स्पार्क गैप टेस्ला कॉइल: 14 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

यह फैराडे केज ड्रेस के साथ स्पार्क गैप टेस्ला कॉइल बनाने का एक ट्यूटोरियल है।

इस परियोजना में मुझे और मेरी टीम (3 छात्र) को 16 कार्य दिवस लगे, इसकी लागत लगभग 500 USD है, मैं आपको विश्वास दिलाता हूँ कि यह पहली बार से काम नहीं करेगा:), सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि आपको इसके पीछे के सभी सिद्धांत को समझना होगा और आपके द्वारा चुने गए घटकों से निपटने का तरीका जानें।

इस निर्देश में, मैं आपको सभी सिद्धांतों के पीछे, अवधारणाओं, सूत्रों, सभी भागों के लिए एक कदम दर कदम निर्माण के बारे में बताऊंगा। यदि आप छोटे या बड़े कॉइल बनाना चाहते हैं तो अवधारणा और सूत्र समान होंगे।

इस परियोजना के लिए आवश्यकताएँ:

- में ज्ञान: विद्युत, इलेक्ट्रॉनिक्स, विद्युत चुम्बकीय और प्रयोगशाला उपकरण

- ऑसिलोस्कोप

- नियॉन साइन ट्रांसफार्मर; 220V से 9kV

- उच्च वोल्टेज कैपेसिटर

- कॉपर केबल या कॉपर पाइप

- आपकी चेसिस बनाने के लिए लकड़ी

- सेकेंडरी कॉइल के लिए पीवीसी पाइप

- Toroid के लिए लचीला धातु पाइप

- स्पार्क गैप के लिए एक छोटा 220V इलेक्ट्रिक फैन

- फैराडे केज ड्रेस के लिए एल्युमिनियम पेपर और मेश

- माध्यमिक के लिए अछूता तार

- नियॉन लैंप

- वोल्टेज नियामक यदि आपके पास स्थिर 220VAC नहीं है

- जमीन से कनेक्शन

- बहुत धैर्य

चरण 1: स्पार्क गैप टेस्ला कॉइल का परिचय

टेस्ला कॉइल एक रेज़ोनेट ट्रांसफॉर्मर है जिसमें प्राइमरी और सेकेंडरी एलसी सर्किट होता है। 1891 में आविष्कारक निकोला टेस्ला द्वारा डिजाइन किया गया, दो एलसी सर्किट एक साथ शिथिल रूप से युग्मित हैं। प्राथमिक परिपथ में एक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के माध्यम से बिजली की आपूर्ति की जाती है, जो एक संधारित्र को चार्ज करता है। आखिरकार, संधारित्र के पार वोल्टेज एक स्पार्क गैप को कम करने के लिए पर्याप्त रूप से बढ़ जाएगा। कैपेसिटर स्पार्क गैप के माध्यम से और प्राइमरी कॉइल में डिस्चार्ज होगा। ऊर्जा उच्च आवृत्तियों (आमतौर पर 50 kHz- 2 MHz) पर प्राथमिक संधारित्र और प्राथमिक कुंडल प्रारंभ करनेवाला के बीच आगे और पीछे दोलन करेगी। प्राइमरी कॉइल को सेकेंडरी सर्किट में एक प्रारंभ करनेवाला से जोड़ा जाता है, जिसे सेकेंडरी कॉइल कहा जाता है। सेकेंडरी कॉइल के शीर्ष से जुड़ा एक टॉप लोड है जो सेकेंडरी एलसी सर्किट के लिए कैपेसिटेंस प्रदान करता है। जैसे ही प्राथमिक सर्किट दोलन करता है, द्वितीयक कॉइल में शक्ति प्रेरित होती है जहां वोल्टेज कई बार गुणा किया जाता है। एक उच्च वोल्टेज, निम्न धारा क्षेत्र शीर्ष भार के चारों ओर विकसित होता है और अजीबता के मधुर प्रदर्शन में बिजली के निर्वहन का चाप होता है। अधिकतम बिजली हस्तांतरण प्राप्त करने के लिए प्राथमिक और माध्यमिक एलसी सर्किट को समान आवृत्ति पर दोलन करना चाहिए। कॉइल में सर्किट आमतौर पर प्राथमिक कॉइल के अधिष्ठापन को समायोजित करके समान आवृत्ति पर "ट्यून" किए जाते हैं। टेस्ला कॉइल बड़े कॉइल के लिए 50 किलोवोल्ट से कई मिलियन वोल्ट तक आउटपुट वोल्टेज का उत्पादन कर सकते हैं।

