無論是普通的高中項目還是令人興奮的電弧項目,特斯拉線圈的構建總是很有趣,肯定會讓您的項目看起來很酷和有吸引力。特斯拉線圈是一個簡單的線圈,當提供小輸入功率(9V)時,它會在空氣中產生高壓電場,該電場足夠強,可以照亮小燈泡。這個原理是由尼古拉·特斯拉發明的,他還因發明感應電機、交流電流、霓虹燈燈泡、遙控器等而受到贊譽。
這個迷你特斯拉線圈電路非常簡單,只需借助 9V 電池和很少的常用電子元件即可工作,這使得它非常容易構建(手指交叉)。有少數人已經嘗試過這個項目,但未能獲得結果;這主要是因為經常發生的一些微妙錯誤。因此,無論您是已經放棄特斯拉線圈還是對本主題完全陌生,本教程都將是您構建和調試特斯拉線圈并使其工作的最后一站。在本 DIY 教程中,我們將學習如何使用 9v 電池制作簡單的特斯拉線圈并無線傳輸電力。
警告:這是一個高壓項目,因此請確保您始終知道自己在做什么。電壓不是致命的,但如果直接接觸任何電弧,仍然會導致神經和組織損傷。您不必太擔心,但始終記住不要在線圈通電時觸摸線圈。
構建微型特斯拉線圈所需的組件
磁線又名漆包銅線
22K 電阻器
2N2222 晶體管
發光二極管
普通面包板線材
任何非導電圓柱形物體
9V 電池(或 5V 電源)
面包板
迷你特斯拉線圈工作:
在我們開始構建特斯拉線圈之前,了解它是如何工作的非常重要。只有這樣,我們才能成功構建和調試一個。特斯拉線圈采用電磁感應原理工作。據此,當導體置于變化的磁場下時,導體內部會感應出小電流。對于特斯拉線圈,該導體將被稱為次級線圈,并且初級線圈將通過振蕩電流通過初級線圈產生變化的磁場。
這聽起來可能有點混亂,但讓我們繼續電路圖,事情將變得非常清楚。
迷你9V特斯拉線圈電路圖:
下面給出的迷你特斯拉線圈項目的電路圖非常簡單。因此,讓我們了解它是如何工作的,并學習如何構建它。這個迷你特斯拉線圈圖中的主要組件是次級線圈(金色),它是通過將磁線(漆包)纏繞在圓柱形物體上制成的(任何非導電物體都可以工作)。
像2N2222這樣的高電流高頻晶體管用于通過初級線圈(紫色)提供電流。整個設置由9V電池供電,如上所示。電池的正端通過初級線圈到達晶體管的集電極,發射極接地。這意味著每當晶體管導通時,電流就會飛過初級線圈。LED二極管和次級線圈的一端也連接到晶體管的基極,使電路振蕩,這樣晶體管就會向初級線圈發送振蕩電流。如果您想獲得更多技術并了解電流如何振蕩,您可以谷歌搜索“殺手激勵電路”。
因此,通過這種布置,我們有一個初級線圈,它將具有振蕩電流,因此將在其周圍產生承載磁通量。現在,該線圈纏繞在次級線圈上,因此根據電磁感應定律,將在次級線圈中感應電壓。由于次級線圈中的匝數比初級線圈大,因此該電壓將是一個非常高的電壓,因此該線圈周圍將具有非常強的電通量,其功率足以使普通CFL燈泡發光并用于無線電力傳輸。
繞組次級線圈:
該項目的一個非常重要的步驟是繞組次級線圈。這是一個耗時的過程,因此不要急于在這一部分。首先,您需要一個磁性線圈,也稱為漆包線圈線。這些電線可以在繼電器線圈、變壓器甚至電機中找到。您可以重復使用一個,也可以為自己購買一個新的。電線越細,效果越好。
準備好磁線后,您將需要一個圓柱形物體。選擇此對象時的唯一規則是它不應該是導電的,您可以選擇PVC管,紙板卷甚至將4-5張A4片堆疊在一起并卷起來。圓柱體的直徑可以在 5 厘米到 10 厘米之間,長度應至少為 10 厘米。對象越長,它可以容納的匝數就越多。
