Põhiline traadita jõuülekanne: 6 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Umbes sada aastat tagasi rajas hull teadlane oma ajast ees Colorado Springsis labori. See oli täidetud kõige ekstsentrilisema tehnoloogiaga, ulatudes massiivsetest trafodest kuni raadiotornideni ja lõpetades sädelevate mähistega, mis tekitasid kümneid jalasid elektripolte. Laboratooriumi loomine võttis aega kuid, kujutas endast märkimisväärset investeeringut ja seda rahastab mees, kes polnud just eriti rikas. Aga mis oli asja eesmärk? Lihtsalt, hull teadlase eesmärk oli välja töötada meetod elektrienergia edastamiseks otse õhu kaudu. Pioneer nägi ette maailma, kus meil poleks vaja kümneid tuhandeid miile elektriliine, miljoneid tonne vasktraati ega kalleid trafosid ja võimsusmõõdikuid.

Tuntud leiutaja Nikola Tesla oli mees, kelle sära lükkas elektri ja magnetismi teaduse paljude aastate jooksul edasi. Selliseid leiutisi nagu vahelduvvoolumootor, raadio teel juhitavad masinad ja tänapäevane toiteinfrastruktuur saab kõik tema juurest otsida. Kuid hoolimata oma sügavast mõjust ei õnnestunud Teslal kunagi oma laboris Colorados välja töötada vahendeid juhtmevabaks edastamiseks. Või kui ta seda tegi, oli see kas ebapraktiline või puudusid tal lihtsalt vahendid selle küpsuseks arendamiseks. Sellest hoolimata elab tema leidlik pärand edasi ja kuigi me ei pruugi tänapäeval olla massiivsete elektrivõrkude koormast vabad, on meil tehnoloogia, mis võimaldab toitejuhtmeid lühikeste vahemaade tagamiseks. Tegelikult on selline tehnoloogia teie lähedal asuvas elektroonikapoes hõlpsasti saadaval.

Selles juhendis kavandame ja ehitame oma miniatuursed traadita jõuülekandeseadmed.

Samm: materjalid

Selle lihtsa seadme ehitamiseks on vaja suhteliselt vähe materjale. Need on loetletud allpool.

1. Akutoitel töötav luminofoorlamp. Neid saab osta kohalikust Wal-Martist, Dollar Generalist või ehituspoest vaid mõne dollari eest. Igaüks neist sobib, kuid proovige oma parima, et valida selline, millesse pääsete hõlpsasti sisse ja eemaldate luminofoorlambi pistikupesast.

2. Emailiga kaetud magnettraat. Selle projekti jaoks vajate mitukümmend jalga traati. Mida rohkem teil on, seda parem. Lisaks on parem kasutada õhemat traati, kuna väiksemasse ruumi pakitud rohkem traati võrdub suurema ulatusega ja tõhususega. Minu valitud traat pole siin ideaalne - sooviksin, et see oleks õhem -, kuid see oli kõik, mis mul selle projekti kavandamisel käepärast oli.

3. Varu vasktraat. See pole vajalik, kuid aitab palju. Kui teil juhtub olema alligaatoriklambreid (soovitavalt neli neist), olete veelgi paremas vormis.

4. LED. Iga LED teeb asja, kuid selle rakenduse puhul on heledam üldiselt parem. Värv ei ole oluline, sest seadme poolt tarnitav pinge on enam kui piisav mis tahes värvi LED -i valgustamiseks. Takistid pole vajalikud.

5. (pole pildil) - liivapaber, C- või D -aku ja tulemasin. Need asjad ei ole projekti õnnestumiseks vajalikud, kuid need on abiks traadita toiteallika erinevate osade ehitamisel.

