1891 m. Sukurta Nikola Tesla, „Tesla“ritė buvo sukurta atlikti eksperimentus kuriant aukštos įtampos elektros iškrovas. Jį sudaro maitinimo šaltinis, kondensatorius ir ritės transformatorius, kad įtampos smailės būtų pakaitomis tarp dviejų, ir elektrodai nustatyti taip, kad tarp jų per orą šokteli kibirkštys. „Tesla“ritė, naudojama nuo dalelių greitintuvų iki televizorių ir žaislų, gali būti pagaminta iš elektronikos parduotuvių įrangos arba iš perteklinių medžiagų. Šiame straipsnyje aprašoma, kaip sukurti kibirkštinio tarpo „Tesla“ritę, kuri skiriasi nuo kietojo kūno „Tesla“ritės ir negali leisti muzikos.
Žingsniai
1 dalis iš 2: „Tesla“ritės planavimas
1 žingsnis. Prieš statydami apsvarstykite „Tesla“ritės dydį, vietą ir galios reikalavimus
Galite sukurti tiek didelę „Tesla“ritę, kiek leidžia jūsų biudžetas; tačiau į žaibą panašios kibirkštys „Tesla“ritės generuoja šilumą ir plečia orą aplink jas (iš esmės sukuria perkūniją). Jų elektros laukai taip pat gali sugriauti elektroninius prietaisus, todėl tikriausiai norėsite pastatyti ir paleisti „Tesla“ritę atokioje vietoje, pavyzdžiui, garaže ar kitoje dirbtuvėje. Taip pat norėsite apsvarstyti, ar prasmingiau kurti „Tesla“ritę iš komplekto, ar surinkti medžiagas nuo nulio. Abu turi privalumų ir trūkumų išlaidų, statybos laiko, pagalbos išteklių ir patikimumo srityse.
Norėdami išsiaiškinti, kokį didelį kibirkšties tarpą galite sutalpinti arba kiek energijos jums reikia, kad jis veiktų, padalinkite kibirkštinio tarpo ilgį coliais iš 1,7 ir kvadratą, kad nustatytumėte įėjimo galią vatais. (Ir atvirkščiai, norėdami rasti kibirkštinio tarpo ilgį, padauginkite kvadratinę šaknies galią vatais iš 1,7.) „Tesla“ritė, sukurianti 1,5 colio (60 colių) (150 cm) kibirkšties tarpą, reikalauja 1,246 vatų. („Tesla“ritė, naudojant 1 kilovato galios šaltinį, sukeltų beveik 54 colių arba 1,37 metro kibirkšties tarpą.)
2 žingsnis. Išmokite terminijos
Projektuojant ir statant „Tesla“ritę reikia suprasti tam tikrus mokslinius terminus ir matavimo vienetus. Norėdami tinkamai pagaminti „Tesla“ritę, turėsite suprasti jų paskirtį ir funkciją. Štai keletas terminų, kuriuos turite žinoti:
- Talpa yra gebėjimas išlaikyti elektros krūvį arba tam tikros įtampos saugomą elektros krūvio kiekį. (Prietaisas, skirtas elektros krūviui laikyti, vadinamas kondensatoriumi.) Talpos matavimo vienetas yra faradas (sutrumpintai „F“). Faradas apibrėžiamas kaip 1 ampero sekundė (arba kulonas) vienam voltui. Paprastai talpa matuojama mažesniais vienetais, tokiais kaip mikrofaradas (sutrumpintai „uF“), milijonoji farado dalis arba pikofaradas (sutrumpintas pF ir kartais skaitomas kaip „puffas“), trilijoninė farado dalis.
- Induktyvumas arba saviinduktyvumas yra tai, kiek elektros grandinė turi įtampą pagal grandinės srovės kiekį. (Aukštos įtampos elektros linijos, turinčios aukštą įtampą, bet mažą srovę, turi didelį induktyvumą.) Induktyvumo matavimo vienetas yra Henris (sutrumpintai „H“). Henris apibrėžiamas kaip 1 volto sekundė vienam amperui srovės. Paprastai induktyvumas matuojamas mažesniais vienetais, tokiais kaip milihenrija (sutrumpintai „mH“), tūkstantoji Henrio dalis arba mikrohenry (sutrumpintai „uH“) - milijonoji Henrio dalis.
