หม้อแปลงที่เพิ่มแรงดันและความถี่หลายครั้งเรียกว่าหม้อแปลงเทสลา หลอดประหยัดไฟและหลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอดภาพของทีวีเก่า การชาร์จแบตเตอรี่จากระยะไกล และอื่นๆ อีกมากมาย ถูกสร้างขึ้นด้วยหลักการทำงานของอุปกรณ์นี้ อย่ายกเว้นการใช้เพื่อความบันเทิงเพราะ "หม้อแปลง Tesla" สามารถสร้างการปล่อยสีม่วงที่สวยงาม - ลำแสงที่ชวนให้นึกถึงฟ้าผ่า (รูปที่ 1) ในระหว่างการทำงาน สนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะเกิดขึ้นซึ่งอาจส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และแม้แต่ร่างกายมนุษย์ และในระหว่างการปล่อยโอโซนในอากาศ กระบวนการทางเคมีจะเกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยโอโซน หากต้องการสร้างหม้อแปลง Tesla ด้วยมือของคุณเอง คุณไม่จำเป็นต้องมีความรู้กว้างขวางในสาขาอิเล็กทรอนิกส์ เพียงทำตามบทความนี้
หม้อแปลงไฟฟ้าของ Tesla ทั้งหมดประกอบด้วยบล็อกที่เหมือนกันเนื่องจากหลักการทำงานที่คล้ายคลึงกัน:
แหล่งจ่ายไฟให้วงจรหลักพร้อมแรงดันไฟฟ้าตามขนาดและประเภทที่ต้องการ วงจรหลักจะสร้างการสั่นความถี่สูงที่สร้างการสั่นแบบเรโซแนนซ์ในวงจรทุติยภูมิ เป็นผลให้กระแสไฟฟ้าแรงสูงและความถี่สูงเกิดขึ้นบนขดลวดทุติยภูมิซึ่งมีแนวโน้มที่จะสร้างวงจรไฟฟ้าผ่านอากาศ - ลำแสงจะเกิดขึ้น
การเลือกวงจรหลักจะกำหนดประเภทของคอยล์เทสลา แหล่งพลังงาน และขนาดของลำแสง มาดูประเภทเซมิคอนดักเตอร์กันดีกว่า ประกอบด้วยวงจรที่เรียบง่ายพร้อมชิ้นส่วนที่เข้าถึงได้และมีแรงดันไฟฟ้าต่ำ
เราจะค้นหาและเลือกชิ้นส่วนสำหรับแต่ละหน่วยโครงสร้างข้างต้น:
หลังจากการพันขดลวด เราจะหุ้มฉนวนทุติยภูมิด้วยสี วานิช หรืออิเล็กทริกอื่น ๆ วิธีนี้จะป้องกันไม่ให้สตรีมเมอร์เข้าไป
เทอร์มินัล – ความจุเพิ่มเติมของวงจรทุติยภูมิที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม สำหรับลำแสงขนาดเล็กก็ไม่จำเป็น ก็เพียงพอที่จะดึงปลายขดขึ้น 0.5–5 ซม.
