Uhamisho wa Nguvu ya waya isiyo na waya: Hatua 6 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Karibu miaka mia moja iliyopita, mwanasayansi mwendawazimu kabla ya wakati wake alianzisha maabara huko Colorado Springs. Ilijazwa na teknolojia ya eccentric, kuanzia transfoma makubwa hadi minara ya redio hadi coil zinazoangazia ambazo zilitengeneza umeme wa miguu kadhaa ya miguu. Maabara ilichukua miezi kuanzisha, iliwakilisha uwekezaji mkubwa, na ilifadhiliwa na mtu ambaye hakuwa anajulikana sana kwa kuwa tajiri haswa. Lakini kitu hicho kilikuwa na kusudi gani? Kwa urahisi kabisa, mwanasayansi huyo wazimu alilenga kukuza njia ya kupeleka umeme moja kwa moja kupitia hewa. Mwanamume huyo aliyekuwa akifanya upainia alikuwa akiwazia ulimwengu ambao hatutakuwa na hitaji la waya elfu kwa maelfu ya maili, hakuna haja ya mamilioni ya tani za waya wa shaba, na hakuna haja ya transfoma ghali na mita za umeme.

Mvumbuzi mashuhuri Nikola Tesla alikuwa mtu ambaye kipaji chake kilisukuma sayansi ya umeme na sumaku mbele kwa miaka mingi. Uvumbuzi kama vile gari la AC, mashine zinazodhibitiwa na redio, na miundombinu ya nguvu ya kisasa zinaweza kufuatwa kwake. Walakini licha ya ushawishi wake mkubwa, Tesla hakuwahi kufanikiwa kutengeneza njia ya kupitisha nguvu bila waya kwenye maabara yake huko Colorado. Au ikiwa alifanya hivyo, haiwezekani au alikosa tu njia ya kuikuza kuwa ukomavu. Kamwe uchache, urithi wake wa uvumbuzi unaendelea kuishi, na ingawa hatuwezi kuwa huru na mzigo wa gridi kubwa za umeme leo, tuna teknolojia ya kutuma nguvu umbali mfupi bila waya. Kwa kweli, teknolojia kama hiyo inapatikana kwa urahisi katika duka la vifaa vya elektroniki karibu nawe.

Katika hii Inayoweza kufundishwa, tutatengeneza na kujenga vifaa vyetu vidogo vya kuhamisha umeme bila waya.

Hatua ya 1: Vifaa

Ni vifaa vichache vinahitajika kujenga kifaa hiki rahisi. Zimeorodheshwa hapa chini.

1. Taa ya umeme inayotumia betri. Hizi zinaweza kununuliwa kwa Wal-Mart, Dollar General, au duka la vifaa kwa dola chache tu. Yoyote kati yao atafanya, lakini jaribu kwa bidii kuchagua moja ambayo unaweza kufikia kwa urahisi na kutenganisha bomba la umeme kutoka kwenye tundu lake.

2. Waya ya sumaku iliyofunikwa na Enamel. Utahitaji waya kadhaa kwa waya kwa mradi huu. Zaidi unayo, ni bora zaidi. Kwa kuongeza, ni bora kutumia waya mwembamba, kwani waya zaidi iliyojaa kwenye nafasi ndogo italingana na anuwai na ufanisi zaidi. Chaguo langu la waya hapa sio bora - ningependa zaidi iwe nyembamba - lakini ndio yote nilikuwa nayo wakati nilibuni mradi huu.

3. Spare waya wa shaba. Hii sio lazima, lakini inasaidia sana. Ikiwa unatokea kuwa na klipu za alligator (ikiwezekana nne), uko katika hali nzuri zaidi.

4. LED. LED yoyote itafanya ujanja, lakini kwa programu tumizi hii, mwangaza kwa ujumla ni bora zaidi. Rangi haijalishi, kwani voltage inayotolewa na kifaa itakuwa zaidi ya kutosha kuwasha rangi yoyote ya LED. Resistors hazihitajiki.

5. (Haionyeshwi pichani) - Sandpaper, betri ya C au D, na nyepesi. Vitu hivi sio lazima kufanikiwa kwa mradi huo, lakini zitakuja kwa urahisi unapojenga vipande anuwai vya kifaa cha umeme kisichotumia waya.

Hatua ya 2: Coil ya Msingi

Kuanza, anza kuchukua sehemu ya waya wa sumaku (mahali popote kutoka futi ishirini hadi hamsini, kulingana na unene wa waya) na kuizungusha kwenye coil. Hapa ndipo betri ya C au D inavyofaa, kwani unaweza kuzunguka waya kuzunguka mara kwa mara. Jaribu kufanya coil yako iwe nadhifu iwezekanavyo. Kwa kuongeza, hakikisha kwamba unaondoa kabisa na kabisa insulation ya enamel kila mwisho wa coil yako. Hii inaweza kuhitaji nyepesi kuchoma insulation (kama inavyoonyeshwa kwenye picha), na sandpaper ili kuiondoa kabisa.

Unapomaliza na coil, iteleze kwenye betri (au uiache kwenye chochote ulichokifunga; kwa upande wangu nilitumia kijiko kilichobaki kutoka kwa mradi uliopita) na kuifunga kwa kutumia mkanda au vifungo vya zip. Jambo la mwisho unalotaka katika kesi hii ni coil inayofunguka haraka ya waya. Ikiwa inafunguka, itachanganyikiwa, imefungwa, na inaweza hata kutumiwa. Ili kuzuia hili kutokea, shikilia mwisho wote wa waya dhidi ya coil unapoihifadhi.

Hatua ya 3: Coil ya Sekondari

Coil ya sekondari, kama ile ya msingi, inaweza kuwa na urefu wowote wa waya (ikiwezekana zaidi ya futi 20, mara nyingine tena), na hauitaji kuwa aina au unene sawa. Walakini, sawa na coil ya msingi, lazima ifanywe kutoka kwa waya ya sumaku iliyofunikwa na enamel, lazima iondolewe insulation kutoka kila mwisho, na inapaswa kuwa sawa na saizi na umbo kama coil yako ya kwanza.

Unapomaliza coil ya sekondari, funga kisha unganisha LED yako kwake. Hapa ndipo waya wa vipuri na / au sehemu za alligator zinaanza kuja vizuri. Nilikuwa na bahati ya kuwa na coil ambayo ilikuwa nyembamba ya kutosha kwamba ningeweza tu kufunga waya kuzunguka mwongozo wa LED, lakini ikiwa coil yangu ilikuwa imetengenezwa na waya mzito (kama ile ya msingi), ingekuwa bora kuambatisha LED kwa kutumia waya mwembamba wa shaba au klipu.

Mwisho wa siku, haijalishi ni upande gani wa LED unaoshikamana na kiongozi gani wa coil, maadamu ncha mbili za coil zimeunganishwa kwa nguvu na salama na vituo vya balbu.

Hatua ya 4: Wiring It All Up

Ikiwa haujafanya hivyo tayari, ondoa balbu ya umeme kutoka kwa taa yako inayotumiwa na betri na upate vituo ambavyo hapo awali viliunganishwa na balbu. Hakikisha wakati huu kuzima kifaa. Ya sasa haina nguvu ya kutosha kuwa mbaya, lakini inaweza kukupa mshtuko wa uchungu ikiwa unatokea kugusa waya wazi kwa vituo vyote kwa wakati mmoja.

Mara tu unapopata vituo, weka coil yako ya msingi ndani yao, ukiunganisha risasi moja kwa terminal moja na nyingine inaongoza kwa terminal nyingine. Hakikisha kuwa una unganisho salama. Sehemu za Alligator zinaweza kufanya maajabu hapa, lakini ikiwa hautakuwa na yoyote (kama mimi) unaweza kubandika bolts kubwa kwenye vituo, au unaweza hata kushikamana na karatasi ya aluminium iliyo na balled hadi mwisho wa coil yako kisha uishike kwenye viunganisho. Walakini unaendelea kufanya hivi, hakikisha tu kwamba unganisho lako ni thabiti na thabiti.

Kugeukia coil ya sekondari, hauitaji kufanya mengi isipokuwa kuhakikisha kuwa imeunganishwa salama na LED.

Hatua ya 5: Mzunguko Unatumika

Yote ambayo tumebaki kufanya ni kuichoma moto! Kuhakikisha mara nyingine tena kuwa miunganisho yako yote ni nzuri, weka koili ya sekondari juu ya coil ya msingi na ubadilishe swichi ili kuwasha 'taa'. Unapaswa kuona LED yako ikiishi. Ikiwa haitoi taa, angalia miunganisho yako tena. Huu ni mradi unaosamehe haki, na kwa hivyo hautachukua muda mrefu kusuluhisha chanzo cha shida yako.

Unapojaribu mzunguko, unapaswa kugundua kuwa unaweza kuinua coil yako ya sekondari kutoka kwa coil ya msingi na LED bado itabaki imewashwa. Hii inathibitisha kuwa wewe ni 'bila waya' kuhamisha nguvu. Jaribu kuteleza karatasi, kitabu, au kitu kingine chochote kisichokuwa cha kusisimua kati ya koili zako mbili. Katika hali nyingi (isipokuwa unayo kitabu nene sana) LED inapaswa kukaa juu. Kwa uzoefu wangu wa kibinafsi na ujenzi mwingine wa mradi huu, nimeweza kuweka coil ya sekondari hadi inchi sita hadi nane kutoka msingi na bado naona mwanga hafifu unatoka kwa LED.

Hatua ya 6: Jinsi inavyofanya kazi

Kwa asili, kifaa hiki ndio tunachoweza kuita transformer-msingi wa hewa. Transfoma za kawaida (kama zile zilizo kwenye nguzo za umeme, zile zinazopatikana kwenye chaja za simu, n.k.) zinajumuisha waya mbili au zaidi za waya zilizofungwa kwenye kipande cha chuma. Wakati ubadilishaji wa umeme wa sasa (AC) unapitishwa kupitia coil moja, hutengeneza uwanja wa sumaku unaobadilika haraka kwenye chuma, ambayo huchochea sasa kwenye coil ya pili ya waya. Hii ni kanuni hiyo hiyo ambayo jenereta za umeme hufanya kazi mbali - kwamba uwanja wa sumaku unaohamia utasababisha elektroni kusonga kwa waya.

Kifaa chetu hufanya kazi kwa njia inayofanana (ingawa tofauti kidogo). Kama inavyotokea, kila taa ya umeme inayotumiwa na betri ina mzunguko mdogo ndani yake ambao huchukua umeme wa chini wa DC (sasa ya moja kwa moja) kutoka kwa betri na kuipandisha hadi kwa voltage kubwa zaidi, mahali pengine kwa agizo la mia chache volts. Bila voltage hii kubwa, zilizopo za umeme hazingeweza kufanya kazi. Ili kuzalisha voltage hii ya juu, hata hivyo, mzunguko wetu wa kuendesha taa kwa umeme unahitaji kubadilisha nguvu ya DC kutoka kwa betri kwenda kwa aina nyingine ya umeme inayojulikana kama DC iliyopigwa. DC iliyosukuma hufanya sawa na umeme wa AC kwenye transformer - asili ya 'pulsed' ya sasa inaunda uwanja wa sumaku kwenye waya ambayo huanguka na kurekebisha maelfu ya mara kila sekunde. DC hii inayovuta inawezesha transformer ndogo iliyoingia kwenye mzunguko ili kuongeza nguvu kutoka volts sita au kumi na mbili hadi mia kadhaa. Lakini kwa sababu ya njia ambayo usambazaji wa umeme hufanya kazi, umeme kwenye vituo ni "kupiga" kwa kiwango cha mara elfu kadhaa kwa sekunde. Kwa kweli tunaweza kusema kwamba umeme wa kiwango cha juu unatoka kwenye kifaa 'unazungusha.'

Wakati nguvu hii ya kupiga nguvu ya DC imeingizwa kwenye coil yetu ya msingi, inageuka coil kuwa sumaku ya umeme ambayo inaangazia uwanja unaobadilika haraka. Tunapoleta coil yetu ya sekondari karibu na ile ya msingi, mkondo hutengenezwa ndani yake kwa sababu ya uwanja wa sumaku. Sasa hii hupita kupitia LED, na kusababisha kuangaza. Mbali zaidi kutoka kwa coil ya msingi ambayo sekondari hupata, athari ya shamba la sumaku ina juu yake, na chini ya sasa huzalishwa. Vivyo hivyo, athari hii inaweza 'kupingwa' kwa kuongeza waya zaidi. Waya zaidi inamaanisha usumaku zaidi kwenye coil ya msingi, na waya zaidi kwenye coil ya sekondari inamaanisha kuwa zaidi ya uwanja huo wa sumaku unaweza kunaswa.

Kwa sababu ya hii, tunaweza kuiita mradi wetu 'hewa-msingi transformer' kwa sababu tunaunda kifaa ambacho kina coils mbili - msingi na sekondari - na hufanya kazi kwa kusukuma uwanja wa sumaku. Walakini, tofauti na transfoma ya jadi ambayo hutumia chuma 'kupitisha' uwanja wa sumaku kutoka kwa coil moja hadi nyingine, yetu haina chochote cha kubeba uwanja wa sumaku. Kwa hivyo, tunasema kuwa ina 'msingi wa hewa.' Kuweka mambo kwa kifupi, kifaa hiki kidogo, rahisi ni kuchukua tofauti kwa teknolojia kama kawaida kama mawingu angani.

Furahiya kifaa chako cha kuhamisha umeme bila waya, na asante kwa kusoma!