Hur man gör en Tesla-spole?
Om du vill bygga en Tesla-spole, bygg en primär kondensator, en gnistgapsenhet och en primär induktorspole och anslut dem tillsammans för att slutföra den primära kretsen. Bygg sedan den sekundära induktorspolen och den sekundära kondensatorn och anslut dem. Placera primär- och sekundärkretsarna bredvid varandra och anslut strömförsörjningstransformatorn till primärkretsen genom drosslarna. När du har anslutit transformatorn är din Tesla-spole redo att köras. Om du vill lära dig att koppla ihop kondensatorerna, fortsätt läsa artikeln!
Sekundärspolen måste ha samma resonansfrekvens som den primära spolen för att Tesla-spolen ska fungera effektivt.
Tesla-spolen utvecklades 1891 av Nikola Tesla och skapades för att utföra experiment för att skapa högspänningsutladdningar. Den består av en strömförsörjning, en kondensator och en spoltransformatoruppsättning så att spänningstoppar växlar mellan de två och elektroderna är inställda så att gnistor hoppar mellan dem genom luften. Används i applikationer från partikelacceleratorer till tv-apparater och leksaker, en Tesla-spole kan tillverkas av elektronikbutikutrustning eller från överskottsmaterial. Den här artikeln beskriver hur man bygger en gnistgap Tesla-spole, som skiljer sig från en solid-state Tesla-spole och inte kan spela musik.
Del 1 av 2: planera en tesla-spole
- 1Tänk på storleken, placeringen och effektkraven på tesla-spolen innan du bygger den. Du kan bygga en så stor Tesla-spole som din budget tillåter; emellertid genererar de blixtsnabb-liknande gnistor Tesla-spolar värme och expanderar luften runt dem (i huvudsak skapar åska). Deras elektriska fält kan också spela kaos med elektroniska enheter, så du kommer förmodligen att vilja bygga och driva din Tesla-spole på en out-of-the-way plats, såsom ett garage eller annan verkstad. Du vill också överväga om det är vettigare att bygga en Tesla-spole från ett kit eller samla material från grunden. Båda har fördelar och nackdelar inom områdena kostnad, byggtid, resurser för hjälp och tillförlitlighet.
- För att räkna ut hur stort gnistgap du kan rymma, eller hur mycket effekt du behöver för att få det att fungera, dela längden på gnistgapet i tum med 1,7 och kvadratera det för att bestämma ingångseffekten i watt. (Omvänt, för att hitta gnistgapslängden multiplicerar du kvadratroten av effekten i watt med 1,7.) En Tesla-spole som skapar en gnistgap på 152 centimeter (150 cm) (1,5 meter) kräver 1246 watt. (En Tesla-spole med en 1 kilowatt strömkälla skulle generera ett gnistgap på nästan 137 centimeter, eller 1,37 meter.)
- 2Lär dig terminologin. Att designa och bygga en Tesla-spole kräver förståelse av vissa vetenskapliga termer och måttenheter. Du måste förstå deras syfte och funktion för att korrekt göra en Tesla-spole. Här är några av de termer du behöver veta:
- Kapacitans är förmågan att hålla en elektrisk laddning eller mängden elektrisk laddning lagrad för en given spänning. (En enhet konstruerad för att hålla en elektrisk laddning kallas kondensator.) Måttenheten för kapacitans är faraden (förkortad "F"). En farad definieras som 1 ampere-sekund (eller coulomb) per volt. Vanligtvis mäts kapacitans i mindre enheter, såsom mikrofarad (förkortad "uF"), en miljondel av en farad eller picofarad (förkortad pF och ibland läst som "puff"), en biljondel av en farad.
- Induktans, eller självinduktans, är hur mycket spänning en elektrisk krets bär per mängden ström i kretsen. (Högspänningsledningar, som har hög spänning men låg ström, har hög induktans.) Måttenheten för induktans är henry (förkortat "H"). En henry definieras som 1 volt-sekund per ampere ström. Vanligtvis mäts induktans i mindre enheter, såsom millihenry (förkortad "mH"), en tusendel av en henry eller mikrohenry (förkortad "uH"), en miljondel av en henry.
