Hur man bygger en Tesla Coil

Teslas spole utformades och presenterades 1891 av den berömda forskaren Nikola Tesla. Det är en apparat som skapats för att utföra experiment vid produktion av högspännings elektriska urladdningar. Den består av en generator, en kondensor, en lindningstransformator, och bildas av flera elektriska resonanskretsar placerade på ett sådant sätt att spänningen har de maximala topparna altern mellan de två komponenterna, och slutligen ett gnistgap eller ett par elektroder, i vilka den passerar strömmen, passerar genom luften och bildar en gnista. Tesla-spolar används i många enheter, från partikelacceleratorer till tv-apparater eller leksaker, och kan byggas med material som köpts speciellt för detta ändamål eller med återvinningselement. Så här gör du det.

Del 1

Utforma Tesla-spolen

Utvärdera dimensionerna och var spolen ska placeras innan du bygger den. Storleken är begränsad endast av din budget - de små blixtar som genereras av enheten utvecklar värme och expanderar luften runt dem (i princip, precis som åskning skapar åska). Deras elektriska fält kan också orsaka permanenta skador på apparater och elektriska apparater i allmänhet, så det är nog klokare att bygga och aktivera din Tesla spole i en relativt isolerad plats, liksom ett garage eller ett skjul.

Att få en uppfattning av längden hos urladdningar som kan nå, eller av den aktuella begäran eftersom spiralfunktioner, dela längden av urladdningen, mätt i inches (1 inch = 2,54 cm), för 1,7 och höjer resultatet till kvadrat för att få kraften i watt. Omvänt, för att erhålla längden (i inches) av utsläpp, multiplicera kvadratroten av effekten (i watt) med 1,7. En Tesla spole som producerar en urladdning av 60 inches (1,5 meter) skulle kräva en effekt av 1,246 watt för att driva (en Tesla spole som drivs av en 1 kilowatt skapar minst 54 inches lång urladdnings generator, eller 1,37 meter) .

Lär dig terminologin. För att designa och bygga en Tesla-spole är det viktigt att vara bekant med vissa vetenskapliga termer och vissa måttenheter. Du måste känna till dem för att förstå hur och varför en Tesla-spole fungerar. Här är några begrepp som hjälper dig att veta:

Elektrisk kapacitet är kroppens attityd för att lagra en elektrisk laddning eller mängden elektrisk laddning som lagras för en given spänning. En kondensator, mer allmänt känd som kondensator, är en enhet som lagrar energi. Mätningsenheten för den elektriska kapaciteten är farad (symbol "F"). Farad definieras som 1 ampere * 1 sekund / 1 volt (eller ens, ekvivalent, 1 coulomb / 1 volt). Vanligen decimal enheter av farad används eftersom det är en mycket stor måttenhet med hänsyn till värdet av de förmågor som finns i vardagen. Det är därför normalt att hitta mikrofarad (symbol "uF"), vilket motsvarar en miljonte av farad, eller picofaraden (symbolen "pF"), vilket motsvarar en miljardtedel (10^-12) av farad.

Induktans eller självinduktans uttrycker mängden volt som cirkulerar i en krets baserat på mängden ström. (Högspänningsledningarna har en högspänning men liten ström och har en hög induktans.) Induktansmåttet är henryen (symbolen "H"). En henry definieras som 1 volt * 1 sekund / 1 ampere. Generellt används mindre enheter, såsom millihenry (symbol "mH"), vilket motsvarar en tusen av henry, eller microhenryen (symbolen "uH"), vilket motsvarar en miljonte av Henry.

Resonansfrekvensen är den frekvens vid vilken motståndet mot energiöverföring berör ett minimum. För en Tesla-spole indikerar detta det optimala tillståndet för överföring av elektrisk energi mellan primär- och sekundärspolen. Mätningsenheten för frekvens är hertz (symbol "hz"), som definieras som 1 cykel per sekund. I allmänhet används kilohertz (symbol som en måttenhet) "kHz"), vilket motsvarar 1000 hertz.

Skaffa nödvändiga material för byggandet. Du behöver en generator, en hög kapacitet primär kondensator, ett gnistgap eller elementen för att bygga, en primär induktor i låg induktans spole, en sekundär induktor för hög induktans spole, en sekundär kondensor vid låg kapacitet och något för att dämpa eller blockera de högfrekventa ljudpulser som genereras av Tesla-spolen när den används. För mer information om material, läs den andra delen av artikeln, "Bygg en Tesla Coil".

Generatorn / transformatorn sänder energi till den primära kretsen som förbinder den primära kondensatorn, primärspoleinduktorn och gnistgapet. Den primära spolen induktorn måste placeras nära (men inte i kontakt) till den andra, vilken är ansluten till sekundär kondensatorn. När den sekundära kondensatorn har lagrat en tillräcklig elektrisk laddning kommer den att släppas av elektriska urladdningar.

Del 2

Bygg en Tesla Coil

Välj din strömtransformator. Dess kraft bestämmer maximal storlek på din Tesla-spole. De flesta Tesla-spolar drivs av en transformator som levererar en spänning mellan 5000 och 15000 volt, vid en ström mellan 30 och 100 milliamps. Du kan få en transformator på Internet, i en specialbutik eller återvinna den från en lampa eller neonskylt.

Montera primärkondensorn. Det bästa sättet att bygga det är att ansluta flera kondensatorer i serie, så att primärkretsens totala spänning är uppdelad lika mellan alla kondensatorer. För att uppnå maximal effektivitet måste varje enskild kondensator ha en kapacitet som är lika med den för de andra kondensatorerna i serien. Denna typ av kondensator kallas också MMC (från engelska "Multi-Mini-Capacitor").

