Разработена през 1891 г. от Никола Тесла, бобината на Тесла е създадена за извършване на експерименти при създаване на електрически разряди с високо напрежение. Състои се от захранване, кондензатор и трансформатор на бобина, така че пиковете на напрежението да се редуват между двата, и електроди, така че искри да скачат между тях по въздуха. Използвана в приложения от ускорители на частици до телевизори и играчки, намотката на Tesla може да бъде направена от оборудване за съхраняване на електроника или от излишни материали. Тази статия описва как да се изгради бобина Тесла с искрово пространство, която е различна от твърдотелната бобина Tesla и не може да възпроизвежда музика.
Стъпки
Част 1 от 2: Планиране на бобина Тесла
Стъпка 1. Помислете за размера, разположението и изискванията за мощността на бобината на Tesla, преди да я изградите
Можете да изградите толкова голяма намотка на Тесла, колкото позволява бюджетът ви; обаче искрите, подобни на мълния, намотките на Тесла генерират топлина и разширяват въздуха около тях (по същество създават гръмотевици). Техните електрически полета също могат да предизвикат хаос с електронни устройства, така че вероятно ще искате да изградите и управлявате бобината на Tesla на място, извън пътя, като гараж или друга работилница. Вие също ще искате да помислите дали има повече смисъл да се изгради бобина Tesla от комплект или да се събират материали от нулата. И двете имат предимства и недостатъци в областта на разходите, времето за изграждане, ресурсите за помощ и надеждността.
За да разберете колко голяма искрова междина можете да поберете или колко мощност ви е необходима, за да работи, разделете дължината на искровата междина в инчове на 1,7 и я квадрат, за да определите входната мощност във ватове. (Обратно, за да се намери дължината на искрата, умножете квадратния корен от мощността във ватове с 1,7.) Намотка на Тесла, която създава искрова междина от 60 инча (150 см) (1,5 метра), ще изисква 1 246 вата. (Намотката на Тесла, използваща източник на захранване от 1 киловат, би генерирала искра от почти 54 инча или 1,37 метра.)
Стъпка 2. Научете терминологията
Проектирането и изграждането на бобина Тесла изисква разбиране на определени научни термини и мерни единици. Ще трябва да разберете тяхната цел и функция, за да направите правилно намотка на Тесла. Ето някои от условията, които трябва да знаете:
- Капацитетът е способността да задържа електрически заряд или количеството електрически заряд, съхранявано за дадено напрежение. (Устройство, предназначено да задържа електрически заряд, се нарича кондензатор.) Мерната единица за капацитет е фарад (съкратено „F“). Фарад се дефинира като 1 амперсекунда (или кулон) на волт. Обикновено капацитетът се измерва в по -малки единици, като микрофарад (съкратено "uF"), милионна част от фарад или пикофарад (съкратено pF и понякога се чете като "буф"), трилионна част от фарад.
- Индуктивността или самоиндуктивността е колко напрежение носи електрическата верига на количеството ток във веригата. (Електропроводите с високо напрежение, които носят високо напрежение, но нисък ток, имат висока индуктивност.) Мерната единица за индуктивност е хенри (съкратено "H"). Хенри се определя като 1 волт-секунда на ампер ток. Обикновено индуктивността се измерва в по -малки единици, като милихенри (съкратено "mH"), хилядна част от хенри или микрохенри (съкратено "uH"), една милионна част от хенри.
- Резонансна честота, или резонансна честота, е честотата, при която съпротивлението при пренос на енергия е минимално. (За намотка Тесла това е оптималната работна точка за пренос на електрическа енергия между първичната и вторичната намотки.) Единицата за измерване на резонансната честота е херц (съкратено "Hz"), дефиниран като 1 цикъл в секунда. По -често резонансната честота се измерва в килохерци (съкратено "kHz"), като килохерц е равен на 1000 херца.
Стъпка 3. Съберете необходимите части
Ще ви трябват захранващ трансформатор, първичен кондензатор с голям капацитет, сглобяема искрова междина, първична индуктивна намотка с ниска индуктивност, вторична индуктивна бобина с висока индуктивност, вторичен кондензатор с нисък капацитет и нещо за потискане или задушаване, високочестотните шумови импулси, създадени, когато бобината на Тесла работи. За повече информация относно частите вижте следващия раздел „Изработване на бобина на Тесла“.
Вашият източник на захранване/трансформатор захранва захранването през дроселите към първичната верига или веригата на резервоара, която свързва първичния кондензатор, бобината на първичната индукция и искровия процесор. Първичната индуктивна намотка е поставена в непосредствена близост до, но не свързана към индуктивната бобина на вторичната верига, която е свързана към вторичния кондензатор. След като вторичният кондензатор е натрупал достатъчен електрически заряд, от него се изхвърлят струи от електричество (мълнии)
Част 2 от 2: Изработка на бобина Тесла
Стъпка 1. Изберете вашия захранващ трансформатор
Вашият захранващ трансформатор определя колко голяма можете да направите бобината на Tesla. Повечето намотки на Tesla работят с трансформатор, който издава напрежение между 5 000 до 15 000 волта при ток между 30 и 100 милиампера. Можете да получите трансформатор от магазин за излишък от колеж или от Интернет или да канибализирате трансформатора от неонов знак.
Стъпка 2. Направете първичния кондензатор
Най -добрият начин да създадете този кондензатор е да свържете редица малки кондензатори последователно, така че всеки кондензатор да се справи с равен дял от общото напрежение на първичната верига. (Това изисква всеки отделен кондензатор да има същия капацитет като другите кондензатори от серията.) Този вид кондензатор се нарича мулти-мини-кондензатор или MMC.
