सॉलिड स्टेट टेस्ला कॉइल्स और वे कैसे काम करते हैं: 9 कदम

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

उच्च वोल्टेज बिजली खतरनाक हो सकती है, टेस्ला कॉइल या किसी अन्य उच्च वोल्टेज डिवाइस के साथ काम करते समय हर समय उचित सुरक्षा सावधानियों का उपयोग करें, इसलिए सुरक्षित खेलें या खेलें नहीं।

टेस्ला कॉइल एक ट्रांसफॉर्मर है जो सेल्फ रेज़ोनेटिंग ऑसिलेटर सिद्धांत पर काम करता है, जिसका आविष्कार सर्बिया के अमेरिकी वैज्ञानिक निकोला टेस्ला ने किया था। यह मुख्य रूप से अल्ट्रा हाई वोल्टेज, लेकिन लो करंट, हाई फ्रीक्वेंसी एसी पावर का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है। टेस्ला कॉइल गुंजयमान सर्किट के दो समूहों से मिलकर बना है, कभी-कभी तीन समूह युग्मित होते हैं। निकोला टेस्ला ने विभिन्न कॉइल के बड़ी संख्या में विन्यास की कोशिश की। टेस्ला ने इन कॉइल का उपयोग विद्युत प्रकाश व्यवस्था, एक्स रे, इलेक्ट्रोथेरेपी और रेडियो ऊर्जा संचरण, रेडियो संकेतों को प्रसारित करने और प्राप्त करने जैसे प्रयोगों को करने के लिए किया।

टेस्ला कॉइल के आविष्कार के बाद से वास्तव में बहुत प्रगति नहीं हुई है। सॉलिड स्टेट कंपोनेंट्स के अलावा टेस्ला कॉइल्स 100 से अधिक वर्षों में ज्यादा नहीं बदले हैं। ज्यादातर शिक्षा और विज्ञान के खिलौने के बारे में कोई भी लाइन पर एक किट खरीद सकता है और टेस्ला कॉइल का निर्माण कर सकता है।

यह निर्देशयोग्य आपकी खुद की एक ठोस अवस्था टेस्ला कॉइल बनाने पर है, वे कैसे काम करते हैं, और रास्ते में किसी भी समस्या को दूर करने के लिए टिप्स और ट्रिक्स।

आपूर्ति

12 वोल्ट बिजली की आपूर्ति एसएमपी आपूर्ति जो मैंने इस्तेमाल की वह 12 वोल्ट 4 एएमपीएस थी।

सेकेंडरी कॉइल को माउंट करने के लिए टोरस ग्लू।

ट्रांजिस्टर को हीट सिंक में माउंट करने के लिए थर्मल सिलिकॉन ग्रीस।

मिलाप

किट को इकट्ठा करने के लिए उपकरण, टांका लगाने वाला लोहा और साइड कटर।

मल्टीमीटर

आस्टसीलस्कप

चरण 1: विद्युत चुंबक

टेस्ला कॉइल और ट्रांसफॉर्मर को समझने के लिए आपको इलेक्ट्रोमैग्नेट को समझना होगा। जब एक कंडक्टर पर करंट (लाल तीर) लगाया जाता है तो यह कंडक्टर के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। (नीला तीर) चुंबकीय क्षेत्र के प्रवाह की दिशा का अनुमान लगाने के लिए दाहिने हाथ के नियम का उपयोग करें। अपना हाथ कंडक्टर पर रखें और अपना अंगूठा करंट की दिशा में इंगित करें और आपकी उंगलियां चुंबकीय क्षेत्र के प्रवाह की दिशा में इंगित करेंगी।

जब आप कंडक्टर को स्टील या लोहे जैसी लौह धातु के चारों ओर लपेटते हैं, तो कुंडलित कंडक्टर के चुंबकीय क्षेत्र विलीन हो जाते हैं और संरेखित हो जाते हैं, इसे विद्युत चुंबक कहा जाता है। चुंबकीय क्षेत्र कॉइल के केंद्र से यात्रा करता है और कॉइल के बाहर के चारों ओर इलेक्ट्रोमैग्नेट के एक छोर को और विपरीत छोर से वापस कॉइल के केंद्र तक जाता है।

चुम्बकों में एक उत्तर और एक दक्षिणी ध्रुव होता है, यह भविष्यवाणी करने के लिए कि कुंडली में कौन सा सिरा उत्तर या दक्षिण ध्रुव है, फिर से आप दाहिने हाथ के नियम का उपयोग करते हैं। केवल इस बार कुंडल पर अपने दाहिने हाथ से, अपनी उंगलियों को कुंडलित कंडक्टर में वर्तमान प्रवाह की दिशा में इंगित करें। (लाल तीर) अपने दाहिने अंगूठे के साथ कुंडल के साथ जलडमरूमध्य की ओर इशारा करते हुए, इसे चुंबक के उत्तरी छोर की ओर इंगित करना चाहिए।

चरण 2: ट्रांसफॉर्मर कैसे काम करते हैं

प्राथमिक कॉइल में एक उतार-चढ़ाव वाला करंट कैसे सेकेंडरी कॉइल वायरलेसली में करंट बनाता है, इसे लेन्ज़ का नियम कहा जाता है।

विकिपीडिया

एक ट्रांसफॉर्मर के सभी कॉइल एक ही दिशा में घाव होने चाहिए।

एक कुंडल चुंबकीय में परिवर्तन का विरोध करेगा; क्षेत्र इसलिए जब प्राथमिक कुंडल पर एसी या एक स्पंदनशील धारा लागू होती है, तो यह प्राथमिक कुंडल में एक उतार-चढ़ाव वाला चुंबकीय क्षेत्र बनाता है।

जब उतार-चढ़ाव वाला चुंबकीय क्षेत्र द्वितीयक कुंडल तक पहुंचता है तो यह एक विरोधी चुंबकीय क्षेत्र और द्वितीयक कुंडल में एक विरोधी धारा बनाता है।

आप प्राइमरी कॉइल पर राइट हैंड रूल का इस्तेमाल कर सकते हैं और सेकेंडरी के आउटपुट का अनुमान लगाने के लिए सेकेंडरी।

प्राथमिक कॉइल पर घुमावों की संख्या और द्वितीयक कॉइल पर घुमावों की संख्या के आधार पर, वोल्टेज उच्च या निम्न वोल्टेज में बदल जाता है।

यदि आपको सेकेंडरी कॉइल पर पॉजिटिव और नेगेटिव को फॉलो करना मुश्किल लगता है; सेकेंडरी कॉइल को एक शक्ति स्रोत या एक बैटरी के रूप में सोचें जहां बिजली निकलती है, और प्राथमिक को एक भार के रूप में सोचें जहां बिजली की खपत होती है।

टेस्ला कॉइल एयर कोर ट्रांसफॉर्मर हैं, चुंबकीय क्षेत्र और करंट उसी तरह काम करता है जैसे आयरन या फेराइट कोर ट्रांसफॉर्मर।

चरण 3: घुमावदार

हालांकि यह योजनाबद्ध में नहीं खींचा गया है; टेस्ला कॉइल का लंबा सेकेंडरी कॉइल छोटे प्राइमरी कॉइल के अंदर होता है, इस सेटअप को सेल्फ रेज़ोनेटिंग ऑसिलेटर कहा जाता है।

अपनी वाइंडिंग का अधिकार प्राप्त करें; प्राइमरी और सेकेंडरी वाइंडिंग दोनों को एक ही दिशा में घाव होना चाहिए। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप कॉइल्स को राइट हैंड ट्विस्ट या लेफ्ट हैंड ट्विस्ट से तब तक घुमाते हैं जब तक कि दोनों कॉइल एक ही दिशा में घाव कर रहे हों।

सेकेंडरी को वाइंडिंग करते समय सुनिश्चित करें कि आपकी वाइंडिंग ओवरलैप नहीं है या ओवरलैप पर सेकेंडरी में शॉर्ट हो सकता है।

कॉइल को क्रॉस वाइंडिंग करने से ट्रांजिस्टर के बेस या मस्जिद के गेट से जुड़े सेकेंडरी से फीडबैक गलत पोलरिटी हो सकता है और यह सर्किट को दोलन करने से रोक सकता है।

प्राइमरी कॉइल पॉजिटिव और नेगेटिव लीड्स वाइंडिंग में ट्विस्ट से प्रभावित होते हैं। प्राथमिक कुंडल पर दाहिने हाथ के नियम का प्रयोग करें। सुनिश्चित करें कि प्राथमिक कुंडल का उत्तरी ध्रुव द्वितीयक कुंडल के शीर्ष की ओर इंगित करता है।

प्राइमरी कॉइल को क्रॉस वायरिंग करने से ट्रांजिस्टर के बेस या मस्जिद के गेट से जुड़े सेकेंडरी से फीडबैक गलत पोलरिटी हो सकता है और यह सर्किट को दोलन करने से रोक सकता है।

जब तक कॉइल एक ही दिशा में घाव कर रहे हैं; प्राथमिक कॉइल को पार करने के लिए दोलन करने में विफलता ज्यादातर समय एक आसान फिक्स है, बस प्राथमिक कॉइल के लीड को उल्टा कर दें।

चरण 4: सॉलिड स्टेट टेस्ला कॉइल कैसे काम करता है

मूल ठोस अवस्था टेस्ला कॉइल में कम से कम पाँच भाग हो सकते हैं।

एक शक्ति स्रोत; इस योजनाबद्ध में एक बैटरी।

एक रोकनेवाला; ट्रांजिस्टर के आधार पर 1/4 वाट 10 kΩ और ऊपर।

गर्मी सिंक के साथ एक एनपीएन ट्रांजिस्टर, इन सर्किटों पर ट्रांजिस्टर गर्म हो जाता है।

2 या अधिक से एक प्राथमिक कुंडल द्वितीयक कुंडल के समान दिशा में घाव करता है।

प्राथमिक के समान दिशा में १,००० मोड़ या उससे अधिक ४१ एडब्ल्यूजी घाव तक एक माध्यमिक कुंडल।

चरण 1. जब बिजली पहली बार एक बुनियादी ठोस अवस्था टेस्ला कॉइल पर लागू होती है तो सर्किट में ट्रांजिस्टर खुला या बंद होता है। बिजली रोकनेवाला के माध्यम से ट्रांजिस्टर के आधार तक जाती है, जिससे ट्रांजिस्टर को बंद कर दिया जाता है, जिससे प्राथमिक कुंडल के माध्यम से प्रवाह की अनुमति मिलती है। करंट परिवर्तन तात्कालिक नहीं है, करंट को जीरो करंट से मैक्सिमम करंट तक जाने में कम समय लगता है, इसे राइज टाइम कहते हैं।

चरण 2. साथ ही कुंडली में चुंबकीय क्षेत्र शून्य से कुछ क्षेत्र शक्ति तक चला जाता है। जबकि प्राथमिक कॉइल में चुंबकीय क्षेत्र बढ़ रहा है, सेकेंडरी कॉइल एक विरोधी चुंबकीय क्षेत्र और सेकेंडरी कॉइल में एक विपरीत करंट पैदा करने वाले परिवर्तन का विरोध करता है।

चरण 3. सेकेंडरी कॉइल को ट्रांजिस्टर के बेस में बांधा जाता है, इसलिए सेकेंडरी कॉइल में करंट, (फीडबैक) करंट को ट्रांजिस्टर बेस से दूर ले जाएगा। यह प्राथमिक कॉइल में करंट को बंद करने वाले ट्रांजिस्टर को खोल देगा। उदय के समय की तरह वर्तमान परिवर्तन तात्कालिक नहीं है। करंट और चुंबकीय क्षेत्र को अधिकतम से शून्य तक जाने में कम समय लगता है, इसे फॉल टाइम कहते हैं।

फिर वापस चरण 1 पर।

इस प्रकार के सर्किट को सेल्फ रेगुलेटिंग ऑसिलेटिंग सर्किट या रेज़ोनेंट ऑसिलेटर कहा जाता है। इस प्रकार का थरथरानवाला सर्किट और ट्रांजिस्टर या मस्जिद के विलंब समय द्वारा आवृत्ति में सीमित होता है। (उदय समय पतन का समय और पठार का समय)

चरण 5: दक्षता

यह सर्किट बहुत कुशल नहीं है, एक वर्ग तरंग का उत्पादन करता है, प्राथमिक कॉइल केवल शून्य क्षेत्र की ताकत से पूर्ण क्षेत्र की ताकत और शून्य क्षेत्र की ताकत में संक्रमण के दौरान माध्यमिक कॉइल में एक करंट पैदा करता है, जिसे वृद्धि समय कहा जाता है और पतझड़ का समय। उठने के समय और गिरने के समय के बीच एक पठार होता है जिसमें ट्रांजिस्टर बंद या चालू होता है और ट्रांजिस्टर खुला या बंद होता है। जब ट्रांजिस्टर बंद हो जाता है तो पठार वर्तमान का उपयोग नहीं कर रहा है, हालांकि जब ट्रांजिस्टर पठार पर है तो ट्रांजिस्टर का उपयोग कर रहा है और वर्तमान हीटिंग को बर्बाद कर रहा है।

आप सबसे तेज़ स्विचिंग ट्रांजिस्टर का उपयोग कर सकते हैं जो आपको मिल सकता है। उच्च आवृत्तियों के साथ चुंबकीय क्षेत्र टेस्ला कॉइल को अधिक कुशल बनाने की तुलना में अधिक संक्रमण कर सकता है। हालाँकि यह ट्रांजिस्टर को गर्म होने से नहीं रोकेगा।

