Einfache Tesla-Spule!

Drahtloser Strom ist da! Von drahtlos betriebener Beleuchtung über drahtlose Ladegeräte bis hin zu drahtlosen Smart Homes ist die drahtlose Energieübertragung eine aufstrebende Technologie mit unzähligen Anwendungen.

Eine Glühbirne ohne Kabel? Ein Handy-Ladegerät, das nicht angeschlossen werden muss? Ein Haus ohne Stecker, ohne Kabel und alles funktioniert einfach? Es ist keine Magie, es ist kein Geheimnis, es ist Wissenschaft!

Die Erfindung der drahtlosen Energieübertragung wird typischerweise dem Erfinder des 20. Jahrhunderts, Nikola Tesla, zugeschrieben, obwohl die Technologie möglicherweise schon viel früher verwendet wurde. Seitdem machen verbesserte Designs und moderne Komponenten dies jedoch zu einem einfachen DIY-Projekt, das jeder mit nur wenigen einfachen Teilen durchführen kann!

Lass uns anfangen!

FUN FACT: Eine Tesla-Spule kann sogar Mini-Blitze erzeugen, die von der Oberfläche funken!

VORSICHT: Nicht in der Nähe von Personen mit Herzschrittmachern, empfindlicher Elektronik oder brennbaren Materialien verwenden.

Schritt 1: So funktioniert es

Strom muss durch Kabel fließen, oder? Nun, nicht mehr!

Dieses einfache Gerät zeigt, wie Elektrizität drahtlos übertragen werden kann, um alle Arten von elektrischen Geräten mit Strom zu versorgen, um Komfort, Notwendigkeit oder einfach nur Attraktivität zu erzielen!

So funktioniert das. Wir schaffen ein System, das eine Niederspannung in eine Hochspannung umwandelt und sich gleichzeitig sehr schnell ein- und ausschaltet. Das ist alles, was zur Übertragung von drahtlosem Strom erforderlich ist. Einige Volt Elektrizität werden an eine Seite einer Drahtspule und an einen geerdeten Kondensator geleitet, der mit der negativen Seite der Stromversorgung verbunden ist. Die andere Seite der Spule ist mit dem Kollektor eines Transistors verbunden, einem Gerät, das den Stromfluss basierend auf einem Eingangssignal abschalten und dann auch mit Masse verbinden kann. Dies führt dazu, dass zwei Dinge passieren. Der Kondensator beginnt sich aufzuladen, während die Spule (basierend darauf) ein elektromagnetisches Feld ausstrahlt. Diese Spule wird dann um eine zweite Spule mit viel mehr Wicklungen eines Drahtes kleinerer Stärke gelegt, wodurch ein Transformator erzeugt wird, der eine niedrige Eingangsspannung in eine sehr hohe Spannung in der zweiten Spule umwandelt. Diese Sekundärspule ist dann sowohl mit einem an die Stromquelle angeschlossenen Widerstand als auch mit der Basis des Transistors verbunden, der dann den Stromfluss zur ersten Primärspule abschaltet.

Diese Schaltungskonfiguration erzeugt eine Rückkopplungsschleife, die die Sekundärspule hunderte Male pro Sekunde automatisch ein- und ausschaltet, wodurch ein elektrisches Hochspannungs- und Hochfrequenzfeld erzeugt wird, das drahtlosen Strom übertragen kann!

Einfach genug, oder?

FUN FACT: Ein Transistor bringt die Prozessoren in Computern zum Laufen. Deshalb bauen wir im Wesentlichen einen supereinfachen Computer zur Steuerung unserer Tesla-Spule!

Schritt 2: Was Sie brauchen

Das Coolste an diesem Projekt ist seine Einfachheit! Dies ist das einfachste und einfachste Tesla Coil-Schaltungsdesign der Welt! Mit nur wenigen einfachen Teilen erstellen Sie Ihre eigenen Mini-Blitze und versorgen die Dinge in kürzester Zeit drahtlos mit Strom!

