Pemindahan Kuasa Tanpa Wayar Asas: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Kira-kira seratus tahun yang lalu, seorang saintis gila sebelum waktunya mendirikan makmal di Colorado Springs. Itu dipenuhi dengan teknologi yang paling eksentrik, mulai dari transformer besar hingga menara radio hingga gegelung percikan yang menghasilkan baut elektrik sepanjang puluhan kaki. Makmal mengambil masa berbulan-bulan untuk didirikan, mewakili pelaburan yang besar, dan dibiayai oleh seorang lelaki yang tidak begitu dikenali sebagai orang kaya. Tetapi apa tujuan perkara itu? Secara sederhana, saintis gila itu bertujuan untuk mengembangkan kaedah penghantaran elektrik secara langsung melalui udara. Orang perintis itu membayangkan sebuah dunia di mana kita tidak memerlukan talian elektrik berpuluh-puluh ribu batu, tidak memerlukan jutaan tan wayar tembaga, dan tidak memerlukan transformer mahal dan meter kuasa.

Pencipta terkenal Nikola Tesla adalah seorang yang kecemerlangannya mendorong sains elektrik dan magnet maju bertahun-tahun. Penemuan seperti motor AC, mesin kawalan radio, dan infrastruktur kuasa moden semuanya dapat dikesan kembali kepadanya. Namun, walaupun pengaruhnya sangat mendalam, Tesla tidak pernah berjaya mengembangkan alat penghantaran kuasa tanpa kabel di makmalnya di Colorado. Atau jika dia melakukannya, itu tidak praktikal atau dia tidak mempunyai cara untuk mengembangkannya menjadi dewasa. Walau bagaimanapun, warisan inventifnya masih hidup, dan sementara kita mungkin tidak bebas dari beban grid elektrik yang besar hari ini, kita mempunyai teknologi untuk menghantar kuasa jarak jauh tanpa wayar. Sebenarnya, teknologi seperti itu tersedia di kedai elektronik berhampiran anda.

Dalam Instructable ini, kami akan merancang dan membina peranti pemindahan kuasa tanpa wayar miniatur kami sendiri.

Langkah 1: Bahan

Tidak banyak bahan yang diperlukan untuk membina peranti mudah ini. Mereka disenaraikan di bawah.

1. Lampu pendarfluor berkuasa bateri. Ini boleh dibeli di Wal-Mart, Dollar General, atau kedai perkakasan tempatan dengan harga hanya beberapa dolar. Mana satu daripada mereka akan melakukannya, tetapi cuba sedaya upaya untuk memilih yang mana anda boleh dengan mudah masuk dan melepaskan tiub pendarfluor dari soketnya.

2. Kawat magnet bersalut Enamel. Anda memerlukan beberapa wayar kaki untuk projek ini. Semakin banyak yang anda ada, semakin baik. Selain itu, lebih baik menggunakan wayar yang lebih nipis, kerana lebih banyak wayar yang dimasukkan ke ruang yang lebih kecil akan sama dengan jarak dan kecekapan yang lebih besar. Pemilihan wayar saya di sini tidak sesuai - lebih baik ia lebih nipis - tetapi semua yang saya ada ketika merancang projek ini.

3. wayar tembaga ganti. Ini tidak perlu, tetapi banyak membantu. Sekiranya anda mempunyai klip buaya (lebih baik empat daripadanya), anda berada dalam keadaan yang lebih baik.

4. LED. Mana-mana LED akan melakukan muslihat, tetapi untuk aplikasi ini, lebih terang biasanya lebih baik. Warna tidak menjadi masalah, kerana voltan yang diberikan oleh peranti akan lebih dari cukup untuk menyalakan warna LED apa pun. Perintang tidak diperlukan.

5. (Tidak digambarkan) - Kertas pasir, bateri sel C atau D, dan lebih ringan. Perkara-perkara ini tidak diperlukan untuk menjayakan projek, tetapi ia akan berguna semasa anda membina pelbagai kepingan peranti kuasa tanpa wayar.

