Tesla -spoele in Solid State en hoe dit werk: 9 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Hoëspanning elektrisiteit kan GEVAARLIK wees; gebruik te alle tye behoorlike veiligheidsmaatreëls wanneer u met Tesla -spoele of ander hoogspanningsapparate werk, dus speel veilig of speel nie.

Tesla -spoele is 'n transformator wat werk volgens die selfresonerende ossillatorbeginsel, uitgevind deur Nicola Tesla, 'n Amerikaanse wetenskaplike in Serwië. Dit word hoofsaaklik gebruik om ultra hoë spanning, maar lae stroom, hoë frekwensie wisselstroom te produseer. Die Tesla -spoel bestaan uit twee groepe resonante stroombane wat gekoppel is, soms drie groepe. Nicola Tesla het 'n groot aantal konfigurasies van verskillende spoele probeer. Tesla het hierdie spoele gebruik om eksperimente uit te voer, soos elektriese beligting, röntgenstraling, elektroterapie en radio -energie -oordrag, die stuur en ontvang van seine.

Daar is werklik nie veel vordering in Tesla -spoele sedert hul uitvinding nie. Anders as vaste toestand -komponente, het Tesla -spoele in meer as 100 jaar nie veel verander nie. Omtrent meestal na onderwys en die speelgoed van die wetenskap, byna almal kan 'n kit aanlyn koop en 'n Tesla -spoel bou.

Hierdie instruksie handel oor die bou van 'n soliede Tesla -spoel van u eie, hoe dit werk, en wenke en truuks om probleme onderweg op te los.

Voorrade

12 volt kragtoevoer die SMP -toevoer wat ek gebruik het was 12 volt 4 ampère.

Torus Glue om die sekondêre spoel te monteer.

Termiese silikoonvet om die transistor aan die koellichaam te monteer.

Soldeer

Die gereedskap om die kit te monteer, soldeerbout en sysnyers.

Multimeter

Ossilloskoop

Stap 1: Elektromagnet

Om Tesla -spoele en transformators te verstaan, moet u elektromagnete verstaan. As 'n stroom (rooi pyl) op 'n geleier aangewend word, skep dit 'n magnetiese veld rondom die geleier. (Blou pyle) Gebruik die regterhandreël om die rigting van die vloei van die magnetiese velde te voorspel. Plaas u hand op die geleier met u duim in die rigting van die stroom en u vingers wys in die rigting van die magnetiese velde se vloei.

As u die geleier om 'n ysterhoudende metaal soos staal of yster vou, smelt die magnetiese velde van die opgerolde geleier saam en belyn, dit word 'n elektromagneet genoem. Die magnetiese veld beweeg vanaf die middel van die spoel en verdwyn aan die een kant van die elektromagneet om die buitekant van die spoel en in die teenoorgestelde kant terug na die middel van die spoel.

Magnete het 'n noord- en 'n suidpool, om te voorspel watter einde die noord- of suidpool in 'n spoel is, gebruik u weer die regterhandreël. Slegs hierdie keer met u regterhand op die spoel, wys u u vingers in die rigting van die stroom in die opgerolde geleier. (Rooi pyle) As u regterduim seep langs die spoel wys, moet dit na die noordelike punt van die magneet wys.

Stap 2: Hoe werk transformators

Hoe 'n wisselende stroom in 'n primêre spoel 'n stroom in 'n sekondêre spoel draadloos skep, word die wet van Lenz genoem.

Wikipedia

Alle spoele in 'n transformator moet in dieselfde rigting gewikkel word.

'N Spoel sal 'n verandering in 'n magnetiese weerstaan; veld, dus as AC of 'n polsende stroom op die primêre spoel toegedien word, skep dit 'n wisselende magnetiese veld in die primêre spoel.

As die fluktuerende magnetiese veld die sekondêre spoel bereik, skep dit 'n opponerende magnetiese veld en 'n opponerende stroom in die sekondêre spoel.

U kan die regterhandreël op die primêre spoel en die sekondêre gebruik om die uitset van die sekondêre te voorspel.

Afhangende van die aantal draaie op die primêre spoel en die aantal draaie op die sekondêre spoel, verander die spanning na 'n hoër of laer spanning.

