sähkövirta on usein taikaa ja salaperäistä. Ennen kuin ihmiset tiesivät sähköstä, monet luonnonilmiöt ilmestyivät vihaisten jumalten aiheuttamina yliluonnollisina tapahtumina. Onneksi ihmiset nykyään tuntevat fysiikan lait, ja he voivat toimia niiden kanssa tarpeidensa mukaan ilman ongelmia.
Tesla coil on resonanssipiiri, joka koostuu kahdesta LC-piiristä, induktiivisesti kytkettynä. Toisin sanoen se on muuntaja, jolla on ensisijainen piiri ja toissijaiset piirit, jotka voivat nostaa sähköjännitettä kipinöiden tuottamiseksi., Normaaliolosuhteissa ilmaa voidaan pitää eristeenä. Kahden eristetyn pisteen väliin kohdistuva jännite ei aiheuta minkään sähkövirran kulkua. Jos jännite kasvaa, sähkökentästä voi tulla niin voimakas, että se saa energiaa muiden hiukkasten ionisoimiseen. Ilmiö voimistuu liikkuvien ionien lisääntyessä asteittain. Sähkövirta syntyy kuumentamalla aluetta, joka aiheuttaa lisää ilman ionisoitumista. Erittäin ionisoitunut kaasu kanava on luotu, joka toimii sähkö-johdin, joka kykenee ylläpitämään valokaaren., Kipinä hehkuu hyvin lyhytkestoisena siksak-polulla, jossa on räjähtävä ääni. Salama on erittäin voimakas kipinä. Kipinän laukaisemiseksi Sähkökentän on ylitettävä dielektrisen jäykkyyskynnys. Vakioilmassa se on noin 3 kV / mm, mutta laskee helposti kosteuden mukana. Kipinän tuottamiseksi 10 cm, sinun on toimitettava jännite noin 300,000 V (300 kV).
kipinän Pituus
tällä hyvin yleisellä kaavalla voidaan mitata kahden johtimen välinen jännite mittaamalla kipinöiden pituus., Kun potentiaaliero on sovellettu välillä kaksi elektrodia, sähkökenttä muodostuu:
E = V * d
missä ”V” on jännite ja ”d” on elektrodien välinen etäisyys. Jokaiselle materiaalille on arvo, joka tunnetaan breaking point, joka edustaa vähintään sähkökentän tarpeen laukaista kipinä. Jotta syntyy 1 cm: n kipinä, on tarpeen soveltaa 30 kV. Tietää jännite kahden elektrodin, yksinkertaisesti kertoa pituus kipinä (senttimetreinä) 30 kV, lämpötilassa 25°C kuivalla ilmalla. Tämä menetelmä toimii kahdella pallomaisella elektrodilla., Arvo voi vaihdella paineen ja kosteuden mukaan. Kuten kuvassa 1, on todella vaikea tuottaa suuria kipinöitä. Kipinää 10 cm, se tarvitsee jännite 300.000 V, ja kipinä puoli metriä, sinun täytyy toimittaa noin 1 500 000 kappaletta V — todella vaarallista.
Kuva 1: Kuvaaja pituus kipinä vs. jännite
Se on hyvin vaikuttava, miten luonto voi tuottaa erittäin iso salama pultit miljoonia volttia!
miten se vaikuttaa?,
tiedämme, että Nikola Teslan luoma Tesla-kela on erityinen resonanssimuuntaja, jossa on kaksi kytkettyä kelaa. Tesla coil-Muuntaja toimii eri tavalla kuin perinteinen muuntaja, jossa on rautaydin. Perinteisessä muuntajassa kaksi kelaa tuottavat jännitevoiton, joka riippuu kierrosten määrän suhteesta. Vuonna Tesla kela, toisaalta, voitto voi olla paljon suurempi, koska se on verrannollinen: √L2/L1.
oikea tasapaino yksittäisten osien avulla kytkin pystyy tuottaa sähkömagneettisen aallon sopiva valaistus valaistus lamppu., Siinä on ilmaydin. Sen toimintataajuus on 50 KHz-30 MHz. Kela siirtää energiaa primääristä toissijaiseen. Toissijaisesti tuotettu jännite kasvaa, kunnes kaikki primääripiirin energia on siirretty toissijaiseen. Järjestelmä perustuu RLC-ryhmään ja sinimuotoiseen generaattoriin, kuten kuvassa 2 esitetään. On RLC-piiri on sähköinen piiri, jossa on vastus (R), ic (L) ja kondensaattori (C), kytketty sarjaan. Muuntaja ilmassa vaiheet tulojännite jopa 100× luoda korkea jännite., Muutaman sekunnin kuluttua jännite on sen verran korkea, että kipinä-aukko laukeaa. Kondensaattori ja toisen muuntajan ensisijainen kela muodostavat sitten resonanssipiirin. Toissijainen muuntaja kela on kiinnitetty toroidi, joka edustaa kondensaattori kytketty maahan. Se muodostaa myös resonanssipiirin, jolla on sama resonanssitaajuus. Energia on vähitellen siirretty ensimmäinen piiri toinen, sitten kärkiväli pysähtyy johtamiseen, jolloin kaikki energia toroidin piiri. Kun kärkiväli pysähtyy suorittaa, se kestää hetken jännitteen rakentaa tarpeeksi, jotta se tuli taas.,
Kuva 2: RLC-piiri ja kuvaaja sen lähtö, verkkotunnus, taajuus,
esimerkiksi kuva koostuu vastus, 10 Ohmia (se määrittää Q-tekijä piiri), kondensaattori 47 pF, ja ic 20 mH. Piirin resonanssitaajuuden laskemiseksi (esimerkissä se on 164 155,78 Hz) voit käyttää laatikossa esitettyä kaavaa., Jos RLC-piiri toimitetaan täsmälleen sen resonanssitaajuudella, induktorilla, saamme paljon suuremman jännitteen kuin mitä käytetään tuloon. Näissä olosuhteissa, piiri on jännite generaattori, täysin resistiivinen. Näistä ominaisuuksista, ymmärrämme, että rakentaminen kelat voi olla satunnainen, mutta on seurausta tarkka ja tarkka calculus ja kaavoja.
yleiskaava
Kuvassa 3 on yleinen mutta täysin toimiva Tesla-Kelan kaavamainen., Spinterometri ja kondensaattori (säiliö) voidaan asentaa kahden eri kokoonpanojen mukaan. Havainnollistetaan sen komponentteja. Rakentaminen ei ole vaikeaa, mutta se vaatii huolellisuutta.
Kuva 3: Yleinen kaavio Tesla kela
muuntaja T1 kasvaa ja nostaa syöttöjännite noin 10 kV. Tätä komponenttia käytetään yleensä mainoskylttien valaisemiseen neonilla. Perinteistä muuntajaa ei voi käyttää., Kondensaattori C1, Leydan pullo tai korkeajännitekondensaattori, on kytketty rinnakkain toisio muuntajan. C1 lataa ja purkaa jännitteensä tulojännitteen taajuudella. On mielenkiintoista huomata, että tulojännite voi olla myös tasajännite (mutta ilman ensimmäistä muuntajaa). Kun ero potentiaalin C1 ylittää asetetut rajat, joita spinterometer, kipinä tapahtuu välillä sen terminaalit ja vahva virta kulkee L1, purkaminen kondensaattori. Kipinä sulkee piirin., L1 ja L2 ovat kaksi komponenttia muuntaja — L1 on ensisijainen ja L2 on toissijainen. L2: n terminaaleissa on erittäin korkea jännite. Virran teho keloissa riippuu C1: n kapasiteetista. Voit liittää useita kondensaattoreita rinnakkain. On erittäin tärkeää, että tämä komponentti sopii käytettyihin jännitteisiin. Toisaalta, voit liittää sarjaan ja rinnakkain monet kondensaattorit saada pyydetyt operatiivinen jännite.
Rakentaminen
Kuten sanoin, muuntaja T1 toimii kuin hissi syöttöjännite. Ole varovainen käsitellessäsi sitä., Kuten Kuvassa 4, ensisijainen kela L1 on valmistettu paksu lanka kiedottu muovi tukea, jonka halkaisija on 25 cm. L2: n rakentaminen on hyvin työlästä. Voit käyttää pitkää muoviputkea, jonka halkaisija on 12 cm. Optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi tukea kannattaa käsitellä muovimaalilla. Kela koostuu 2000 kierrosta emaloitu lanka 0,4 mm (26 AWG).
