Một trong những phát minh phổ biến nhất của Nikola Tesla là máy biến áp Tesla. Hoạt động của thiết bị này dựa trên hoạt động của sóng dừng cộng hưởng điện từ trong các cuộn dây. Nguyên tắc này hình thành cơ sở của nhiều thứ hiện đại: đèn huỳnh quang, kính soi TV, thiết bị sạc ở khoảng cách xa. Do hiện tượng cộng hưởng nên tại thời điểm tần số dao động của mạch cuộn sơ cấp trùng với tần số dao động của sóng dừng ở cuộn thứ cấp thì giữa hai đầu cuộn dây xuất hiện một hồ quang nhảy.
Bất chấp tất cả sự phức tạp rõ ràng của trình tạo này, bạn có thể tự làm. Dưới đây là công nghệ về cách tạo cuộn dây Tesla bằng tay của bạn.
Nội dung
Các thành phần và nguyên lý hoạt động
Máy biến áp Tesla được lắp ráp từ cuộn sơ cấp, cuộn thứ cấp và dây nịt được tạo thành từ khe hở tia lửa hoặc bộ ngắt, một tụ điện và một thiết bị đầu cuối đóng vai trò như một đầu ra.
Dây quấn sơ cấp bao gồm một số vòng nhỏ của dây đồng hoặc ống đồng loại nặng.Nó có thể nằm ngang (phẳng), thẳng đứng (hình trụ) hoặc hình nón. Cuộn thứ cấp bao gồm một số lượng lớn các vòng có tiết diện nhỏ hơn và là thành phần quan trọng nhất của thiết kế. Nó phải có tỷ lệ chiều dài và đường kính là 4: 1 và phải có vòng bảo vệ dây đồng nối đất ở đế để bảo vệ thiết bị điện tử của thiết bị.
Vì máy biến áp Tesla hoạt động ở chế độ xung, thiết kế của nó có đặc điểm là nó không bao gồm lõi sắt từ. Điều này làm giảm cảm ứng lẫn nhau giữa các cuộn dây. Tụ điện, tương tác với cuộn dây sơ cấp, tạo ra một mạch dao động với khe hở tia lửa bao gồm trong nó, trong trường hợp này là một mạch khí. Bộ chống sét được lắp ráp từ các điện cực lớn, và để chống mài mòn cao hơn, chúng được trang bị thêm bộ tản nhiệt.
Nguyên lý hoạt động của cuộn Tesla như sau. Tụ điện được sạc qua cuộn cảm từ máy biến áp. Tốc độ sạc trực tiếp phụ thuộc vào chỉ số điện cảm. Đã sạc đến mức tới hạn, nó sẽ gây ra sự cố khe hở tia lửa. Sau đó, trong mạch sơ cấp tạo ra dao động cao tần. Đồng thời, bộ chống sét được kích hoạt, tháo máy biến áp ra khỏi mạch điện chung, đóng nó.
Nếu điều này không xảy ra, thì tổn thất có thể xảy ra trong mạch sơ cấp ảnh hưởng xấu đến hoạt động của nó. Trong mạch tiêu chuẩn, một bộ xả khí được lắp song song với nguồn điện.
Như vậy, cuộn Tesla đầu ra có thể tạo ra hiệu điện thế vài triệu vôn. Từ một hiệu điện thế như vậy trong không khí, có sự phóng điện, có dạng phóng điện vành và bộ truyền sóng.
Điều cực kỳ quan trọng cần nhớ là những sản phẩm này tạo ra dòng điện tiềm năng cao và gây nguy hiểm đến tính mạng. Ngay cả những thiết bị công suất thấp cũng có thể gây bỏng nặng, tổn thương các dây thần kinh, mô cơ và dây chằng. Có thể gây ngừng tim.
Xây dựng và lắp ráp
Máy biến áp Tesla được cấp bằng sáng chế vào năm 1896 và có thiết kế đơn giản. Nó bao gồm:
- Một cuộn sơ cấp có cuộn dây bằng lõi đồng tiết diện 6 mm², với lượng vừa đủ cho 5 - 7 vòng.
- Một cuộn dây thứ cấp làm bằng vật liệu điện môi và một dây dẫn có đường kính đến 0,5 mm, chiều dài đủ cho 800-1000 vòng.
- Bán cầu xả.
- Tụ điện.
- Vòng bảo vệ làm bằng lõi đồng, như trên cuộn sơ cấp của máy biến áp.
Đặc thù của thiết bị là công suất của nó không phụ thuộc vào công suất của nguồn cung cấp. Các tính chất vật lý của không khí quan trọng hơn. Thiết bị có thể tạo mạch dao động theo nhiều cách khác nhau:
- sử dụng bộ chống khe hở tia lửa điện;
- sử dụng một máy phát dao động bóng bán dẫn;
- trên đèn.
Để tạo ra một máy biến áp Tesla bằng tay của chính bạn, bạn sẽ cần:
- Đối với cuộn sơ cấp - 3m một ống đồng mỏng có đường kính 6 mm hoặc một lõi đồng có cùng đường kính và chiều dài.
- Để lắp ráp cuộn dây thứ cấp, bạn cần một ống PVC có đường kính 5 cm và chiều dài khoảng 50 cm và một ống PVC có ren vào nó. Bạn cũng cần một dây đồng, được đánh vecni hoặc tráng men có đường kính 0,5 mm và dài 90 m.
- Mặt bích kim loại có đường kính trong 5 cm.
- Các loại đai ốc, vòng đệm và bu lông.
- Bộ xả.
- Bán cầu trơn cho thiết bị đầu cuối.