- Rezonansinis dažnis arba rezonanso dažnis yra dažnis, kuriuo atsparumas energijos perdavimui yra minimalus. („Tesla“ritės atveju tai yra optimaliausias elektros energijos perdavimo tarp pirminės ir antrinės ritės taškas.) Rezonansinio dažnio matavimo vienetas yra hercas (sutrumpintai „Hz“), apibrėžiamas kaip 1 ciklas per sekundę. Dažniau rezonansinis dažnis matuojamas kilohercais (sutrumpintai „kHz“), o kilohercas yra lygus 1000 hercų.
Žingsnis 3. Surinkite reikalingas dalis
Jums reikės maitinimo transformatoriaus, didelės talpos pirminio kondensatoriaus, kibirkštinio tarpo agregato, mažo induktyvumo pirminės induktoriaus ritės, didelio induktyvumo antrinės induktoriaus ritės, mažos talpos antrinio kondensatoriaus ir kažko, kas slopintų arba užspringtų, aukšto dažnio triukšmo impulsai, susidarantys veikiant „Tesla“ritinei. Daugiau informacijos apie dalis rasite kitame skyriuje „Tesla ritės gamyba“.
Maitinimo šaltinis/transformatorius maitina droselius į pirminę arba bako grandinę, jungiančią pirminį kondensatorių, pirminę induktoriaus ritę ir kibirkštinio tarpo mazgą. Pirminio induktoriaus ritė yra greta, bet ne prijungta prie antrinės grandinės induktoriaus ritės, kuri yra prijungta prie antrinio kondensatoriaus. Kai antrinis kondensatorius sukaupia pakankamą elektros krūvį, elektros srautai (žaibai) iš jo išsikrauna
2 dalis iš 2: „Tesla“ritės gamyba
Žingsnis 1. Pasirinkite maitinimo transformatorių
Maitinimo transformatorius nustato, kokio dydžio galite pagaminti „Tesla“ritę. Dauguma „Tesla“ritinių veikia su transformatoriumi, kurio įtampa yra nuo 5 000 iki 15 000 voltų esant srovei nuo 30 iki 100 miliamperų. Galite įsigyti transformatorių iš kolegijos pertekliaus parduotuvės arba iš interneto arba transformuoti transformatorių iš neoninio ženklo.
Žingsnis 2. Padarykite pirminį kondensatorių
Geriausias būdas sukurti šį kondensatorių yra nuosekliai sujungti keletą mažų kondensatorių, kad kiekvienas kondensatorius valdytų vienodą visos pirminės grandinės įtampos dalį. (Tam reikia, kad kiekvienas atskiras kondensatorius turėtų tą pačią talpą kaip ir kiti serijos kondensatoriai.) Šio tipo kondensatoriai vadinami kelių mini kondensatoriais arba MMC.
- Mažus kondensatorius ir su jais susijusius išleidimo rezistorius galima įsigyti elektronikos prekių parduotuvėse arba galite ieškoti keraminių kondensatorių iš senų televizorių. Taip pat galite pagaminti kondensatorius iš polietileno ir aliuminio folijos lakštų.
- Siekiant maksimaliai padidinti galią, pirminis kondensatorius turėtų sugebėti pasiekti visą savo talpą kiekvieną jam tiekiamos galios dažnio pusę. (60 Hz maitinimo šaltiniui tai reiškia 120 kartų per sekundę.)
Žingsnis 3. Suprojektuokite kibirkštinio tarpo mazgą
Jei planuojate vieną kibirkšties tarpą, jums reikės metalinių varžtų, kurių storis ne mažesnis kaip 6 milimetrai (ketvirtadalio colio), kad jie tarnautų kaip kibirkšties tarpas, kad atlaikytų šilumą, kurią sukelia kibirkštis. Taip pat galite nuosekliai sujungti kelis kibirkščių tarpus, naudoti sukamąjį kibirkšties tarpą arba išpūsti suspaustą orą tarp kibirkščių, kad temperatūra būtų mažesnė. (Orui pūsti galima naudoti seną dulkių siurblį.)
Žingsnis 4. Sukurkite pirminę induktoriaus ritę
Pati ritė bus pagaminta iš vielos, tačiau jums reikės kažko, kas apvyniotų vielą spiralės pavidalu. Viela turėtų būti emaliuota varinė viela, kurią galite įsigyti iš elektros tiekimo parduotuvės arba kanibalizuodami išmesto prietaiso išleidimo laidą. Objektas, kuriuo apvyniojate laidą, gali būti cilindrinis, pavyzdžiui, kartoninis arba plastikinis vamzdelis, arba kūginis, pavyzdžiui, senas abažūris.