หลังจากที่เรารวบรวมชิ้นส่วนที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับคอยล์เทสลาแล้ว เราก็เริ่มประกอบโครงสร้างด้วยมือของเราเอง
เราดำเนินการประกอบตามรูปแบบที่ง่ายที่สุดในรูปที่ 4
เราติดตั้งแหล่งจ่ายไฟแยกต่างหาก สามารถประกอบชิ้นส่วนได้โดยการติดตั้งแบบแขวนสิ่งสำคัญคือเพื่อหลีกเลี่ยงการลัดวงจรระหว่างหน้าสัมผัส
เมื่อเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์ สิ่งสำคัญคืออย่าให้หน้าสัมผัสปะปนกัน (รูปที่ 5)
เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เราจะตรวจสอบไดอะแกรม เราขันหม้อน้ำเข้ากับตัวทรานซิสเตอร์ให้แน่น
ประกอบวงจรบนพื้นผิวอิเล็กทริก: แผ่นไม้อัด ถาดพลาสติก กล่องไม้ ฯลฯ แยกวงจรออกจากขดลวดด้วยแผ่นอิเล็กทริกหรือกระดานที่มีรูขนาดเล็กสำหรับวางสายไฟ
เรายึดขดลวดปฐมภูมิไว้เพื่อป้องกันไม่ให้ล้มและสัมผัสกับขดลวดทุติยภูมิ ในใจกลางของขดลวดปฐมภูมิเราเว้นที่ว่างสำหรับขดลวดทุติยภูมิโดยคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างขดลวดทั้งสองคือ 1 ซม. ไม่จำเป็นต้องใช้เฟรม - การยึดที่เชื่อถือได้ก็เพียงพอแล้ว
เราติดตั้งและยึดขดลวดทุติยภูมิ เราทำการเชื่อมต่อที่จำเป็นตามแผนภาพ คุณสามารถดูการทำงานของหม้อแปลง Tesla ที่ผลิตได้ในวิดีโอด้านล่าง
ก่อนเปิดเครื่อง ให้ย้ายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออกจากสถานที่ทดสอบเพื่อป้องกันความเสียหาย จำความปลอดภัยทางไฟฟ้า! หากต้องการเปิดใช้งานให้สำเร็จ ให้ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้ตามลำดับ:
คุณสมบัติที่โดดเด่นของหม้อแปลง Tesla อันทรงพลังคือ ไฟฟ้าแรงสูง ขนาดที่ใหญ่ของอุปกรณ์ และวิธีการสร้างการสั่นพ้องแบบเรโซแนนซ์ เรามาพูดคุยกันเล็กน้อยเกี่ยวกับวิธีการทำงานและวิธีสร้างหม้อแปลงไฟฟ้าชนิดประกายไฟของ Tesla
วงจรปฐมภูมิทำงานโดยใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ เมื่อเปิดเครื่องตัวเก็บประจุจะชาร์จ ทันทีที่ประจุตัวเก็บประจุจนเต็มช่องว่างประกายไฟจะเกิดขึ้น - อุปกรณ์ของตัวนำสองตัวที่มีช่องว่างประกายไฟที่เต็มไปด้วยอากาศหรือก๊าซ หลังจากการพังทลาย จะเกิดวงจรอนุกรมของตัวเก็บประจุและขดลวดปฐมภูมิ เรียกว่าวงจร LC เป็นวงจรนี้ที่สร้างการสั่นความถี่สูงซึ่งสร้างการสั่นพ้องและแรงดันไฟฟ้ามหาศาลในวงจรทุติยภูมิ (รูปที่ 6)
หากคุณมีชิ้นส่วนที่จำเป็น คุณสามารถประกอบหม้อแปลง Tesla อันทรงพลังได้ด้วยมือของคุณเองแม้จะอยู่ที่บ้านก็ตาม ในการทำเช่นนี้ก็เพียงพอที่จะเปลี่ยนแปลงวงจรพลังงานต่ำ:
หม้อแปลงประกายไฟของ Tesla สามารถเข้าถึงพลังงานได้สูงถึง 4.5 kW จึงสร้างลำแสงขนาดใหญ่ จะได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเมื่อความถี่ของทั้งสองวงจรเท่ากัน สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้โดยการคำนวณส่วนต่าง ๆ ในโปรแกรมพิเศษ - vsTesla, inca และอื่น ๆ คุณสามารถดาวน์โหลดหนึ่งในโปรแกรมภาษารัสเซียได้จากลิงค์: http://ntesla.at.ua/_fr/1/6977608.zip.
ขดลวดเทสลาถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี พ.ศ. 2434 โดยนิโคลา เทสลา เพื่อทำการทดลองเพื่อศึกษาการปล่อยไฟฟ้าแรงสูง อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยแหล่งพลังงาน ตัวเก็บประจุ ขดลวด 2 เส้นที่ประจุจะไหลเวียน และขั้วไฟฟ้า 2 เส้นที่ประจุจะไหลผ่าน ขดลวดเทสลาซึ่งพบการใช้งานในอุปกรณ์หลากหลายประเภท (ตั้งแต่เครื่องเร่งอนุภาคและโทรทัศน์ไปจนถึงของเล่นเด็ก) สามารถสร้างได้ที่บ้านจากส่วนประกอบทางวิทยุ
ส่วนที่ 1
การออกแบบคอยล์เทสลาตัดสินใจเกี่ยวกับขนาดและตำแหน่งของคอยล์ Tesla ของคุณก่อนที่จะเริ่มคุณสามารถสร้างขดลวด Tesla ขนาดใหญ่ได้ตามงบประมาณของคุณ แต่โปรดจำไว้ว่าการปล่อยประกายไฟที่เกิดจากคอยล์ร้อนขึ้นในอากาศ ซึ่งขยายตัวอย่างมาก (ส่งผลให้เกิดฟ้าร้อง) สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยขดลวดอาจทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าเสียหายได้ ดังนั้นจึงควรวางไว้ในสถานที่ห่างไกล เช่น โรงรถหรือเวิร์คช็อป
ทำความคุ้นเคยกับคำศัพท์.การสร้างเทสลาคอยล์จะทำให้คุณต้องเข้าใจคำศัพท์ทางวิทยาศาสตร์และรู้หน่วยวัด คุณจะต้องเข้าใจความหมายและความหมายเพื่อที่จะทำทุกอย่างได้อย่างถูกต้อง นี่คือข้อมูลบางส่วนที่คุณอาจพบว่ามีประโยชน์:
รวบรวมชิ้นส่วนที่จำเป็นทั้งหมดคุณจะต้องมี: หม้อแปลงไฟฟ้า, ตัวเก็บประจุหลักที่มีความจุสูง, อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก, ขดลวดปฐมภูมิที่มีความเหนี่ยวนำต่ำ, ขดลวดทุติยภูมิที่มีความเหนี่ยวนำสูง, ตัวเก็บประจุทุติยภูมิที่มีความจุต่ำ และอุปกรณ์สำหรับรองรับพัลส์ความถี่สูงที่ เกิดขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าสูงระหว่างการทำงานของคอยล์เทสลา คุณจะพบข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับส่วนที่จำเป็นในบทความเรื่อง "การสร้าง Tesla Coil"
ส่วนที่ 2
การทำเทสลาคอยล์เลือกหม้อแปลงไฟฟ้าหม้อแปลงจ่ายไฟของคุณจะเป็นตัวกำหนดว่าคุณสามารถสร้างขดลวดได้ใหญ่แค่ไหน คอยล์เหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้พลังงานจากหม้อแปลงซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 30-100 มิลลิแอมป์ ที่แรงดันไฟฟ้า 5,000-15,000 โวลต์ คุณสามารถหาหม้อแปลงไฟฟ้าได้ที่ตลาดวิทยุแถวบ้านของคุณ ซื้อทางออนไลน์ หรือดึงออกจากป้ายไฟนีออน
สร้างตัวเก็บประจุหลักมันสามารถทำจากตัวเก็บประจุขนาดเล็กจำนวนมากที่เชื่อมต่ออยู่ในวงจรซึ่งจะสะสมประจุที่เท่ากันในวงจรหลัก เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ตัวเก็บประจุทั้งหมดต้องมีความจุเท่ากัน ตัวเก็บประจุดังกล่าวเรียกว่าตัวเก็บประจุแบบคอมโพสิต
ออกแบบตัวจับกุมหากต้องการทำดิสชาร์จเพียงตัวเดียว ต้องใช้ลวดที่มีความหนาอย่างน้อย 6 มิลลิเมตร เพื่อให้อิเล็กโทรดสามารถทนความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการดิสชาร์จได้ คุณยังสามารถสร้างช่องว่างแบบหลายขั้วไฟฟ้า ช่องว่างแบบหมุน หรือทำให้ขั้วไฟฟ้าเย็นลงโดยการเป่าลม เครื่องดูดฝุ่นเก่าสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ได้