- Tụ điện có thể được chế tạo độc lập. Nó sẽ yêu cầu 6 chai thủy tinh, muối ăn, dầu hạt cải dầu hoặc vaseline, giấy nhôm.
- Bạn sẽ cần một nguồn điện cung cấp 9kV ở 30mA.
Mạch biến áp Tesla rất dễ thực hiện. 2 dây với một bộ chống sét được kết nối khởi hành từ máy biến áp. Các tụ điện mắc nối tiếp được kết nối với một trong các dây dẫn. Cuối cùng là cuộn sơ cấp. Một cuộn dây thứ cấp với một đầu cuối và một vòng bảo vệ nối đất được đặt riêng biệt.
Mô tả cách lắp ráp cuộn dây Tesla tại nhà:
- Dây quấn thứ cấp được thực hiện bằng cách cố định đầu tiên mép dây ở cuối ống. Quấn dây phải đều, tránh đứt dây. Không được có khoảng cách giữa các lượt.
- Khi hoàn thành, quấn cuộn dây ở đầu và cuối bằng băng dính. Sau đó, phủ vecni hoặc epoxy lên cuộn dây.
- Chuẩn bị 2 tấm cho phần đế dưới và trên. Bất kỳ vật liệu điện môi, ván ép hoặc tấm nhựa nào cũng được. Đặt một mặt bích kim loại vào giữa đế dưới và buộc chặt nó bằng bu lông để có khoảng trống giữa đế dưới và đế trên.
- Chuẩn bị cuộn sơ cấp bằng cách xoắn nó thành hình xoắn ốc và cố định nó trên đế trên. Sau khi khoan 2 lỗ trên đó, đưa hai đầu của ống vào. Nó phải được cố định sao cho loại trừ sự tiếp xúc giữa các cuộn dây và đồng thời duy trì khoảng cách giữa chúng là 1 cm.
- Để làm một bộ chống sét, bạn sẽ cần đặt 2 bu lông đối diện nhau trong một khung gỗ. Tính toán được thực hiện dựa trên thực tế là khi di chuyển chúng sẽ đóng vai trò điều tiết.
- Tụ điện được thực hiện như sau. Chai thủy tinh được bọc trong giấy bạc và đổ đầy nước muối. Thành phần của nó cho tất cả các chai phải giống nhau - 360 g trên 1 lít nước.Đục nắp và luồn dây vào chúng. Tụ điện đã sẵn sàng.
- Kết nối tất cả các nút theo sơ đồ được mô tả ở trên. Đảm bảo nối đất cuộn thứ cấp.
- Tổng số vòng trong cuộn sơ cấp phải là 6,5 vòng, ở cuộn thứ cấp - 600 vòng.
Chuỗi hành động được mô tả đưa ra ý tưởng về cách tự chế tạo một máy biến áp Tesla.
Bật, kiểm tra và điều chỉnh
Bạn nên bắt đầu lần đầu tiên ở ngoài trời, cũng nên loại bỏ tất cả các thiết bị gia dụng ra khỏi nhà để ngăn ngừa sự cố của chúng. Hãy nhớ các biện pháp phòng ngừa! Để bắt đầu, hãy làm như sau:
- Họ đi qua toàn bộ chuỗi dây và kiểm tra xem không có tiếp điểm trần nào chạm vào bất kỳ đâu và tất cả các nút đã được buộc chặt một cách an toàn. Một khoảng trống nhỏ được để lại giữa các bu lông trong bộ chống sét.
- Đặt điện áp và quan sát sự xuất hiện của streamer. Trong trường hợp không có nó, bóng đèn huỳnh quang hoặc đèn sợi đốt được đưa đến cuộn thứ cấp. Đó là khuyến khích để cố định chúng trên một chất điện môi, một đoạn ống PVC sẽ làm. Sự xuất hiện của một vầng sáng xác nhận rằng máy biến áp Tesla đang hoạt động.
- Trong trường hợp không phát sáng, kết luận của cuộn sơ cấp là ngược lại.
Nếu bạn không thành công trong lần đầu tiên, đừng tuyệt vọng. Thử thay đổi số vòng dây ở cuộn thứ cấp và khoảng cách giữa các cuộn dây. Vặn chặt các bu lông trong bộ chống sét.
Cuộn dây Tesla mạnh mẽ
Một tính năng đặc biệt của cuộn dây như vậy là kích thước của nó, cường độ của dòng điện nhận được và phương pháp tạo ra dao động cộng hưởng.
Nó trông như thế này. Sau khi bật, tụ điện được sạc. Khi đạt đến mức sạc tối đa, bộ chống sét xảy ra sự cố.Ở giai đoạn tiếp theo, một mạch LC được hình thành - một mạch được hình thành bằng cách mắc nối tiếp tụ điện và mạch sơ cấp. Điều này tạo ra dao động cộng hưởng và điện áp công suất cao trong cuộn thứ cấp.
Đồng thời, một cái gì đó tương tự có thể được lắp ráp tại nhà. Đối với điều này, bạn nên:
- Tăng đường kính của cuộn dây và tiết diện của dây lên 1,5-2,5 lần.
- Tạo một thiết bị đầu cuối có dạng hình xuyến. Một đường gấp nếp bằng nhôm có đường kính 100 mm là phù hợp cho việc này.
- Thay nguồn một chiều bằng nguồn xoay chiều có công suất 3-5 kV.
- Làm mặt bằng đáng tin cậy.
- Đảm bảo rằng hệ thống dây điện của bạn có thể xử lý tải trọng này.
Các máy biến áp như vậy có thể tạo ra công suất lên đến 5 kW và tạo ra phóng điện xung và hồ quang. Trong trường hợp này, hiệu ứng cực đại đạt được khi tần số của cả hai mạch trùng nhau.
Các bài tương tự:
