หนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ที่พบบ่อยที่สุดของ Nikola Tesla คือหม้อแปลงไฟฟ้าเทสลา การทำงานของอุปกรณ์นี้ขึ้นอยู่กับการกระทำของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบเรโซแนนซ์ในขดลวด หลักการนี้เป็นพื้นฐานของสิ่งสมัยใหม่หลายอย่าง เช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์ กล้องส่องโทรทัศน์ อุปกรณ์ชาร์จในระยะไกล เนื่องจากปรากฏการณ์การสั่นพ้อง ในขณะที่ความถี่การสั่นของวงจรขดลวดปฐมภูมิเกิดขึ้นพร้อมกับความถี่การสั่นของคลื่นนิ่งของขดลวดทุติยภูมิ อาร์คจะกระโดดระหว่างปลายขดลวด
แม้จะมีความซับซ้อนที่ชัดเจนของเครื่องกำเนิดนี้ แต่คุณก็สามารถทำเองได้ เทคโนโลยีในการทำขดลวดเทสลาด้วยมือของคุณเองมีดังต่อไปนี้
เนื้อหา
ส่วนประกอบและหลักการทำงาน
หม้อแปลงไฟฟ้าเทสลาประกอบขึ้นจากขดลวดปฐมภูมิ ขดลวดทุติยภูมิ และสายรัดที่ประกอบด้วยช่องว่างประกายไฟหรือตัวขัดขวาง ตัวเก็บประจุ และขั้วต่อที่ทำหน้าที่เป็นเอาต์พุต
ขดลวดปฐมภูมิประกอบด้วยลวดทองแดงเกจหนักหรือท่อทองแดงจำนวนเล็กน้อยอาจเป็นแนวนอน (แบน) แนวตั้ง (ทรงกระบอก) หรือทรงกรวย ขดลวดทุติยภูมิประกอบด้วยส่วนตัดขวางที่เล็กกว่าจำนวนมากและเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของการออกแบบ ควรมีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง 4: 1 และควรมีวงแหวนป้องกันลวดทองแดงที่ฐานที่ฐานเพื่อป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเครื่อง
เนื่องจากหม้อแปลงไฟฟ้าของเทสลาทำงานในโหมดพัลซิ่ง การออกแบบจึงมีลักษณะเฉพาะโดยไม่รวมแกนเฟอร์โรแมกเนติก ซึ่งจะช่วยลดการเหนี่ยวนำร่วมกันระหว่างขดลวด ตัวเก็บประจุซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับขดลวดปฐมภูมิจะสร้างวงจรออสซิลเลเตอร์โดยมีช่องว่างประกายไฟรวมอยู่ในนั้น ในกรณีนี้คือแก๊ส ตัวดักจับประกอบขึ้นจากอิเล็กโทรดขนาดใหญ่ และเพื่อความทนทานต่อการสึกหรอที่มากขึ้น จึงมีการติดตั้งหม้อน้ำเพิ่มเติม
หลักการทำงานของขดลวดเทสลามีดังนี้ ตัวเก็บประจุถูกชาร์จผ่านโช้คจากหม้อแปลง ความเร็วในการชาร์จขึ้นอยู่กับดัชนีความเหนี่ยวนำโดยตรง เมื่อชาร์จถึงระดับวิกฤตแล้วจะทำให้ช่องว่างของประกายไฟชำรุด หลังจากนั้นจะเกิดการสั่นของความถี่สูงในวงจรปฐมภูมิ ในเวลาเดียวกัน Arrester ถูกเปิดใช้งานโดยถอดหม้อแปลงออกจากวงจรทั่วไปแล้วปิด
หากสิ่งนี้ไม่เกิดขึ้น การสูญเสียอาจเกิดขึ้นในวงจรหลักที่ส่งผลเสียต่อการทำงานของวงจร ในวงจรมาตรฐาน จะมีการติดตั้งเครื่องจ่ายก๊าซแบบขนานกับแหล่งพลังงาน
ดังนั้นเอาต์พุตเทสลาคอยล์สามารถผลิตแรงดันไฟฟ้าได้หลายล้านโวลต์ จากแรงดันไฟในอากาศดังกล่าว จะเกิดการคายประจุไฟฟ้าออกมา ซึ่งมีลักษณะเป็นกระแสเลือดไหลออกและหลอดเลือดหัวใจ
สิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่ต้องจำไว้ว่าผลิตภัณฑ์เหล่านี้สร้างกระแสน้ำที่มีศักยภาพสูงและเป็นอันตรายถึงชีวิต แม้แต่อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำก็สามารถทำให้เกิดแผลไหม้อย่างรุนแรง ทำลายปลายประสาท เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ และเอ็นได้ อาจทำให้หัวใจหยุดเต้นได้