चरण 2: सिद्धांत

यह खंड पारंपरिक टेस्ला कॉइल के संचालन के पूर्ण सिद्धांत को कवर करेगा। हम विचार करेंगे कि प्राथमिक और माध्यमिक सर्किट कम प्रतिरोध वाले आरएलसी सर्किट हैं, जो वास्तविकता के अनुरूप हैं।

उपरोक्त कारणों से, घटक के आंतरिक प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व नहीं किया जाता है। हम करंट-लिमिटेड ट्रांसफॉर्मर को भी बदलेंगे। इसका शुद्ध सिद्धांत के संबंध में कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

ध्यान दें कि द्वितीयक परिपथ के कुछ भाग बिंदीदार रेखाओं में खींचे जाते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि वे सीधे तंत्र पर दिखाई नहीं दे रहे हैं। द्वितीयक संधारित्र के संबंध में, हम देखेंगे कि इसकी क्षमता वास्तव में वितरित की गई है, शीर्ष भार केवल इस संधारित्र का "एक प्लेट" है। सेकेंडरी स्पार्क गैप के बारे में, यह योजनाबद्ध तरीके से दिखाया गया है कि यह प्रतिनिधित्व करने के तरीके के रूप में है कि आर्क कहाँ होंगे।

चक्र का यह पहला चरण जनरेटर द्वारा प्राथमिक संधारित्र को चार्ज करना है। हम मानेंगे कि इसकी आवृत्ति 50 हर्ट्ज होगी। क्योंकि जनरेटर (NST) वर्तमान-सीमित है, संधारित्र की क्षमता को सावधानी से चुना जाना चाहिए ताकि यह ठीक 1/100 सेकंड में पूरी तरह से चार्ज हो जाए। दरअसल, जनरेटर का वोल्टेज एक अवधि में दो बार बदलता है, और अगले चक्र में, यह संधारित्र को विपरीत ध्रुवता के साथ फिर से चार्ज करेगा, जो टेस्ला कॉइल के संचालन के बारे में बिल्कुल कुछ भी नहीं बदलता है।

जब संधारित्र पूरी तरह से चार्ज हो जाता है, तो स्पार्क गैप जल जाता है और इसलिए प्राथमिक सर्किट को बंद कर देता है। हवा के टूटने वाले विद्युत क्षेत्र की तीव्रता को जानने के लिए, स्पार्क गैप की चौड़ाई निर्धारित की जानी चाहिए ताकि संधारित्र के पार वोल्टेज अपने चरम मूल्य पर पहुंचने पर ठीक से आग लगे। जनरेटर की भूमिका यहीं समाप्त होती है।

अब हमारे पास एलसी सर्किट में पूरी तरह से लोडेड कैपेसिटर है। वर्तमान और वोल्टेज इस प्रकार सर्किट गुंजयमान आवृत्ति पर दोलन करेंगे, जैसा कि पहले प्रदर्शित किया गया था। यह आवृत्ति मुख्य आवृत्ति की तुलना में बहुत अधिक है, आमतौर पर 50 और 400 kHz के बीच।

