Temel Kablosuz Güç Aktarımı: 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Yaklaşık yüz yıl önce, zamanının çok ötesinde çılgın bir bilim adamı Colorado Springs'de bir laboratuvar kurdu. Devasa transformatörlerden radyo kulelerine, onlarca fit uzunluğunda elektrik cıvataları üreten kıvılcım bobinlerine kadar en eksantrik teknolojiyle doluydu. Laboratuvarın kurulması aylar aldı, önemli bir yatırımı temsil etti ve özellikle zengin olarak tanınmayan bir adam tarafından finanse edildi. Ama işin amacı neydi? Oldukça basit, çılgın bilim adamı elektriği doğrudan hava yoluyla iletmek için bir yöntem geliştirmeyi amaçladı. Öncü adam, on binlerce kilometre uzunluğundaki elektrik hatlarına, milyonlarca ton bakır tele ve pahalı transformatörlere ve elektrik sayaçlarına ihtiyaç duymayacağımız bir dünya tasavvur ediyordu.

Ünlü mucit Nikola Tesla, dehası elektrik ve manyetizma bilimini uzun yıllar ileriye taşıyan bir adamdı. AC motor, radyo kontrollü makineler ve modern güç altyapısı gibi icatların hepsi ona kadar izlenebilir. Yine de, derin etkisine rağmen Tesla, Colorado'daki laboratuvarında kablolar olmadan güç iletecek bir araç geliştirmeyi asla başaramadı. Ya da yaptıysa, ya pratik değildi ya da onu olgunluğa dönüştürmek için gerekli araçlardan yoksundu. Yine de, yaratıcı mirası yaşıyor ve bugün büyük elektrik şebekelerinin yükünden kurtulamıyor olsak da, kablolar olmadan kısa mesafelerde güç gönderecek teknolojiye sahibiz. Aslında, bu tür bir teknoloji, yakınınızdaki bir elektronik mağazasında kolayca bulunabilir.

Bu Eğitilebilir Kitapta, kendi minyatür kablosuz güç aktarım cihazlarımızı tasarlayıp oluşturacağız.

Adım 1: Malzemeler

Bu basit cihazı oluşturmak için nispeten az malzeme gereklidir. Aşağıda listelenmiştir.

1. Pille çalışan bir floresan lamba. Bunlar yerel Wal-Mart, Dollar General veya hırdavatçıdan sadece birkaç dolara satın alınabilir. Bunlardan herhangi biri işinizi görecektir, ancak floresan tüpünü yuvasından çıkararak kolayca erişebileceğiniz bir tanesini seçmek için elinizden gelenin en iyisini yapın.

2. Emaye kaplı mıknatıs teli. Bu proje için birkaç düzine fit tele ihtiyacınız olacak. Ne kadar fazlasına sahipsen o kadar iyi. Ek olarak, daha ince tel kullanmak en iyisidir, çünkü daha küçük bir alana daha fazla tel yerleştirmek daha fazla menzil ve verimlilik anlamına gelir. Buradaki tel seçimim ideal değil - daha ince olmasını tercih ederim - ama bu projeyi tasarlarken elimdeki tek şey buydu.

3. Yedek bakır tel. Bu gerekli değildir, ancak çok yardımcı olur. Timsah klipleriniz varsa (tercihen dördü), daha da iyi durumdasınız.

4. Bir LED. Herhangi bir LED işinizi görecektir, ancak bu uygulama için daha parlak genellikle daha iyidir. Renk önemli değil, çünkü cihaz tarafından sağlanan voltaj, herhangi bir LED rengini yakmak için fazlasıyla yeterli olacaktır. Dirençler gerekli değildir.

5. (Resimde yok) - Zımpara kağıdı, bir C veya D pil pil ve bir çakmak. Bunlar projenin başarısı için gerekli değildir, ancak kablosuz güç cihazının çeşitli parçalarını oluştururken kullanışlı olacaktır.

Adım 2: Birincil Bobin

Başlamak için, mıknatıs telinin bir bölümünü (telin kalınlığına bağlı olarak yirmi ila elli fit arasında herhangi bir yerde) alarak ve bir bobine sararak başlayın. C veya D pilin kullanışlı olduğu yer burasıdır, çünkü kabloyu tekrar tekrar etrafına sarabilirsiniz. Bobininizi mümkün olduğunca düzgün yapmaya çalışın. Ayrıca, bobininizin her iki ucundaki emaye yalıtımı tamamen ve tamamen çıkardığınızdan emin olun. Bu, yalıtımı yakmak için bir çakmak (resimde gösterildiği gibi) ve tamamen çıkarmak için zımpara kağıdı gerektirebilir.

Bobinle işiniz bittiğinde, pilden kaydırın (veya etrafına sardığınız şey üzerinde bırakın; benim durumumda önceki bir projeden arta kalan bir makara kullandım) ve bant veya fermuar kullanarak bağlayın. Bu durumda isteyeceğiniz son şey, hızla çözülen bir tel bobinidir. Çözülürse dolanır, düğümlenir ve hatta kullanılamaz hale gelebilir. Bunun olmasını önlemek için, sabitlerken telin her iki çıkıntılı ucunu bobine karşı tutun.

Adım 3: İkincil Bobin

İkincil bobin, birincil bobin gibi, herhangi bir uzunlukta (tercihen yine 20 fitten daha uzun) olabilir ve aynı tip veya kalınlıkta olması gerekmez. Bununla birlikte, birincil bobin ile hemen hemen aynı, emaye kaplı mıknatıs telinden yapılmış olmalı, her iki ucundan izolasyon çıkarılmış olmalı ve kabaca ilk bobininizle aynı boyut ve şekilde olmalıdır.

İkincil bobini tamamladığınızda, bağlayın ve ardından LED'inizi ona takın. Burası yedek tel ve/veya timsah klipslerinin kullanışlı olmaya başladığı yerdir. Yeterince ince bir bobine sahip olduğum için şanslıydım ki, kabloyu LED'in uçlarının etrafına sarabilirdim, ancak bobinim daha kalın telden yapılmış olsaydı (birincil olan gibi), takmak en iyisi olurdu. Daha ince bakır tel veya klips kullanarak LED.

Günün sonunda, bobinin iki ucu ampulün terminallerine sıkıca ve sağlam bir şekilde bağlı olduğu sürece, LED'in hangi tarafının bobinin hangi ucuna takıldığı önemli değildir.

Adım 4: Hepsini Kablolama

Henüz yapmadıysanız, pille çalışan ışığınızdan floresan ampulü çıkarın ve daha önce ampule bağlı olan terminalleri bulun. Bu noktada cihazı kapattığınızdan emin olun. Akım ölümcül olacak kadar güçlü değil, ancak çıplak kablolara aynı anda iki terminale dokunursanız, size oldukça acı verici bir şok verebilir.

Terminalleri bulduktan sonra, bir ucu bir terminale ve diğer ucu diğer terminale bağlayarak birincil bobininizi bunlara bağlayın. Güvenli bir bağlantınız olduğundan emin olun. Timsah klipsleri burada harikalar yaratabilir, ancak (benim gibi) yoksa, terminallere büyük cıvatalar sıkıştırabilir veya bobininizin uçlarına bilyeli alüminyum folyo bile takabilir ve sonra yapıştırabilirsiniz. bağlantıların içine. Ancak bunu yapmaya devam edin, bağlantınızın sağlam ve sabit olduğundan emin olun.

İkincil bobine dönerek, LED'e güvenli bir şekilde bağlandığından emin olmak dışında fazla bir şey yapmanıza gerek yoktur.

Adım 5: Devre İş Başında

Tek yapmamız gereken onu ateşlemek! Bir kez daha tüm bağlantılarınızın iyi olduğundan emin olarak, ikincil bobini birincil bobinin üzerine yerleştirin ve 'ışığı' açmak için anahtarı çevirin. LED'inizin canlandığını görmelisiniz. Yanmıyorsa, bağlantılarınızı tekrar kontrol edin. Bu oldukça bağışlayıcı bir projedir ve bu nedenle probleminizin kaynağını gidermeniz muhtemelen uzun sürmez.