การก่อสร้างและการประกอบ
หม้อแปลงไฟฟ้าเทสลาได้รับการจดสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2439 และมีการออกแบบที่เรียบง่าย ประกอบด้วย:
- ขดลวดปฐมภูมิที่มีขดลวดแกนทองแดงที่มีหน้าตัดขนาด 6 มม.² ในปริมาณที่เพียงพอสำหรับ 5-7 รอบ
- ขดลวดทุติยภูมิที่ทำจากวัสดุอิเล็กทริกและลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 0.5 มม. และมีความยาวเพียงพอสำหรับการหมุน 800-1,000 รอบ
- ซีก Discharger
- ตัวเก็บประจุ
- วงแหวนป้องกันที่ทำจากแกนทองแดง เช่นเดียวกับขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า
ลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์คือกำลังของมันไม่ได้ขึ้นอยู่กับพลังของแหล่งจ่าย คุณสมบัติทางกายภาพของอากาศมีความสำคัญมากกว่า อุปกรณ์สามารถสร้างวงจรออสซิลเลเตอร์ได้หลายวิธี:
- ใช้ตัวป้องกันช่องว่างประกายไฟ
- การใช้เครื่องกำเนิดการสั่นของทรานซิสเตอร์
- บนโคมไฟ
ในการสร้างหม้อแปลงไฟฟ้าเทสลาด้วยมือของคุณเองคุณจะต้อง:
- สำหรับขดลวดปฐมภูมิ - ท่อทองแดงบาง 3 ม. ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มม. หรือแกนทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวเท่ากัน
- ในการประกอบขดลวดทุติยภูมิ คุณต้องใช้ท่อพีวีซีที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 ซม. และยาวประมาณ 50 ซม. และติดเกลียวด้วยพีวีซี คุณต้องใช้ลวดทองแดง เคลือบเงาหรือเคลือบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 มม. และยาว 90 ม.
- หน้าแปลนโลหะเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 5 ซม.
- น๊อต แหวน และน๊อตต่างๆ
- ดิสชาร์จเจอร์
- ซีกโลกเรียบสำหรับเทอร์มินัล
- ตัวเก็บประจุสามารถสร้างได้อย่างอิสระ ต้องใช้ขวดแก้ว 6 ขวด เกลือแกง น้ำมันเรพซีดหรือน้ำมันวาสลีน อลูมิเนียมฟอยล์
- คุณจะต้องใช้แหล่งจ่ายไฟที่จ่ายไฟ 9kV ที่ 30mA
วงจรหม้อแปลงเทสลานั้นง่ายต่อการใช้งาน สายไฟ 2 เส้นพร้อมตัวจับที่ต่ออยู่จะออกจากหม้อแปลง ตัวเก็บประจุที่ต่อแบบอนุกรมเชื่อมต่อกับสายไฟเส้นใดเส้นหนึ่ง ในตอนท้ายเป็นขดลวดปฐมภูมิ ขดลวดทุติยภูมิพร้อมขั้วต่อและวงแหวนป้องกันที่มีสายดินตั้งอยู่แยกจากกัน
คำอธิบายของวิธีประกอบขดลวดเทสลาที่บ้าน:
- ขดลวดทุติยภูมิทำโดยยึดขอบลวดไว้ที่ปลายท่อก่อน การม้วนควรสม่ำเสมอ หลีกเลี่ยงการหักของลวด ไม่ควรมีช่องว่างระหว่างทางเลี้ยว
- เมื่อเสร็จแล้ว พันม้วนที่ด้านบนและด้านล่างด้วยเทปกาว หลังจากนั้นปิดม้วนด้วยสารเคลือบเงาหรืออีพ็อกซี่
- เตรียม 2 แผงสำหรับฐานด้านล่างและฐานบน วัสดุอิเล็กทริกไม้อัดหรือแผ่นพลาสติกจะทำ วางหน้าแปลนโลหะไว้ที่กึ่งกลางของฐานด้านล่างแล้วขันให้แน่นด้วยสลักเกลียวเพื่อให้มีช่องว่างระหว่างฐานล่างและฐานบน
- เตรียมขดลวดปฐมภูมิโดยบิดเป็นเกลียวแล้วยึดที่ฐานด้านบน เมื่อเจาะเข้าไป 2 รูแล้วให้นำปลายท่อเข้าไป ควรได้รับการแก้ไขในลักษณะที่ไม่รวมการติดต่อระหว่างขดลวดและในขณะเดียวกันก็รักษาระยะห่างระหว่างกัน 1 ซม.