As u dit moeilik vind om die positiewe en negatiewe op die sekondêre spoel te volg; dink aan die sekondêre spoel as 'n kragbron of 'n battery waar krag uitkom, en dink aan die primêre as 'n las waar krag verbruik word.

Tesla -spoele is lugkerntransformators, die magnetiese velde en stroom werk op dieselfde manier as yster- of ferrietkerntransformators.

Stap 3: Winding's

Alhoewel dit nie in die skematiese teken geteken is nie; die hoër sekondêre spoel van 'n Tesla -spoel in die korter primêre spoel, hierdie opstelling word 'n selfresonerende ossillator genoem.

Maak jou winding reg; beide die primêre en die sekondêre wikkeling moet in dieselfde rigting gewikkel word. Dit maak nie saak of jy die spoele met 'n regter draai of 'n linker draai draai nie, solank albei spole in dieselfde rigting gewikkel is.

As u die sekondêre wikkel, moet u seker maak dat u kronkels nie oorvleuel nie, of dat die oorvleueling 'n kort in die sekondêre kan veroorsaak.

Kruiswinding van die spoele kan veroorsaak dat die terugvoer van die sekondêre wat aan die basis van die transistor of die mosfet se hek is, die verkeerde polariteit het, en dit kan verhoed dat die kring ossilleer.

Die positiewe en negatiewe leidings van die primêre spoele word beïnvloed deur die draai in die kronkels. Gebruik die regterhandreël op die primêre spoel. Maak seker dat die noordpool van die primêre spoel na die bokant van die sekondêre spoel wys.

Deur die primêre spoel te bedraad, kan die terugvoer van die sekondêre wat aan die basis van die transistor of die mosfet se hek is, die verkeerde polariteit veroorsaak, en dit kan verhoed dat die kring ossilleer.

Solank die spoele in dieselfde rigting gewikkel is; versuim om te ossilleer om die bedrading van die primêre spoel oor te skakel, is meestal eenvoudig, maar draai die leidings van die primêre spoel om.

Stap 4: Hoe werk 'n Tesla -spoel in Solid State

Die basiese Tesla -spoel in vaste toestand kan so min as vyf dele bevat.

'N Kragbron; in hierdie skematiese 'n battery.

'N Weerstand; afhangende van die transistor, 'n 1/4 watt 10 kΩ en hoër.

'N NPN -transistor met 'n koellichaam, die transistor op hierdie stroombane is geneig om warm te word.

'N Primêre spoel van 2 of meer draaie draai in dieselfde rigting as die sekondêre spoel.

'N Sekondêre spoel tot 1 000 draaie of meer 41 AWG wond in dieselfde rigting as die primêre.

Stap 1. As die eerste keer krag toegepas word op 'n basiese Tesla -spoel in vaste toestand, is die transistor in die stroombaan oop of af. Krag gaan deur die weerstand na die transistors basis wat die transistor sluit en dit aanskakel sodat stroom deur die primêre spoel kan vloei. Die huidige verandering is nie onmiddellik nie; dit neem 'n kort tyd voordat die stroom van nulstroom na maksimum stroom gaan, dit word stygtyd genoem.

Stap 2. Terselfdertyd gaan die magnetiese veld in die spoel van nul na 'n veldveldsterkte. Terwyl die magnetiese veld toeneem in die primêre spoel, weerstaan die sekondêre spoel die verandering, wat 'n opponerende magnetiese veld en 'n opponerende stroom in die sekondêre spoel veroorsaak.

Stap 3. Die sekondêre spoel word vasgemaak aan die basis van die transistor, sodat die stroom in die sekondêre spoel (terugvoer) die stroom van die transistors basis sal wegtrek. Dit maak die transistor oop deur die stroom na die primêre spoel af te skakel. Net soos die stygingstyd is die huidige verandering nie onmiddellik nie. Dit neem 'n kort tydjie voordat die stroom en die magnetiese veld van maksimum tot nul gaan, dit word val tyd genoem.

Dan terug na stap 1.