ทำการพันขดลวดปฐมภูมิตัวขดเองจะทำจากลวด แต่คุณต้องมีแม่พิมพ์เพื่อพันลวดไว้ คุณควรใช้ลวดทองแดงเคลือบเงาซึ่งหาซื้อได้ตามร้านอะไหล่วิทยุหรือถอดออกจากเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ไม่จำเป็น รูปร่างที่คุณพันลวดไว้ควรเป็นทรงกระบอก เช่น กระดาษแข็งหรือหลอดพลาสติก หรือทรงกรวย เช่น โป๊ะโคมเก่า
ประกอบตัวเก็บประจุหลัก ช่องประกายไฟ และขดลวดปฐมภูมิเป็นวงจรเดียววงจรนี้ก่อให้เกิดวงจรออสซิลเลชันหลัก
สร้างตัวเหนี่ยวนำรองเช่นเดียวกับขดลวดปฐมภูมิ คุณต้องมีรูปทรงทรงกระบอกที่คุณจะพันลวดเข้าไปได้ ขดลวดทุติยภูมิจะต้องมีความถี่เรโซแนนซ์เดียวกันกับขดลวดปฐมภูมิเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสีย ขดลวดทุติยภูมิจะต้องยาวหรือสูงกว่าขดลวดปฐมภูมิเพื่อให้มีความเหนี่ยวนำมากขึ้นและป้องกันไม่ให้ขดลวดทุติยภูมิคายประจุมากเกินไปซึ่งอาจทำให้ขดลวดปฐมภูมิไหม้ได้
สร้างตัวเก็บประจุสำรองตัวเก็บประจุรองหรือเทอร์มินัลควรมีลักษณะโค้งมน โดยสองตัวที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือทอรัส (วงแหวนรูปโดนัท) และทรงกลม
เชื่อมต่อตัวเก็บประจุรองและขดลวดทุติยภูมินี่จะเป็นวงจรการสั่นทุติยภูมิ
ทำโช้คอิมพัลส์โช้คเป็นคอยล์ขนาดเล็กที่ป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสร้างความเสียหายให้กับแหล่งจ่ายไฟ คุณสามารถสร้างขดดังกล่าวได้โดยพันลวดทองแดงรอบท่อบางๆ เช่น ปากกาลูกลื่นทั่วไป
ประกอบส่วนประกอบทั้งหมดเข้าด้วยกันวางวงจรการสั่นหลักและรองไว้เคียงข้างกัน และเชื่อมต่อหม้อแปลงจ่ายไฟเข้ากับวงจรหลักผ่านโช้ก เมื่อคุณเปิดหม้อแปลง ขดลวดเทสลาก็พร้อมใช้งาน
ขดลวดเทสลาซึ่งมีชื่อของนักประดิษฐ์นั้นเป็นวงจรการสั่นที่ประกอบด้วยขดลวดสองตัว ช่วยให้คุณได้รับกระแสที่มีเรตติ้งและความถี่สูง
แล้วเราต้องการอะไร:
- สวิตช์;
- ตัวต้านทาน 22 กิโลโอห์ม;
- ทรานซิสเตอร์ 2N2222A;
- ขั้วต่อสำหรับเม็ดมะยม
- ท่อพีวีซียาว 8.5 ซม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 2 ซม.
- เม็ดมะยม 9 โวลต์;
- ลวดทองแดงที่มีหน้าตัด 0.5 มม.
- แผ่นลามิเนต
- ปืนกาว
- หัวแร้ง;
- ลวดเส้นเล็กยาว 15 ซม.
Nikola Tesla เป็นนักประดิษฐ์ที่เก่งกาจตลอดกาลอย่างแท้จริง เขาสร้างโลกสมัยใหม่ขึ้นมาในทางปฏิบัติ หากไม่มีสิ่งประดิษฐ์ของเขา เราก็คงไม่รู้ว่าเรารู้อะไรเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้ามาเป็นเวลานานแล้ว
หนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ที่ฉลาดและน่าทึ่งที่สุดของ Tesla คือคอยล์หรือหม้อแปลงของเขา ซึ่งแสดงให้เห็นการถ่ายโอนพลังงานในระยะไกลได้อย่างสมบูรณ์แบบ
หากต้องการทำการทดลอง โปรดและทำให้เพื่อนของคุณประหลาดใจ คุณสามารถประกอบต้นแบบที่เรียบง่ายแต่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ที่บ้าน ซึ่งไม่ต้องใช้ชิ้นส่วนที่หายากจำนวนมากและใช้เวลามาก
เครื่องมือ:มีดเครื่องเขียน ปืนกาวร้อน สว่าน กรรไกร และอาจเป็นอุปกรณ์อื่นๆ ที่พบได้ในเกือบทุกบ้าน
ในการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้า Tesla ด้วยตัวเอง คุณต้องมีส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้:
เพื่อให้สิ่งประดิษฐ์ทำงานได้อย่างถูกต้องและไม่ก่อให้เกิดภัยคุกคามคุณต้องปฏิบัติตามคำแนะนำทั้งหมดอย่างระมัดระวังและระมัดระวังเป็นอย่างยิ่ง
ปฏิบัติตามคำแนะนำอย่างระมัดระวังและคุณจะไม่มีปัญหาใดๆ:
อุปกรณ์จะเริ่มทำงานหลังจากต่อหม้อแปลงแล้ว
อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยหลายส่วน:
นอกจากนี้องค์ประกอบหลักยังประกอบด้วยลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 6 มิลลิเมตรและท่อทองแดง ส่วนใหญ่มักจะถูกสร้างขึ้นในแนวนอน แต่ก็สามารถเป็นแนวตั้งและเป็นรูปกรวยได้เช่นกัน สำหรับขดลวดอื่นจะใช้ลวดมากกว่ามากซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าของอันแรก
ในการสร้างหม้อแปลงไฟฟ้า Tesla ไม่ใช้แกนเฟอร์โรแมกเนติก จึงลดการเหนี่ยวนำระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ หากคุณใช้แกนเฟอร์โรแมกเนติก การเหนี่ยวนำซึ่งกันและกันจะแข็งแกร่งขึ้นมาก และไม่เหมาะกับการสร้างและการทำงานปกติของอุปกรณ์ Tesla
วงจรออสซิลเลเตอร์เกิดขึ้นจากขดลวดแรกและตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่ออยู่ นอกจากนี้ยังรวมถึงองค์ประกอบที่ไม่เชิงเส้นหนึ่งรายการ ได้แก่ ช่องว่างประกายไฟของก๊าซธรรมดา
อันที่สองสร้างวงจรเดียวกัน แต่แทนที่จะใช้คอนเดนเสทจะใช้ความจุของโทรอยด์และช่องว่างระหว่างกันในขดลวด นอกจากนี้เพื่อป้องกันไฟฟ้าเสียขดลวดดังกล่าวจึงถูกเคลือบด้วยการป้องกันพิเศษ - อีพอกซีเรซิน
โดยปกติแล้วเทอร์มินัลจะใช้ในรูปแบบของดิสก์ แต่ก็สามารถสร้างเป็นรูปทรงกลมได้เช่นกัน. จำเป็นต้องได้รับการปล่อยประกายไฟเป็นเวลานาน
อุปกรณ์นี้ใช้วงจรการสั่น 2 วงจรซึ่งทำให้สิ่งประดิษฐ์นี้แตกต่างจากหม้อแปลงอื่น ๆ ทั้งหมดซึ่งประกอบด้วยวงจรเดียวเท่านั้น เพื่อให้หม้อแปลงนี้ทำงานได้อย่างถูกต้อง วงจรเหล่านี้จะต้องมีความถี่เท่ากัน
คอยล์ที่คุณสร้างมีวงจรการสั่นหากจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปที่ขดลวดตัวแรก มันจะสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นมาเอง ด้วยความช่วยเหลือ พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากขดลวดหนึ่งไปยังอีกขดลวดหนึ่ง
ขดลวดทุติยภูมิจะสร้างวงจรเดียวกันกับความจุซึ่งสามารถสะสมพลังงานที่ถ่ายโอนโดยปฐมภูมิได้ ทุกอย่างทำงานตามรูปแบบง่ายๆ - ยิ่งพลังงานที่คอยล์แรกสามารถส่งได้มากเท่าไรและอันที่สองสามารถสะสมได้มากเท่าไหร่แรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และผลลัพธ์ที่ได้จะน่าตื่นตาตื่นใจยิ่งขึ้น
ตามที่กล่าวไว้ข้างต้นเพื่อให้อุปกรณ์เริ่มทำงานจะต้องเชื่อมต่อกับหม้อแปลงจ่ายไฟเพื่อควบคุมการปล่อยประจุที่ผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า Tesla คุณต้องวางวัตถุที่เป็นโลหะไว้ใกล้ ๆ แต่ทำเช่นนี้เพื่อไม่ให้สัมผัสกัน หากวางหลอดไฟไว้ข้างๆ มันจะเรืองแสง แต่ถ้ามีแรงดันไฟฟ้าเพียงพอ
ในการสร้างสิ่งประดิษฐ์ของ Tesla ด้วยตัวเอง คุณต้องคำนวณทางคณิตศาสตร์ ดังนั้นคุณต้องมีประสบการณ์ หรือหาวิศวกรที่สามารถช่วยคุณหาสูตรได้อย่างถูกต้อง