Kuva 4: Suunnittelu ja mittaukset kelojen
kondensaattorit on valittu ja rakennettu huolella., Et voi käyttää tavallisia kondensaattoreita. Potentiaaliero on hyvin suuri ja komponentit voitaisiin tuhota. Se voi seurata hankkeen Leyden jar tai voit liittää yhteen monia polyesteri kondensaattoreita sarjaan/rinnan saada enimmäismäärä kapasiteetti ja jännite vähintään 15 000 V. kondensaattoreita ei saa olla polarisoitunut. Voit rakentaa erittäin tehokkaan kondensaattorin käyttämällä kahta alumiinifoliota, jotka on liimattu lasilevylle, vastakkaisilla kasvoilla. Mitat 50 × 50 cm, ja paksuus lasi 3 mm, voit saada kondensaattori 7,378 pF., Lasi on erittäin korkea Dielektrinen vakio. Kondensaattori voi olla pienempi. Kuvassa 5 on erilaisia esimerkkejä suurjännitekondensaattoreista.
Kuva 5: Eri esimerkkejä korkea-jännite kondensaattorit
spinterometer on erittäin helppo component ja on erittäin tärkeää. Se on laite, jota käytetään tuottamaan sähköpurkauksia ilmaan kahden elektrodin kautta. Se koostuu kahdesta sfääristä., Terminaalien välistä etäisyyttä voidaan asteittain pienentää, kunnes Sähkökentän voimakkuus ylittää ilman dielektrisen jäykkyysarvon ja syntyy kipinä. Kuvassa 6 on esimerkki spinterometristä.
Kuva 6: Esimerkki spinterometer
rakentamisen Aikana, kiinnittää huomiota eristää kriittiset osat piiri.
käytä
kun rakenne on valmis, voit pian testata laitteen. Ole varovainen kaikissa operaatioissa., Asennus on suoritettava ilman sähköyhteyttä. Kipinät voivat olla hyvin kivuliaita. Kun laite on kytketty pois päältä, voit säätää välinen etäisyys aloilla spinterometer saada kipinän. Säädä kipinä, siirrä kaksi palloa pois noin 5 cm: n välein. Sitten lähestyä elektrodit pienissä vaiheissa, sammuttamalla laitteen joka kerta. Kipinöiden teho on verrannollinen kondensaattorin kapasiteettiin. Kun saat kipinät spinterometri, toissijainen kela on valmis tuottamaan erityinen vaikutus., Sen päältä voit tuottaa suuria kipinöitä, jotka lähestyvät metalliesineitä Kelan palloon. Sinun täytyy pitää ne pitkä eristetty kahva (puu tai muovi). Kipinöiden pituus (sähkökaaret) on verrannollinen jännitteeseen toisiokelan poikki. Älä koske mihinkään piirin osaan käsilläsi. 20 cm: n kipinä on erittäin hyvä tulos.
viritys
Teslan kela muistuttaa radiovastaanotinta. Se on virittää resonanssi taajuus saada paras suorituskyky siitä., Parantaa laitteen tehokkuutta, suosittelemme seuraavia ratkaisuja:
• Lisätä tai vähentää kierrosten lukumäärä ensisijainen kela.
• Lisää tai vähennä sekundäärikäämin kierrosten määrää.
• Siirry lähemmäs tai kauemmas kaksi sfääriä spinterometer joukossa joitakin millimetrejä (muista kytkeä virta pois päältä).
• lisätä mahdollisimman paljon kapasiteettia säiliön kondensaattoreita.
• muuta yhteyttä eri ympyröissä primäärikäämillä, kuten kuvassa 7 esitetään.
• käytä laadukkaita materiaaleja ja hyviä komponentteja.,
Kuva 7: Voit parantaa kytkin LC-piiri muuttamalla arvo induktanssi ensisijainen kela, jossa on eri asento-yhteys.
Conclusion
Teslan Kelan rakentamiseen on monia ratkaisuja. Tämä on varmaan helpoin. Ole varovainen työskennellessäsi näiden piirien kanssa, koska jännite on erittäin korkea. Tesla-Kelan käytön aikana ilmaan jää voimakas otsonihaju., Lopulta laitteesta voi rakentaa pienemmän version, jonka jälkeen Teslan Kelan tehoa voi lisätä. Kuvassa 8 näkyy täydellinen Tesla-kela. Se, voimme erottaa (vasemmalta oikealle):
- muuntaja (230 V 10000 V)
- HV kondensaattori
- spinterometer
- kaksi kelat (ensisijainen ja toissijainen)
Kuva 8: täydellinen Tesla kela