拿到線圈和圓柱形物體后,是時候開始繞組過程了,只需繞幾圈,然后用膠帶初步固定繞組,然后進行完整的繞組。上鏈時請務必遵循以下提示
將線圈纏繞得盡可能近
不要將一個線圈翻到另一個線圈上重疊
嘗試至少轉 150 圈,300 圈的值通常很好。
常見的誤解:
雖然這個電路的工作原理和行為類似于特斯拉線圈,但它與實際的特斯拉線圈相去甚遠。這條賽道的正確名稱是殺手勵磁器特斯拉線圈或可憐的人特斯拉線圈。你可以學習并有資金使用這個電路,但請注意,這不是特斯拉線圈。話雖如此,讓我們繼續我們的項目。一旦我們準備好線圈,我們幾乎完成了 90% 的項目,之后只需按照電路圖進行連接,但有一些常見問題“為什么我的特斯拉線圈不工作?”您可以在下面找到答案。
不要使用普通晶體管代替 2N2222,除非您知道為此晶體管選擇完全相同的等效物。
電阻器22K不必完全相同,它可以在12K到30K之間。
確保您使用的 9V 電池是全新的,因為使用此電路的廉價電池不會持續超過 5 分鐘,如果您有 Arduino 或可以為您提供 +5V 的東西,您也可以使用它。
您的線圈可以有任意數量的匝數是完全可以的,但它至少應該有 150 圈,您不必非常準確地計算計數。
該電路的工作電壓范圍為5V至10V。但是不要通過它推動超過500mA
LED除了發光之外還有其他用途,它實際上用于切換晶體管,所以不要忽略它,紅色LED可以正常工作。
當電路通電時,您的LED可能會也可能不會發光,您不必擔心。
您可能會也可能不會在次級線圈的自由端獲得火花(電弧),您也不必擔心。如果你得到一個弧,不要觸摸它。
始終檢查電路是否僅使用普通的CFL燈泡工作。
在次級線圈頂部添加金屬負載(箔紙)是可選的,但它肯定會改善結果,但不是獲得基本工作輸出的強制性要求。
您聽到任何嘶嘶聲的機會很小,所以不要指望它。
9V迷你特斯拉線圈的構造和測試:
只需按照以下步驟纏繞線圈并使用面包板進行連接,如電路圖所示。一旦你完成了所有事情,你的迷你特斯拉線圈項目將看起來像這樣。
我沒有 22K 電阻器或附近任何東西,所以我并聯使用了兩個 47K 電阻器,如圖所示。現在,終于到了玩得開心的時候了。只需使用新的 9V 電池為電路供電,并將 CFL 燈泡靠近線圈,您應該能夠在沒有任何連接的情況下觀看 CFL 燈泡發光,就像下面的視頻所示。您也可以在燈管上實現相同的效果。繼續使用它,通過增加電流額定值或增加次級線圈的匝數以在次級線圈的自由端獲得電弧,該項目還有更大的改進空間。但是,所有這些內容都留給了新教程。
您還可以使用多表檢查電路是否正常工作,只需將萬用表置于電壓模式即可。觸摸電路接地上的黑色探頭,讓紅色探頭漂浮在空中,萬用表應該能夠讀取非常高的電壓,如下圖所示,儀表讀取 1247V 的非常高的電壓。您已經被警告過,在這些高壓設置周圍要非常小心。
您還可以在 NCV 模式下使用鉗形萬用表檢查是否存在助焊劑。當您將萬用表靠近線圈時,它會開始發出閃光燈的嗶嗶聲。
但是,等等!!!....,如果你的燈泡不發光怎么辦。別擔心,這應該是一個非常微妙的問題。首先嘗試的最常見解決方案是更改初級線圈的極性,即將初級線圈的集電極端連接到電池正極,將初級線圈的電池正極連接到集電極引腳。這應該可以幫助您解決問題。如果沒有,請嘗試使用新的 9V 電池或其他可靠的電源。
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