סליל טסלה, שפותח בשנת 1891 על ידי ניקולה טסלה, נוצר כדי לבצע ניסויים ביצירת פריקות חשמל במתח גבוה. הוא מורכב מאספקת חשמל, קבלים ושנאי סלילים כך שפסגות המתח מתחלפות בין השניים, ואלקטרודות נקבעות כך שניצוצות קופצים ביניהם באוויר. משמש ביישומים ממאיצי חלקיקים לטלוויזיות וצעצועים, ניתן לייצר סליל טסלה מציוד חנות אלקטרוניקה או מחומרים עודפים. מאמר זה מתאר כיצד לבנות סליל טסלה עם ניצוץ, השונה מסליל טסלה במצב מוצק ואינו יכול לנגן מוזיקה.
צעדים
חלק 1 מתוך 2: תכנון סליל טסלה
שלב 1. שקול את הגודל, המיקום ודרישות ההספק של סליל טסלה לפני שאתה בונה אותו
אתה יכול לבנות סליל טסלה גדול ככל שהתקציב שלך מאפשר; עם זאת, הניצוצות דמויי הברק של סלילי טסלה מייצרים חום ומרחיבים את האוויר סביבם (בעצם יוצרים רעמים). השדות החשמליים שלהם יכולים גם לעשות הרס עם מכשירים אלקטרוניים, כך שכנראה תרצה לבנות ולהפעיל את סליל הטסלה שלך במקום לא תקין, כמו מוסך או סדנה אחרת. כמו כן, תרצה לשקול האם יש טעם יותר לבנות סליל טסלה מערכה, או לאסוף חומרים מאפס. לשניהם יתרונות וחסרונות בתחומים של עלות, זמן בנייה, משאבים לעזרה ואמינות.
כדי להבין כמה גדול ניצוץ אתה יכול להכיל, או כמה כוח אתה צריך כדי לגרום לזה לעבוד, חלק את אורך פער הניצוץ בסנטימטרים ב -1.7 ומרובע אותו כדי לקבוע את הספק הכניסה בוואט. (לעומת זאת, כדי למצוא את אורך פער הניצוץ, הכפל את השורש הריבועי של ההספק בוואט ב -1.7.) סליל טסלה שיוצר פער ניצוץ של 150 ס"מ (1.5 מטר) ידרוש 1, 246 וואט. (סליל טסלה המשתמש במקור כוח של 1 קילוואט ייצר פער ניצוצות של כמעט 54 אינץ ', או 1.37 מטר)
שלב 2. למד את הטרמינולוגיה
עיצוב ובניית סליל טסלה דורש הבנה של מונחים ויחידות מידה מדעיות מסוימות. יהיה עליך להבין את מטרתם ותפקודם כדי לייצר סליל טסלה כראוי. להלן כמה מהמונחים שעליך לדעת:
- קיבול הוא היכולת להחזיק מטען חשמלי או כמות המטען החשמלי המאוחסן עבור מתח נתון. (מכשיר שנועד להכיל מטען חשמלי נקרא קבל.) יחידת המידה לקיבול היא הפאראד (בקיצור "F"). פאראד מוגדר כאמפר שנייה אחת (או קולומב) לוולט. בדרך כלל, הקיבול נמדד ביחידות קטנות יותר, כגון המיקרופאראד (מקוצר "uF"), מיליונית הפאראד או הפיקופראד (מקוצר pF ולפעמים נקרא "נשיפה"), טריליון פרד.
- השראות, או השראות עצמית, היא כמה מתח המעגל החשמלי נושא לכל כמות הזרם במעגל. (קווי מתח גבוה, הנושאים מתח גבוה אך זרם נמוך, בעלי השראות גבוהה.) יחידת המידה להשראות היא הנרי (בקיצור "H"). הנרי מוגדר כשנייה וולט לכל אמפר של זרם. בדרך כלל, השראות נמדדת ביחידות קטנות יותר, כגון millihenry (מקוצר "mH"), אלפית הנרי או microhenry (מקוצר "uH"), מיליונית של הנרי.
- תדר תהודה, או תדר תהודה, הוא התדר שבו ההתנגדות להעברת אנרגיה היא מינימלית. (עבור סליל טסלה, זוהי נקודת הפעלה אופטימלית להעברת אנרגיה חשמלית בין הסלילים הראשוניים למשניים.) יחידת המידה לתדר התהודה היא הרץ (מקוצר "הרץ"), המוגדר כמחזור אחד לשנייה. נפוץ יותר, תדר התהודה נמדד בקילוהרץ (בקיצור "קילוהרץ"), כאשר הקילוהרץ שווה ל -1000 הרץ.