प्राथमिक और द्वितीयक सर्किट चुंबकीय रूप से युग्मित होते हैं। प्राथमिक में होने वाले दोलन इस प्रकार द्वितीयक में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल को प्रेरित करेंगे। जैसे-जैसे प्राथमिक की ऊर्जा को द्वितीयक में डाला जाता है, प्राथमिक में दोलनों का आयाम धीरे-धीरे कम होता जाएगा जबकि द्वितीयक में दोलनों का आयाम बढ़ेगा। यह ऊर्जा हस्तांतरण चुंबकीय प्रेरण के माध्यम से किया जाता है। दो सर्किटों के बीच युग्मन स्थिरांक k को उद्देश्यपूर्ण रूप से कम रखा जाता है, आमतौर पर 0.05 और 0.2 के बीच।

प्राथमिक में दोलन इस प्रकार द्वितीयक सर्किट पर श्रृंखला में रखे गए एसी वोल्टेज जनरेटर की तरह काम करेंगे।

सबसे बड़े आउटपुट वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए, प्राथमिक और माध्यमिक ट्यूनेड सर्किट को एक दूसरे के साथ अनुनाद के लिए समायोजित किया जाता है। चूंकि माध्यमिक सर्किट आमतौर पर समायोज्य नहीं होता है, यह आमतौर पर प्राथमिक कॉइल पर एक समायोज्य नल द्वारा किया जाता है। यदि दो कॉइल अलग थे, तो प्राथमिक और माध्यमिक सर्किट की गुंजयमान आवृत्तियों को प्रत्येक सर्किट में अधिष्ठापन और समाई द्वारा निर्धारित किया जाएगा।

चरण 3: माध्यमिक सर्किट के भीतर समाई का वितरण

टेस्ला कॉइल को काम करने के लिए सेकेंडरी कैपेसिटेंस Cs वास्तव में महत्वपूर्ण है, सेकेंडरी कॉइल की कैपेसिटेंस रेज़ोनेट फ़्रीक्वेंसी की गणना के लिए आवश्यक है, यदि आप सभी मापदंडों को ध्यान में नहीं रखते हैं तो आपको स्पार्क नहीं दिखाई देगा। इस समाई में कई योगदान होते हैं और गणना करना मुश्किल होता है, लेकिन हम इसके प्रमुख घटकों को देखेंगे।

शीर्ष भार - जमीन।

द्वितीयक समाई का उच्चतम अंश शीर्ष भार से आता है। दरअसल, हमारे पास एक संधारित्र है जिसकी "प्लेटें" शीर्ष भार और जमीन हैं। यह आश्चर्यजनक हो सकता है कि यह वास्तव में एक संधारित्र है क्योंकि ये प्लेटें द्वितीयक कुंडल के माध्यम से जुड़ी हुई हैं। हालाँकि, इसकी प्रतिबाधा काफी अधिक है इसलिए वास्तव में उनके बीच काफी संभावित अंतर है। हम सीटी को यह योगदान कहेंगे।

द्वितीयक कुंडल के घुमाव।

दूसरा बड़ा योगदान सेकेंडरी कॉइल से आता है। यह तामचीनी तांबे के तार के कई आसन्न घुमावों से बना है और इसलिए इसका अधिष्ठापन इसकी लंबाई के साथ वितरित किया जाता है। इसका तात्पर्य है कि दो आसन्न घुमावों के बीच थोड़ा संभावित अंतर है। फिर हमारे पास अलग-अलग क्षमता वाले दो कंडक्टर होते हैं, जो एक ढांकता हुआ द्वारा अलग होते हैं: एक संधारित्र, दूसरे शब्दों में। दरअसल, प्रत्येक जोड़ी तारों के साथ एक संधारित्र होता है, लेकिन इसकी क्षमता दूरी के साथ कम हो जाती है, इसलिए कोई व्यक्ति केवल दो आसन्न मोड़ों के बीच की क्षमता को एक अच्छा सन्निकटन मान सकता है।

आइए सीबी को सेकेंडरी कॉइल की कुल क्षमता कहते हैं।

दरअसल, टेस्ला कॉइल पर टॉप लोड होना अनिवार्य नहीं है, क्योंकि हर सेकेंडरी कॉइल की अपनी क्षमता होगी। हालांकि, सुंदर स्पार्क होने के लिए एक शीर्ष भार महत्वपूर्ण है।

आसपास की वस्तुओं के रूप में अतिरिक्त क्षमता होगी। यह संधारित्र एक तरफ शीर्ष भार और दूसरी तरफ वस्तुओं (दीवारों, नलसाजी पाइप, फर्नीचर, आदि) का संचालन करता है।

हम इन बाहरी कारकों के संधारित्र का नाम Ce.

चूंकि ये सभी "संधारित्र" समानांतर में हैं, माध्यमिक सर्किट की कुल क्षमता किसके द्वारा दी जाएगी:

सीएस = सीटी + सीबी + सीई

चरण 4: गर्भाधान और निर्माण

हमारे मामले में हमने 220V. पर NST के लिए वोल्टेज इनपुट को बनाए रखने के लिए एक स्वचालित वोल्टेज नियामक का उपयोग किया

और इसमें एक निर्मित एसी लाइन फिल्टर (योकोमा इलेक्ट्रिक वर्क्स।, लिमिटेड। जापान-मॉडल एवीआर -2 में) शामिल है।

यह उपकरण एक्स-रे मशीनों में पाया जा सकता है या सीधे बाजार से खरीदा जा सकता है।

हाई वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर टेस्ला कॉइल का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है। यह सिर्फ एक इंडक्शन ट्रांसफार्मर है। इसकी भूमिका प्रत्येक चक्र की शुरुआत में प्राथमिक संधारित्र को चार्ज करना है। इसकी शक्ति के अलावा, इसकी कठोरता बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि इसे भयानक संचालन स्थितियों का सामना करना पड़ता है (एक सुरक्षा फ़िल्टर कभी-कभी आवश्यक होता है)।

नियॉन साइन ट्रांसफॉर्मर (NST) जिसका उपयोग हम अपने टेस्ला कॉइल के लिए कर रहे हैं, विशेषताएँ (rms मान) निम्नलिखित हैं:

वाउट = ९००० वी, आईओटी = ३० एमए

आउटपुट करंट, वास्तव में, 25mA, 30mA शिखर है जो शुरू होने के बाद 25 mA तक गिर जाता है।

अब हम इसकी शक्ति P = V I की गणना कर सकते हैं, जो टेस्ला कॉइल के वैश्विक आयामों के साथ-साथ इसकी चिंगारी की लंबाई का एक मोटा विचार निर्धारित करने के लिए उपयोगी होगा।

पी = 225 डब्ल्यू (25 एमए के लिए)

NST प्रतिबाधा = NST वाउट ∕ NST Iout =9000/ 0.25=360 KΩ

चरण 5: प्राथमिक सर्किट

संधारित्र:

प्राइमरी कैपेसिटर की भूमिका आने वाले चक्र के लिए चार्ज की एक निश्चित मात्रा को स्टोर करने के साथ-साथ प्राइमरी इंडक्टर के साथ एलसी सर्किट बनाने में भी होती है।

प्राथमिक संधारित्र आमतौर पर एक श्रृंखला/समानांतर विन्यास में वायर्ड कई दर्जन कैप से बना होता है जिसे मल्टी-मिनी कैपेसिटर (एमएमसी) कहा जाता है।

प्राइमरी कैपेसिटर का इस्तेमाल प्राइमरी कॉइल के साथ प्राइमरी एलसी सर्किट बनाने के लिए किया जाता है। एक अनुनाद आकार का संधारित्र एक NST को नुकसान पहुंचा सकता है, इसलिए एक बड़े से अधिक अनुनाद (LTR) आकार के संधारित्र की जोरदार सिफारिश की जाती है। एक एलटीआर कैपेसिटर भी टेस्ला कॉइल के माध्यम से सबसे अधिक शक्ति प्रदान करेगा। विभिन्न प्राथमिक अंतराल (स्थिर बनाम सिंक रोटरी) के लिए विभिन्न आकार के प्राथमिक कैपेसिटर की आवश्यकता होगी।

Cres = प्राथमिक अनुनाद धारिता (uF) = 1 ∕ (2 * * NST प्रतिबाधा * NST फिन) = 1/ (2*π*360 000 * 50) =8.8419nF

CLTR = प्राथमिक बड़ा-से-अनुनाद (LTR) स्थिर धारिता (uF) = प्राथमिक अनुनाद धारिता × १.६

= 14.147nF

(यह एक सन्निकटन से दूसरे में थोड़ा भिन्न हो सकता है, अनुशंसित गुणांक 1.6-1.8)

हमने 2000V 100nF कैपेसिटर का उपयोग किया, Nb= Cunit/Cequiv= 100nF/0.0119 uF= 9 कैपेसिटर। तो ठीक 9 कैप के लिए हमारे पास Ceq= 0.0111uF= MMC कैपेसिटेंस है।

सुरक्षा के लिए प्रत्येक संधारित्र के समानांतर उच्च शक्ति, 10MOhms प्रतिरोधों को जोड़ने के बारे में सोचें।

अधिष्ठापन:

प्राथमिक प्रारंभ करनेवाला की भूमिका माध्यमिक सर्किट में इंजेक्शन लगाने के साथ-साथ प्राथमिक संधारित्र के साथ एलसी सर्किट बनाने के लिए एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करना है। यह घटक अत्यधिक नुकसान के बिना भारी धारा को परिवहन करने में सक्षम होना चाहिए।

प्राथमिक कुंडल के लिए विभिन्न ज्यामिति संभव हैं। हमारे मामले में हम एक प्राथमिक कुंडल के रूप में फ्लैट धनुषाकार सर्पिल को अनुकूलित करेंगे। यह ज्यामिति स्वाभाविक रूप से एक कमजोर युग्मन की ओर ले जाती है और प्राथमिक में उत्पन्न होने के जोखिम को कम करती है: इसलिए इसे शक्तिशाली कॉइल पर पसंद किया जाता है। हालांकि यह निर्माण में आसानी के लिए कम बिजली के कॉइल में आम है। द्वितीयक कॉइल को प्राथमिक में कम करके युग्मन बढ़ाना संभव है।

W = Rmax - Rmin और R द्वारा दी गई W सर्पिल की चौड़ाई होने दें, इसकी माध्य त्रिज्या, यानी R = (Rmax + Rmin)/2, दोनों को सेंटीमीटर में व्यक्त किया जाता है। यदि कुण्डली में N फेरे हैं, तो माइक्रोहेनरी में इसके अधिष्ठापन L को प्रदर्शित करने वाला एक आनुभविक सूत्र है:

फ्लैट =(0.374(NR)^2)/(8R+11W)।

हेलिक आकार के लिए यदि हम R को हेलिक्स की त्रिज्या, H को इसकी ऊँचाई (दोनों सेंटीमीटर में) और N को इसके घुमावों की संख्या कहते हैं, तो माइक्रोहेनरी में इसके अधिष्ठापन L को उत्पन्न करने वाला एक अनुभवजन्य सूत्र है: Lhelic =(0.374(NR)^2) /(9R+10H).

ये कई सूत्र हैं जिनका आप उपयोग और जांच कर सकते हैं, वे निकट परिणाम देंगे, सबसे सटीक तरीका आस्टसीलस्कप का उपयोग करना और आवृत्ति प्रतिक्रिया को मापना है, लेकिन कुंडल के निर्माण के लिए सूत्र भी आवश्यक हैं। आप JavaTC जैसे सिमुलेशन सॉफ़्टवेयर का भी उपयोग कर सकते हैं।

फ्लैट आकार के लिए फॉर्मूला २: एल = [०.२५ * एन ^ २ * (डी १ + एन * (डब्ल्यू + एस)) ^ २]/[१५ * (डी १ + एन * (डब्ल्यू + एस)) + ११ * डी १]

जहां एन: घुमावों की संख्या, डब्ल्यू: इंच में तार व्यास, एस: इंच में तार अंतर, डी 1: इंच में आंतरिक व्यास

मेरे टेस्ला कॉइल का इनपुट डेटा:

भीतरी त्रिज्या: ४.५ इंच, ११.२ मोड़, ०.२५ इंच की दूरी, तार का व्यास = ६ मिमी, बाहरी त्रिज्या = ७.८९८ इंच।

एल फॉर्मूला 2=0.03098mH का उपयोग कर, JavaTC से= 0.03089mH

इसलिए, प्राथमिक आवृत्ति: f1= 271.6 KHz (L=0.03089 mH, C=0.0111MFD)

लैब अनुभव (प्राथमिक आवृत्ति ट्यूनिंग)

और हमने 269-271KHz पर अनुनाद प्राप्त किया, जो गणना को सत्यापित करता है, आंकड़े देखें।

चरण 6: स्पार्क गैप

स्पार्क गैप का कार्य प्राथमिक एलसी सर्किट को बंद करना है जब संधारित्र पर्याप्त रूप से चार्ज होता है, इस प्रकार सर्किट के अंदर मुक्त दोलनों की अनुमति देता है। यह टेस्ला कॉइल में प्रमुख महत्व का एक घटक है क्योंकि इसके समापन/उद्घाटन आवृत्ति का अंतिम आउटपुट पर काफी प्रभाव पड़ेगा।

एक आदर्श स्पार्क गैप में तभी आग लगनी चाहिए जब संधारित्र के पार वोल्टेज अधिकतम हो और जब यह शून्य से नीचे गिर जाए तो फिर से खुल जाए। लेकिन यह निश्चित रूप से एक वास्तविक स्पार्क गैप में ऐसा नहीं है, यह कभी-कभी आग नहीं लगती है जब वोल्टेज पहले ही कम हो जाता है या आग लगती रहती है;

हमारी परियोजना के लिए, हमने दो गोलाकार इलेक्ट्रोड (दो दराज के हैंडल का उपयोग करके निर्मित) के साथ एक स्थिर स्पार्क गैप का उपयोग किया, जिसे हमने मैन्युअल रूप से डिज़ाइन किया था। और इसे गोलाकार सिरों को घुमाकर मैन्युअल रूप से भी समायोजित किया जा सकता है।

चरण 7: माध्यमिक सर्किट

कुंडल:

सेकेंडरी कॉइल का कार्य एक इंडक्टिव कंपोनेंट को सेकेंडरी एलसी सर्किट में लाना और प्राइमरी कॉइल की ऊर्जा को इकट्ठा करना है। यह प्रारंभ करनेवाला एक एयर-कोरेड सोलनॉइड है, जिसमें आम तौर पर 800 और 1500 के बीच निकटवर्ती घुमाव होते हैं। घाव हो चुके घुमावों की संख्या की गणना करने के लिए, यह त्वरित सूत्र एक निश्चित कठिन कार्य से बच जाएगा:

तार गेज २४ = ०.०५ सेमी, पीवीसी व्यास ४ इंच, घुमावों की संख्या = ११०० शिखर, ऊंचाई की आवश्यकता = ११०० x ०.०५ = ५५ सेमी = २१.६५३५ इंच। => एल= २०.८५३ एमएच

जहाँ H कुण्डली की ऊँचाई है और d प्रयुक्त तार का व्यास है। एक अन्य महत्वपूर्ण पैरामीटर लंबाई है l जिसे हमें पूरी कॉइल बनाने की आवश्यकता है।

एल = μ * एन ^ 2 * ए / एच। जहां µ माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता (≈ 1.257 · 10−6 N/A^2) हवा के लिए, N सोलेनोइड के घुमावों की संख्या, H इसकी कुल ऊंचाई, और A एक मोड़ के क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है।

शीर्ष भार:

शीर्ष भार शीर्ष भार और जमीन द्वारा गठित संधारित्र की ऊपरी "प्लेट" की तरह कार्य करता है। यह द्वितीयक एलसी सर्किट में क्षमता जोड़ता है और एक सतह प्रदान करता है जिससे चाप बन सकते हैं। वास्तव में, एक शीर्ष भार के बिना टेस्ला कॉइल चलाना संभव है, लेकिन चाप की लंबाई के संदर्भ में प्रदर्शन अक्सर खराब होते हैं, क्योंकि अधिकांश ऊर्जा स्पार्क्स को खिलाने के बजाय सेकेंडरी कॉइल मोड़ के बीच समाप्त हो जाती है।

Toroid Capacitance 1 = ((1+ (0.2781 - रिंग डायमीटर ∕ (समग्र व्यास))) × 2.8 × sqrt ((pi × (कुल व्यास × रिंग व्यास)) ∕ 4))

Toroid Capacitance 2 = (1.28 - रिंग डायमीटर ∕ ओवरऑल डायमीटर) × sqrt (2 × pi × रिंग डायमीटर × (कुल डायमीटर - रिंग डायमीटर))

Toroid Capacitance 3 = 4.43927641749 × ((0.5 × (रिंग डायमीटर × (कुल डायमीटर - रिंग डायमीटर)) ^0.5)

औसत टॉरॉयड कैपेसिटेंस = (टोरॉयड कैपेसिटेंस 1 + टॉरॉयड कैपेसिटेंस 2 + टॉरॉयड कैपेसिटेंस 3) ∕ 3

तो हमारे टॉरॉयड के लिए: आंतरिक व्यास 4", बाहरी व्यास = 13", द्वितीयक घुमावदार के अंत से दूरी = 5 सेमी।

सी=13.046 पीएफ

माध्यमिक कुंडल क्षमता:

सेकेंडरी कैपेसिटेंस (पीएफ) = (0.29 × सेकेंडरी वायर वाइंडिंग हाइट + (0.41 × (सेकेंडरी फॉर्म डायमीटर ∕ 2)) + (1.94 × sqrt ((सेकेंडरी फॉर्म डायमीटर ∕ 2) 3) ∕ सेकेंडरी वायर वाइंडिंग हाइट))

सीएसईसी = 8.2787 पीएफ;

कुंडल के (परजीवी) समाई को जानना भी दिलचस्प है। यहां भी सामान्य मामले में सूत्र जटिल है। हम JAVATC द्वारा प्राप्त मूल्य का उपयोग करेंगे (शीर्ष भार के बिना "प्रभावी शंट कैपेसिटेंस"):

क्रेस = 6.8 पीएफ

इसलिए, माध्यमिक सर्किट के लिए:

Ctot=8.27+13.046=21.316pF

एलएसईसी = 20.853 एमएच

प्रयोगशाला प्रयोगों के परिणाम:

परीक्षण और परीक्षण के परिणामों की प्रक्रिया के लिए ऊपर चित्र देखें।

चरण 8: अनुनाद ट्यूनिंग

प्राथमिक और द्वितीयक परिपथों को अनुनाद पर सेट करना, उन्हें समान गुंजयमान आवृत्ति साझा करना अच्छे संचालन के लिए प्रमुख महत्व का है।

एक आरएलसी सर्किट की प्रतिक्रिया सबसे मजबूत होती है जब इसकी गुंजयमान आवृत्ति पर चलती है। एक अच्छे RLC सर्किट में, जब ड्राइविंग आवृत्ति गुंजयमान मान से हटती है, तो प्रतिक्रिया की तीव्रता तेजी से गिरती है।

हमारी गुंजयमान आवृत्ति = २६७.४७ kHz।

ट्यूनिंग के तरीके:

ट्यूनिंग आम तौर पर प्राथमिक अधिष्ठापन को समायोजित करके किया जाता है, क्योंकि यह संशोधित करने का सबसे आसान घटक है। चूंकि इस प्रारंभ करनेवाला में व्यापक मोड़ हैं, सर्पिल में एक निश्चित स्थान पर अंतिम कनेक्टर को टैप करके इसके स्व-प्रेरण को संशोधित करना आसान है।

