Miten tehdä Tesla-kela omin käsin?

Yksi Nikola Teslan suosituimmista keksinnöistä on Tesla-muuntaja. Tämän laitteen toiminta perustuu resonoivien sähkömagneettisten seisovien aaltojen toimintaan käämeissä. Tämä periaate on monien nykyaikaisten asioiden perusta: loistelamput, television kineskoopit, etälatauslaitteet. Resonanssi-ilmiön vuoksi, kun ensiökäämityksen piirin värähtelytaajuus osuu yhteen toisiokäämityksen seisovien aaltojen värähtelytaajuuden kanssa, kaari leimahtaa kelan päiden välillä.

Huolimatta tämän oskillaattorin näennäisestä monimutkaisuudesta on mahdollista tehdä sellainen itse. Tesla-kelan tekemiseen omin käsin liittyvä tekniikka löytyy alta.

Osat ja toiminta

Tesla-muuntaja koostuu ensiökäämistä, toisiokäämistä ja nipusta, joka koostuu katkaisijasta tai hakkurista, kondensaattorista ja päätelaitteesta, joka muodostaa ulostulon.

Primaarikäämi koostuu pienestä määrästä poikkileikkaukseltaan suurikokoisia kuparilankakäämejä tai kupariputkesta. Se voi olla vaakasuora (litteä), pystysuora (lieriömäinen) tai kartiomainen. Toisiokäämitys koostuu suuresta määrästä poikkileikkaukseltaan pienempiä keloja, ja se on rakenteen tärkein osa. Sen pituuden ja halkaisijan suhteen on oltava 4:1, ja sen pohjaan on sijoitettava maadoitettu kuparilangasta valmistettu suojarengas, joka suojaa asennuksen elektroniikkaa.

Koska Tesla-muuntaja toimii pulssitilassa, sen rakenteelle on ominaista, että se ei sisällä ferromagneettista ydintä. Tämä vähentää käämien keskinäistä induktiota. Kondensaattori, joka on vuorovaikutuksessa primäärikelan kanssa, luo värähtelevän piirin, jossa on mukana suojus, tässä tapauksessa kaasusuojat. Suojauslaite on koottu kiinteistä elektrodeista, ja kulumiskestävyyden parantamiseksi se on lisäksi varustettu jäähdytyslevyillä.

Tesla-kelan periaate on seuraava. Kondensaattori ladataan muuntajan kuristimen kautta. Latausnopeus riippuu suoraan induktanssin arvosta. Kun se latautuu kriittiselle tasolle, se aiheuttaa sulkimen hajoamisen. Tällöin primääripiirissä syntyy suurtaajuinen värähtely. Samanaikaisesti sulkulaite aktivoituu, jolloin muuntaja irrotetaan yhteisestä virtapiiristä oikosulkemalla se.

Jos näin ei tapahdu, ensiöpiirissä voi esiintyä häviöitä, jotka vaikuttavat haitallisesti sen toimintaan. Vakiopiirissä kaasunpoistin on asennettu rinnakkain virtalähteen kanssa.

Tesla-kela pystyy siis tuottamaan useita miljoonia voltteja. Tämä jännite tuottaa ilmaan sähköpurkauksia koronapurkauksina ja virtapiireinä.

On erittäin tärkeää muistaa, että nämä tuotteet tuottavat suuria potentiaalivirtoja ja ovat hengenvaarallisia. Jopa pienitehoiset laitteet voivat aiheuttaa vakavia palovammoja, hermopäätteitä, lihaskudosta ja nivelsiteitä. Voi aiheuttaa sydänpysähdyksen.

Suunnittelu ja kokoonpano

Teslan muuntaja patentoitiin vuonna 1896, ja se on rakenteeltaan yksinkertainen. Se käsittää:

1. Ensisijainen käämi, jossa on 6 mm²:n kuparijohtimesta valmistettu käämi, jonka kierrosluku on riittävä 5-7 kierrosta.
2. Toissijainen kela on valmistettu dielektrisestä materiaalista ja enintään 0,5 mm:n halkaisijaltaan olevasta langasta, joka on riittävän pitkä 800-1000 kierrosta varten.
3. Puoliksi sylinterin palonsuoja.
4. Kondensaattorit.
5. Kuparilangasta valmistettu suojarengas, kuten muuntajan ensiökäämityksessä.

Laitteen erityispiirre on, että sen teho ei riipu syöttölähteen tehosta. Ilman fysikaalisilla ominaisuuksilla on merkitystä. Laitteella voidaan luoda värähteleviä piirejä eri menetelmillä:

• käyttämällä kipinävälinsuojaa;
• käyttämällä transistoreilla toimivaa oskillaattoria;
• putkien kanssa.

Tesla-muuntajan tekeminen omin käsin vaatii:

1. Primäärikäämitystä varten 3 m halkaisijaltaan 6 mm:n ohutta kupariputkea tai halkaisijaltaan ja pituudeltaan samanlaista kuparisydäntä.
2. Toissijaisen käämityksen kokoamiseen tarvitset PVC-putken, jonka halkaisija on 5 cm ja pituus noin 50 cm, ja siihen PVC-kierteisen liitoskappaleen. Lisäksi tarvitaan halkaisijaltaan 0,5 mm:n kuparilankaa, joka on lakattu tai emaloitu, ja 90 m:n pituinen.
3. Metallinen laippa, jonka sisähalkaisija on 5 cm.
4. Erilaisia muttereita, aluslevyjä ja pultteja.
5. Suojaus.
6. Sileä puolikehä päätteelle.
7. Lauhduttimen voi tehdä itse. Tarvitset kuusi lasipulloa, ruokasuolaa, rypsi- tai vaseliiniöljyä ja alumiinifoliota.
8. Tarvitset virtalähteen, joka antaa 9 kV:n jännitteen 30 mA:ssa.