Laido ilgis lemia pirminės ritės induktyvumą. Pirminė ritė turi būti mažo induktyvumo, todėl ją sukursite palyginti nedaug. Pirminiam ritiniui galite naudoti nenutrūkstamas vielos dalis, kad prireikus galėtumėte sukabinti dalis, kad būtų galima reguliuoti induktyvumą
5 veiksmas. Prijunkite pirminį kondensatorių, kibirkštinio tarpo mazgą ir pirminę induktoriaus ritę
Tai užbaigia pirminę grandinę.
Žingsnis 6. Sukurkite antrinę induktoriaus ritę
Kaip ir pirminės ritės atveju, jūs apvyniojate vielą aplink cilindrinę formą. Antrinė ritė turi turėti tokį patį rezonansinį dažnį kaip ir pirminė ritė, kad „Tesla“ritė veiktų efektyviai. Tačiau antrinė ritė turi būti aukštesnė/ilgesnė už pirminę ritę, nes jos induktyvumas turi būti didesnis nei pirminės ritės, taip pat, kad būtų išvengta bet kokios elektros iškrovos iš antrinės grandinės, kad ji pradėtų veikti ir kepti.
Jei trūksta medžiagų, kad antrinė ritė būtų pakankamai aukšta, galite tai kompensuoti pastatydami smūgio bėgelį (iš esmės žaibolaidį), kad apsaugotumėte pirminę grandinę, tačiau tai reiškia, kad didžioji dalis „Tesla“ritės išmetimų nukentės nuo smūgio bėgio ir nešokti ore
Žingsnis 7. Padarykite antrinį kondensatorių
Antrinis kondensatorius arba išleidimo gnybtas gali būti bet kokios apvalios formos, o 2 populiariausi yra torus (žiedo ar spurgos forma) ir sfera.
Žingsnis 8. Antrinį kondensatorių pritvirtinkite prie antrinės induktoriaus ritės
Tai užbaigia antrinę grandinę.
Jūsų antrinė grandinė turėtų būti įžeminta atskirai nuo jūsų buitinių grandinių, tiekiančių transformatorių, įžeminimo, kad elektros srovė nepatektų iš „Tesla“ritės į žemę jūsų buitinėms grandinėms ir galbūt keptų bet ką, prijungtą prie tų lizdų. Metalinis smaigalys į žemę yra geras būdas tai padaryti
Žingsnis 9. Sukurkite impulsinius droselius
Droseliai yra paprasti, maži induktoriai, neleidžiantys kibirkštinio tarpo mazgo impulsams sugadinti maitinimo transformatorių. Jūs galite tai padaryti, apvynioję ploną varinę vielą aplink siaurą vamzdelį, pavyzdžiui, vienkartinį tušinuką.
Žingsnis 10. Surinkite komponentus
Padėkite pirminę ir antrinę grandines viena šalia kitos ir per droselius prijunkite maitinimo transformatorių prie pirminės grandinės. Kai prijungsite transformatorių, „Tesla“ritė bus paruošta veikti.
Jei pirminė ritė yra pakankamai didelio skersmens, antrinę ritę galima nustatyti jos viduje
Patarimai
- Norėdami kontroliuoti srauto, išsiveržiančio iš antrinio kondensatoriaus, kryptį, padėkite metalinius daiktus šalia kondensatoriaus, bet nelieskite jo. Srautuvas lanku nuo kondensatoriaus iki objekto. Jei objekte yra lemputė, pvz., Kaitrinė lemputė ar liuminescencinis vamzdis, iš „Tesla“ritės sklindanti elektros energija jį užsidegs.
- Norint suprojektuoti ir sukurti veiksmingą „Tesla“ritę, reikia dirbti su gana sudėtingomis matematinėmis lygtimis. Laimei, jūs galite lengvai rasti tinkamas lygtis ir internetinius skaičiuotuvus, kad atliktumėte matematiką.
Įspėjimai
- Kietieji neoninių ženklų transformatoriai, tokie kaip neseniai pagaminti, paprastai turi įžeminimo grandinės pertraukiklį; todėl jie negalės valdyti ritės.
- „Tesla“ritės pagaminimas nėra lengva užduotis, nebent jau turite tam tikrų inžinerijos ir elektronikos žinių.
- Kondensatorius, naudojamas „Tesla“ritėms ir kitiems aukštos įtampos bei jonų generatoriams ar tokiems prietaisams kaip „Lifter“, gali akumuliuoti ir išlaikyti didžiulį elektros energijos kiekį ir akimirksniu išleisti visą energiją. Būkite labai atsargūs ir neleiskite vaikams ar niekam, kas nėra tinkamai apmokytas saugos, liesti ar dirbti.