ट्रांजिस्टर बेस में 3 वोल्ट एलईडी जोड़कर यह वृद्धि और गिरावट के समय को बढ़ाता है जिससे ट्रांजिस्टर एक वर्ग तरंग की तुलना में त्रिभुज तरंग की अधिक क्रिया करते हैं।

दो अन्य चीजें हैं जो आप ट्रांजिस्टर को अधिक गर्म होने से बचाने के लिए कर सकते हैं। अतिरिक्त गर्मी को दूर करने के लिए आप हीट सिंक का उपयोग कर सकते हैं। आप एक उच्च वाट क्षमता वाले ट्रांजिस्टर का उपयोग कर सकते हैं ताकि ट्रांजिस्टर अधिक काम न करे।

चरण 6: मिनी टेस्ला कॉइल

मुझे यह 12 वोल्ट का मिनी टेस्ला कॉइल एक ऑनलाइन रिटेलर से मिला है।

किट में शामिल हैं:

1 एक्स पीवीसी बोर्ड

1 एक्स मोनोलिथिक कैपेसिटर 1nF

1 एक्स 10 केΩ प्रतिरोधी

1 एक्स 1 केΩ प्रतिरोधी

1 एक्स 12 वी पावर सॉकेट

1 एक्स हीट सिंक

1 एक्स ट्रांजिस्टर BD243C

1 एक्स सेकेंडरी कॉइल 333 टर्न

1 एक्स फिक्सिंग स्क्रू

2 एक्स एलईडी

1 एक्स नियॉन लैंप

किट में शामिल नहीं है:

12 वोल्ट बिजली की आपूर्ति एसएमपी आपूर्ति जो मैंने इस्तेमाल की वह 12 वोल्ट 4 एएमपीएस थी।

टोरस्र्स

द्वितीयक कॉइल को माउंट करने के लिए गोंद।

ट्रांजिस्टर को हीट सिंक में माउंट करने के लिए थर्मल सिलिकॉन ग्रीस।

मिलाप

चरण 7: परीक्षण

मिनी टेस्ला कॉइल को असेंबल करने के बाद मैंने इसे एक नियॉन लैंप, एक सीएफएल (कॉम्पैक्ट फ्लोरेसेंट लाइट), और एक फ्लोरसेंट ट्यूब पर टेस्ट किया। सन्दूक छोटा था और जब तक मैं इसे एक इंच के 1/4 के भीतर रखता हूं, यह मेरे द्वारा आजमाई गई हर चीज को रोशन करता है।

ट्रांजिस्टर बहुत गर्म हो जाता है इसलिए हीट सिंक को न छुएं। जब तक आप ट्रांजिस्टर के अधिकतम मापदंडों तक नहीं पहुंचते हैं, तब तक एक 12 वोल्ट टेस्ला कॉइल को 65 वाट का ट्रांजिस्टर बहुत गर्म नहीं बनाना चाहिए।

चरण 8: शक्ति का उपयोग

BD243C ट्रांजिस्टर एक NPN, 65 वाट 100 वोल्ट 6 amp 3MHz ट्रांजिस्टर है, 12 वोल्ट पर इसे 5.4 amps से अधिक नहीं खींचना चाहिए जो 65 वाट से अधिक न हो।

जब मैंने स्टार्ट अप पर करंट की जाँच की तो यह 1 amp था, एक मिनट तक चलने के बाद करंट 0.75 amps तक गिर गया। १२ वोल्ट पर, जो ९ से १२ वॉट की रनिंग पावर बनाता है, ६५ वाट से काफी नीचे ट्रांजिस्टर के लिए रेट किया गया है।

जब मैंने ट्रांजिस्टर के उठने और गिरने के समय की जाँच की तो मुझे एक त्रिभुज तरंग मिली जो लगभग हमेशा गति में रहती है जिससे यह एक बहुत ही कुशल सर्किट बन जाता है।

चरण 9: शीर्ष लोड

शीर्ष भार आपको अधिक बिजली उत्पादन देने के बजाय हवा में खून बहने के बजाय चार्ज का निर्माण करने की अनुमति देता है।

बिना टॉप लोड के चार्ज तार के नुकीले सिरों पर जमा हो जाते हैं और हवा में बह जाते हैं।

सबसे अच्छा शीर्ष भार टोरस या गोले की तरह गोल होता है ताकि हवा में चार्ज से खून बहने वाले बिंदु न हों।

मैंने एक माउस से बचाई गई गेंद से अपना शीर्ष भार बनाया और इसे एल्यूमीनियम पन्नी से ढक दिया, यह पूरी तरह चिकनी नहीं थी लेकिन यह अच्छी तरह से काम करती थी। अब मैं सीएफएल को एक इंच दूर तक जला सकता हूं।