, caj akan terkumpul di hujung wayar yang tajam dan mengalir ke udara.

Beban atas terbaik adalah bulat seperti Torus atau sfera sehingga tidak ada titik yang keluar dari cas ke udara.

Saya membuat beban teratas dari bola yang saya selamatkan dari tetikus dan menutupnya dengan aluminium foil, ia tidak sempurna tetapi ia berfungsi dengan baik. Sekarang saya dapat menyalakan CFL sejauh satu inci.