Samm: esmane mähis

Alustuseks võtke osa magnettraadist (olenevalt traadi paksusest kahekümnest kuni viiskümmend jalga) ja keerake see mähiseks. Siin tuleb kasuks C- või D -aku, kuna saate juhtme lihtsalt korduvalt selle ümber keerata. Püüdke muuta oma mähis võimalikult puhtaks. Lisaks veenduge, et eemaldate täielikult ja põhjalikult emaili isolatsiooni pooli mõlemast otsast. Isolatsiooni põletamiseks võib vaja minna tulemasinat (nagu pildil näidatud) ja liivapaberit selle täielikuks eemaldamiseks.

Kui olete mähisega lõpetanud, libistage see aku küljest ära (või jätke see ükskõik kuhu, mille ümber mässisite; minu puhul kasutasin eelmisest projektist järelejäänud pooli) ja siduge see lindiga või tõmblukkudega. Viimane asi, mida soovite sel juhul, on kiiresti lahti hargnev traatmähis. Kui see lahti harutab, läheb see sassi, sõlme ja võib isegi kasutuskõlbmatuks muutuda. Selle vältimiseks hoidke traadi mõlemat väljaulatuvat otsa vastu mähist, kui seda kinnitate.

3. samm: sekundaarmähis

Sekundaarmähis, nagu ka esmane, võib olla mis tahes pikkusega traat (eelistatavalt veel kord üle 20 jala) ja see ei pea olema sama tüüpi või paksusega. Kuid peaaegu sama, mis esmane mähis, peab see olema valmistatud emailiga kaetud magnettraadist, selle mõlemast otsast tuleb eemaldada isolatsioon ning see peaks olema umbes sama suuruse ja kujuga kui teie esimene mähis.

Kui olete sekundaarmähise lõpetanud, ühendage see kinni ja seejärel kinnitage oma LED selle külge. Siin hakkavad kasuks tulema varutraat ja/või alligaatoriklambrid. Mul oli õnne, et mul oli piisavalt õhuke mähis, et saaksin juhtme lihtsalt LED -i juhtmete ümber keerata, kuid kui mu mähis oleks valmistatud paksemast traadist (nagu esmane), oleks olnud parem kinnitada LED -i, kasutades õhemat vasktraati või klambreid.

Päeva lõpus pole vahet, milline LED -i pool millise mähise juhtme külge kinnitatakse, kui mähise mõlemad otsad on kindlalt ja kindlalt pirni klemmidega ühendatud.

Samm: ühendage see kõik kokku

Kui te pole seda veel teinud, eemaldage luminofoorlamp patareitoitega lambilt ja leidke klemmid, mis olid pirniga varem ühendatud. Veenduge sel hetkel, et seade välja lülitatakse. Vool pole piisavalt tugev, et olla surmav, kuid see võib teile üsna valusa šoki tekitada, kui juhtute puudutama juhtmeid korraga mõlema klemmiga.

Kui olete klemmid leidnud, ühendage oma esmane mähis nende külge, ühendades ühe juhtme ühe klemmiga ja teise juhtme teise klemmiga. Veenduge, et teil on turvaline ühendus. Alligaatori klambrid võivad siin imesid teha, kuid kui teil neid juhuslikult pole (nagu minul), võite klemmidesse suured poldid kinni keerata või võite isegi pooli otstesse kinnitatud alumiiniumfooliumi kinnitada ja seejärel kinni kleepida ühenduste sisse. Sellegipoolest veenduge, et ühendus oleks stabiilne ja stabiilne.

Teisese mähise poole pöördudes ei pea te palju tegema, välja arvatud veendumaks, et see on LED -iga kindlalt ühendatud.

5. samm: vooluring

Meil jääb üle vaid see üles süüdata! Veendudes veel kord, et kõik ühendused on korras, asetage sekundaarmähis esmase mähise peale ja keerake lüliti sisse, et valgus sisse lülitada. Te peaksite nägema, kuidas teie LED -tuli ellu ärkab. Kui see ei sütti, kontrollige oma ühendusi uuesti. See on üsna andestav projekt ja seega ei lähe teie probleemi allika tõrkeotsing tõenäoliselt kaua aega.

