העברת חשמל אלחוטית בסיסית: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

לפני כמאה שנים, מדען מטורף שהקדים את זמנו הקים מעבדה בקולורדו ספרינגס. הוא היה מלא בטכנולוגיה האקסצנטרית ביותר, החל משנאים מאסיביים ועד מגדלי רדיו ועד סלילי ניצוץ שיצרו ברגי חשמל באורך עשרות רגל. המעבדה לקחה חודשים להקמתה, ייצגה השקעה משמעותית, והיא מומנה על ידי אדם שלא היה ידוע בדיוק כעשיר במיוחד. אבל מה הייתה מטרת הדבר? בפשטות, המדען המטורף התכוון לפתח שיטה להעברת חשמל ישירות דרך האוויר. האיש החלוץ דמיין עולם בו לא יהיה לנו צורך בעשרות אלפי קילומטרים של קווי חשמל, אין צורך במיליוני טונות של חוט נחושת, ואין צורך בשנאים יקרים ובמדדי כוח.

הממציא הנודע ניקולה טסלה היה אדם שזוהרו דחף את מדע החשמל והמגנטיות קדימה שנים רבות. המצאות כמו מנוע AC, מכונות נשלטות באמצעות רדיו ותשתיות החשמל המודרניות ניתן לעקוב אחריו. אולם למרות השפעתו העמוקה, טסלה מעולם לא הצליחה לפתח אמצעי להעברת כוח ללא חוטים במעבדתו בקולורדו. או שאם הוא עשה זאת, או שזה לא היה מעשי או שפשוט היו חסרים לו האמצעים לפתח את זה לבגרות. אף על פי כן, מורשתו ההמצאה חיה, ולמרות שאולי איננו משוחררים מהנטל של רשתות חשמל מאסיביות כיום, יש לנו את הטכנולוגיה לשלוח חשמל למרחקים קצרים ללא חוטים. למעשה, טכנולוגיה כזו זמינה בחנות אלקטרוניקה הקרובה אליך.

במדריך זה נתכנן ונבנה התקני העברת חשמל מיניאטוריים משלנו.

שלב 1: חומרים

מעט חומרים דרושים לבניית מכשיר פשוט זה. הם מפורטים להלן.

1. מנורת פלורסנט המופעלת באמצעות סוללה. אלה ניתן לרכוש בחנות וול מארט המקומית, דולר ג'נרל או בחנות חומרה תמורת כמה דולרים בלבד. כל אחד מהם יעשה זאת, אך נסה בכל כוחך לבחור אחד שבו תוכל להגיע בקלות ולנתק את צינור הניאון משקעו.

2. חוט מגנט מצופה אמייל. תצטרך כמה עשרות מטרים של חוט לפרויקט זה. ככל שיש לך יותר, כך ייטב. בנוסף, עדיף להשתמש בחוט דק יותר, שכן יותר חוט ארוז לחלל קטן יותר ישווה טווח ויעילות גדולים יותר. הבחירה שלי בחוט כאן היא לא אידיאלית - הייתי מעדיפה שהוא יהיה דק יותר - אבל זה היה כל מה שהיה לי בהישג יד כשעיצבתי את הפרויקט הזה.

3. חוט נחושת חילוף. זה לא הכרחי, אבל זה עוזר מאוד. אם במקרה יש לך קליפים של תנין (רצוי ארבעה מהם), אתה במצב טוב עוד יותר.

4. LED. כל LED יעשה את העבודה, אבל עבור יישום זה, בהיר הוא בדרך כלל טוב יותר. הצבע לא משנה, מכיוון שהמתח המסופק על ידי המכשיר יהיה יותר ממספיק להדלקת כל צבע של LED. אין צורך בנגדים.

5. (לא בתמונה) - נייר זכוכית, סוללת תא C או D, ומצית. דברים אלה אינם הכרחיים להצלחת הפרויקט, אך הם יועילו כשאתה בונה את החלקים השונים של מכשיר החשמל האלחוטי.