- Resonansfrekvens, eller resonansfrekvens, är den frekvens med vilken motståndet mot energiöverföring är minst. (För en Tesla-spole är detta den optimala arbetspunkten för överföring av elektrisk energi mellan primär- och sekundärspolen.) Måttenheten för resonansfrekvensen är hertz (förkortad "Hz"), definierad som 1 cykel per sekund. Mer vanligt mäts resonansfrekvensen i kilohertz (förkortat "kHz"), med en kilohertz lika med 1000 hertz.
- 3Samla de delar du behöver. Du behöver en strömförsörjningstransformator, en primär kondensator med hög kapacitet, en gnistgapsenhet, en primär induktansspole med låg induktans, en sekundär induktorsspole med hög induktans, en sekundär kondensator med låg kapacitet och något att undertrycka, eller kväva, de högfrekventa bruspulserna som skapas när Tesla-spolen fungerar. För mer information om delarna, se nästa avsnitt, "Making a Tesla Coil."
- Din strömkälla / transformator matar ström genom chokarna till primär- eller tankkretsen, som ansluter primär kondensator, primär induktorspole och gnistgapsenhet. Den primära induktorspolen är placerad intill, men inte kopplad till, induktorspolen i sekundärkretsen, som är ansluten till den sekundära kondensatorn. När den sekundära kondensatorn har byggt upp tillräcklig elektrisk laddning urladdas strömmen (blixtar) från den.
Om du vill bygga en Tesla-spole, bygg en primär kondensator, en gnistgapsenhet och en primär induktorspole och anslut dem tillsammans för att slutföra den primära kretsen.
Del 2 av 2: göra en tesla-spole
- 1Välj din transformator för strömförsörjning. Din strömförsörjningstransformator avgör hur stor du kan göra din Tesla-spole. De flesta Tesla-spolar arbetar med en transformator som sänder ut en spänning mellan 5000 och 15000 volt vid en ström mellan 30 och 100 milliamper. Du kan få en transformator från en överskottbutik eller från Internet eller kannibalisera transformatorn från ett neonskylt.
- 2Gör den primära kondensatorn. Det bästa sättet att skapa denna kondensator är att leda ett antal små kondensatorer i serie så att varje kondensator hanterar en lika stor andel av den primära kretsens totala spänning. (Detta kräver att varje enskild kondensator har samma kapacitans som de andra kondensatorerna i serien.) Denna typ av kondensator kallas en multi-mini-kondensator eller MMC.
- Små kondensatorer och deras tillhörande avluftningsmotstånd kan erhållas från elektronikförsörjningsbutiker, eller så kan du leta efter keramiska kondensatorer från gamla TV-apparater. Du kan också göra kondensatorerna av ark av polyeten och aluminiumfolie.
- För att maximera uteffekten bör den primära kondensatorn kunna nå sin fulla kapacitet varje halvcykel av frekvensen för den kraft som matas till den. (För en 60 Hz strömförsörjning betyder det 120 gånger per sekund.)
- 3Utforma gnistgapsenheten. Om du planerar att använda ett enda gnistgap behöver du metallbultar som är minst 6 millimeter tjocka för att fungera som gnistgapet för att motstå värmen som genereras av utsläpp av elektricitet mellan gnistorna. Du kan också koppla flera gnistgap i serie, använda ett roterande gnistgap eller blåsa tryckluft mellan gnistorna för att moderera temperaturen. (En gammal dammsugare kan användas för att blåsa luften.)
- 4Bygg den primära induktorspolen. Själva spolen kommer att vara gjord av tråd, men du behöver något för att linda ledningen i en spiralform. Tråden ska vara emaljerad koppartråd, som du kan få från en elförsörjningsbutik eller genom att kannibalisera uttaget från en kasserad apparat. Föremålet du lindar tråden runt kan vara antingen cylindriskt, såsom en kartong eller plaströr, eller koniskt, till exempel en gammal lampskärm.