Langkah 2: Gegelung Utama

Untuk memulakan, mulailah dengan mengambil bahagian dawai magnet (dari mana-mana dari dua puluh hingga lima puluh kaki, bergantung pada ketebalan wayar) dan menggulungnya menjadi gegelung. Di sinilah bateri C atau D berguna, kerana anda hanya boleh membungkus wayar di sekelilingnya berulang kali. Cuba buat gegelung anda sehalus mungkin. Di samping itu, pastikan bahawa anda melepaskan penebat enamel sepenuhnya dan menyeluruh di setiap hujung gegelung anda. Ini mungkin memerlukan lebih ringan untuk membakar penebat (seperti yang ditunjukkan dalam gambar), serta kertas pasir untuk mengeluarkannya sepenuhnya.

Apabila anda selesai menggunakan gegelung, lepaskan dari bateri (atau biarkan pada apa sahaja yang anda membungkusnya; dalam kes saya, saya menggunakan gulungan yang tersisa dari projek sebelumnya) dan mengikatnya menggunakan pita atau ikatan zip. Perkara terakhir yang anda mahukan dalam kes ini adalah gegelung wayar yang cepat terurai. Sekiranya terurai, ia akan kusut, diikat, dan bahkan tidak dapat digunakan. Untuk mengelakkan ini berlaku, pegang kedua-dua hujung wayar yang menonjol ke atas gegelung semasa anda menahannya.

Langkah 3: Gegelung Sekunder

Gegelung sekunder, seperti yang pertama, boleh mempunyai panjang wayar (sebaiknya lebih panjang daripada 20 kaki, sekali lagi), dan tidak perlu jenis atau ketebalan yang sama. Walau bagaimanapun, sama seperti gegelung utama, ia mesti dibuat dari dawai magnet bersalut enamel, ia mesti mengeluarkan penebat dari setiap hujungnya, dan ukuran dan bentuknya kira-kira sama dengan gegelung pertama anda.

Setelah melengkapkan gegelung sekunder, ikat dan pasangkan LED anda padanya. Di sinilah wayar ganti dan / atau klip buaya mula berguna. Saya cukup bernasib baik kerana memiliki gegelung yang cukup tipis sehingga saya hanya dapat membungkus wayar di sekitar plumbum LED, tetapi jika gegelung saya terbuat dari wayar yang lebih tebal (seperti yang utama), lebih baik memasang LED ke dalamnya menggunakan wayar atau klip tembaga yang lebih nipis.

Pada penghujung hari, tidak kira sisi LED mana yang terpasang pada plumbum gegelung mana, selagi kedua hujung gegelung disambungkan dengan kuat dan selamat ke terminal mentol.

Langkah 4: Pendawaian Semuanya

Sekiranya anda belum melakukannya, keluarkan mentol pendarfluor dari lampu yang dikendalikan oleh bateri anda dan cari terminal yang sebelumnya disambungkan ke mentol. Pastikan pada masa ini untuk mematikan peranti. Arus tidak cukup kuat untuk mematikan, tetapi dapat memberi anda kejutan yang sangat menyakitkan jika anda menyentuh wayar kosong ke kedua terminal pada masa yang sama.

Setelah anda meletakkan terminal, pasangkan gegelung utama anda ke dalamnya, sambungkan satu plumbum ke satu terminal dan satu lagi ke terminal yang lain. Pastikan anda mempunyai sambungan yang selamat. Klip buaya dapat membuat keajaiban di sini, tetapi jika anda tidak mempunyai (seperti saya), anda boleh memasukkan baut besar ke terminal, atau anda juga boleh melekatkan kerajang aluminium ke hujung gegelung anda dan kemudian menempelkannya ke dalam sambungan. Walau bagaimana pun anda melakukannya, pastikan sambungan anda stabil dan stabil.

Beralih ke gegelung sekunder, anda tidak perlu berbuat banyak kecuali untuk memastikan bahawa ia disambungkan dengan selamat ke LED.

Langkah 5: Litar Beraksi

Yang perlu kita lakukan hanyalah menyalakannya! Pastikan sekali lagi semua sambungan anda baik, letakkan gegelung sekunder di atas gegelung utama dan putar suis untuk menyalakan 'lampu'. Anda mesti melihat LED anda hidup. Sekiranya tidak menyala, periksa sambungan anda sekali lagi. Ini adalah projek yang cukup memaafkan, dan oleh itu mungkin tidak akan lama bagi anda untuk menyelesaikan masalah masalah anda.

Semasa anda bereksperimen dengan litar, anda harus perhatikan bahawa anda boleh melepaskan gegelung sekunder anda dari gegelung utama dan LED akan tetap menyala. Ini membuktikan bahawa anda 'tanpa wayar' memindahkan kuasa. Cuba geser beberapa kertas, buku, atau objek bukan konduktif lain di antara kedua gegelung anda. Dalam kebanyakan kes (melainkan anda mempunyai buku yang sangat tebal) LED harus menyala. Dalam pengalaman saya sendiri dengan binaan projek ini yang lain, saya dapat meletakkan gegelung sekunder sejauh enam hingga lapan inci dari primer dan masih melihat cahaya samar yang datang dari LED.

Langkah 6: Bagaimana Ia Berfungsi

Pada dasarnya, peranti ini adalah apa yang kita panggil transformer teras udara. Transformer biasa (seperti yang ada di tiang kuasa, yang terdapat di pengecas telefon, dan lain-lain) terdiri daripada dua atau lebih gegelung dawai yang dililit sepotong besi. Apabila arus bolak-balik (AC) disalurkan melalui satu gegelung, ia menghasilkan medan magnet yang berpindah dengan cepat di seterika, yang kemudian mendorong arus pada gegelung dawai kedua. Ini adalah prinsip yang sama dengan penjana elektrik - bahawa medan magnet yang bergerak akan menyebabkan elektron bergerak dalam wayar.

Peranti kami berfungsi dengan cara yang sangat serupa (walaupun sedikit berbeza). Ternyata, setiap lampu pendarfluor yang dikendalikan oleh bateri mempunyai litar kecil di dalamnya yang mengambil DC voltan rendah (arus terus) dari bateri dan menaikkannya ke voltan yang jauh lebih tinggi, di suatu tempat berdasarkan beberapa ratus voltan. Tanpa voltan tinggi ini, tiub pendarfluor tidak dapat beroperasi. Untuk menjana voltan yang lebih tinggi ini, litar pemacu cahaya pendarfluor kita perlu menukar kuasa DC yang stabil dari bateri menjadi bentuk elektrik lain yang dikenali sebagai DC berdenyut. DC berdenyut bertindak sama seperti elektrik AC dalam transformer - sifat arus yang "berdenyut" pada asasnya menghasilkan medan magnet dalam wayar yang runtuh dan berubah ribuan kali setiap saat. DC berdenyut ini membolehkan transformer kecil yang tertanam dalam litar untuk meningkatkan kuasa dari enam atau dua belas volt hingga beberapa ratus. Tetapi kerana cara bekalan kuasa berfungsi, elektrik di terminal 'berdenyut' pada kadar beberapa ribu kali sesaat. Kita pada dasarnya dapat mengatakan bahawa elektrik voltan tinggi yang keluar dari peranti itu 'berdengung.'

Apabila daya DC berdenyut ini dimasukkan ke gegelung utama kita, ia menjadikan gegelung menjadi elektromagnet yang memproyeksikan medan magnet yang berubah dengan cepat. Semasa kita membawa gegelung sekunder kita dekat dengan yang utama, arus dihasilkan di dalamnya kerana medan magnet berdenyut. Arus ini kemudian melewati LED, menyebabkannya menyala. Semakin jauh dari gegelung utama yang diperoleh sekunder, semakin kurang kesan medan magnet padanya, dan semakin sedikit arus yang dihasilkan. Begitu juga, kesan ini dapat 'diatasi' dengan menambahkan lebih banyak wayar. Lebih banyak wayar bermaksud lebih banyak daya tarikan pada gegelung primer, dan lebih banyak wayar di gegelung sekunder bermaksud lebih banyak medan magnet itu dapat ditangkap.

Oleh kerana itu, kita dapat memanggil projek kita sebagai 'pengubah teras udara' kerana kita sedang membina peranti yang mempunyai dua gegelung - primer dan sekunder - dan berfungsi dari medan magnet berdenyut. Namun, tidak seperti transformer tradisional yang menggunakan besi untuk 'menghantar' medan magnet dari satu gegelung ke gegelung yang lain, kita tidak mempunyai apa-apa untuk membawa medan magnet. Oleh itu, kami mengatakan bahawa ia mempunyai 'inti udara.' Singkatnya, peranti kecil dan sederhana ini hanya menggunakan teknologi yang biasa seperti awan di langit.

Nikmati peranti pemindahan kuasa tanpa wayar anda, dan terima kasih kerana membaca!