שלב 3. אסוף את החלקים הדרושים לך
תזדקק לשנאי אספקת חשמל, קבל ראשוני בעל קיבול גבוה, מכלול פער ניצוצות, סליל משרן ראשי בעל השראה נמוכה, סליל משרן משני בעל משרן גבוה, קבל משני בעל קיבול נמוך ומשהו לדכא או לחנוק., פולסי הרעש בתדירות גבוהה הנוצרים כאשר סליל טסלה פועל. למידע נוסף על החלקים, עיין בסעיף הבא, "הכנת סליל טסלה".
מקור הכוח/השנאי שלך מזין את הכוח דרך החנקים למעגל הראשי או הטנק, המחבר את הקבל הראשי, סליל המשרן הראשי ומכלול פער הניצוץ. סליל המשרן העיקרי ממוקם בסמוך לסליל המשרן של המעגל המשני, אך אינו מחובר אליו, המחובר לקבל המשני. לאחר שהקבל המשני בנה מטען חשמלי מספיק, זרמי חשמל (ברקים) פורקים ממנו
חלק 2 מתוך 2: הכנת סליל טסלה
שלב 1. בחר את שנאי ספק הכוח שלך
שנאי ספק הכוח שלך קובע כמה גדול אתה יכול לייצר את סליל הטסלה שלך. רוב סלילי טסלה פועלים עם שנאי שמכבה מתח בין 5, 000 עד 15, 000 וולט בזרם שבין 30 ל -100 מיליאמפר. אתה יכול להשיג שנאי מחנות עודפים בקולג 'או מהאינטרנט, או לקניב את השנאי משלט ניאון.
שלב 2. הפוך את הקבל הראשי
הדרך הטובה ביותר ליצור קבל זה היא לחווט מספר קבלים קטנים בסדרה כך שכל קבל יטפל בחלק שווה מהמתח הכולל של המעגל הראשוני. (זה דורש שלכל קבל בודד תהיה אותה קיבול כמו הקבלים האחרים בסדרה.) קבלים מסוג זה נקראים קבלים מרובי מיני או MMC.
- ניתן להשיג קבלים קטנים ונגדי הדימום הנלווים אליהם מחנויות ציוד אלקטרוניקה, או לחפש קבלים קרמיים ממכשירי טלוויזיה ישנים. אתה יכול גם להפוך את הקבלים מיריעות פוליאתילן ורדיד אלומיניום.
- כדי למקסם את תפוקת החשמל, הקבל הראשי אמור להיות מסוגל להגיע לקיבולו המלא בכל חצי מחזור של תדר הכוח המסופק לו. (עבור אספקת חשמל של 60 הרץ, המשמעות היא 120 פעמים בכל שנייה).
שלב 3. תכנן את מכלול פער הניצוצות
אם אתה מתכנן פער ניצוץ יחיד, תזדקק לברגי מתכת בעובי של לפחות 6 אינץ '(6 מילימטר) כדי לשמש כפער הניצוץ כדי לעמוד בחום שנוצר מפריקת החשמל בין הניצוצות. אתה יכול גם לחווט מרווחי ניצוצות בסדרות, להשתמש בפער ניצוץ סיבובי או לנפוח אוויר דחוס בין הניצוצות כדי למתן את הטמפרטורה. (ניתן להשתמש בשואב אבק ישן כדי לנשוף את האוויר.)
שלב 4. בנה את סליל המשרן הראשי
הסליל עצמו יהיה עשוי מחוט, אך תזדקק למשהו כדי לעטוף את החוט בצורה ספירלית. החוט צריך להיות חוט נחושת אמייל, אותו ניתן להשיג מחנות חשמל או על ידי קניבליזציה של כבל השקע ממכשיר שהושלך. החפץ שאתה עוטף את החוט יכול להיות גלילי, כגון קרטון או צינור פלסטיק, או חרוטי, כמו אהיל ישן.
אורך הכבל קובע את השראות הסליל הראשי. הסליל הראשי צריך להיות בעל השראות נמוכה, כך שתשתמש במספר סיבובים יחסית לביצועו. אתה יכול להשתמש בקטעי חוט לא רציפים לסליל הראשי, כך שתוכל לחבר חלקים יחד לפי הצורך כדי להתאים את השראות בזבוב
שלב 5. חבר את הקבל הראשי, מכלול פער הניצוץ וסליל המשרן הראשי יחד
זה משלים את המעגל העיקרי.
שלב 6. בנה את סליל המשרן המשני
בדומה לסליל הראשי, אתה עוטף חוט סביב צורה גלילית. הסליל המשני חייב להיות בעל תדר מהדהד כמו הסליל הראשי כדי שסליל טסלה יפעל ביעילות. עם זאת, הסליל המשני חייב להיות גבוה/ארוך יותר מהסליל הראשי מכיוון שהוא צריך להיות בעל השראות גדולה יותר מהסליל הראשי, וגם כדי למנוע פריקה חשמלית מהמעגל המשני כדי להכות ולטגן את המעגל הראשי.
אם חסר לך החומרים כדי להפוך את הסליל המשני לגבוה מספיק, תוכל לפצות על ידי בניית מסילת מכה (בעצם מוט ברק) כדי להגן על המעגל העיקרי, אך המשמעות היא שרוב הפריקות של סליל טסלה יפגעו במעקה התקיפה ו לא לרקוד באוויר
שלב 7. הפוך את הקבל המשני
הקבל המשני, או מסוף הפריקה, יכול להיות כל צורה עגולה, כאשר 2 הפופולריים ביותר הם הטורוס (צורת טבעת או סופגנייה) והכדור.
שלב 8. חבר את הקבל המשני לסליל המשרן המשני
זה משלים את המעגל המשני.
המעגל המשני שלך צריך להיות מוארק בנפרד מהארקה של המעגלים הביתית שלך המספקת שנאי כדי למנוע זרם זרם חשמלי לנסוע מסליל טסלה לקרקע עבור מעגלי הבית שלך ואולי לטגן כל דבר המחובר לשקעים אלה. הכנסת ספייק מתכת לאדמה היא דרך טובה לעשות זאת
שלב 9. בנה את חנק הדופק
חנקים הם משרנים פשוטים וקטנים אשר מונעים מהפעימות שנוצרות על ידי מכלול פער הניצוץ להרוס את שנאי אספקת החשמל. אתה יכול ליצור אחד על ידי פיתול חוט נחושת דק סביב צינור צר, כגון עט כדורי חד פעמי.
שלב 10. הרכיבו את הרכיבים
מקם את המעגלים הראשוניים והמשניים זה ליד זה, וחבר את שנאי ספק הכוח למעגל הראשי דרך החנקים. לאחר שתחבר את השנאי לחשמל, סליל הטסלה שלך מוכן להפעלה.
אם הסליל הראשי הוא בקוטר גדול מספיק, ניתן להגדיר את הסליל המשני בתוכו
טיפים
- כדי לשלוט בכיוון הזרמים המתפרצים מהקבל המשני, הניחו חפצי מתכת ליד הקבל, אך לא נוגעים בו. הסטרימר יעבור מהקבל לאובייקט. אם האובייקט כולל אור, כגון נורת ליבון או צינור פלורסנט, החשמל המגיע מסליל טסלה יגרום לו להאיר.
- תכנון ובניית סליל טסלה יעיל דורש עבודה עם משוואות מתמטיות מורכבות למדי. למרבה המזל אתה יכול למצוא בקלות את המשוואות הרלוונטיות והמחשבונים המקוונים לביצוע החישוב.
אזהרות
- שנאי שלטי ניאון מוצקים, כמו אלה שיוצרו לאחרונה, נוטים לכלול מפסק מעגל תקלות בקרקע; לכן הם לא יוכלו להפעיל את הסליל.
- יצירת סליל טסלה היא משימה לא פשוטה, אלא אם כן יש לך כבר ידע הנדסי ואלקטרוניקי.
- קבל המשמש לסלילי טסלה ולמחוללי מתח גבוה ויונים אחרים או מכשירים כגון ליפטר יכול לצבור ולשמור כמויות אדירות של אנרגיה חשמלית ולפרוק את כל האנרגיה ברגע. נקטו בזהירות יתרה ואל תתנו לילדים או למי שאין לו הכשרת בטיחות מתאימה לגעת או לעבוד איתו.
