निकोला टेस्ला के सबसे आम आविष्कारों में से एक टेस्ला ट्रांसफार्मर है। इस उपकरण का संचालन कुंडलियों में गुंजयमान विद्युत चुम्बकीय स्थायी तरंगों की क्रिया पर आधारित है। इस सिद्धांत ने कई आधुनिक चीजों का आधार बनाया: फ्लोरोसेंट लैंप, टीवी किनेस्कोप, दूर से चार्ज करने वाले उपकरण। अनुनाद घटना के कारण, उस समय जब प्राथमिक वाइंडिंग सर्किट की दोलन आवृत्ति द्वितीयक वाइंडिंग की स्थायी तरंगों की दोलन आवृत्ति के साथ मेल खाती है, एक चाप कॉइल के सिरों के बीच कूद जाता है।
इस जनरेटर की सभी स्पष्ट जटिलता के बावजूद, आप इसे स्वयं बना सकते हैं। अपने हाथों से टेस्ला कॉइल बनाने की तकनीक नीचे दी गई है।
विषय
संचालन के घटक और सिद्धांत
टेस्ला ट्रांसफॉर्मर को प्राथमिक, सेकेंडरी कॉइल और स्पार्क गैप या इंटरप्रेटर, कैपेसिटर और टर्मिनल से बना एक हार्नेस से इकट्ठा किया जाता है जो आउटपुट के रूप में कार्य करता है।
प्राथमिक वाइंडिंग में भारी गेज तांबे के तार या तांबे की ट्यूब के कम संख्या में घुमाव होते हैं।यह क्षैतिज (सपाट), ऊर्ध्वाधर (बेलनाकार) या शंक्वाकार हो सकता है। सेकेंडरी वाइंडिंग में छोटे क्रॉस सेक्शन के बड़ी संख्या में घुमाव होते हैं और यह डिजाइन का सबसे महत्वपूर्ण घटक है। इसकी लंबाई से व्यास का अनुपात 4:1 होना चाहिए और यूनिट के इलेक्ट्रॉनिक्स की सुरक्षा के लिए आधार पर एक ग्राउंडेड कॉपर वायर प्रोटेक्टिव रिंग होनी चाहिए।
चूंकि टेस्ला ट्रांसफॉर्मर स्पंदित मोड में काम करता है, इसलिए इसका डिज़ाइन इस तथ्य की विशेषता है कि इसमें फेरोमैग्नेटिक कोर शामिल नहीं है। यह वाइंडिंग के बीच आपसी प्रेरण को कम करता है। संधारित्र, प्राथमिक कॉइल के साथ बातचीत करते हुए, इसमें शामिल एक स्पार्क गैप के साथ एक ऑसिलेटरी सर्किट बनाता है, इस मामले में एक गैस। बन्दी को बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रोड से इकट्ठा किया जाता है, और अधिक पहनने के प्रतिरोध के लिए वे अतिरिक्त रूप से रेडिएटर से लैस होते हैं।
टेस्ला कॉइल के संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है। संधारित्र को ट्रांसफार्मर से चोक के माध्यम से चार्ज किया जाता है। चार्जिंग स्पीड सीधे इंडक्शन इंडेक्स पर निर्भर करती है। एक महत्वपूर्ण स्तर पर चार्ज करने के बाद, यह स्पार्क गैप के टूटने का कारण बनेगा। उसके बाद, प्राथमिक सर्किट में उच्च आवृत्ति दोलन उत्पन्न होते हैं। उसी समय, बन्दी को सक्रिय किया जाता है, ट्रांसफार्मर को सामान्य सर्किट से हटाकर, इसे बंद कर दिया जाता है।
यदि ऐसा नहीं होता है, तो प्राथमिक सर्किट में नुकसान हो सकता है जो इसके संचालन पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है। मानक सर्किट में, बिजली स्रोत के समानांतर एक गैस डिस्चार्जर स्थापित किया जाता है।
इस प्रकार, आउटपुट टेस्ला कॉइल कई मिलियन वोल्ट के वोल्टेज का उत्पादन कर सकता है। हवा में ऐसे वोल्टेज से बिजली के डिस्चार्ज होते हैं, जिनमें कोरोनरी डिस्चार्ज और स्ट्रीमर का रूप होता है।
यह याद रखना बेहद जरूरी है कि ये उत्पाद उच्च संभावित धाराएं उत्पन्न करते हैं और जीवन के लिए घातक हैं। यहां तक कि कम-शक्ति वाले उपकरण भी गंभीर जलन, तंत्रिका अंत, मांसपेशियों के ऊतकों और स्नायुबंधन को नुकसान पहुंचा सकते हैं। कार्डियक अरेस्ट का कारण बन सकता है।
निर्माण और विधानसभा
टेस्ला ट्रांसफॉर्मर को 1896 में पेटेंट कराया गया था और यह डिजाइन में सरल है। उसमे समाविष्ट हैं:
- 5-7 मोड़ के लिए पर्याप्त मात्रा में 6 मिमी² के क्रॉस सेक्शन के साथ तांबे के कोर की घुमावदार के साथ एक प्राथमिक कॉइल।
- एक ढांकता हुआ सामग्री से बना एक माध्यमिक कुंडल और 0.5 मिमी तक के व्यास के साथ एक तार और 800-1000 मोड़ के लिए पर्याप्त लंबाई।
- निर्वहन गोलार्ध।
- संधारित्र।
- तांबे के कोर से बना एक सुरक्षात्मक वलय, जैसा कि एक ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग पर होता है।
डिवाइस की ख़ासियत यह है कि इसकी शक्ति आपूर्ति स्रोत की शक्ति पर निर्भर नहीं करती है। वायु के भौतिक गुण अधिक महत्वपूर्ण हैं। डिवाइस विभिन्न तरीकों से ऑसिलेटरी सर्किट बना सकता है:
- स्पार्क गैप अरेस्टर का उपयोग करना;
- एक ट्रांजिस्टर दोलन जनरेटर का उपयोग करना;
- लैंप पर।
अपने हाथों से टेस्ला ट्रांसफार्मर बनाने के लिए, आपको आवश्यकता होगी:
- प्राथमिक वाइंडिंग के लिए - 6 मिमी के व्यास के साथ एक पतली तांबे की ट्यूब का 3 मीटर या समान व्यास और लंबाई का तांबे का कोर।
- सेकेंडरी वाइंडिंग को इकट्ठा करने के लिए, आपको 5 सेमी के व्यास के साथ एक पीवीसी पाइप और लगभग 50 सेमी की लंबाई और उस पर एक पीवीसी थ्रेडेड फिटिंग की आवश्यकता होती है। आपको 0.5 मिमी के व्यास और 90 मीटर की लंबाई के साथ तांबे, वार्निश या तामचीनी तार की भी आवश्यकता है।
- 5 सेमी के आंतरिक व्यास के साथ धातु निकला हुआ किनारा।
- विभिन्न नट, वाशर और बोल्ट।
- निर्वहन।
- टर्मिनल के लिए चिकना गोलार्द्ध।
- संधारित्र स्वतंत्र रूप से बनाया जा सकता है। इसके लिए 6 कांच की बोतलें, टेबल सॉल्ट, रेपसीड या वैसलीन ऑयल, एल्युमिनियम फॉयल की जरूरत होगी।
- आपको एक बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होगी जो 30mA पर 9kV वितरित करे।
टेस्ला ट्रांसफार्मर सर्किट को लागू करना आसान है। कनेक्टेड अरेस्टर के साथ 2 तार ट्रांसफॉर्मर से निकलते हैं। श्रृंखला में जुड़े कैपेसिटर तारों में से एक से जुड़े होते हैं। अंत में प्राथमिक वाइंडिंग है। एक टर्मिनल और एक ग्राउंडेड प्रोटेक्शन रिंग के साथ एक सेकेंडरी कॉइल अलग से स्थित है।
घर पर टेस्ला कॉइल को कैसे इकट्ठा किया जाए, इसका विवरण:
- द्वितीयक वाइंडिंग पहले पाइप के अंत में तार के किनारे को ठीक करके बनाई जाती है। तार टूटने से बचने के लिए घुमावदार भी होना चाहिए। घुमावों के बीच कोई अंतराल नहीं होना चाहिए।
- समाप्त होने पर, वाइंडिंग को ऊपर और नीचे मास्किंग टेप से लपेटें। उसके बाद, वाइंडिंग को वार्निश या एपॉक्सी से ढक दें।
- नीचे और ऊपर के आधार के लिए 2 पैनल तैयार करें। कोई भी ढांकता हुआ सामग्री, प्लाईवुड या प्लास्टिक शीट करेगा। निचले आधार के केंद्र में एक धातु निकला हुआ किनारा रखें और इसे बोल्ट के साथ जकड़ें ताकि निचले और ऊपरी आधारों के बीच जगह हो।
- प्राथमिक घुमाव को एक सर्पिल में घुमाकर और ऊपरी आधार पर ठीक करके तैयार करें। इसमें 2 छेद ड्रिल करके ट्यूब के सिरों को उनमें लाएं। इसे इस तरह से तय किया जाना चाहिए कि वाइंडिंग के बीच संपर्क को बाहर रखा जाए और साथ ही उनके बीच 1 सेमी की दूरी बनाए रखी जाए।
- एक बन्दी बनाने के लिए, आपको लकड़ी के फ्रेम में एक दूसरे के विपरीत 2 बोल्ट लगाने होंगे। गणना इस तथ्य पर की जाती है कि चलते समय वे एक नियामक की भूमिका निभाएंगे।
- कैपेसिटर निम्नानुसार बनाए जाते हैं। कांच की बोतलों को पन्नी में लपेटा जाता है और खारे पानी से भर दिया जाता है। सभी बोतलों के लिए इसकी संरचना समान होनी चाहिए - 360 ग्राम प्रति 1 लीटर पानी।पंच कवर और उनमें तार डालें। कैपेसिटर तैयार हैं।
- ऊपर वर्णित योजना के अनुसार सभी नोड्स को कनेक्ट करें। द्वितीयक वाइंडिंग को ग्राउंड करना सुनिश्चित करें।
- प्राथमिक वाइंडिंग में कुल संख्या 6.5 मोड़ होनी चाहिए, माध्यमिक में - 600 मोड़।
क्रियाओं का वर्णित क्रम इस बात का विचार देता है कि टेस्ला ट्रांसफार्मर को स्वयं कैसे बनाया जाए।
स्विच ऑन करना, चेक करना और एडजस्ट करना
पहली शुरुआत बाहर से करने की सलाह दी जाती है, उनके टूटने को रोकने के लिए सभी घरेलू उपकरणों को दूर करने के लायक भी है। सावधानियाँ याद रखें! शुरू करने के लिए, निम्न कार्य करें:
- वे तारों की पूरी श्रृंखला के माध्यम से जाते हैं और जांचते हैं कि कोई नंगे संपर्क कहीं भी स्पर्श नहीं करते हैं, और यह कि सभी नोड्स सुरक्षित रूप से बन्धन हैं। बन्दी में बोल्ट के बीच एक छोटा सा अंतर छोड़ दिया जाता है।
- वोल्टेज लागू करें और स्ट्रीमर की उपस्थिति का निरीक्षण करें। इसकी अनुपस्थिति में, एक फ्लोरोसेंट लैंप या गरमागरम लैंप को सेकेंडरी वाइंडिंग में लाया जाता है। उन्हें एक ढांकता हुआ पर ठीक करने की सलाह दी जाती है, पीवीसी पाइप का एक टुकड़ा करेगा। एक चमक की उपस्थिति पुष्टि करती है कि टेस्ला ट्रांसफार्मर काम कर रहा है।
- चमक की अनुपस्थिति में, प्राथमिक कुंडल के निष्कर्ष उलट जाते हैं।
यदि आप पहली बार सफल नहीं होते हैं, तो निराश न हों। द्वितीयक वाइंडिंग में घुमावों की संख्या और वाइंडिंग के बीच की दूरी को बदलने का प्रयास करें। बन्दी में बोल्ट कसें।
शक्तिशाली टेस्ला कॉइल
इस तरह के कॉइल की एक विशिष्ट विशेषता इसका आकार, प्राप्त धारा की ताकत और गुंजयमान दोलनों को उत्पन्न करने की विधि है।
यह इस तरह दिख रहा है। स्विच ऑन करने के बाद, कैपेसिटर को चार्ज किया जाता है। अधिकतम चार्ज स्तर तक पहुंचने के बाद, बन्दी में एक ब्रेकडाउन होता है।अगले चरण में, एक एलसी सर्किट बनता है - एक संधारित्र और एक प्राथमिक सर्किट के श्रृंखला कनेक्शन द्वारा गठित एक सर्किट। यह सेकेंडरी वाइंडिंग में गुंजयमान दोलन और उच्च शक्ति वोल्टेज बनाता है।
वहीं, कुछ ऐसा ही घर पर असेंबल किया जा सकता है। इसके लिए आपको चाहिए:
- कॉइल के व्यास और तार के क्रॉस सेक्शन को 1.5-2.5 गुना बढ़ाएं।
- एक टॉरॉयड के आकार में एक टर्मिनल बनाएं। इसके लिए 100 मिमी व्यास वाला एक एल्यूमीनियम नाली उपयुक्त है।
- डीसी स्रोत को एसी स्रोत से बदलें जो 3-5kV वितरित करता है।
- विश्वसनीय आधार बनाएं।
- सुनिश्चित करें कि आपकी वायरिंग इस भार को संभाल सकती है।
ऐसे ट्रांसफार्मर 5 kW तक की शक्ति उत्पन्न कर सकते हैं और कोरोनल और आर्क डिस्चार्ज बना सकते हैं। इस मामले में, अधिकतम प्रभाव तब प्राप्त होता है जब दोनों सर्किटों की आवृत्ति मेल खाती है।
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