Dibangunkan pada tahun 1891 oleh Nikola Tesla, gegelung Tesla diciptakan untuk melakukan eksperimen dalam membuat pelepasan elektrik voltan tinggi. Ini terdiri daripada bekalan kuasa, kapasitor dan set transformer gegelung sehingga puncak voltan bergantian di antara keduanya, dan elektrod diatur sehingga percikan api melintas di antara mereka melalui udara. Digunakan dalam aplikasi dari pecutan zarah hingga televisyen dan mainan, gegelung Tesla boleh dibuat dari peralatan kedai elektronik atau dari bahan lebihan. Artikel ini menerangkan cara membina gegelung Tesla celah percikan, yang berbeza dengan gegelung Tesla keadaan pepejal dan tidak dapat memainkan muzik.
Langkah-langkah
Bahagian 1 dari 2: Merancang Tesla Coil
Langkah 1. Pertimbangkan ukuran, penempatan, dan keperluan kuasa gegelung Tesla sebelum anda membuatnya
Anda boleh membina gegelung Tesla seberapa banyak yang diizinkan oleh bajet anda; namun, gegelung kilat seperti kilat Tesla menjana haba dan mengembang udara di sekelilingnya (pada hakikatnya, membuat guruh). Medan elektrik mereka juga boleh bermain dengan alat elektronik, jadi anda mungkin mahu membina dan menjalankan gegelung Tesla anda di tempat yang tidak sesuai, seperti garaj atau bengkel lain. Anda juga ingin mempertimbangkan sama ada lebih masuk akal untuk membina gegelung Tesla dari kit, atau mengumpulkan bahan dari awal. Kedua-duanya mempunyai kelebihan dan kekurangan dalam aspek kos, masa pembinaan, sumber bantuan dan kebolehpercayaan.
Untuk mengetahui seberapa besar jurang percikan yang dapat ditampung, atau berapa banyak daya yang anda perlukan untuk membuatnya berfungsi, bahagikan panjang jurang percikan dalam inci dengan 1.7 dan kuadrat untuk menentukan daya input dalam watt. (Sebaliknya, untuk mencari panjang jurang percikan, kalikan punca kuasa dua dalam watt dengan 1.7.) Gegelung Tesla yang membuat jurang percikan 60 inci (150 cm) (1.5 meter) memerlukan 1, 246 watt. (Gegelung Tesla yang menggunakan sumber kuasa 1 kilowatt akan menghasilkan jurang percikan hampir 54 inci, atau 1.37 meter.)
Langkah 2. Ketahui terminologi
Merancang dan membina gegelung Tesla memerlukan pemahaman istilah saintifik dan unit ukuran tertentu. Anda perlu memahami tujuan dan fungsi mereka untuk membuat gegelung Tesla dengan betul. Berikut adalah beberapa syarat yang perlu anda ketahui:
- Kapasiti adalah keupayaan untuk menahan cas elektrik atau jumlah cas elektrik yang disimpan untuk voltan tertentu. (Peranti yang dirancang untuk menahan muatan elektrik disebut kapasitor.) Unit ukuran kapasitansi adalah farad (disingkat "F"). Farad ditakrifkan sebagai 1 ampere-detik (atau coulomb) per volt. Biasanya, kapasitansi diukur dalam unit yang lebih kecil, seperti mikrofarad (disingkat "uF"), seperseribu farad, atau picofarad (disingkat pF dan kadang-kadang dibaca sebagai "puff"), sepertiga farad.
- Induktansi, atau induktansi diri, adalah berapa voltan litar elektrik yang dibawa setiap jumlah arus dalam litar. (Talian kuasa tegangan tinggi, yang membawa voltan tinggi tetapi arus rendah, mempunyai induktansi tinggi.) Unit ukuran induktansi adalah henry (disingkat "H"). Henry didefinisikan sebagai 1 volt-saat per ampere arus. Biasanya, induktansi diukur dalam unit yang lebih kecil, seperti millihenry (disingkat "mH"), seperseribu henry, atau microhenry (disingkat "uH"), sepersepuluh henry.
- Frekuensi resonan, atau frekuensi resonans, adalah frekuensi di mana daya tahan terhadap pemindahan tenaga minimum. (Untuk gegelung Tesla, ini adalah titik operasi optimum untuk memindahkan tenaga elektrik antara gegelung primer dan sekunder.) Unit ukuran untuk frekuensi resonan adalah hertz (disingkat "Hz"), yang ditakrifkan sebagai 1 kitaran sesaat. Lebih umum, frekuensi resonan diukur dalam kilohertz (disingkat "kHz"), dengan kilohertz sama dengan 1000 hertz.
Langkah 3. Kumpulkan bahagian yang anda perlukan
Anda memerlukan pengubah bekalan kuasa, kapasitor utama berkapasiti tinggi, pemasangan jurang pencucuh, gegelung induktor primer rendah-induktansi, gegelung induktor sekunder tinggi-induktansi, kapasitor sekunder berkapasiti rendah dan sesuatu untuk menekan, atau tersedak, denyutan bunyi frekuensi tinggi yang dibuat semasa gegelung Tesla beroperasi. Untuk maklumat lebih lanjut mengenai bahagian tersebut, lihat bahagian seterusnya, "Membuat gegelung Tesla."
Sumber kuasa / pengubah anda menyalurkan kuasa melalui tercekik ke litar utama, atau tangki, yang menghubungkan kapasitor utama, gegelung induktor utama dan pemasangan jurang pencucuh. Gegelung induktor utama diletakkan bersebelahan, tetapi tidak disambungkan ke gegelung induktor litar sekunder, yang disambungkan ke kapasitor sekunder. Setelah kapasitor sekunder membina muatan elektrik yang mencukupi, aliran elektrik (bolt kilat) melepaskannya
Bahagian 2 dari 2: Membuat gegelung Tesla
Langkah 1. Pilih pengubah bekalan kuasa anda
Pengubah bekalan kuasa anda menentukan seberapa besar anda boleh membuat gegelung Tesla anda. Sebilangan besar gegelung Tesla beroperasi dengan pengubah yang mengeluarkan voltan antara 5, 000 hingga 15, 000 volt pada arus antara 30 dan 100 miliamper. Anda boleh mendapatkan pengubah dari kedai lebihan kolej atau dari Internet, atau mengubah pengubah dari tanda neon.
Langkah 2. Buat kapasitor utama
Cara terbaik untuk membuat kapasitor ini adalah dengan memasang sejumlah kapasitor kecil secara bersiri sehingga setiap kapasitor mengendalikan bahagian yang sama dengan jumlah voltan litar utama. (Ini memerlukan setiap kapasitor individu mempunyai kapasitansi yang sama dengan kapasitor yang lain dalam siri ini.) Kapasitor jenis ini disebut kapasitor multi-mini atau MMC.
- Kapasitor kecil, dan perintang pendarahan yang berkaitan, boleh didapati dari kedai bekalan elektronik, atau anda boleh mencari kapasitor seramik dari set televisyen lama. Anda juga boleh mengeluarkan kapasitor dari kepingan polietilena dan aluminium foil.
- Untuk memaksimumkan output daya, kapasitor utama harus dapat mencapai kapasitansi penuhnya setiap setengah kitaran kekerapan daya yang dibekalkan kepadanya. (Untuk bekalan kuasa 60 Hz, ini bermaksud 120 kali setiap saat.)
Langkah 3. Reka bentuk pemasangan jurang pencucuh
Sekiranya anda merancang jurang percikan tunggal, anda memerlukan baut logam setebal sekurang-kurangnya seperempat inci (6 milimeter) untuk berfungsi sebagai jurang percikan untuk menahan haba yang dihasilkan oleh pelepasan elektrik di antara percikan api. Anda juga boleh memasang beberapa jurang percikan secara bersiri, menggunakan jurang percikan berputar atau meniup udara termampat di antara percikan api untuk menyederhanakan suhu. (Pembersih vakum lama boleh digunakan untuk meniup udara.)
Langkah 4. Bina gegelung induktor utama
Gegelung itu sendiri akan dibuat dari wayar, tetapi anda memerlukan sesuatu untuk membungkus wayar dalam bentuk spiral. Kawat tersebut mestilah dawai tembaga enamel, yang dapat anda perolehi dari kedai bekalan elektrik atau dengan kanibalisasi kord keluar dari alat yang dibuang. Objek yang anda bungkus dawai boleh berbentuk silinder, seperti kadbod atau tiub plastik, atau berbentuk kerucut, seperti kap lampu lama.
Panjang kord menentukan induktansi gegelung utama. Gegelung utama harus mempunyai induktansi rendah, jadi anda akan menggunakan sedikit putaran dalam membuatnya. Anda boleh menggunakan bahagian dawai yang tidak berterusan untuk gegelung utama, sehingga anda dapat menyatukan bahagian-bahagian yang diperlukan untuk menyesuaikan induktansi dengan cepat
Langkah 5. Sambungkan kapasitor utama, pemasangan jurang pencucuh dan gegelung induktor utama bersama-sama
Ini melengkapkan litar utama.
Langkah 6. Bina gegelung induktor sekunder
Seperti gegelung utama, anda membungkus wayar di sekitar bentuk silinder. Gegelung sekunder mesti mempunyai frekuensi resonan yang sama dengan gegelung utama agar gegelung Tesla dapat beroperasi dengan cekap. Walau bagaimanapun, gegelung sekunder mestilah lebih tinggi / lebih panjang daripada gegelung primer kerana harus mempunyai aruhan yang lebih besar daripada gegelung primer, dan juga untuk mengelakkan pelepasan elektrik dari litar sekunder untuk menyerang dan menggoreng litar primer.
Sekiranya anda kekurangan bahan untuk menjadikan gegelung sekunder cukup tinggi, anda boleh mengimbangi dengan membina rel pemukul (pada dasarnya batang kilat) untuk melindungi litar utama, tetapi ini akan bermaksud bahawa sebahagian besar pelepasan gegelung Tesla akan menghentam rel pemukul dan tidak menari di udara
Langkah 7. Buat kapasitor sekunder
Kapasitor sekunder, atau terminal pelepasan, boleh berbentuk bulat, dengan 2 yang paling popular adalah torus (cincin atau bentuk donat) dan sfera.
Langkah 8. Pasang kapasitor sekunder ke gegelung induktor sekunder
Ini melengkapkan litar sekunder.
Litar sekunder anda harus dibumikan secara berasingan dari pembumian untuk litar isi rumah anda yang membekalkan kuasa ke pengubah untuk mengelakkan aliran arus elektrik bergerak dari gegelung Tesla ke tanah untuk litar isi rumah anda dan mungkin menggoreng apa sahaja yang dipasang ke cawangan tersebut. Memacu lonjakan logam ke tanah adalah cara yang baik untuk melakukan ini
Langkah 9. Bina penyedut nadi
Choke sederhana, induktor kecil yang menahan denyutan yang dihasilkan oleh pemasangan celah percikan daripada merosakkan pengubah bekalan kuasa. Anda boleh membuatnya dengan menggulung wayar tembaga nipis di sekitar tiub sempit, seperti pen mata bola sekali pakai.
Langkah 10. Susun komponen
Letakkan litar primer dan sekunder di sebelah satu sama lain, dan sambungkan pengubah bekalan kuasa ke litar utama melalui tercekik. Sebaik sahaja anda memasang pengubah, gegelung Tesla anda siap untuk digunakan.
Sekiranya gegelung primer berdiameter cukup besar, gegelung sekunder boleh dipasang di dalamnya
Petua
- Untuk mengawal arah pita yang meletus dari kapasitor sekunder, letakkan objek logam di dekat, tetapi tidak menyentuh, kapasitor. Streamer akan melengkung dari kapasitor ke objek. Sekiranya objek itu menyertakan cahaya, seperti mentol pijar atau tiub pendarfluor, elektrik yang datang dari gegelung Tesla akan menjadikannya menyala.
- Merancang dan membina gegelung Tesla yang cekap memerlukan bekerja dengan persamaan matematik yang cukup kompleks. Nasib baik anda dapat dengan mudah mencari persamaan dan kalkulator dalam talian yang sesuai untuk melakukan matematik yang terlibat.
Amaran
- Transformer tanda pepejal Neon, seperti yang baru dibuat, cenderung menyertakan gangguan litar kerosakan tanah; oleh itu, mereka tidak dapat mengendalikan gegelung.
- Membuat gegelung Tesla bukanlah tugas yang mudah melainkan anda sudah mempunyai pengetahuan kejuruteraan dan elektronik.
- Kapasitor yang digunakan untuk gegelung Tesla dan lain-lain voltan tinggi dan penjana ion atau peranti seperti Lifter dapat mengumpul dan menyimpan sejumlah besar tenaga elektrik dan mengeluarkan semua tenaga dalam sekelip mata. Berhati-hati dan jangan biarkan kanak-kanak atau sesiapa sahaja yang tidak mempunyai latihan keselamatan yang betul menyentuh atau bekerja dengannya.