- Sladdens längd avgör primärspolens induktans. Primärspolen ska ha låg induktans, så du kommer att använda relativt få varv för att göra den. Du kan använda icke-kontinuerliga trådsektioner för primärspolen så att du kan haka ihop sektioner vid behov för att justera induktansen i farten.
- 5Anslut den primära kondensatorn, gnistgapsenheten och den primära induktorspolen. Detta slutför primärkretsen.
- 6Bygg den sekundära induktorspolen. Som med primärspolen slår du in ledningen runt en cylindrisk form. Sekundärspolen måste ha samma resonansfrekvens som den primära spolen för att Tesla-spolen ska fungera effektivt. Sekundärspolen måste dock vara högre / längre än primärspolen eftersom den måste ha en större induktans än den primära spolen och också för att förhindra elektrisk urladdning från sekundärkretsen för att slå och steka den primära kretsen.
- Om du saknar material för att göra sekundärspolen tillräckligt hög kan du kompensera genom att bygga en slagskena (i huvudsak en blixtstång) för att skydda den primära kretsen, men detta kommer att innebära att de flesta av Teslas spolens urladdningar kommer att träffa slagskenan inte dansa i luften.
- 7Gör den sekundära kondensatorn. Den sekundära kondensatorn, eller urladdningsterminalen, kan ha vilken rund form som helst, med de 2 mest populära är torus (ring- eller munkform) och sfären.
- 8Fäst den sekundära kondensatorn till den sekundära induktorspolen. Detta slutför sekundärkretsen.
- Din sekundära krets ska jordas separat från jordningen för dina hushållskretsar som levererar ström till transformatorn för att förhindra att en ström av elektrisk ström går från Tesla-spolen till marken för dina hushållskretsar och eventuellt steka allt som är anslutet till dessa uttag. Att köra en metallspik i marken är ett bra sätt att göra detta.
- 9Bygg pulsdrosslarna. Drosslar är enkla, små induktorer som hindrar pulserna som skapas av gnistgapsenheten från att förstöra strömförsörjningstransformatorn. Du kan göra en genom att linda tunn koppartråd runt ett smalt rör, som en engångskulspetspenna.
- 10Montera komponenterna. Placera primär- och sekundärkretsarna bredvid varandra och anslut strömförsörjningstransformatorn till primärkretsen genom chokarna. När du har anslutit transformatorn är din Tesla-spole redo att köras.
- Om primärspolen har tillräckligt stor diameter kan sekundärspolen ställas in i den.
Din strömkälla / transformator matar ström genom chokarna till primär- eller tankkretsen, som ansluter primär kondensator, primär induktorspole och gnistgapsenhet.
- För att kontrollera riktningen på streamersna som bryter ut från den sekundära kondensatorn, placera metallföremål nära kondensatorn men inte vidröra dem. Streamern böjer sig från kondensatorn till objektet. Om objektet innehåller ett ljus, som en glödlampa eller ett lysrör, kommer elen från Tesla-spolen att lysa upp.
- Att designa och bygga en effektiv Tesla-spole kräver att man arbetar med ganska komplexa matematiska ekvationer. Lyckligtvis kan du enkelt hitta de relevanta ekvationerna och online-räknare för att göra matematiken.
Anslut den primära kondensatorn, gnistgapsenheten och den primära induktorspolen.
- Massiva neonskylttransformatorer, såsom nyligen tillverkade, tenderar att inkludera en jordfelsbrytare; därför kommer de inte att kunna använda spolen.
- Att göra en Tesla-spole är inte en lätt uppgift om du inte redan har kunskap om teknik och elektronik.
- En kondensator som används för Tesla-spolar och andra högspännings- och jongeneratorer eller enheter som Lifter kan ackumulera och behålla stora mängder elektrisk energi och urladda all energi på ett ögonblick. Var ytterst försiktig och låt inte barn eller någon som inte har någon ordentlig säkerhetsutbildning beröra eller arbeta med den.