Hier sind die Teile, die Sie benötigen:

(1) Steckbrettschaltung (AJ / 1-17)
(1) MJE3055T-Transistor mit Kühlkörper
(3) 104 .1uF Keramikkondensatoren
(1) 1K-Widerstand
(1) Vollkern 16 ga. Isolierter Kupferdraht, ~ 1, 5 Fuß.
(1) PVC-Rohr 2 "x 2, 5" Durchm.
(1) Isolierter Magnetdraht AWG 27
(1) PVC-Rohr 7 "x 2" Durchm.
(1) 3 "Stahlscheibe
(5) Überbrückungsdrähte
(1) 12 V / 1 A-Netzteil
(2) 8 "x 10" Plexiglasplatten
(4) 5/15 "Gewindestange
(16) 5/16 "Muttern
(16) 5/16 "Unterlegscheiben
(8) 5/16 "Gummiendkappen

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Den Schaltplan finden Sie auch hier.

FUN FACT: Tesla verwendete eine Hochspannungsfunkenstrecke, um seine Schaltung zu steuern. Wir werden etwas Moderneres und Zuverlässigeres verwenden, einen MJE3055T-Transistor.

Schritt 3: Wickeln Sie Ihre Spulen

Zu Beginn müssen wir die Spulen auswickeln. Dazu müssen wir präzise und genau sein, sonst funktionieren unsere Spulen nicht richtig.

Hier erhalten Sie vorgewickelte Spulen und ein komplettes Teileset

Zuerst werden wir unsere Primärspule herstellen. Wir werden unser kurzes 2, 5 "PVC-Rohr mit dem 16 ga. Isolierten Kupferdraht umwickeln, wobei drei Umdrehungen gleichmäßig in einem Abstand von etwa 1/4" ausgeführt werden und mit Klebeband gesichert werden. Dann die Enden abstreifen.

Als nächstes nehmen wir unser 2 "PVC und richten den Magnetdraht etwa 1/4" von unten aus und befestigen ihn mit Klebeband, wobei am Ende einige Zentimeter mehr übrig bleiben. Jetzt kommt der mühsame Teil, also mach es dir bequem. Wir werden den Magnetdraht nun ungefähr hundert Mal umwickeln, bis wir ungefähr 1/4 "von oben erreichen. Achten Sie darauf, dass Sie fest, gerade und ohne Lücken zwischen den Wicklungen wickeln. Fügen Sie außerdem jeden Zentimeter ein Stück Klebeband hinzu Um alles sicher zu halten. Wenn Sie oben angekommen sind, lassen Sie ein paar Zentimeter zusätzlichen Draht übrig, schneiden Sie beide Enden ab und entfernen Sie sie, indem Sie die Enden des Drahtes leicht schleifen. Dann können Sie Ihre Wicklung sichern, indem Sie sie von oben nach unten mit Klebeband umwickeln. Drücken Sie auf das abisolierte Drahtende zwischen der Oberseite des PVC und Ihrer 3-Zoll-Unterlegscheibe und sichern Sie es mit Klebstoff. Dies fungiert als Sekundärspule und Senderkappe.

Schritt 4: Bauen Sie Ihre Schaltung auf

Es gibt nur wenige Teile, so dass der Aufbau Ihrer Schaltung einfach ist. Stellen Sie einfach sicher, dass Sie den Schaltplan griffbereit haben, während Sie ihm folgen.

Zuerst werden die drei Schenkel des Transistors in die Steckbrettsteckplätze E1, E2 und E3 eingebaut, wobei der Kühlkörper und die Vorderseite des Transistors nach hinten in Richtung Steckplatz F zeigen.

Als nächstes werden wir die drei Kondensatoren in die Steckplätze H14 / H17, I14 / I17 bzw. J14 / J17 einfügen, so dass sie parallel sind.

Verbinden wir nun den ersten Zweig des Transistors mit einem Überbrückungskabel mit einer Seite unserer Kondensatoren. Verbinden Sie ein Ende eines Überbrückungskabels mit Steckplatz D1 und das andere mit F14.

Als nächstes verbinden wir ein Überbrückungskabel von der anderen Seite unserer Kondensatoren wieder mit unserer Erdung. Verbinden Sie ein Ende eines Überbrückungskabels mit Steckplatz F17 und das andere Ende mit Steckplatz D5.

Stecken Sie ein Ende Ihres Widerstands in dieselbe Spalte, Steckplatz C5, und verbinden Sie das andere Ende des Widerstands mit der Basis des Transistors, indem Sie ihn in Steckplatz C3 einführen.

Verbinden Sie als nächstes ein letztes Überbrückungskabel mit Steckplatz A5 und das andere Ende mit Steckplatz B11. Dadurch können wir eine Verbindung zu unserer Primärspule herstellen.

Wir werden jetzt unsere Sekundärspule in unsere Primärspule einführen und sie zentriert halten.

Der untere Draht Ihrer Primärspule kann in Steckplatz A11 eingeführt werden. Das obere Kabel Ihrer Primärwicklung kann an Steckplatz A2 angeschlossen werden. Schließen Sie Ihre Sekundärspule an, indem Sie das untere Kabel in Steckplatz A3 und die Basis Ihres Transistors einführen.

Überprüfen Sie alle Verbindungen, bevor Sie fortfahren.

Zuletzt verbinden Sie das Plus von Ihrem Netzteil (+) mit Steckplatz B5 und das Minus von Ihrem Netzteil (-) mit Steckplatz B1.

Sie können Ihre Schaltung jetzt sorgfältig testen, indem Sie sie kurz anschließen.

HINWEIS: Um eine Überhitzung zu vermeiden, schalten Sie Ihre Tesla-Spule nur für kurze Zeit von höchstens 20 Sekunden oder weniger ein.

Schritt 5: Konstruieren Sie das Gehäuse

Jetzt werden wir ein Gehäuse bauen, um unsere Tesla-Spule anzuzeigen. Dieses Gehäuse ist auch wichtig, um die Spule von brennbaren Materialien und empfindlicher Elektronik zu isolieren, die Spule aufrecht zu halten und eine Plattform zum Experimentieren bereitzustellen.

Zuerst setzen wir eine Unterlegscheibe, eine Mutter und eine Endkappe auf jede unserer Gewindestangen. Dann können wir in jede Ecke unserer Plexiglasplatten ein 5/16 "Loch bohren.

Führen Sie dann die vier Stangen in die Löcher in einer Ihrer Plexiglasplatten ein und fügen Sie eine Sicherungsscheibe und eine Mutter hinzu, um die Basis des Gehäuses zu sichern.

Legen Sie als Nächstes Ihren Stromkreis und Ihre Spule auf das Blatt, stellen Sie sicher, dass es zentriert ist, und entfernen Sie den Kleberücken vom Steckbrett, um ihn auf der Plattform zu befestigen.

Zuletzt fügen Sie jeder Stange eine Mutter und eine Unterlegscheibe hinzu, legen Sie die zweite Plexiglasplatte darauf und stellen Sie sie ein, um die Spule festzuhalten. Nach dem Sichern jeder Stange eine zusätzliche Unterlegscheibe und Mutter hinzufügen, festziehen und jeweils eine Endkappe hinzufügen.

Ihr Gehäuse ist jetzt fertig und Ihre Tesla-Spule ist jetzt einsatzbereit!

Schritt 6: Experiment, Beobachtung und Betrieb

Nachdem Ihre Tesla-Spule fertig ist, können Sie mit dem Experimentieren beginnen.

Sie können jetzt die Stromversorgung anschließen und beobachten, wie Leuchtstofflampen wie Magie aufleuchten, sobald sie in der Nähe der Spule platziert sind. Beobachten Sie, wie Funken fliegen, wenn sich metallische Gegenstände in der Nähe der Spule befinden (seien Sie vorsichtig), oder beobachten Sie das Hochspannungsfeld mit einem digitalen Multimeter in unterschiedlichen Abständen von Ihrer Spule. Sie können Ihre Spule sogar abstimmen, indem Sie die Primärspule anheben oder absenken Sehen Sie die Auswirkungen unterschiedlicher Positionierungen.

Möchten Sie noch einen Schritt weiter gehen? Fügen Sie einer LED einen Widerstand hinzu, um Ihre eigene drahtlos betriebene Glühbirne zu erstellen. Sie können sogar mit drahtlosen Ladespulen experimentieren, um Ihr eigenes drahtloses Ladegerät für mobile Geräte zu erstellen. Die Möglichkeiten sind endlos!

Welche realen Anwendungen hat diese Technologie? Wie kann diese Technologie in Zukunft eingesetzt werden? Was machen Sie mit Ihrer Easy Tesla-Spule?

Probieren Sie dieses Projekt aus und teilen Sie uns mit, wie Ihr Projekt herauskommt, indem Sie Bilder, Kommentare und Fragen im Kommentarbereich unten veröffentlichen!

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