סלילי טסלה של מצב מוצק ואופן עבודתם: 9 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

חשמל במתח גבוה יכול להיות מסוכן, השתמש באמצעי בטיחות נאותים בכל עת בעבודה עם סלילי טסלה או כל מכשיר מתח גבוה אחר, אז שחק בטוח או אל תשחק.

סלילי טסלה הם שנאי הפועל על פי עקרון מתנד מהדהד עצמי, שהומצא על ידי ניקולה טסלה מדען אמריקאי בסרביה. הוא משמש בעיקר לייצור מתח גבוה במיוחד, אך זרם נמוך, בתדר גבוה. סליל טסלה מורכב משתי קבוצות של מעגלי תהודה מצמידים, לפעמים שלוש קבוצות מצומדות. ניקולה טסלה ניסה מספר רב של תצורות של סלילים שונים. טסלה השתמשה בסלילים אלה לביצוע ניסויים, כגון תאורה חשמלית, רנטגן, אלקטרותרפיה ושידור אנרגיית רדיו, שידור וקליטה של אותות רדיו.

באמת לא חלה התקדמות רבה בסלילי טסלה מאז שהומצאה. מלבד רכיבי מצב מוצק סלילי טסלה לא השתנו הרבה במשך יותר מ -100 שנה. נדחק בעיקר לחינוך ולצעצועי המדע כמעט כל אחד יכול לקנות ערכה און לבנות סליל טסלה.

מדריך זה עוסק בבניית סליל טסלה משלך, כיצד הם פועלים וטיפים וטריקים לפתרון בעיות בדרך.

אספקה

ספק כוח 12 וולט אספקת ה- SMP בה השתמשתי הייתה 12 וולט 4 אמפר.

טורוס דבק להרכבת הסליל המשני.

גריז סיליקון תרמי להרכבת הטרנזיסטור לגוף החום.

לְרַתֵך

הכלים להרכבת הערכה, מלחם וחותכי צד.

מולטימטר

אוֹסְצִילוֹסקוּפּ

שלב 1: אלקטרומגנט

כדי להבין סלילי ושנאים של טסלה אתה צריך להבין אלקטרומגנטים. כאשר זרם, (חץ אדום) מוחל על מוליך הוא יוצר שדה מגנטי סביב המוליך. (חצים כחולים) כדי לחזות את כיוון זרימת השדות המגנטיים השתמשו בכללי יד ימין. הנח את ידך על המוליך כאשר האגודל שלך מצביע לכיוון הזרם ואצבעותיך יפנו לכיוון זרימת השדות המגנטיים.

כאשר אתה עוטף את המוליך סביב מתכת ברזלית כמו פלדה או ברזל, השדות המגנטיים של המוליך הסליל מתמזגים ומתיישרים, זה נקרא אלקטרומגנט. השדה המגנטי עובר ממרכז הסליל מתעלף מקצה אחד של האלקטרומגנט סביב החלק החיצוני של הסליל ובקצה הנגדי חזרה למרכז הסליל.

למגנטים יש קוטב צפוני ודרומי, כדי לנבא איזה קצה הוא קוטב צפון או דרום בסליל, שוב אתה משתמש בכלל היד הימנית. רק הפעם כאשר יד ימין על הסליל, הצבעו את אצבעותיכם לכיוון הזרימה הנוכחית במוליך הסליל. (חצים אדומים) כאשר האגודל הימני שלך מצביע לאורך המיטה לאורך הסליל, הוא אמור להצביע על הקצה הצפוני של המגנט.

שלב 2: כיצד עובדים רובוטריקים

כיצד זרם משתנה בסליל ראשי יוצר זרם בסליל משני אלחוטית נקרא חוק לנץ.

ויקיפדיה

כל הסלילים בשנאי צריכים להיפצע באותו כיוון.

סליל יתנגד לשינוי במגנטי; כך שכאשר AC או זרם פועם מוחל על הסליל הראשוני, הוא יוצר שדה מגנטי משתנה בסליל הראשוני.

כאשר השדה המגנטי המשתנה מגיע לסליל המשני הוא יוצר שדה מגנטי נגדי וזרם מנוגד בסליל המשני.

אתה יכול להשתמש בכלל היד הימנית על הסליל הראשי והמשני כדי לחזות את תפוקת המשנית.

בהתאם למספר הסיבובים בסליל הראשי, ומספר הסיבובים בסליל המשני, המתח משתנה למתח גבוה או נמוך יותר.

אם קשה לך לעקוב אחר החיובי והשלילי בסליל המשני; תחשוב על הסליל המשני כמקור כוח או סוללה שבה חשמל יוצא, וחשוב על העיקרי כעל עומס שבו צריכת החשמל נמשכת.

סלילי טסלה הם שנאי ליבות אוויר, השדות המגנטיים והזרם פועלים באותו אופן כמו שנאי ליבה מברזל או פריט.

שלב 3: התפתלות

למרות שזה לא מצויר בסכימה; הסליל המשני הגבוה יותר של סליל טסלה נמצא בתוך הסליל הראשי הקצר יותר, התקנה זו נקראת מתנד מהדהד עצמי.

קבל את הפיתול שלך נכון; הפתיחה העיקרית והמשנית צריכות להיפצע באותו כיוון. זה לא משנה אם אתה מסובב את הסלילים עם סיבוב יד ימין או סיבוב של יד שמאל כל עוד שני הסלילים פצועים באותו כיוון.

בעת פיתול המשנית וודא שהסלילים שלך לא חופפים או שחפיפה עלולה לגרום לקצר במשנית.

סלילת צולבים של הסלילים עלולה לגרום למשוב מהמשנה הקשור לבסיס הטרנזיסטור או לשער המוספט להיות הקוטביות הלא נכונה וזה יכול למנוע את תנודות המעגל.

סלילי הראשי החיוביים והשליליים מושפעים מהטוויסט של המפותלים. השתמש בכללי יד ימין על הסליל הראשי. ודא שהקוטב הצפוני של הסליל הראשי מצביע כלפי החלק העליון של הסליל המשני.

חיווט חוצה את הסליל הראשי יכול לגרום למשוב מהמשנה הקשור לבסיס הטרנזיסטור או לשער המוספט להיות הקוטביות הלא נכונה וזה יכול למנוע את תנודות המעגל.

כל עוד הסלילים פצועים באותו כיוון; כישלון להתנדנד לעשות לחצות את הסליל הראשי הוא תיקון קל רוב הזמן, פשוט הפוך את ההובלות של הסליל הראשי.

שלב 4: כיצד פועל סליל טסלה של מצב מוצק

סליל טסלה הבסיסי של מצב מוצק יכול להכיל עד חמישה חלקים.

מקור כוח; בסכימה זו סוללה.

נגד; תלוי בטרנזיסטור 1/4 וואט 10 kΩ ומעלה.

טרנזיסטור NPN עם גוף קירור, הטרנזיסטור במעגלים אלה נוטה להתחמם.

סליל ראשי מ -2 או יותר סיבובים פצוע באותו כיוון כמו הסליל המשני.

סליל משני עד 1, 000 סיבובים או יותר 41 AWG פצע באותו כיוון כמו הראשי.

שלב 1. כאשר החשמל מופעל לראשונה על סליל טסלה בסיסי של מצב מוצק הטרנזיסטור במעגל פתוח או כבוי. הכוח עובר דרך הנגד לבסיס הטרנזיסטורים שסוגרים את הטרנזיסטור ומפעילים אותו ומאפשר זרם לזרום דרך הסליל הראשי. השינוי הנוכחי אינו מיידי, לוקח זמן קצר עד שהזרם עובר מזרם אפסי לזרם מרבי, זה נקרא זמן עלייה.

שלב 2. במקביל השדה המגנטי בסליל עובר מאפס לכוח שדה כלשהו. בעוד שהשדה המגנטי גדל בסליל הראשוני, הסליל המשני מתנגד לשינוי הקשור ליצירת שדה מגנטי נגדי וזרם מנוגד בסליל המשני.

שלב 3. הסליל המשני נקשר לבסיס הטרנזיסטור כך שהזרם בסליל המשני, (משוב) ימשוך את הזרם מבסיס הטרנזיסטורים. זה יפתח את הטרנזיסטור כבוי את הזרם לסליל הראשי. בדומה לזמן העלייה השינוי הנוכחי אינו מיידי. לוקח זמן קצר עד שהזרם והשדה המגנטי עוברים ממקסימום לאפס, זה נקרא זמן נפילה.

ואז לחזור לשלב 1.

מעגל מסוג זה נקרא מעגל נדנוד המווסת את עצמו, או מתנד תהודה. סוג זה של מתנד מוגבל בתדירותו על ידי זמני העיכוב של המעגל והטרנזיסטור או מוספת. (זמן עליית זמן נפילה וזמן הרמה)

שלב 5: יעילות

מעגל זה אינו יעיל במיוחד, ומייצר גל מרובע, הסליל הראשוני מייצר רק זרם בסליל המשני במהלך השדות המגנטיים שעוברים מעוצמת שדה אפס לחוזק השדה המלא וחזרה לאפס חוזק השדה, שנקרא זמן העלייה וה זמן נפילה. בין זמן העלייה לזמן הנפילה יש רמה עם הטרנזיסטור סגור או דולק והטרנזיסטור פתוח או כבוי. כאשר הטרנזיסטור נמצא מחוץ לרמה הרמה אינה משתמשת בזרם, אולם כאשר הטרנזיסטור נמצא על הרמה משתמשים בחימום זרם ובזבוז של הטרנזיסטור.

אתה יכול להשתמש בטרנזיסטור המיתוג המהיר ביותר שאתה יכול להשיג. עם תדרים גבוהים יותר השדה המגנטי יכול לעבור יותר משהוא מרמה, מה שהופך את סליל טסלה ליעיל יותר. אולם זה לא ימנע מהטרנזיסטור להתחמם.

על ידי הוספת נורית 3 וולט לבסיס הטרנזיסטורים היא מרחיבה את זמני העלייה והירידה והופכת את הטרנזיסטורים לפעולה יותר של גל משולש מאשר גל מרובע.

ישנם שני דברים נוספים שאתה יכול לעשות כדי למנוע מהטרנזיסטור להתחמם יתר על המידה. אתה יכול להשתמש בגוף קירור כדי לפזר את החום העודף. אתה יכול להשתמש בטרנזיסטור בהספק גבוה כדי שהטרנזיסטור לא יעבוד יתר על המידה.

שלב 6: סליל מיני טסלה

קיבלתי סליל מיני טסלה 12 וולט זה מסוחר מקוון.

הערכה כללה:

1 x לוח PVC

1 x קבל מונוליטי 1nF

נגד 10 kΩ

1 x 1 kΩ נגד

1 x 12V שקע חשמל

1 x גוף קירור

1 x טרנזיסטור BD243C

1 x סליל משני 333 סיבובים

1 x בורג קיבוע

2 x לד

1 x מנורת ניאון

הערכה אינה כוללת:

ספק כוח 12 וולט אספקת ה- SMP בה השתמשתי הייתה 12 וולט 4 אמפר.

בֶּלֶט

דבק להרכבת הסליל המשני.

גריז סיליקון תרמי להרכבת הטרנזיסטור לגוף החום.

לְרַתֵך

שלב 7: בדיקה

לאחר הרכבת הסליל מיני טסלה בדקתי אותו על מנורת ניאון, CFL (אור פלורסנט קומפקטי), וצינור פלורסנט. הארון היה קטן וכל עוד אני שם אותו בתוך 1/4 אינץ 'הוא מאיר את כל מה שניסיתי עליו.

הטרנזיסטור מתחמם מאוד אז אל תיגע בגוף החום. סליל טסלה 12 וולט לא אמור לגרום לטרנזיסטור של 65 וואט להיות חם מאוד אלא אם תתקרבו לפרמטרים המרביים של הטרנזיסטורים.

שלב 8: שימוש בחשמל

הטרנזיסטור BD243C הוא טרנזיסטור NPN, 65 וואט, 100 וולט 6 אמפר, 3 מגה -הרץ, ב -12 וולט הוא לא אמור למשוך יותר מ -5.4 אמפר שלא יעלה על 65 וואט.

כשבדקתי את הזרם בעת ההפעלה הוא היה 1 אמפר, לאחר ריצה במשך דקה הזרם ירד ל -0.75 אמפר. בעוצמה של 12 וולט שהופכת את כוח ההפעלה ל -9 עד 12 וואט, הרבה מתחת ל -65 וואט שהטרנזיסטור מדורג עבורו.

כשבדקתי את הטרנזיסטורים עולים ויורדים אני מקבל גל משולש שכמעט תמיד בתנועה מה שהופך אותו למעגל יעיל מאוד.

שלב 9: טעינה עליונה

עומסים גבוהים מאפשרים להצטבר המטען במקום רק לדמם לאוויר ולתת לך תפוקת הספק גדולה יותר.

ללא עומס עליון המטענים נאספים על קצות החוט המחודדים ומדממים לאוויר.

העומסים העליונים הטובים ביותר הם עגולים כמו טורוס או כדורים, כך שאין נקודות מדממות מהמטען לאוויר.

עשיתי את העומס העליון שלי מכדור שהצלתי מעכבר וכיסיתי אותו ברדיד אלומיניום, הוא לא היה חלק לחלוטין אבל הוא עבד היטב. עכשיו אני יכול להדליק CFL במרחק של עד סנטימטר.