بناء وشيعة تيسلا حديثة

[عضو محذوف 759]

في الحقيقة، هناك الكثير من النماذج التي يمكنك بنائها. فالهواة المهتمون بهذه الوشيعة العجيبة لم يتركوا وسيلة إلا واختبروها من أجل الحصول على أفضل النتائج. وقد برعوا بهذا المجال فعلاً بحيث طرأت تحسينات كثيرة في المنظومة.

أحد الهواة يراقب وشيعته خلال عملها

من أجل إظهار بساطة الجهاز قبل الدخول في التفاصيل، الشكل التالي يبيّن لك المبدأ البسيط الذي تعمل وفقه الوشيعة:

نموذج بدائي لوشيعة تيسلا
أسماء العناصر المبيّنة في الصورة السابقة:

[1] مدخل كهربائي من مصدر التيار المتناوب العادي. [2] محوّل نيون. [3] حيّز شرارة. [4] القطب المؤلّف من مجموع الأسلاك المغطسة في زجاجات البيرة. [5] زجاجات بيرة أو حليب. [6] ماء مالحة أو محلول كهروليت. [7] ورق ألمنيوم ملفوف حول الزجاجة من الخارج. [8] صفيحة معدنية (ملامسة للأوراق المعدنية الملفوفة حول الزجاجات). [9] سلك من عيار 14 يؤلّف الوشيعة الأولية. [10] الوشيعة الأوّلية. [11] قضبان من خشب أو بلاستيك للمحافظة على شكل الوشيعة. [12] الوشيعة الثانوية، سلك من عيار 24 ملفوف حول أنبوب بلاستيك. [13] قطعة برسلانية عازلة.

العناصر المُستخدمة:

1ـ محوّل (ترانس) نيون، 15.000 فولط ـ 30 mA. هو الترانس الذي يُستخدم في أنابيب النيون لللافتات الاستعراضية.

2ـ حيّز شرارة: وهو عبارة فراغ بين نهايتي شريط معدني (كالذي يُستخدم في نشر الغسيل). ومسافة الحيّز بين النهايتين هي 1.2 سنتيمتر (نصف بوصة) ولتثبيتها في مكانها، يمكن إدخال كل نهاية في أحد جوانب كوب بلاستيكي).

3ـ المكثفات: من أجل صنع مكثفات مجدية وعملية، استخدم 6 زجاجات حليب (أو بيرة) ملفوفة بورق الألمنيوم، ومملوءة بماء مالح. أما الأقطاب: فهي كما يلي: القطب [1]: كل زجاج يُغطس فيها سلك نحاسي ثخين (عيار 14)، ونهايات الأسلاك الخارجة من الزجاجات موصولة بسلك رئيسي واحد. القطب [2]: جميع الزجاجات، الملفوفة بورق ألمنيوم، توقّف جميعاً على صينية أو صفيحة معدنية، وهذه الصفيحة المعدنية موصولة بسلك واحد يمثّل قطب. تذكّر أن تعزل الصفيحة المعدنية عن الأرض من خلال وضعها على لوح من الخشب.

4ـ اللفّة الرئيسية: عبارة عن سلك نحاسي ثخين (عيار 14) ملفوف بشكل حلزوني حول الوشيعة الثانوية اسطوانية الشكل (مشكّل حلقات متباعدة عن بعضها عمودياً)، وبدائرة قطرها أوسع بمرتين من قطر الوشيعة الثانوية. من أجل المحافظة على شكلها الحلزوني، قم بدعمها بقضبان خشبية مغروسة عمودياً في القاعدة الخشبية التي تحمل الوشيعة بالكامل.

5ـ الوشيعة الثانوية (اللفّة الثانوية): عبارة عن سلك نحاسي رفيع مكسو بالورنيش، ملفوف حول أنبوب بلاستيكي PVC قطره 3 بوصة (دون ترك فراغات بين اللفة والأخرى). ومُثبّت على قمة الأنبوب قطعة عازلة من البورسلان.

أما المخطط التقني لهذه المنظومة البسيطة، فهي كما يلي:

وشيعة تيسلا ذات الدارة الإلكترونية

لقد وصفت في الفقرات السابقة نموذج بدائي وبسيط من منظومة وشيعة تيسلا، لكن هذا لا يعني أنني أنصحك بتطبيقه عملياً. إن القصد هو شرح المبدأ بطريقة يمكن استيعابها بسهولة. أما الوسيلة الأكثر أماناً وفعالية، فهي تحويل المنظومة الموصوفة سابقاً من دارة كهربائية ذات الجهد العالي (الخطير جداً) إلى دارة إلكترونية يمكن وصلها مباشرة إلى قابس كهربائي في الجدار. وبعد أن تصبح خبيراً متمرساً بهذا المجال تستطيع حينها الإبداع في زيادة أو إنقاص أو تحسين العناصر الداخلة في تركيبة المنظومة. لكن في البداية، وجب الالتزام بالإرشادات حيث من المفروض أن لا تنسى بأنك تتعامل مع جهود كهربائية عالية جداً.