Vooluahelaga katsetades peaksite tähele panema, et saate oma sekundaarmähise primaarmähiselt eemaldada ja LED jääb põlema. See tõestab, et edastate voolu juhtmevabalt. Proovige oma paberi, raamatu või mõne muu elektrit mittejuhtiva eseme vahele panna. Enamikul juhtudel (kui teil pole tõesti paksu raamatut) peaks LED -tuli põlema. Oma isikliku kogemuse põhjal selle projekti teiste ehitistega olen suutnud teisese mähise paigutada esmast kuni kuue kuni kaheksa tolli kaugusele ja siiski näha LED -i poolt tulevat nõrka sära.

6. toiming: kuidas see toimib

Sisuliselt on see seade see, mida me nimetaksime õhusüdamikuga trafoks. Tavalised trafod (nagu toitepostidel olevad, telefonilaadijates leiduvad jne) koosnevad kahest või enamast traatmähist, mis on keeratud ümber rauatüki. Kui vahelduvvoolu (vahelduvvoolu) võimsus lastakse läbi ühe mähise, tekitab see triikrauas kiiresti vahelduva magnetvälja, mis seejärel indutseerib voolu teises traatmähises. See on sama põhimõte, millest elektrigeneraatorid töötavad - liikuv magnetväli põhjustab elektronide liikumist juhtmes.

Meie seade töötab väga sarnasel (kuigi pisut erineval) viisil. Nagu selgub, on igal patareitoitega luminofoorlambil väike ahel, mis võtab patareidelt madalpinge alalisvoolu (alalisvoolu) ja tõstab selle palju kõrgemale pingele, kusagil mõnesaja suurusjärgus volti. Ilma selle kõrgepingeta ei saaks luminofoorlambid töötada. Selle kõrgema pinge tekitamiseks peab aga meie luminofoorlampide valgusvool muundama aku pideva alalisvoolu muuks elektrivooluks, mida tuntakse impulss-alalisvooluna. Impulss -alalisvool toimib samamoodi nagu vahelduvvool trafos - voolu „impulss” tekitab sisuliselt juhtmesse magnetvälja, mis variseb kokku ja muutub tuhandeid kordi sekundis. See pulseeriv alalisvool võimaldab ahelasse sisseehitatud pisikesel trafol tõsta võimsust kuuelt või kaheteistkümnelt voltilt mitusada. Kuid toiteallika toimimisviisi tõttu pulseerib elekter terminalides mitu tuhat korda sekundis. Võime sisuliselt öelda, et seadmest väljuv kõrgepinge elekter “sumiseb”.

Kui see pulseeriv alalisvool sisestatakse meie esmasele mähisele, muudab see mähise elektromagnetiks, mis projitseerib kiiresti muutuvat magnetvälja. Kui viime oma sekundaarmähise esmase lähedale, tekib selles pulseeriva magnetvälja tõttu vool. See vool läbib seejärel LED -i, põhjustades selle süttimist. Mida kaugemale primaarmähisest sekundaar jõuab, seda vähem mõjutab magnetväli seda ja seda vähem tekib voolu. Samamoodi saab selle efekti vastu võidelda, lisades rohkem traati. Rohkem traati tähendab rohkem magnetismi primaarmähises ja rohkem traati sekundaarmähises tähendab seda, et seda magnetvälja saab jäädvustada rohkem.

Seetõttu võime oma projekti nimetada „õhusüdamikuga trafoks“, kuna ehitame seadet, millel on kaks mähist - esmane ja sekundaarne - ja mis töötavad pulseerivatel magnetväljadel. Kuid erinevalt traditsioonilistest trafodest, mis kasutavad rauda magnetvälja edastamiseks ühelt mähiselt teisele, pole meie omadel midagi magnetvälja kanda. Seega ütleme, et sellel on „õhutuum”. Asjade kokkuvõtteks võib öelda, et see väike lihtne seade on lihtsalt teistsugune tehnoloogia, mis on sama tavaline kui taevapilved.

Nautige oma traadita jõuülekandeseadet ja tänan teid lugemise eest!