Teslovu cievku vyvinula v roku 1891 Nikola Tesla a bola vytvorená na vykonávanie experimentov pri vytváraní vysokonapäťových elektrických výbojov. Skladá sa z napájacieho zdroja, kondenzátora a cievkového transformátora nastaveného tak, aby sa medzi nimi striedali napäťové špičky, a elektród nastavených tak, že medzi nimi vzduchom preskakujú iskry. Teslova cievka, ktorá sa používa v aplikáciách od urýchľovačov častíc po televízory a hračky, môže byť vyrobená z vybavenia obchodu s elektronikou alebo z nadbytočných materiálov. Tento článok popisuje, ako vytvoriť Teslovu cievku s iskrivou medzerou, ktorá sa líši od Tesla cievky v pevnom stave a nemôže prehrávať hudbu.
Kroky
Časť 1 z 2: Plánovanie Teslovej cievky
Krok 1. Pred stavbou cievky Tesla zvážte veľkosť, umiestnenie a výkon
Môžete postaviť tak veľkú cievku Tesla, ako vám to rozpočet dovolí; Bleskovité iskry Tesla cievky však produkujú teplo a rozširujú vzduch okolo seba (v podstate vytvárajú hrom). Ich elektrické polia môžu tiež zničiť elektronické zariadenia, takže pravdepodobne budete chcieť postaviť a spustiť svoju Teslovu cievku na mieste, ktoré nie je k dispozícii, napríklad v garáži alebo v inej dielni. Budete tiež chcieť zvážiť, či má väčší zmysel stavať cievku Tesla zo súpravy alebo zbierať materiály od začiatku. Oba majú výhody a nevýhody v oblasti nákladov, času na stavbu, zdrojov pomoci a spoľahlivosti.
Ak chcete zistiť, akú veľkú iskrivú medzeru dokážete pojať alebo koľko energie potrebujete na to, aby fungovala, vydelte dĺžku iskrivej medzery v palcoch 1,7 a vymerajte ju na štvorec, aby ste určili vstupný výkon vo wattoch. (Naopak, aby ste zistili dĺžku iskrivej medzery, vynásobte druhú odmocninu výkonu vo wattoch 1,7.) Tesla cievka, ktorá vytvára iskrivú vzdialenosť 150 palcov (1,5 metra), by vyžadovala 1 246 wattov. (Teslova cievka využívajúca 1-kilowattový zdroj energie by vytvorila iskru takmer 54 palcov alebo 1,37 metra.)
Krok 2. Naučte sa terminológiu
Navrhovanie a stavanie Teslovej cievky vyžaduje pochopenie určitých vedeckých pojmov a merných jednotiek. Na správnu výrobu Teslovej cievky musíte pochopiť ich účel a funkciu. Tu sú niektoré z výrazov, ktoré potrebujete vedieť:
- Kapacita je schopnosť udržať elektrický náboj alebo množstvo elektrického náboja uložené pre dané napätie. (Zariadenie určené na držanie elektrického náboja sa nazýva kondenzátor.) Mernou jednotkou kapacity je farad (skrátene „F“). Farad je definovaný ako 1 ampérsekunda (alebo coulomb) na volt. Bežne sa kapacita meria v menších jednotkách, ako napríklad mikrofarad (skrátene „uF“), milióntina faradu alebo pikofarad (skrátene pF a niekedy sa označuje ako „puff“), biliónta farad.
- Indukčnosť alebo vlastná indukčnosť je množstvo napätia, ktoré elektrický obvod nesie, podľa množstva prúdu v obvode. (Elektrické vedenia vysokého napätia, ktoré prenášajú vysoké napätie, ale nízky prúd, majú vysokú indukčnosť.) Mernou jednotkou indukčnosti je Henry (skrátene „H“). Henry je definovaný ako 1 volt sekunda na ampér prúdu. Indukčnosť sa bežne meria v menších jednotkách, ako napríklad v milihenrii (skrátene „mH“), tisícine henry alebo mikrohenrii (skrátene „uH“), v milióntine henry.
- Rezonančná frekvencia alebo rezonančná frekvencia je frekvencia, pri ktorej je odpor voči prenosu energie minimálny. (Pre Teslovu cievku je to optimálny prevádzkový bod na prenos elektrickej energie medzi primárnou a sekundárnou cievkou.) Mernou jednotkou rezonančnej frekvencie je hertz (skrátene „Hz“), definovaný ako 1 cyklus za sekundu. Bežnejšie sa rezonančná frekvencia meria v kilohertzoch (skrátene „kHz“), pričom kilohertz sa rovná 1000 hertzom.