- ในการทำ Arrester คุณจะต้องวางสลักเกลียว 2 ตัวตรงข้ามกันในกรอบไม้ การคำนวณทำขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อเคลื่อนย้ายพวกเขาจะทำหน้าที่เป็นผู้ควบคุม
- ตัวเก็บประจุทำดังนี้ ขวดแก้วห่อด้วยกระดาษฟอยล์และเติมน้ำเกลือ องค์ประกอบของขวดทุกขวดควรเหมือนกัน - 360 กรัมต่อน้ำ 1 ลิตรเจาะฝาครอบและสอดสายไฟเข้าไป ตัวเก็บประจุพร้อม
- เชื่อมต่อโหนดทั้งหมดตามรูปแบบที่อธิบายไว้ข้างต้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้กราวด์ขดลวดทุติยภูมิ
- จำนวนทั้งหมดในขดลวดหลักควรเป็น 6.5 รอบในส่วนรอง - 600 รอบ
ลำดับของการกระทำที่อธิบายไว้ทำให้แนวคิดในการสร้างหม้อแปลงไฟฟ้าเทสลาด้วยตัวคุณเอง
การเปิด ตรวจสอบ และการปรับ
ขอแนะนำให้เริ่มต้นกลางแจ้งครั้งแรก นอกจากนี้ยังควรถอดเครื่องใช้ในครัวเรือนทั้งหมดออกเพื่อป้องกันการเสีย จำข้อควรระวัง! ในการเริ่มต้น ให้ทำดังนี้:
- พวกมันจะลอดผ่านสายไฟทั้งหมดและตรวจสอบว่าไม่มีหน้าสัมผัสที่สัมผัสถูกที่ใด และโหนดทั้งหมดถูกยึดอย่างแน่นหนา ช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างสลักเกลียวในตัวจับ
- ใช้แรงดันไฟฟ้าและสังเกตลักษณะที่ปรากฏของลำแสง ในกรณีที่ไม่มีหลอดฟลูออเรสเซนต์หรือหลอดไส้จะถูกส่งไปยังขดลวดทุติยภูมิ ขอแนะนำให้ติดตั้งบนอิเล็กทริกโดยใช้ท่อพีวีซีชิ้นเดียว การปรากฏตัวของเรืองแสงเป็นการยืนยันว่าหม้อแปลงเทสลาทำงาน
- ในกรณีที่ไม่มีแสง ข้อสรุปของขดลวดปฐมภูมิจะกลับกัน
หากคุณไม่ประสบความสำเร็จในครั้งแรกอย่าสิ้นหวัง ลองเปลี่ยนจำนวนรอบในขดลวดทุติยภูมิและระยะห่างระหว่างขดลวด ขันสลักเกลียวในตัวจับให้แน่น
เทสลาคอยล์ทรงพลัง
ลักษณะเด่นของขดลวดดังกล่าวคือขนาด ความแข็งแรงของกระแสที่ได้รับ และวิธีการสร้างการสั่นพ้อง
ดูเหมือนว่านี้ หลังจากเปิดเครื่อง ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จ เมื่อถึงระดับการชาร์จสูงสุดจะเกิดการพังทลายในตัวป้องกันในขั้นต่อไป วงจร LC จะเกิดขึ้น - วงจรที่เกิดจากการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุและวงจรหลัก ทำให้เกิดการสั่นพ้องและแรงดันไฟฟ้าสูงในขดลวดทุติยภูมิ
ในขณะเดียวกันก็สามารถประกอบสิ่งที่คล้ายกันที่บ้านได้ สำหรับสิ่งนี้คุณควร:
- เพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดและส่วนตัดขวางของเส้นลวด 1.5-2.5 เท่า
- สร้างเทอร์มินัลในรูปของ toroid ลอนอลูมิเนียมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100 มม. เหมาะสำหรับสิ่งนี้
- แทนที่แหล่งจ่าย DC ด้วยแหล่งจ่ายกระแสสลับที่จ่ายไฟ 3-5kV
- สร้างพื้นดินที่เชื่อถือได้
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟของคุณสามารถรองรับภาระนี้ได้
หม้อแปลงดังกล่าวสามารถสร้างพลังงานได้ถึง 5 กิโลวัตต์ และสร้างการปล่อยประจุโคโรนาและอาร์ก ในกรณีนี้ ผลสูงสุดจะเกิดขึ้นเมื่อความถี่ของทั้งสองวงจรเกิดขึ้นพร้อมกัน
บทความที่คล้ายกัน:
