Tahkis -Tesla mähised ja nende tööpõhimõte: 9 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Kõrgepinge elekter võib olla OHTLIK, kasutage Tesla mähiste või mõne muu kõrgepingeseadmega töötamisel alati asjakohaseid ettevaatusabinõusid, nii et mängige ohutult või ärge mängige.

Tesla mähised on transformaator, mis töötab ise resoneeriva ostsillaatori põhimõttel, mille leiutas Serbia Ameerika teadlane Nicola Tesla. Seda kasutatakse peamiselt ülikõrgepinge, kuid väikese voolu, kõrgsagedusliku vahelduvvoolu tootmiseks. Tesla mähis koosneb kahest ühendatud resonantsahelate rühmast, mõnikord kolmest ühendatud rühmast. Nicola Tesla proovis suurt hulka erinevate mähiste konfiguratsioone. Tesla kasutas neid mähiseid katsete tegemiseks, nagu elektrivalgustus, röntgenikiirgus, elektroteraapia ja raadioenergia edastamine, raadiosignaalide edastamine ja vastuvõtmine.

Pärast nende leiutamist pole Tesla rullides tõesti palju edasi arenenud. Muud kui tahkis -komponendid pole Tesla mähised 100 aasta jooksul palju muutunud. Peaaegu kõik, kes on haridusse ja teaduse mänguasjadesse langenud, saavad peaaegu kõik osta komplekti veebist ja ehitada Tesla mähise.

See juhend sisaldab teie enda tahkis -Tesla mähise ehitamist, nende toimimist ja näpunäiteid probleemide lahendamiseks.

Tarvikud

12 -voldine toiteallikas, mida kasutasin, oli 12 -voldine 4 amprit.

Torus Liim teisese mähise kinnitamiseks.

Termiline silikoonmääre transistori paigaldamiseks jahutusradiaatorile.

Jootma

Tööriistad komplekti kokkupanekuks, jootekolb ja külgmised lõikurid.

Multimeeter

Ostsilloskoop

Samm: elektromagnet

Tesla mähiste ja trafode mõistmiseks peate mõistma elektromagneteid. Kui voolu (punane nool) rakendatakse juhile, tekitab see juhi ümber magnetvälja. (Sinised nooled) Magnetväljade voolu suuna ennustamiseks kasutage parema käe reeglit. Asetage käsi dirigendile pöidlaga voolu suunas ja sõrmed näitavad magnetväljade voolu suunda.

Kui keerate juhi ümber mustmetalli, näiteks terase või raua, mähisejuhi magnetväljad ühinevad ja joonduvad, seda nimetatakse elektromagnetiks. Mähise keskelt liikuv magnetväli väljub elektromagneti ühest otsast ümber mähise väliskülje ja teises otsas tagasi mähise keskele.

Magnetitel on põhja- ja lõunapoolus, et ennustada, milline ots on pooli põhja- või lõunapoolus, jälle kasutate parema käe reeglit. Alles seekord, parema käega mähisel, suunake sõrmed mähitud juhi voolu suunas. (Punased nooled) Kui teie parem pöial osutab väina mööda mähist, peaks see osutama magneti põhjaotsale.

Samm: kuidas trafod töötavad

Kuidas kõikuv vool primaarmähises tekitab voolu sekundaarmähise traadita võrgus, nimetatakse Lenzi seaduseks.

Vikipeedia

Kõik trafo mähised tuleb kerida samas suunas.

Spiraal peab vastu magneti muutustele; nii et kui primaarmähisele rakendatakse vahelduvvoolu või pulseerivat voolu, tekitab see primaarmähises kõikuva magnetvälja.

Kui kõikuv magnetväli jõuab sekundaarmähiseni, tekitab see sekundaarmähises vastupidise magnetvälja ja vastupidise voolu.

Sekundaarse väljundi ennustamiseks võite kasutada parema käe reeglit primaarmähisel ja sekundaarmähisel.

Sõltuvalt primaarmähise pöörete arvust ja sekundaarmähise keerdude arvust muutub pinge kõrgemaks või madalamaks.

Kui sekundaarmähisel on positiivset ja negatiivset raske järgida; mõelge sekundaarmähisele kui toiteallikale või akule, kus vool välja tuleb, ja mõelge esmasele kui koormusele, kus energiat tarbitakse.

Tesla mähised on õhusüdamiku trafod, magnetväljad ja vool toimivad samamoodi nagu raud- või ferriitsüdamiku trafod.

Samm: mähised

Kuigi see pole skemaatiliselt joonistatud; Tesla mähise kõrgem sekundaarmähis on lühema primaarmähise sees, seda seadistust nimetatakse iserezoniseerivaks ostsillaatoriks.

Tehke oma mähis õigeks; nii esmane kui ka sekundaarne mähis tuleks kerida samas suunas. Pole tähtis, kas kerite mähiseid parema või vasaku käega, kui mõlemad mähised on keritud samas suunas.

Sekundi kerimisel veenduge, et teie mähised ei kattuks või võivad kattuvuse korral põhjustada sekundaarse lühise.

Rullide rullimine võib põhjustada transistori aluse või mosfeti väravaga seotud sekundaarse tagasiside vale polaarsuse ja see võib takistada vooluahela võnkumist.

Primaarmähiste positiivseid ja negatiivseid juhtmeid mõjutab mähise keerdumine. Kasutage esmase mähise parema käe reeglit. Veenduge, et primaarmähise põhjapoolus on suunatud sekundaarmähise ülaosa poole.

Primaarmähise ristjuhtmestamine võib põhjustada transistori aluse või mosfeti väravaga seotud sekundaarse tagasiside vale polaarsuse ja see võib takistada vooluahela võnkumist.

Niikaua kui mähised on keritud samas suunas; esmase pooli juhtmestiku võnkumise ebaõnnestumine on enamasti lihtne lahendus, lihtsalt pöörake esmase mähise juhtmed ümber.

Samm: kuidas tahkis -Tesla mähis töötab

Põhitahkis -Tesla mähisel võib olla kuni viis osa.

Toiteallikas; selles skeemis aku.

Takisti; sõltuvalt transistorist 1/4 vatti 10 kΩ ja rohkem.

Jahutusradiaatoriga NPN -transistor, nende ahelate transistor kipub kuumaks minema.

2 või enama pöörde esmane mähis on keritud sekundaarmähisega samas suunas.

Sekundaarmähis kuni 1000 pööret või rohkem 41 AWG on keritud samas suunas kui esmane.

Samm 1. Kui esmakordsel tahkis -põhiseadme Tesla mähisel on toide, on vooluahelas olev transistor avatud või välja lülitatud. Toide läheb läbi takisti transistoride alusele, mis sulgeb transistori ja lülitab selle sisse, võimaldades voolul voolata läbi primaarmähise. Praegune muutus ei toimu hetkega, kulub lühike aeg, kuni vool läheb nullvoolult maksimaalsele, seda nimetatakse tõusuajaks.

Samm 2. Samal ajal läheb mähise magnetväli nullist mõnele väljatugevusele. Kuigi primaarmähises magnetväli suureneb, peab sekundaarmähis muutuste vastu, tekitades vastupidise magnetvälja ja sekundaarmähises vastupidise voolu.

Samm 3. Sekundaarmähis on seotud transistori alusega, nii et sekundaarmähises olev vool (tagasiside) tõmbab voolu transistoride alusest eemale. See avab transistori, mis lülitab voolu primaarmähisele. Nagu tõusuaeg, ei ole ka praegune muutus hetkeline. Voolu ja magnetvälja üleminek maksimumist nullini võtab lühikese aja, seda nimetatakse langemisajaks.

Seejärel tagasi 1. sammu juurde.

Seda tüüpi vooluahelat nimetatakse isereguleeruvaks võnkeringiks või resonantsostsillaatoriks. Seda tüüpi ostsillaatorite sagedust piiravad ahela ja transistori või mosfeti viivitusajad. (Tõusuaeg, langemisaeg ja platoo aeg)

5. samm: tõhusus

See vooluahel ei ole väga efektiivne, tekitades ruutlainet, primaarmähis tekitab sekundaarmähises voolu ainult magnetväljade ajal, mis liiguvad nullväljatugevuselt täisväljatugevusele ja tagasi nullväljatugevusele, mida nimetatakse tõusuajaks ja sügise aeg. Tõusuaja ja langemisaja vahel on platoo, kus transistor on suletud või sisse lülitatud ning transistor avatud või välja lülitatud. Kui transistor on välja lülitatud, ei kasuta platoo voolu, kuid kui transistor on platool, kasutab ja raiskab voolu transistori kuumutamine.

Võite kasutada kiireimat lülitustransistorit, mida saate. Kõrgemate sageduste korral võib magnetväli üle minna rohkem kui tasane, muutes Tesla mähise tõhusamaks. Kuid see ei takista transistori soojenemist.

Lisades transistoride alusele 3 -voldise valgusdioodi, pikendab see tõusu- ja langemisaega, muutes transistorid pigem kolmnurga laineks kui ruutlaineks.

Transistori ülekuumenemise vältimiseks saate teha veel kahte asja. Liigse soojuse hajutamiseks võite kasutada jahutusradiaatorit. Võite kasutada suure võimsusega transistorit, et transistor ei oleks ülekoormatud.

6. samm: Mini Tesla mähis

Ma sain selle 12 -voldise Mini Tesla mähise veebipoest.

Komplekti kuulub:

1 x PVC plaat

1 x monoliitne kondensaator 1nF

1 x 10 kΩ takisti

1 x 1 kΩ takisti

1 x 12V pistikupesa

1 x jahutusradiaator

1 x transistor BD243C

1 x sekundaarmähis 333 pööret

1 x kinnituskruvi

2 x LED

1 x neoonlamp

Komplekt ei sisalda:

12 -voldine toiteallikas, mida kasutasin, oli 12 -voldine 4 amprit.

Torus

Liim sekundaarmähise kinnitamiseks.

Termiline silikoonmääre transistori paigaldamiseks jahutusradiaatorile.

Jootma

7. samm: testimine

Pärast Mini Tesla mähise kokkupanekut katsetasin seda neoonlambi, kompaktluminofoorlambi (kompaktne luminofoorlamp) ja luminofoorlambi peal. Laev oli väike ja nii kaua, kui ma selle 1/4 tolli sisse panin, süttib see kõik, mida proovisin.

Transistor läheb väga kuumaks, nii et ärge puudutage jahutusradiaatorit. 12 -voldine Tesla mähis ei tohiks muuta 65 -vatist transistorit väga kuumaks, kui te ei lähene transistoride maksimaalsetele parameetritele.

8. samm: toite kasutamine

BD243C transistor on NPN, 65 -vatine 100 -voldine 6 -amprine 3MHz transistor, 12 -voldise pinge korral ei tohiks see tarbida rohkem kui 5,4 amprit, mis ei ületa 65 vatti.

Kui kontrollisin käivitamisel voolu, oli see 1 amprit, pärast minutilist töötamist langes vool 0,75 amprini. 12 volti juures, mis teeb töövõimsuseks 9–12 vatti, on transistori võimsus palju väiksem kui 65 vatti.

Kui ma kontrollisin, et transistorid tõusevad ja langevad, saan kolmnurga laine, mis on peaaegu alati liikumas, muutes selle väga tõhusaks vooluahelaks.

9. samm: ülalaadimine

Suurimad koormused võimaldavad laengut koguneda, selle asemel et õhku lasta, andes teile suurema võimsuse.

Ilma ülemise koormuseta kogunevad laengud traadi teravatele otstesse ja väljuvad õhku.

Parimad tippkoormused on ümmargused nagu Torus või kerad, nii et laengust õhku ei voolaks ühtegi punkti.

Tegin oma ülemise koormuse hiirest päästetud pallist ja katsin selle alumiiniumfooliumiga, see ei olnud täiesti sile, kuid töötas hästi. Nüüd saan süttida CFL -i kuni tolli kaugusel.