Krok 3. Zhromaždite potrebné diely
Budete potrebovať napájací transformátor, vysokokapacitný primárny kondenzátor, zostavu iskierkovej medzery, cievku primárneho induktora s nízkou indukčnosťou, cievku sekundárneho induktora s vysokou indukčnosťou, sekundárny kondenzátor s nízkou kapacitou a niečo na potlačenie alebo tlmivku, vysokofrekvenčné impulzy šumu vytvorené pri prevádzke Teslovej cievky. Ďalšie informácie o častiach nájdete v nasledujúcej časti „Výroba teslovej cievky“.
Váš zdroj/transformátor napája energiu cez tlmivky do primárneho alebo tankového obvodu, ktorý spája primárny kondenzátor, cievku primárnej cievky a zostavu iskrovej medzery. Primárna cievka induktora je umiestnená v blízkosti cievky induktora sekundárneho obvodu, ale nie je k nej zapojená, ktorá je pripojená k sekundárnemu kondenzátoru. Akonáhle si sekundárny kondenzátor vybuduje dostatočný elektrický náboj, vybijú sa z neho prúdy elektriny (blesky)
Časť 2 z 2: Výroba Teslovej cievky
Krok 1. Vyberte transformátor napájania
Váš transformátor napájania určuje, ako veľkú môžete vytvoriť Teslovu cievku. Väčšina cievok Tesla pracuje s transformátorom, ktorý dodáva napätie medzi 5 000 až 15 000 voltov pri prúde medzi 30 a 100 miliampér. Transformátor môžete získať v obchode s prebytkom vysokej školy alebo na internete, alebo ho môžete kanibalizovať z neónového nápisu.
Krok 2. Vytvorte primárny kondenzátor
Najlepším spôsobom, ako vytvoriť tento kondenzátor, je zapojiť niekoľko malých kondenzátorov do série, aby každý kondenzátor zvládol rovnaký podiel na celkovom napätí primárneho obvodu. (To vyžaduje, aby každý jednotlivý kondenzátor mal rovnakú kapacitu ako ostatné kondenzátory v sérii.) Tento druh kondenzátora sa nazýva multi-mini-kondenzátor alebo MMC.
- Malé kondenzátory as nimi spojené odvzdušňovacie odpory je možné získať v obchodoch s elektronikou alebo sa môžete porozhliadnuť po keramických kondenzátoroch zo starých televízorov. Kondenzátory môžete vyrobiť aj z polyetylénových a hliníkových fólií.
- Aby sa maximalizoval výstupný výkon, primárny kondenzátor by mal byť schopný dosiahnuť svoju plnú kapacitu v každom polovičnom cykle frekvencie dodávaného výkonu. (Pri napájacom zdroji 60 Hz to znamená 120 -krát za sekundu.)
Krok 3. Navrhnite zostavu iskrovej medzery
Ak plánujete jednu iskru, budete potrebovať kovové skrutky s hrúbkou najmenej 6 milimetrov, aby slúžili ako iskra, aby odolala teplu generovanému výbojom elektriny medzi iskrami. Na zníženie teploty môžete tiež zapojiť viacero iskrových medzier do série, použiť rotačnú iskru alebo fúkať medzi iskry stlačený vzduch. (Na vyfukovanie vzduchu je možné použiť starý vysávač.)
Krok 4. Zostrojte cievku primárneho induktora
Samotná cievka bude vyrobená z drôtu, ale budete potrebovať niečo, čím by ste drôt obalili v špirálovitom tvare. Drôt by mal byť smaltovaný medený drôt, ktorý môžete získať v obchode s elektrickými potrebami alebo kanibalizáciou výstupného kábla z vyradeného zariadenia. Objekt, okolo ktorého drôt omotáte, môže byť valcovitý, napríklad kartónová alebo plastová trubica, alebo kužeľový, napríklad staré tienidlo.