- Strömförsörjningstransformator (neonskylttransformator eller polgris)
- Keramiska kondensatorer
- Metallbultar
- Fläkt eller fläkt (tillval)
- Emaljerad koppartråd
- Cylindriska eller koniska formformar
- Ring- eller sfäriskt metallföremål
- Jordningspik
- Strikskena (tillval)
- Pulsdrosslar
Läs också: Hur rengör jag choklad från en matta?
Frågor och svar
- Hur gör jag en större, 5 meter lång Tesla-spole?Skala upp denna design. Se till att du har tillräckligt med ström. En större spole - inklusive allt från 5 eller 6 meter och uppåt - kräver enorma mängder elektricitet och kan lätt bli mycket farlig. Av dessa och andra skäl bör du överväga att börja med ett mycket mindre projekt.
- Är Tesla-spolar farliga?Tesla-spolar är potentiellt farliga om lämplig försiktighet inte vidtas för att vara säker under användning. Tesla-spolen ska aldrig beröras när den slås på eftersom den kan chocka en person och denna chock kan vara dödlig. Det finns också en möjlighet till djupgående brännskador. Alla tittare bör hålla ett säkert avstånd på minst 20 meter eller 6 meter för att undvika elektriska bågar när spolen slås på. En Tesla-spole kan också skada föremål med bågar eller genom delade eluttag; använd alltid Telsa-spolen på sitt eget eluttag och inte med en delad av annan elektrisk utrustning.
- Vad är principen för Tesla-spole?En Tesla-spole är en resonerande luft-kärntransformator som producerar högspänningsskurar och en högfrekvent ström, som avges som långa bågar eller "blixtar". Den elektriska strömmen (elektronström) skjuts av skillnaden i den elektriska potentialen (spänning).
- Hur genererar Tesla-spolar el?Tesla-spolar genererar inte el; de använder el för att producera gnistor och ljusbågar, värme, ljud och gaser. Tesla-spolens elektromagnetiska induktioner tvingar strömmen att strömma, den strömmande elektriska strömmen genererar ett magnetfält.
- Är det obligatoriskt att göra en gnistgap? Kan det fungera utan gnistgapet?Ja, men det är en helt annan typ av Teslas som kallas SSTC (solid-state-tesla-coils) som kräver tunga transistorer eller MOSFET, vilket kan vara för dyrt för nybörjare.
- Hur kan jag höja Tesla-spolen till högsta möjliga spänning?När du väl har byggt en Tesla-spole bör du se till att du har den inställd ordentligt så att resonansfrekvenserna för den primära och sekundära spolen är desamma. Att lägga till kondensatorer, få en NST med mer volt ut eller göra sekundärspolen högre kan också hjälpa.
- Hur mycket kostar det att bygga en Tesla-spole?Beroende på hur stor du bygger spolen och om du får grundläggande delar eller snyggare, kan det kosta mellan 75€ och några hundra dollar att bygga en liten, grundläggande Tesla-spole. Om du redan äger några av de verktyg som behövs eller kan låna dem kommer detta att minska kostnaderna.
- Kan ett 9 volts batteri användas för att göra en mindre Tesla-spole?Du kan med rätt transformator, som från en bug zapper.
- Hur kan jag generera ett Tesla-torn med en effekt på upp till 12 volt?12 volt kan vara otillräckligt för att jonisera den dielektriska hållfastheten hos luft (medium mellan gnistgap.)
- Kan jag göra en Tesla-spole med en 1kV-transformator och 5,25 PVC-rör? Om det fungerar, vad skulle dess effektiva intervall vara?Använd om möjligt full brygglikriktare och kondensator och använd 30 gage-ledare, inte tunnare än så.
Kommentarer (3)
- Det är en fantastisk uppfinning av den stora uppfinnaren Dr. N. Tesla. Det är en nyckel till framtiden för alternativ ström. Låt oss arbeta med det och göra det ännu bättre. Sprid detta till världen.
- Detta gjorde min dag, jag älskar det!
- Det var bra.