इस समायोजन को प्राप्त करने का सबसे सरल तरीका परीक्षण और त्रुटि है। इसके लिए, प्राथमिक को गुंजयमान बिंदु के करीब एक बिंदु पर टैप करना शुरू कर देता है, कुंडल को रोशनी देता है, और चाप की लंबाई का मूल्यांकन करता है। फिर सर्पिल को एक चौथाई मोड़ आगे/पीछे टैप किया जाता है और एक परिणाम का पुनर्मूल्यांकन करता है। कुछ प्रयासों के बाद, कोई छोटे चरणों के साथ आगे बढ़ सकता है, और अंत में टैपिंग पॉइंट प्राप्त होगा जहां चाप की लंबाई सबसे अधिक है। आम तौर पर, यह दोहन

बिंदु वास्तव में प्राथमिक अधिष्ठापन सेट करेगा जैसे कि दोनों सर्किट प्रतिध्वनि पर हैं।

एक अधिक सटीक विधि में सिग्नल जनरेटर और एक ऑसिलोस्कोप के साथ दोनों सर्किटों की व्यक्तिगत प्रतिक्रिया का विश्लेषण शामिल होगा (युग्मित कॉन्फ़िगरेशन में, अर्थात सर्किट को भौतिक रूप से अलग किए बिना)।

आर्क्स स्वयं कुछ अतिरिक्त समाई उत्पन्न कर सकते हैं। इसलिए इसकी भरपाई करने के लिए प्राथमिक गुंजयमान आवृत्ति को माध्यमिक से थोड़ा कम सेट करने की सलाह दी जाती है। हालांकि, यह केवल शक्तिशाली टेस्ला कॉइल्स के साथ ध्यान देने योग्य है (जो 1 मीटर से अधिक लंबे आर्क्स का उत्पादन कर सकता है)।

चरण 9: माध्यमिक-स्पार्क पर वोल्टेज

पासचेन का नियम एक समीकरण है जो ब्रेकडाउन वोल्टेज देता है, अर्थात, दबाव और अंतराल की लंबाई के एक समारोह के रूप में गैस में दो इलेक्ट्रोड के बीच एक निर्वहन या विद्युत चाप शुरू करने के लिए आवश्यक वोल्टेज।

जटिल सूत्र का उपयोग करके विस्तृत गणना किए बिना, सामान्य परिस्थितियों के लिए दो इलेक्ट्रोड के बीच 1m हवा को आयनित करने के लिए 3.3MV की आवश्यकता होती है। हमारे मामले में हमारे पास लगभग 10-13 सेमी चाप हैं, इसलिए यह 340KV और 440KV के बीच होगा।

चरण 10: फैराडे केज ड्रेस

फैराडे केज या फैराडे शील्ड विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों को अवरुद्ध करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक बाड़ा है। एक फैराडे ढाल प्रवाहकीय सामग्री के निरंतर आवरण द्वारा या फैराडे पिंजरे के मामले में, ऐसी सामग्री के जाल द्वारा बनाई जा सकती है।

जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, हमने चार परतों, ग्राउंडेड, पहनने योग्य फैराडे पिंजरे को डिज़ाइन किया है (प्रयुक्त सामग्री: एल्यूमीनियम, कपास, चमड़ा)।आप अपने मोबाइल फोन को अंदर रखकर भी इसका परीक्षण कर सकते हैं, यह सिग्नल खो देगा, या इसे अपने टेस्ला कॉइल के सामने रखकर पिंजरे के अंदर कुछ नियॉन लैंप डाल देगा, वे रोशनी नहीं करेंगे, फिर आप इसे लगा सकते हैं और कोशिश कर सकते हैं।

चरण 11: परिशिष्ट और संदर्भ

चरण 12: प्राथमिक कुंडल का निर्माण

चरण 13: एनएसटी का परीक्षण

चरण 14: प्राथमिक कुंडल का निर्माण