Dĺžka šnúry určuje indukčnosť primárnej cievky. Primárna cievka by mala mať nízku indukčnosť, takže pri jej výrobe použijete pomerne málo závitov. Na primárnu cievku môžete použiť nesúvislé časti drôtu, aby ste podľa potreby mohli zapojiť sekcie a nastaviť indukčnosť za chodu
Krok 5. Pripojte primárny kondenzátor, zostavu iskrovej medzery a cievku primárneho induktora k sebe
Tým sa dokončí primárny okruh.
Krok 6. Zostavte cievku sekundárneho induktora
Rovnako ako pre primárnu cievku, omotávate drôt okolo valcového tvaru. Aby Tesla cievka fungovala efektívne, musí mať sekundárna cievka rovnakú rezonančnú frekvenciu ako primárna cievka. Sekundárna cievka však musí byť vyššia/dlhšia ako primárna cievka, pretože musí mať väčšiu indukčnosť ako primárna cievka, a tiež zabrániť elektrickému výboju zo sekundárneho obvodu, aby zasiahol a vypálil primárny obvod.
Ak vám chýbajú materiály na to, aby bola sekundárna cievka dostatočne vysoká, môžete to kompenzovať vybudovaním nárazovej koľajnice (v zásade bleskozvodu) na ochranu primárneho okruhu, ale to bude znamenať, že väčšina výbojov Teslovej cievky zasiahne nárazovú lištu a netancovať vo vzduchu
Krok 7. Vytvorte sekundárny kondenzátor
Sekundárny kondenzátor alebo výbojový terminál môže mať akýkoľvek okrúhly tvar, pričom 2 najobľúbenejšie sú torus (tvar prstenca alebo prstenca) a guľa.
Krok 8. Pripojte sekundárny kondenzátor k cievke sekundárneho induktora
Tým sa dokončí sekundárny obvod.
Váš sekundárny obvod by mal byť uzemnený oddelene od uzemnenia pre vaše obvody pre domácnosť dodávajúce energiu do transformátora, aby sa zabránilo prúdeniu elektrického prúdu z Teslovej cievky na zem pre obvody pre vašu domácnosť a prípadne vyprážaniu čohokoľvek zapojeného do týchto zásuviek. Dobrým spôsobom, ako to urobiť, je zapichnúť kovový hrot do zeme
Krok 9. Vytvorte pulzné tlmivky
Tlmivky sú jednoduché malé induktory, ktoré zabraňujú tomu, aby impulzy vytvorené zostavou iskrivej medzery narušili transformátor napájania. Môžete si ho vyrobiť navinutím tenkého medeného drôtu okolo úzkej trubice, napríklad jednorazového guľôčkového pera.
Krok 10. Zostavte komponenty
Umiestnite primárny a sekundárny obvod vedľa seba a pomocou tlmiviek pripojte napájací transformátor k primárnemu obvodu. Akonáhle zapojíte transformátor, vaša Tesla cievka je pripravená na prevádzku.
Ak má primárna cievka dostatočne veľký priemer, sekundárnu cievku je možné nastaviť do nej
Tipy
- Ak chcete ovládať smer prúdenia streamerov zo sekundárneho kondenzátora, umiestnite kovové predmety do blízkosti, ale nedotýkajte sa, kondenzátora. Streamer bude oblúkom od kondenzátora k objektu. Ak predmet obsahuje svetlo, ako je žiarovka alebo žiarivka, elektrina pochádzajúca z Teslovej cievky ho rozsvieti.
- Navrhovanie a budovanie efektívnej Teslovej cievky vyžaduje prácu s pomerne zložitými matematickými rovnicami. Našťastie môžete ľahko nájsť príslušné rovnice a online kalkulačky, ktoré vám pomôžu urobiť matematiku.
Varovania
- Transformátory s pevným neónovým nápisom, ako sú nedávno vyrobené, majú tendenciu obsahovať prerušovač obvodu uzemnenia; preto nebudú schopní cievku ovládať.
- Výroba teslovej cievky nie je ľahká úloha, pokiaľ už nemáte znalosti z oblasti inžinierstva a elektroniky.
- Kondenzátor používaný pre cievky Tesla a ďalšie vysokonapäťové a iónové generátory alebo zariadenia ako Lifter môže akumulovať a zadržiavať obrovské množstvo elektrickej energie a v okamihu vybiť všetku energiu. Buďte veľmi opatrní a nedovoľte, aby sa ho dotýkali alebo pracovali deti alebo ktokoľvek, kto nemá náležité bezpečnostné školenie.