Teslan muuntajapiiri on helppo toteuttaa. Muuntajasta lähtee 2 johtoa, joihin on kytketty suojus. Yhteen johdoista on kytketty kondensaattorit sarjaan. Lopussa on ensiökäämi. Erikseen on sekundäärikela, jossa on pääte ja maadoitettu suojarengas.

Kuvaus Tesla-kelan kokoamisesta kotona:

1. Tee toisiokäämitys kiinnittämällä ensin langan reuna putken päähän. Käämitys on kiedottava tasaisesti ja vältettävä langan katkeamisia. Kelojen välissä ei saa olla aukkoja.
2. Kun olet valmis, kiedo kääreen ylä- ja alaosa maalarinteipillä. Sen jälkeen käämitys lakataan tai päällystetään epoksilla.
3. Valmista 2 paneelia ala- ja yläpohjaa varten. Mikä tahansa dielektrinen materiaali, vaneri tai muovilevy käy. Aseta metallilaippa alemman pohjan keskelle ja pulttaa se kiinni niin, että alemman ja ylemmän pohjan väliin jää tilaa.
4. Valmistele ensiökäämitys kiertämällä se kelaksi ja kiinnittämällä se ylempään pohjaan. Poraa siihen 2 reikää ja johda putken päät niihin. Kiinnitä se siten, että käämit eivät kosketa toisiaan ja että käämien välillä on 1 cm:n etäisyys.
5. Jarrun valmistamiseksi on tarpeen sijoittaa 2 pulttia vastakkain puukehykseen. Laskelman mukaan ne toimivat liikkeessä säätölaitteena.
6. Kondensaattorit valmistetaan seuraavasti. Lasipullot kääritään folioon ja täytetään suolavedellä. Sen koostumuksen on oltava kaikissa pulloissa sama - 360 g 1 litraa vettä kohti. Korkit rei'itetään ja niihin työnnetään johdot. Lauhduttimet ovat valmiina.
7. Yhdistä kaikki solmut edellä kuvatun kaavion mukaisesti. Muista maadoittaa toisiokäämi.
8. Primaarikäämityksen kokonaismäärän tulisi olla 6,5 kierrosta ja sekundäärikäämityksen 600 kierrosta.

Edellä kuvattu järjestys antaa käsityksen siitä, miten Tesla-muuntaja voidaan tehdä itse.

Kytkentä, testaus ja säätö

Ensimmäinen käynnistys olisi mieluiten suoritettava ulkona, ja kaikki kodinkoneet olisi siirrettävä pois vahingoittumisen estämiseksi. Huomioi turvallisuusohjeet! Käynnistä laite seuraavasti:

1. Kävele koko johtoketju läpi ja tarkista, ettei missään ole paljaita koskettimia ja että kaikki kokoonpanot on kiinnitetty tukevasti. Jätä pieni rako suojuksen pulttien väliin.
2. Jännite kytketään ja striimeri havaitaan. Sen puuttuessa toisiokäämitykseen kytketään loisteputki- tai hehkulamppu. On suotavaa kiinnittää ne dielektriseen materiaaliin, PVC-putken pala riittää. Hehkun ilmestyminen vahvistaa, että Tesla-muuntaja toimii.
3. Jos hehkua ei ole, vaihda ensiökelan johtimet.

Jos se ei onnistu ensimmäisellä kerralla, älä masennu. Kokeile muuttaa toisiokäämin kierrosten määrää ja käämien välistä etäisyyttä. Kiristä suojuksen pultit.

Tehokas Tesla-kela

Tämän kelan erityispiirteet ovat sen koko, sen tuottama virran määrä ja sen resonanssivärähtelyjen tuottamistapa.

Se näyttää seuraavalta. Kytkemisen jälkeen kondensaattori latautuu. Kun maksimivaraustaso saavutetaan, suojus hajoaa. Seuraavassa vaiheessa muodostetaan LC-piiri, joka muodostetaan kytkemällä kondensaattori ja primääripiiri sarjaan. Tämä aiheuttaa resonanssivärähtelyä ja suuria tehojännitteitä toisiokäämityksessä.

Jotain vastaavaa voi kuitenkin koota myös kotona. Tätä varten on tarpeen:

1. Suurenna kelan halkaisijaa ja langan poikkileikkausta 1,5-2,5-kertaiseksi.
2. Tee toroidin muotoinen pääte. Tähän tarkoitukseen soveltuu halkaisijaltaan 100 mm:n alumiiniaaltoputki.
3. Korvaa tasavirtalähde 3-5 kV:n vaihtovirtalähteellä.
4. Tee luotettava maadoitusyhteys.
5. Varmista, että johdotukset kestävät kuormituksen.

Tällaiset muuntajat voivat tuottaa jopa 5 kW:n tehon ja aiheuttaa korona- ja valokaarivikoja. Suurin vaikutus saavutetaan, kun molempien piirien taajuudet osuvat yhteen.

Aiheeseen liittyvät artikkelit: