آموزش ساخت کویل تسلا | سیم پیچ تسلا چیست؟

کویل تسلا چیست؟

کویل یا سیم پیچ تسلا یک مدار مبدل رزونانس است که در سال ۱۸۹۱ میلادی توسط دانشمند آمریکایی به نام نیکولا تسلا، جهت تولید ولتاژهای بالا، جریان‌های کم و الکتریسیته متناوب با فرکانس‌ های بالا اختراع شد. او از این مدار به روش های مختلفی که شامل دو یا گاهی سه مدار الکتریکی رزونانس می شد استفاده کرد. نیکولا تسلا از این اختراع برای آزمایش های خلاقانه خود در زمینهٔ نورپردازی، فسفرسانس، تولید اشعهٔ ایکس، پدیدهٔ جریان متناوب فرکانس بالا، برق درمانی و همچنین انتقال انرژی الکتریکی بصورت بی سیم استفاده کرد.

کویل تسلا چگونه کار میکند؟

کویل تسلا از طریق القای الکترومغناطیس کار می کند. گرچه القای الکترومغناطیس موضوع بزرگی است و نیاز هست تا آن را در یک مقاله مجزا کنجاند، اما بصورت خلاصه مطالب مرتبط با سیم پیچ تسلا را مطرح می کنیم. اگرچه بصورت کلی آغاز علم الکترومغناطیس به فیزیکدان بزرگی به نام مایکل فارادی برمی گردد. اما برج ها و کویل های به این شکل ایده ذهن خلاقانه نیکلا تسلا است. یکی از مهمترین قوانین الکترومغناطیس که کویل تسلا با استفاده از آن ساخته شد، قانون القای فارادی است. دراین قانون هروقت یک شار مغناطیسی که از یک مدار بسته عبور می کند، تغیر کند، باعث القای یک نیروی محرکه الکتریکی در آن شده و هر آنچه که حامل نیرو و میدان مغناطیسی است را شامل می شود. میزان افزایش نیروی محرکه متناسب است با میزان افزایش و همچنین بزرگی آهنگ تغیر شار.

با توجه به فرمول زیر:

ε: برابر است با نیروی محرکه الکتزیکی

N: تعداد دور سیم پیچ

dt: تغیرات زمان

dΦ: تغیرات شار مغناطیسی

در صورتی که نیروی الکتریکی از یک حلفه رسانا عبور کند، در اطراف آن، یک میدان مغناطیسی بوجود می آید.

H: میدان مغناطیسی

I: جریان عبوری از رسانا

N: تعداد دورهای سیم پیچ

L: طول یک حلقه سیم پیچ

با توجه به دو تئوری بالا می شود این گونه بیان کرد که، دو عدد سیم پیچ می توانند الکتریسیته را القا کنند. و به این دلیل که جهت القای برق، تغیر شار مغناطیسی نیاز است، نیاز به تغییر نیرو الکتریکی در سیم پیچ اولیه است. همچنین در صورتی که تعداد دور در سیم پیچ اولیه بیشتر باشد و ثانویه کمتر، در اثر القا در خروجی سیم پیچ دوم، جریان الکتریکی بیشتر می شود. اما در صورتی که عکس آن اتفاق بیوفتد میزان شدت فشار الکتریکی در کویل تسلا بیشتر می شود. و به این دلیل که برای القا تغییر شار مغناطیسی ضروری است، القا برق DC به طور مستقیم امکان پذیر نیست، به بیان دیگر مبنای القا بر اساس تناوب است.

آموزش ساخت کویل تسلا

وسایل مورد نیاز:

منبع تغذیه ۹ الی ۲۱ ولت (مانند باطری کتابی): یک عدد

ترانزیستور ۱۳۰۰۹ یا ۱۳۰۰۷ یا ترانزیستور های مشابه: یک عدد

هیت سینک برای ترانزیستور ( برای تبادل حرارت بهتر و جلو گیری از سوخت ترانزیستور )

مقاومت متغییر ۵۰ کیلو اهم: یک عدد

مقاومت ۱۸۰ اهم: یک عدد

سیم لاکی نمره ۰٫۱ الی ۰٫۳ حدود ۲۰۰ متر

لوله با قطر ۵ سانتیمتر و ارتفاع حدود ۲۰ سانتیمتر

روش ساخت کویل تسلا:

ابتدا از پیچیدن سیم پیچ ثانویه شروع می کنیم، که باید ۵۰۰ الی ۱۵۰۰ دور سیم بپیچیده شود.

سپس یک لایه کاغذ روی این سیم پیچ کشیده و با سیم معمولی، سیم پیچ ثانویه را به تعداد ۱۰ دور بپیچانید.

روش بستن مدار سیم پیچ تسلا

اکنون پتانسیومتر را در وسط قرار داده و لامپ را نزدیک کنید سپس به آهستگی پتتانسیومتر را تغییر دهید.

نکته:

• به دلیل ضعیف بودن و همچنین به دلیل خاصیت پوستی بودن این سیم پیچ تسلا، دچار شوک الکتریکی نمی شوید، اما نیاز است هر گونه هیچ وسیله الکترونیکی مانند تلفن همراه، رایانه و … را از دستگاه دور کنید.
• به این نکته توجه داشته باشید که جرقه حاصله ولتاژ بالا است و از پلاسما ساخته شده که بسیار گرم است، هنگام لمس آن مراقب باشید.
• در صورتی که سیم پیچ تسلا به درستی عمل نکرد، سعی کنید سیم ها را از سیم پیچ اصلی بپیچانید، یا اینکه چند چرخش از آن را زیاد و یا کم کنید.

نواختن موسیقی با کویل تسلا