Devreyi denediğinizde, ikincil bobininizi birincil bobinden kaldırabileceğinizi ve LED'in hala yanık kalacağını fark etmelisiniz. Bu, gücü 'kablosuz olarak' aktardığınızı kanıtlar. İki bobininiz arasında bazı kağıtları, bir kitabı veya iletken olmayan başka bir nesneyi kaydırmayı deneyin. Çoğu durumda (gerçekten kalın bir kitabınız yoksa) LED açık kalmalıdır. Bu projenin diğer yapıları ile kendi kişisel deneyimime göre, ikincil bobini birincil bobinden altı ila sekiz inç uzağa yerleştirebildim ve yine de LED'den gelen hafif bir parıltı görüyorum.

Adım 6: Nasıl Çalışır?

Özünde, bu cihaz, hava çekirdekli bir transformatör olarak adlandırdığımız şeydir. Normal transformatörler (elektrik direklerinde, telefon şarj cihazlarında vb. bulunanlar gibi) bir demir parçasının etrafına sarılmış iki veya daha fazla tel bobinden oluşur. Alternatif akım (AC) gücü bir bobinden geçirildiğinde, demirde hızla değişen bir manyetik alan oluşturur ve bu da ikinci tel bobininde bir akım indükler. Bu, elektrik jeneratörlerinin çalıştığı prensiple aynıdır - hareketli bir manyetik alan, elektronların bir tel içinde hareket etmesine neden olur.

Cihazımız çok benzer (biraz farklı olsa da) bir şekilde çalışır. Görünen o ki, pille çalışan her floresan ışığın içinde, pillerden düşük voltajlı DC'yi (doğru akım) alan ve onu birkaç yüz civarında bir yerde çok daha yüksek bir voltaja yükselten küçük bir devre vardır. volt. Bu yüksek voltaj olmadan, floresan tüpler çalışamaz. Bununla birlikte, bu daha yüksek voltajı üretmek için, floresan ışıkla çalışan devremizin, bir pilden gelen sabit DC gücünü, darbeli DC olarak bilinen başka bir elektriğe dönüştürmesi gerekir. Darbeli DC, bir transformatördeki AC elektriği ile aynı şekilde hareket eder - akımın 'darbeli' doğası, esasen telde her saniyede binlerce kez çöken ve yeniden oluşan bir manyetik alan oluşturur. Bu titreşimli DC, devreye yerleştirilmiş küçük bir transformatörün gücü altı veya on iki volttan birkaç yüze yükseltmesini sağlar. Ancak güç kaynağının çalışma şekli nedeniyle, terminallerdeki elektrik saniyede birkaç bin kez 'titreşim' yapıyor. Esasen cihazdan çıkan yüksek voltajlı elektriğin 'vızıldadığını' söyleyebiliriz.

Bu titreşimli DC gücü birincil bobinimize beslendiğinde, bobini hızla değişen bir manyetik alan yansıtan bir elektromıknatısa dönüştürür. İkincil bobinimizi birincil bobine yaklaştırdığımızda, titreşen manyetik alan nedeniyle içinde bir akım üretilir. Bu akım daha sonra LED'den geçerek yanmasına neden olur. İkincil bobin birincil bobinden ne kadar uzaklaşırsa, manyetik alanın üzerindeki etkisi o kadar az olur ve o kadar az akım üretilir. Aynı şekilde, bu etkiye daha fazla tel eklenerek 'karşı konulabilir'. Daha fazla tel, birincil bobinde daha fazla manyetizma anlamına gelir ve ikincil bobinde daha fazla tel, bu manyetik alanın daha fazlasının yakalanabileceği anlamına gelir.

Bu nedenle projemize 'hava çekirdekli transformatör' diyebiliriz çünkü iki bobini -birincil ve ikincil- olan ve titreşen manyetik alanlardan çalışan bir cihaz inşa ediyoruz. Bununla birlikte, manyetik alanı bir bobinden diğerine 'iletmek' için demir kullanan geleneksel transformatörlerin aksine, bizimkinin manyetik alanı taşıyacak hiçbir şeyi yoktur. Dolayısıyla bir 'hava çekirdeğine' sahip olduğunu söylüyoruz. Özetlemek gerekirse, bu küçük, basit cihaz, gökyüzündeki bulutlar kadar sıradan bir teknolojiye farklı bir bakış açısı getiriyor.

Kablosuz güç aktarım cihazınızın keyfini çıkarın ve okuduğunuz için teşekkür ederiz!