Hierdie tipe stroombaan word 'n selfregulerende ossilleringskring genoem, of 'n resonante ossillator. Hierdie tipe ossillator word in frekwensie beperk deur die vertragingstye van die stroombaan en die transistor of mosfet. (Stygtyd Val tyd en plato tyd)

Stap 5: Doeltreffendheid

Hierdie stroombaan is nie baie doeltreffend nie, wat 'n vierkantgolf lewer, die primêre spoel produseer slegs 'n stroom in die sekondêre spoel tydens die magnetiese velde wat oorgaan van nulveldsterkte na volle veldsterkte en terug na nulveldsterkte, wat die stygingstyd en die val tyd. Tussen die stygtyd en die val tyd is daar 'n plato met die transistor toe of aan en die transistor oop of af. As die transistor van die plateau af is, gebruik die plato nie stroom nie, maar as die transistor op die plato is, gebruik en mors dit stroom om die transistor te verhit.

U kan die vinnigste skakeltransistor gebruik wat u kan kry. Met hoër frekwensies kan die magnetiese veld meer oorgaan as wat dit plat is, wat die Tesla -spoel doeltreffender maak. Dit sal die transistor egter nie verhinder om op te warm nie.

Deur 'n 3 volt LED by die transistors basis te voeg, verleng dit die styging en val tye, sodat die transistors meer 'n driehoekgolf as 'n vierkantgolf is.

Daar is twee ander dinge wat u kan doen om te voorkom dat die transistor oorverhit word. U kan 'n koellichaam gebruik om die oortollige hitte te verwyder. U kan 'n transistor met 'n hoë watt gebruik, sodat die transistor nie te veel werk nie.

Stap 6: Mini Tesla -spoel

Ek het hierdie 12 Volt Mini Tesla Coil by 'n aanlyn handelaar gekry.

Die kit ingesluit:

1 x PVC -bord

1 x Monolitiese kapasitor 1nF

1 x 10 kΩ weerstand

1 x 1 kΩ weerstand

1 x 12V -aansluiting

1 x Koelbak

1 x Transistor BD243C

1 x Sekondêre spoel 333 draaie

1 x bevestigingsskroef

2 x Led

1 x neonlamp

Die kit bevat nie:

12 volt kragtoevoer die SMP -toevoer wat ek gebruik het was 12 volt 4 ampère.

Torus

Plak om die sekondêre spoel vas te plak.

Termiese silikoonvet om die transistor aan die koellichaam te monteer.

Soldeer

Stap 7: Toets

Nadat ek die Mini Tesla Coil bymekaargemaak het, het ek dit getoets op 'n neonlamp, 'n CFL (kompakte fluorescerende lig) en 'n fluorescerende buis. Die ark was klein en solank ek dit binne 'n 1/4 duim sit, verlig dit alles waarop ek dit probeer het.

Die transistor word baie warm, so moenie aan die koeler raak nie. 'N Tesla -spoel van 12 volt behoort 'n 65 watt -transistor nie baie warm te maak nie, tensy u die maksimum parameters van die transistors nader.

Stap 8: kragverbruik

Die BD243C transistor is 'n NPN, 65 watt 100 volt 6 amp 3 MHz transistor, by 12 volt behoort dit nie meer as 5,4 ampère te trek om nie 65 watt te oorskry nie.

Toe ek die stroom by die aanvang nagaan, was dit 1 ampère, nadat ek 'n minuut hardloop, het die stroom tot 0,75 ampère gedaal. Met 12 volt wat die dryfkrag van 9 tot 12 watt maak, ver onder die 65 watt waarvoor die transistor gegradeer is.

Toe ek kyk of die transistors styg- en daaltye kry, kry ek 'n driehoekgolf wat amper altyd in beweging is, wat dit 'n baie doeltreffende stroombaan maak.

Stap 9: Laai bo -op

Met topvragte kan die lading opbou in plaas van net in die lug te bloei, wat u 'n groter kragopbrengs gee.

Sonder 'n boonste vrag kom die ladings op die puntige punte van die draad en bloei in die lug.

Die beste topvragte is rond soos 'n Torus of 'n bol, sodat daar geen punte wat die lading in die lug uitblaas nie.

Ek het my boonste vrag gemaak van 'n bal wat ek van 'n muis gered het en dit bedek met aluminiumfoelie, dit was nie heeltemal glad nie, maar dit werk goed. Nou kan ek 'n CFL tot 'n sentimeter verder verlig.