1891 में निकोला टेस्ला द्वारा विकसित, टेस्ला कॉइल को उच्च-वोल्टेज विद्युत निर्वहन बनाने में प्रयोग करने के लिए बनाया गया था। इसमें एक बिजली की आपूर्ति, एक कैपेसिटर और कॉइल ट्रांसफॉर्मर सेट होता है ताकि वोल्टेज दोनों के बीच वैकल्पिक हो, और इलेक्ट्रोड सेट हो जाएं ताकि हवा के माध्यम से उनके बीच स्पार्क कूदें। कण त्वरक से लेकर टीवी और खिलौनों तक के अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, टेस्ला कॉइल को इलेक्ट्रॉनिक्स स्टोर उपकरण या अधिशेष सामग्री से बनाया जा सकता है। यह लेख बताता है कि स्पार्क-गैप टेस्ला कॉइल का निर्माण कैसे किया जाता है, जो एक सॉलिड-स्टेट टेस्ला कॉइल से अलग है और संगीत नहीं चला सकता है।
कदम
भाग 1 का 2: टेस्ला कॉइल की योजना बनाना
चरण 1. टेस्ला कॉइल को बनाने से पहले उसके आकार, स्थान और बिजली की आवश्यकताओं पर विचार करें।
आप अपने बजट की अनुमति के रूप में एक टेस्ला कॉइल का निर्माण कर सकते हैं; हालांकि, बिजली-बोल्ट जैसी चिंगारी टेस्ला कॉइल गर्मी उत्पन्न करती है और उनके चारों ओर हवा का विस्तार करती है (संक्षेप में, गड़गड़ाहट पैदा करना)। उनके बिजली के क्षेत्र इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ भी कहर बरपा सकते हैं, इसलिए आप शायद अपने टेस्ला कॉइल को गैरेज या अन्य वर्कशॉप जैसे किसी आउट-ऑफ-द-वे स्थान पर बनाना और चलाना चाहेंगे। आप यह भी विचार करना चाहेंगे कि क्या किट से टेस्ला कॉइल बनाने या खरोंच से सामग्री इकट्ठा करने के लिए यह अधिक समझ में आता है। लागत, निर्माण समय, सहायता के लिए संसाधन और विश्वसनीयता के क्षेत्रों में दोनों के फायदे और नुकसान हैं।
यह पता लगाने के लिए कि आप कितने बड़े स्पार्क गैप को समायोजित कर सकते हैं, या इसे काम करने के लिए आपको कितनी शक्ति की आवश्यकता है, स्पार्क गैप की लंबाई को इंच में 1.7 से विभाजित करें और वाट में इनपुट पावर निर्धारित करने के लिए इसे वर्ग करें। (इसके विपरीत, स्पार्क गैप की लंबाई ज्ञात करने के लिए, पावर के वर्गमूल को 1.7 से गुणा करें।) एक टेस्ला कॉइल जो 60 इंच (150 सेमी) (1.5 मीटर) का स्पार्क गैप बनाता है, उसे 1, 246 वाट की आवश्यकता होगी। (1-किलोवाट बिजली स्रोत का उपयोग करने वाला एक टेस्ला कॉइल लगभग 54 इंच, या 1.37 मीटर का स्पार्क गैप उत्पन्न करेगा।)
चरण 2. शब्दावली सीखें।
टेस्ला कॉइल के डिजाइन और निर्माण के लिए कुछ वैज्ञानिक शब्दों और माप की इकाइयों को समझने की आवश्यकता होती है। टेस्ला कॉइल को ठीक से बनाने के लिए आपको उनके उद्देश्य और कार्य को समझने की आवश्यकता होगी। यहां कुछ शर्तें दी गई हैं जिन्हें आपको जानना आवश्यक है:
- समाई एक विद्युत आवेश या किसी दिए गए वोल्टेज के लिए संग्रहीत विद्युत आवेश की मात्रा को धारण करने की क्षमता है। (विद्युत आवेश को धारण करने के लिए डिज़ाइन किया गया उपकरण संधारित्र कहलाता है।) समाई के लिए माप की इकाई फैराड (संक्षिप्त रूप से "F") है। एक फैराड को 1 एम्पीयर-सेकंड (या कूलम्ब) प्रति वोल्ट के रूप में परिभाषित किया गया है। आमतौर पर, कैपेसिटेंस को छोटी इकाइयों में मापा जाता है, जैसे कि माइक्रोफ़ारड (संक्षिप्त "uF"), फैराड का दस लाखवां हिस्सा, या पिकोफ़ारड (संक्षिप्त पीएफ और कभी-कभी "पफ" के रूप में पढ़ा जाता है), फैराड का खरबवां हिस्सा।
- इंडक्शन, या सेल्फ-इंडक्शन, सर्किट में करंट की मात्रा के अनुसार एक इलेक्ट्रिक सर्किट में कितना वोल्टेज होता है। (उच्च-तनाव विद्युत लाइनें, जिनमें उच्च वोल्टेज होता है लेकिन कम धारा होती है, उनमें उच्च अधिष्ठापन होता है।) अधिष्ठापन के लिए माप की इकाई हेनरी (संक्षिप्त "एच") है। एक हेनरी को 1 वोल्ट-सेकंड प्रति एम्पीयर करंट के रूप में परिभाषित किया गया है। आम तौर पर, अधिष्ठापन को छोटी इकाइयों में मापा जाता है, जैसे कि मिलिहेनरी (संक्षिप्त "एमएच"), हेनरी का हजारवां हिस्सा, या माइक्रोहेनरी (संक्षिप्त रूप से "यूएच"), हेनरी का दसवां हिस्सा।
- गुंजयमान आवृत्ति, या अनुनाद आवृत्ति, वह आवृत्ति है जिस पर ऊर्जा के हस्तांतरण का प्रतिरोध न्यूनतम होता है। (टेस्ला कॉइल के लिए, यह प्राथमिक और माध्यमिक कॉइल के बीच विद्युत ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए इष्टतम ऑपरेटिंग बिंदु है।) अनुनाद आवृत्ति के लिए माप की इकाई हर्ट्ज (संक्षिप्त रूप से "हर्ट्ज") है, जिसे प्रति सेकंड 1 चक्र के रूप में परिभाषित किया गया है। अधिक सामान्यतः, गुंजयमान आवृत्ति को किलोहर्ट्ज़ (संक्षिप्त "kHz") में मापा जाता है, जिसमें एक किलोहर्ट्ज़ 1000 हर्ट्ज़ के बराबर होता है।
चरण 3. उन भागों को इकट्ठा करें जिनकी आपको आवश्यकता होगी।
आपको एक बिजली आपूर्ति ट्रांसफार्मर, एक उच्च-क्षमता प्राथमिक संधारित्र, एक स्पार्क गैप असेंबली, एक कम-प्रेरक प्राथमिक प्रारंभ करनेवाला कॉइल, एक उच्च-अधिष्ठापन माध्यमिक प्रारंभ करनेवाला कॉइल, एक कम-क्षमता माध्यमिक संधारित्र और दबाने के लिए कुछ की आवश्यकता होगी, या गला घोंटना, टेस्ला कॉइल के संचालन के दौरान बनाई गई उच्च आवृत्ति वाली शोर दालें। भागों के बारे में अधिक जानकारी के लिए, अगला भाग "मेकिंग ए टेस्ला कॉइल" देखें।
आपका पावर स्रोत/ट्रांसफार्मर चोक के माध्यम से प्राइमरी, या टैंक सर्किट को पावर फीड करता है, जो प्राइमरी कैपेसिटर, प्राइमरी इंडक्टर कॉइल और स्पार्क गैप असेंबली को जोड़ता है। प्राइमरी इंडक्टर कॉइल को सेकेंडरी सर्किट के इंडक्टर कॉइल के बगल में रखा जाता है, लेकिन वायर्ड नहीं किया जाता है, जो सेकेंडरी कैपेसिटर से जुड़ा होता है। एक बार द्वितीयक संधारित्र ने पर्याप्त विद्युत आवेश का निर्माण कर लिया है, तो बिजली के स्ट्रीमर (लाइटनिंग बोल्ट) इससे डिस्चार्ज हो जाते हैं।
भाग 2 का 2: टेस्ला कॉइल बनाना
चरण 1. अपना बिजली आपूर्ति ट्रांसफार्मर चुनें।
आपका बिजली आपूर्ति ट्रांसफार्मर निर्धारित करता है कि आप अपने टेस्ला कॉइल को कितना बड़ा बना सकते हैं। अधिकांश टेस्ला कॉइल एक ट्रांसफॉर्मर के साथ काम करते हैं जो 30 और 100 मिलीमीटर के बीच वर्तमान में 5,000 से 15,000 वोल्ट के बीच वोल्टेज डालता है। आप एक कॉलेज सरप्लस स्टोर या इंटरनेट से एक ट्रांसफॉर्मर प्राप्त कर सकते हैं, या एक नियॉन साइन से ट्रांसफॉर्मर को नरभक्षण कर सकते हैं।
चरण 2. प्राथमिक संधारित्र बनाएं।
इस संधारित्र को बनाने का सबसे अच्छा तरीका श्रृंखला में कई छोटे कैपेसिटर को तार करना है ताकि प्रत्येक संधारित्र प्राथमिक सर्किट के कुल वोल्टेज के बराबर हिस्से को संभाल सके। (इसके लिए आवश्यक है कि प्रत्येक व्यक्तिगत संधारित्र में श्रृंखला में अन्य कैपेसिटर के समान समाई हो।) इस प्रकार के कैपेसिटर को मल्टी-मिनी-कैपेसिटर या MMC कहा जाता है।
- छोटे कैपेसिटर, और उनसे जुड़े ब्लीड रेसिस्टर्स, इलेक्ट्रॉनिक्स सप्लाई स्टोर्स से प्राप्त किए जा सकते हैं, या आप पुराने टेलीविज़न सेट से सिरेमिक कैपेसिटर के लिए स्क्रूज कर सकते हैं। आप कैपेसिटर को पॉलीइथाइलीन और एल्युमिनियम फॉयल की शीट से भी बना सकते हैं।
- बिजली उत्पादन को अधिकतम करने के लिए, प्राथमिक संधारित्र को आपूर्ति की जा रही बिजली की आवृत्ति के प्रत्येक आधे चक्र में अपनी पूर्ण क्षमता तक पहुंचने में सक्षम होना चाहिए। (60 हर्ट्ज बिजली की आपूर्ति के लिए, इसका मतलब प्रत्येक सेकंड में 120 बार है।)
चरण 3. स्पार्क गैप असेंबली डिज़ाइन करें।
अगर आप सिंगल स्पार्क गैप की योजना बना रहे हैं, तो आपको स्पार्क गैप के रूप में काम करने के लिए स्पार्क गैप के रूप में काम करने के लिए कम से कम एक चौथाई इंच (6 मिलीमीटर) मोटे धातु के बोल्ट की आवश्यकता होगी, जो स्पार्क्स के बीच बिजली के डिस्चार्ज से उत्पन्न गर्मी को झेल सके। आप श्रृंखला में कई स्पार्क अंतराल को तार कर सकते हैं, एक रोटरी स्पार्क गैप का उपयोग कर सकते हैं या तापमान को मॉडरेट करने के लिए स्पार्क्स के बीच संपीड़ित हवा उड़ा सकते हैं। (हवा को उड़ाने के लिए एक पुराने वैक्यूम क्लीनर का इस्तेमाल किया जा सकता है।)
चरण 4. प्राथमिक प्रारंभ करनेवाला कुंडल बनाएँ।
कुंडल स्वयं तार से बना होगा, लेकिन तार को सर्पिल आकार में लपेटने के लिए आपको कुछ की आवश्यकता होगी। तार को तांबे के तार से तामचीनी की जानी चाहिए, जिसे आप बिजली की आपूर्ति की दुकान से प्राप्त कर सकते हैं या एक त्याग किए गए उपकरण से आउटलेट कॉर्ड को नरभक्षण करके प्राप्त कर सकते हैं। जिस वस्तु को आप तार के चारों ओर लपेटते हैं वह या तो बेलनाकार हो सकती है, जैसे कि कार्डबोर्ड या प्लास्टिक ट्यूब, या शंक्वाकार, जैसे कि एक पुराना लैंपशेड।
कॉर्ड की लंबाई प्राथमिक कॉइल के अधिष्ठापन को निर्धारित करती है। प्राइमरी कॉइल का इंडक्शन कम होना चाहिए, इसलिए आप इसे बनाने में तुलनात्मक रूप से कम टर्न का उपयोग करेंगे। आप प्राथमिक कॉइल के लिए तार के गैर-निरंतर वर्गों का उपयोग कर सकते हैं, ताकि आप फ्लाई पर अधिष्ठापन को समायोजित करने के लिए आवश्यक रूप से अनुभागों को एक साथ जोड़ सकें।
चरण 5. प्राइमरी कैपेसिटर, स्पार्क गैप असेंबली और प्राइमरी इंडक्टर कॉइल को एक साथ कनेक्ट करें।
यह प्राथमिक सर्किट को पूरा करता है।
चरण 6. द्वितीयक प्रारंभ करनेवाला कुंडल बनाएँ।
प्राथमिक कॉइल की तरह, आप एक बेलनाकार आकार के चारों ओर तार लपेट रहे हैं। टेस्ला कॉइल को कुशलता से संचालित करने के लिए सेकेंडरी कॉइल में प्राथमिक कॉइल के समान गुंजयमान आवृत्ति होनी चाहिए। हालांकि, सेकेंडरी कॉइल प्राइमरी कॉइल से लंबा/लंबा होना चाहिए क्योंकि इसमें प्राइमरी कॉइल की तुलना में बड़ा इंडक्शन होना चाहिए, और सेकेंडरी सर्किट से प्राइमरी सर्किट को स्ट्राइक और फ्राई करने के लिए किसी भी इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज को रोकने के लिए भी।
यदि आपके पास सेकेंडरी कॉइल को काफी लंबा बनाने के लिए सामग्री की कमी है, तो आप प्राथमिक सर्किट की सुरक्षा के लिए स्ट्राइक रेल (अनिवार्य रूप से एक बिजली की छड़) बनाकर क्षतिपूर्ति कर सकते हैं, लेकिन इसका मतलब यह होगा कि टेस्ला कॉइल के अधिकांश डिस्चार्ज स्ट्राइक रेल से टकराएंगे और हवा में नाचो मत।
चरण 7. द्वितीयक संधारित्र बनाएं।
सेकेंडरी कैपेसिटर, या डिस्चार्ज टर्मिनल, किसी भी गोल आकार का हो सकता है, जिसमें 2 सबसे लोकप्रिय टोरस (रिंग या डोनट शेप) और गोला है।
चरण 8. द्वितीयक संधारित्र को द्वितीयक प्रारंभ करनेवाला कुंडल से संलग्न करें।
यह माध्यमिक सर्किट को पूरा करता है।
आपके द्वितीयक सर्किट को आपके घरेलू सर्किट के लिए ग्राउंडिंग से अलग किया जाना चाहिए ताकि ट्रांसफार्मर को बिजली की आपूर्ति की जा सके ताकि विद्युत प्रवाह की धारा को आपके घरेलू सर्किट के लिए टेस्ला कॉइल से जमीन तक यात्रा करने से रोका जा सके और संभवत: उन आउटलेट में प्लग की गई किसी भी चीज को तलने से रोका जा सके। ऐसा करने का एक अच्छा तरीका है जमीन में धातु की कील चलाना।
चरण 9. पल्स चोक का निर्माण करें।
चोक सरल, छोटे प्रेरक होते हैं जो स्पार्क गैप असेंबली द्वारा बनाई गई दालों को बिजली आपूर्ति ट्रांसफार्मर को बर्बाद करने से रोकते हैं। आप पतले तांबे के तार को एक संकीर्ण ट्यूब के चारों ओर घुमाकर बना सकते हैं, जैसे कि डिस्पोजेबल बॉल पॉइंट पेन।
चरण 10. घटकों को इकट्ठा करो।
प्राथमिक और माध्यमिक सर्किट को एक दूसरे के बगल में रखें, और बिजली आपूर्ति ट्रांसफार्मर को चोक के माध्यम से प्राथमिक सर्किट से कनेक्ट करें। एक बार जब आप ट्रांसफॉर्मर को प्लग इन कर लेते हैं, तो आपका टेस्ला कॉइल चलने के लिए तैयार हो जाता है।
यदि प्राथमिक कुंडल पर्याप्त रूप से बड़े व्यास का है, तो द्वितीयक कुंडल इसके अंदर स्थापित किया जा सकता है।
टिप्स
- सेकेंडरी कैपेसिटर से निकलने वाले स्ट्रीमर की दिशा को नियंत्रित करने के लिए, धातु की वस्तुओं को कैपेसिटर के पास रखें, लेकिन स्पर्श न करें। स्ट्रीमर कैपेसिटर से ऑब्जेक्ट तक आर्क करेगा। यदि वस्तु में एक प्रकाश शामिल है, जैसे कि एक गरमागरम बल्ब या फ्लोरोसेंट ट्यूब, तो टेस्ला कॉइल से आने वाली बिजली इसे हल्का कर देगी।
- एक कुशल टेस्ला कॉइल के डिजाइन और निर्माण के लिए काफी जटिल गणितीय समीकरणों के साथ काम करने की आवश्यकता होती है। सौभाग्य से आप इसमें शामिल गणित को करने के लिए प्रासंगिक समीकरण और ऑनलाइन कैलकुलेटर आसानी से पा सकते हैं।
चेतावनी
- सॉलिड नियॉन साइन ट्रांसफॉर्मर, जैसे हाल ही में निर्मित, में ग्राउंड फॉल्ट सर्किट इंटरप्रेटर शामिल होता है; इसलिए, वे कुंडल संचालित करने में सक्षम नहीं होंगे।
- जब तक आपके पास पहले से ही कुछ इंजीनियरिंग और इलेक्ट्रॉनिक्स ज्ञान नहीं है, तब तक टेस्ला कॉइल बनाना कोई आसान काम नहीं है।
- टेस्ला कॉइल और अन्य उच्च वोल्टेज और आयन जनरेटर या लिफ्टर जैसे उपकरणों के लिए उपयोग किया जाने वाला संधारित्र भारी मात्रा में विद्युत ऊर्जा को संचित और बनाए रख सकता है और एक पल में सभी ऊर्जा का निर्वहन कर सकता है। अत्यधिक सावधानी बरतें और बच्चों या किसी ऐसे व्यक्ति को, जिसके पास उचित सुरक्षा प्रशिक्षण नहीं है, इसे छूने या काम करने न दें।