שלב 2: הסליל הראשי

כדי להתחיל, התחל בלקיחת קטע של חוט מגנט (בכל מקום בין עשרים לחמישים רגל, תלוי בעובי החוט) וסובב אותו לסליל. כאן שימושית סוללת C או D, מכיוון שאתה יכול פשוט לעטוף את החוט סביבה שוב ושוב. נסה להפוך את הסליל שלך למסודר ככל האפשר. בנוסף, ודא שאתה מסיר לחלוטין וביסודיות את בידוד האמייל בכל קצה הסליל שלך. זה עשוי לדרוש מצית כדי לשרוף את הבידוד (כפי שמוצג בתמונה), כמו גם נייר זכוכית להסרתו לחלוטין.

כשתסיים עם הסליל, החלק אותו מהסוללה (או השאר אותו על כל מה שעטפת אותו; במקרה שלי השתמשתי בסליל שנותר מפרויקט קודם) וקשור אותו בעזרת סרט דק או רוכסן. הדבר האחרון שאתה רוצה במקרה זה הוא סליל חוט שנפרם במהירות. אם הוא מתפרק, הוא יסתבך, מסוקס, ואף עשוי להיות בלתי שמיש. כדי למנוע זאת, החזק את שני קצות החוט הבולטים כנגד הסליל בזמן שאתה מאבטח אותו.

שלב 3: הסליל המשני

הסליל המשני, כמו הסליל העיקרי, יכול להיות באורך כל חוט (רצוי יותר מ 20 רגל, שוב), ואינו צריך להיות מאותו סוג או עובי. עם זאת, בערך כמו הסליל הראשי, הוא חייב להיות עשוי מחוט מגנט מצופה אמייל, עליו להסיר את הבידוד מכל קצה, והוא צריך להיות בערך באותו גודל וצורה כמו הסליל הראשון שלך.

לאחר שסיימת את הסליל המשני, קשר אותו והצמד אליו את הנורית שלך. כאן מתחילים להועיל קליפים של חוטים ו/או תנינים. התמזל מזלי שהיה לי סליל דק מספיק בכדי שאוכל לעטוף את החוט סביב מוליכי הלדים, אך אם הסליל שלי היה עשוי מחוט עבה יותר (כפי שהיה העיקרי), היה עדיף לצרף את LED אליו באמצעות חוט נחושת דק או קליפים.

בסופו של יום, לא משנה איזה צד של ה- LED מחובר לאיזה מוביל של הסליל, כל עוד שני קצות הסליל מחוברים היטב ומאובטח למסופי הנורה.

שלב 4: חיווט הכל

אם עדיין לא עשית זאת, הסר את נורת הניאון מהנורה המופעלת באמצעות הסוללה שלך ואתר את הטרמינלים שהיו מחוברים בעבר לנורה. הקפד בשלב זה לכבות את המכשיר. הזרם אינו חזק מספיק כדי להיות קטלני, אך הוא יכול לתת לך הלם כואב במידה ותגע במקרה בחוטים חשופים לשני הטרמינלים בו זמנית.

לאחר שמצאת את הטרמינלים, העבר אליהם את הסליל הראשי שלך, מחבר פתח אחד למסוף אחד ואת ההובלה השנייה למסוף השני. ודא שיש לך חיבור מאובטח. קליפים תנינים יכולים לחולל פלאים כאן, אך אם אין לך (כמוני) באפשרותך להטיל ברגים גדולים לתוך הטרמינלים, או שתוכל אפילו לחבר לסכל הסליל רדיד אלומיניום עם כדורים ואז להדביק אותם לתוך הקשרים. בכל מקרה שתעשה זאת, רק וודא שהחיבור שלך יציב ויציב.

אם אתה פונה לסליל המשני, אתה לא צריך לעשות הרבה, אלא כדי לוודא שהוא מחובר בצורה מאובטחת לנורית.

שלב 5: המעגל בפעולה

כל שנותר לנו לעשות הוא לפטר אותו! וודא שוב שכל החיבורים שלך טובים, הניח את הסליל המשני על גבי הסליל הראשי והפעל את המתג כדי להדליק את ה'אור '. אתה צריך לראות את ה- LED שלך מתעורר לחיים. אם הוא לא נדלק, בדוק שוב את החיבורים שלך. זהו פרויקט סלחני למדי, ולכן סביר להניח שלא ייקח הרבה זמן לפתור את הבעיה.