Mindre kondensatorer (och deras tillhörande läckage motstånd) kan köpas på Internet eller i vissa elektronikaffärer - alternativt kan du ta ut gamla TV-apparater och återställa de keramiska kondensatorerna i dem. Det är också möjligt att bygga dem med polyetenplåt och aluminiumplåt.

För att maximera utgångseffekten bör den primära kondensatorn kunna nå sin maximala kapacitet varje halveringstid av matningsfrekvensen. Om du till exempel har en 60 Hz strömförsörjning, ska kondensatorn uppgå till maximalt 120 gånger per sekund.

Bestäm hur man gör gnistgapet. Om du planerar att använda en enda behöver du skruvar som är minst 6 mm tjocka eftersom enheten motstår värmen som genereras av eluttaget som bildas mellan terminalerna. Du kan även ansluta flera gnistgap i serie, använder en roterande gnistgap eller kylning av systemet med tryckluft för att hålla temperaturen under kontroll (i detta avseende är det möjligt att använda en lämpligt modifierad dammsugare för att blåsa luft).

Bygg den primära spolen induktorn. Spolen i sig är gjord av tråd, men du behöver ett stöd för att linda det i en spiral. Tråden ska vara i emaljerad koppar, som du kan köpa i en hårdvaruaffär, i DIY-butiker eller genom att återvinna strömkabeln i en gammal hushållsapparat. Föremålet för att linda sladden kan vara cylindrisk, som ett plast- eller kartongrör, eller konisk, som en gammal lampskärm.

Längden på kabeln bestämmer induktansen hos primärspolen. Detta måste ha låg induktans, så det är lämpligt att göra relativt få lindningar under konstruktionen. I stället för att använda en kontinuerlig tråd kan du använda kortare trådstycken och ansluta dem efter behov för att enkelt ändra inductansvärdet.

Anslut den primära kondensatorn med gnistgapet och primärspoleinduktorn. På så sätt får du den primära kretsen.

Bygg sekundärspolens induktor. Precis som med den primära spolen, linda tråden runt ett cylindriskt föremål. För att Tesla Coil fungerar effektivt, måste sekundärspolen har samma resonansfrekvens än primaria- måste emellertid sekundärspolen vara längre än det primära, både därför att den måste ha en induktans större, både eftersom det är så undviker att det finns elektriska urladdningar som startar från sekundärkretsen och slår den primära, skada den.

Om du inte har det material som behövs för att bygga en tillräckligt lång sekundär spole, kan du komma runt detta problem genom att bygga en liten räcke som fungerar som en åskledare (detta innebär dock att de flesta av chocker i Tesla träffa åskledare pole, i stället för att dansa i " luft).

Bygg sekundärkondensorn. Den sekundära kondensorn eller utloppsterminalen kan ha någon rund form: de 2 vanligaste formerna är tjuren (ringformad eller munk) och sfären.

Anslut sekundär kondensatorn till sekundärspolen. På så sätt får du den sekundära kretsen.

Jordning av sekundärkretsen bör separeras från jordning av de elektriska nätverkskretsarna i hemmet som ger ström till transformatorn, för att undvika att den elektriska strömmen som passerar från Tesla spole till marken fortplantas i kretsarna och skada de enheter som de kan anslutas till uttagen. Du kan slipa kretsen med en metallspärr i marken för att undvika eventuella skador.

Bygg surge arresteringsspolarna. De består av små, enkla induktorer som förhindrar att impulserna som genereras av gnistgapet skadar transformatorn. Du kan bygga en genom att förpacka lite tunn koppartråd runt ett smalt rör, som en gemensam kulspetspenna.

Montera komponenterna. Placera primärkretsen nära sekundärkretsen, anslut sedan matningstransformatorn till primärkretsen via choke-spolarna. När transformatorn är ansluten till elnätet är din Tesla-spole klar för användning.

Om primärspolen har en tillräckligt stor diameter kan du sätta in sekundärspolen i primären.

tips

För att styra riktningen för de utsläpp som frigörs av sekundärkondensorn, placera metallobjekt nära den (men inte i kontakt). Utmatningen kommer att bilda en båge mellan kondensorn och objektet. Om objektet innehåller en krets i vilken en apparat som kan utsända ljus, såsom en glödlampa eller en fluorescerande lampa, sätts in, kan elen som genereras av Tesla-spolen mata den och sedan slå på den.
Att utforma och bygga en effektiv Tesla-spole kräver viss förtrogenhet med begreppen elektromagnetism och med ganska komplexa matematiska ekvationer. Du kan hitta dessa ekvationer, tillsammans med många beräkningsverktyg för de involverade storheterna, vid adressen http://deepfriedneon.com/tesla_frame6.html (på engelska).

varningar

Transformatorerna för neonskyltar, som de som nyligen gjorts, har en differentialomkopplare så att de inte kan aktiveras med spolen.
Det är inte lätt att bygga en Tesla-spole, om du inte redan har någon teknisk eller elektronisk kunskap.

Saker du behöver

Effektomvandlare (neonlamptransformator eller låg eller mellanspänning strömöverföringspole)
Keramiska kondensatorer
Metallskruvar
Fläkt eller fläkt (tillval)
Emaljerad koppartråd
Objekt med konisk eller cylindrisk form
Tjur eller metallisk sfär
Pinnar eller naglar för jordning
Inductor
Choke spolar
Metallrör eller kablar för blixtstång (tillval)

Dela på sociala nätverk:

Relaterade