- Малки кондензатори и свързаните с тях резистори за обезвъздушаване могат да бъдат закупени от магазини за електроника или можете да търсите керамични кондензатори от стари телевизори. Можете също така да направите кондензаторите от листове от полиетилен и алуминиево фолио.
- За да се увеличи максимално изходната мощност, първичният кондензатор трябва да може да достигне пълния си капацитет на всеки полупериод от честотата на подаваната към него мощност. (За 60 Hz захранване това означава 120 пъти всяка секунда.)
Стъпка 3. Проектирайте искровия процеп
Ако планирате една искрова междина, ще ви трябват метални болтове с дебелина поне четвърт инч (6 милиметра), които да служат като искрова междина, за да издържат на топлината, генерирана от изхвърлянето на електричество между искрите. Можете също така да свържете няколко искрови пролуки последователно, да използвате въртяща се искрова междина или да издухате сгъстен въздух между искрите, за да смекчите температурата. (Стара прахосмукачка може да се използва за издухване на въздуха.)
Стъпка 4. Изградете първичната индуктивна бобина
Самата намотка ще бъде направена от тел, но ще ви трябва нещо, което да увие жицата в спираловидна форма. Проводникът трябва да бъде емайлиран меден проводник, който можете да получите от магазин за електрозахранване или чрез канибализиране на изходния кабел от изхвърлен уред. Обектът, около който обгръщате жицата, може да бъде или цилиндричен, като картонена или пластмасова тръба, или коничен, като стар абажур.
Дължината на кабела определя индуктивността на първичната намотка. Първичната намотка трябва да има ниска индуктивност, така че ще използвате сравнително малко обороти, за да я направите. Можете да използвате непрекъснати участъци от тел за първичната намотка, така че да можете да свързвате секции заедно, ако е необходимо, за да регулирате индуктивността в движение
Стъпка 5. Свържете заедно първичния кондензатор, искровия процесор и първичната индуктивна бобина
Това завършва първичната верига.
Стъпка 6. Постройте вторичната индуктивна бобина
Както при първичната намотка, вие обвивате тел около цилиндрична форма. Вторичната намотка трябва да има същата резонансна честота като първичната намотка, за да може бобината на Tesla да работи ефективно. Вторичната намотка обаче трябва да бъде по -висока/по -дълга от първичната намотка, тъй като трябва да има по -голяма индуктивност от първичната намотка, а също и да предотврати всякакъв електрически разряд от вторичната верига, за да удари и изпържи първи контур.
Ако ви липсват материалите, за да направите вторичната намотка достатъчно висока, можете да компенсирате, като изградите ударна релса (по същество гръмоотвод), за да защитите първичната верига, но това ще означава, че повечето от разрядите на бобината на Tesla ще ударят ударната релса и не танцувайте във въздуха
Стъпка 7. Направете вторичния кондензатор
Вторичният кондензатор или изводната клема може да бъде с всякаква кръгла форма, като 2 -те най -популярни са торът (форма на пръстен или поничка) и сферата.
Стъпка 8. Прикрепете вторичния кондензатор към бобината на вторичния индуктор
Това завършва вторичната верига.
Вашата вторична верига трябва да бъде заземена отделно от заземяването на вашите домакински вериги, захранващи трансформатора, за да се предотврати преминаването на поток от електрически ток от бобината на Tesla към земята за вашите домакински вериги и евентуално пържене на всичко, включено в тези контакти. Забиването на метален шип в земята е добър начин да направите това
Стъпка 9. Създайте импулсни дросели
Дроселите са прости, малки индуктори, които предпазват импулсите, създадени от искровия процесор, да разрушат захранващия трансформатор. Можете да направите такъв, като навиете тънка медна тел около тясна тръба, като например химикалка за еднократна употреба.
Стъпка 10. Сглобете компонентите
Поставете първичната и вторичната верига една до друга и свържете захранващия трансформатор към първичната верига през дроселите. След като включите трансформатора, вашата бобина Tesla е готова за работа.
Ако първичната намотка е с достатъчно голям диаметър, вторичната намотка може да бъде поставена вътре в нея
Съвети
- За да контролирате посоката на стримерите, изригващи от вторичния кондензатор, поставете метални предмети близо до кондензатора, но не го докосвайте. Стримерът ще се извие от кондензатора към обекта. Ако обектът включва светлина, като например крушка с нажежаема жичка или флуоресцентна тръба, електричеството, идващо от бобината на Тесла, ще я накара да светне.
- Проектирането и изграждането на ефективна намотка на Тесла изисква работа с доста сложни математически уравнения. За щастие можете лесно да намерите съответните уравнения и онлайн калкулатори, за да направите математиката.
Предупреждения
- Твърдите трансформатори с неонови знаци, като например наскоро произведените, обикновено включват прекъсвач на веригата за заземяване; следователно те няма да могат да управляват бобината.
- Изработката на бобина Tesla не е лесна задача, освен ако вече нямате известни инженерни и електронни познания.
- Кондензатор, използван за бобини на Тесла и други генератори или устройства за високо напрежение и йони като Lifter, може да акумулира и задържа огромни количества електрическа енергия и да изхвърли цялата енергия за миг. Бъдете изключително внимателни и не позволявайте на деца или на всеки, който няма подходящо обучение по безопасност, да го докосва или работи с него.