כאשר אתה מתנסה במעגל, עליך לשים לב שאתה יכול להרים את הסליל המשני מהסליל הראשי והנורית עדיין תישאר דולקת. זה מוכיח שאתה מעביר 'באופן אלחוטי' כוח. נסה להחליק כמה ניירות, ספר או כל אובייקט אחר שאינו מוליך בין שני הסלילים שלך. ברוב המקרים (אלא אם כן יש לך ספר ממש עבה) הנורית צריכה להישאר דולקת. מניסיוני האישי עם מבנים אחרים של הפרויקט הזה, הצלחתי למקם את הסליל המשני עד שישה עד שמונה סנטימטרים מהראשוני ועדיין לראות זוהר קלוש מגיע מהנורית.

שלב 6: איך זה עובד

בעיקרו של דבר, מכשיר זה הוא מה שהיינו מכנים שנאי ליבות אוויר. שנאים רגילים (כמו אלה שעל עמודי חשמל, אלה שנמצאים במטעי טלפון וכו ') מורכבים משני סלילי חוט או עטופים סביב פיסת ברזל. כאשר כוח זרם חילופין (AC) מועבר דרך סליל אחד, הוא יוצר שדה מגנטי המתחלף במהירות בברזל, אשר לאחר מכן מעורר זרם בסליל החוט השני. זהו אותו עיקרון שממנו פועלים גנרטורים חשמליים - ששדה מגנטי הנע יגרום לאלקטרונים לנוע בחוט.

המכשיר שלנו עובד בצורה מאוד דומה (אם כי מעט שונה). כפי שמתברר כך, לכל אור פלורסנט המופעל באמצעות סוללות יש מעגל קטן שלוקח את המתח הנמוך (זרם ישר) מהסוללות ומעלה אותו למתח גבוה בהרבה, אי שם בסדר גודל של כמה מאות וולט. ללא מתח גבוה זה, צינורות הניאון לא יוכלו לפעול. על מנת לייצר מתח גבוה זה, לעומת זאת, מעגל ההנעה באור הניאון שלנו צריך להמיר את כוח DC הקבוע מסוללה לצורת חשמל אחרת המכונה DC דופק. DC דופק פועל כמו חשמל AC בשנאי - האופי ה"פועם "של הזרם בעצם יוצר שדה מגנטי בחוט שקורס ומתרחש אלפי פעמים בכל שנייה. ה- DC הפועם הזה מאפשר לשנאי זעיר המוטמע במעגל להגביר את הכוח משישה או שתים עשרה וולט לכמה מאות. אך בשל אופן הפעולה של אספקת החשמל, החשמל במסופים 'פועם' בקצב של כמה אלפי פעמים בשנייה. אנחנו בעצם יכולים לומר שהחשמל במתח גבוה שיוצא מהמכשיר 'מזמזם'.

כאשר כוח DC פועם זה מוזר לתוך הסליל הראשי שלנו, הוא הופך את הסליל לאלקטרומגנט שמקרין שדה מגנטי המשתנה במהירות. כאשר אנו מקרבים את הסליל המשני שלנו לסליל העיקרי, נוצר בו זרם בשל השדה המגנטי הפועם. זרם זה עובר אז דרך הנורית, וגורם לו להאיר. ככל שמתרחק מהסליל הראשי שהמשני מגיע, כך השפעה פחותה של השדה המגנטי עליו, וככל שייווצר פחות זרם. כמו כן, ניתן "להתנגד" לאפקט זה על ידי הוספת חוט נוסף. יותר חוט פירושו יותר מגנטיות בסליל הראשוני, ויותר חוט בסליל המשני פירושו שניתן ללכוד יותר מהשדה המגנטי הזה.

בשל כך, אנו יכולים לקרוא לפרויקט שלנו 'שנאי ליבה -אוויר' מכיוון שאנו בונים מכשיר בעל שני סלילים - ראשוניים ומשניים - ופועל מתוך שדות מגנטיים פועמים. עם זאת, בניגוד לשנאים מסורתיים שמשתמשים בברזל כדי 'להעביר' את השדה המגנטי מסליל אחד למשנהו, אין לנו מה לשאת את השדה המגנטי. לפיכך, אנו אומרים שיש לה 'ליבת אוויר'. אם לנסח את הדברים בקצרה, המכשיר הקטן והפשוט הזה הוא רק השתלטות אחרת על טכנולוגיה נפוצה כמו העננים בשמיים.

תהנה ממכשיר העברת החשמל האלחוטי שלך, ותודה שקראת!