فيما يلي إحدى الإرشادات المفصّلة لبناء وشيعة تيسلا الإلكترونية، وقد اقتبستها من إحدى المراجع المسؤولة. مع العلم أن هناك الآلاف من المراجع التي يمكنك الحصول عليها من شبكة الإنترنت. كل ما عليك فعله هو إدخال الكلمة Tesla Coil وسوف تحصل على ما تريده من معلومات.

1ـ قطعة من برسلانية عازلة
2ـ الوشيعة الثانوية
3ـ الوشيعة الأوّلية
4ـ حيّز الشرارة
5ـ عمود التأريض
6ـ قاعدة الوشيعة
7ـ لوح العناصر الإلكترونية

صناعة هيكل الوشيعة:

قاعدة الوشيعة: الرقم [6] في صورة الوشيعة

وهي القاعدة التي سيثبّت عليها الوشيعتين L1 وL2 بحيث تحافظان على موقعهما وتماسكهما. هي عبارة عن قطعة دائرية الشكل، من "الفايبر غلاس" سماكتها نصف بوصة (1.5 سم تقريباً)، قطرها 22.86 سنتيمتر (9 بوصة)

وصف تخطيط القاعدة:

ـ الثقوب: [1] و[2] و[3] و[4] هي لإدخال الأرجل الخشبية التي سترفع القاعدة عن الأرض مسافة لا تقل عن خمسة سنتيمتر، لكن إذا أردت تثبيتها فوق لوح العناصر الإلكترونية (الرقم [7]) كما في الصورة المرقّمة للوشيعة، اجعل طول الأخشاب حوالي 10 سم. أما قطر كل ثقب، فلا يقل عن واحد سنتيمتر.

ـ الثقب [5] هو لتثبيت عمود التأريض (كما هو مبيّن في الصورة المرقّمة للوشيعة، الرقم [5])، اجعله بطريقة يمكنك من خلالها إزالته أو تثبيته حسب التجارب التي تريد إجرائها.

ـ الثقبين الصغيرين [6] هما لتثبين قطبي حيّز الشرارة (كما هو مبيّن في الصورة المرقّمة للوشيعة، الرقم [4]).

الوشيعة الأوّلية: الرقم [3] في صورة الوشيعة

الوشيعة الأولية L1 هي عبارة عن سلك نحاسي معزول من عيار 12، ملفوف حول اسطوانة من البلاستيك (تُستخدم في تمديدات المجاري الصحية) قطرها 10.16 سنتيمتر (4 بوصة)، وطولها 12.70 سنتيمتر.

طريقة اللّف:

ـ تأتي بسلك ثخين معزول من عيار 12، طوله 8 متر تقريباً، ثم قم بتقشير مقطع من الطبقة العازلة (على طول 0.5 سم) عند كل نقطة تفصل بينها مسافة 30.48 سنتيمتر (ذلك لكي تتمكّن من توليف الوشيعة مستخدماً الملقط الذي ستنقله من نقطة مقشورة إلى أخرى). تابع في تقشير المقاطع مبتدءاً من رأس السلك حتى تنتهي في منتصفه (أي بعد مسافة 4 متر) تكون حينها قد صنعت 12 مقطع مقشور. أما النصف الآخر من السلك فأتركه دون صنع مقاطع مقشورة.

ـ حدّد منطقة لّف السلك حول الأنبوب، تاركاً مسافة 3.30 سنتيمتر من نهاية الأنبوب السُفلى، ذلك لكي تترك مساحة لوضع زوايا تثبيت تمسك الأنبوب مع القاعدة (هي غير موصوفة هنا، قم بذلك على طريقتك الخاصة). واترك مسافة حرة بين الحد الأعلى من اللّفة والنهاية العليا للأنبوب تقدّر بـ 1.5 سنتيمتر.

ـ ابدأ في لفّ السلك حول الأنبوب مبتدءاً من الأعلى، مستخدماً النصف ذات المقاطع المقشورة من السلك. اصنع ثقبين صغيرين في الأنبوب، الأوّل من أعلى اللّفة لإدخال نهاية السلك العليا، والآخر أسفل اللّفة من اجل إدخال نهاية السلك السفلى. هذه الثقوب هي من أجل تثبيت السلك جيداً

الوشيعة الأولية: لفّ السلك حول الأنبوب
الوشيعة الثانوية: الرقم [2] في صورة الوشيعة

الوشيعة الثانوية L2 هي عبارة عن أنبوب بلاستيكي (يُستخدم في التمديدات الصحية أو الكهربائية) قطره 3.81 سنتيمتر (1.5 بوصة). طول الأنبوب 60.96 سنتيمتر (24 بوصة). ملفوف حوله سلك نحاسي مطلي بالميناء (عيار 26). أنت بحاجة إلى سدادتين بلاستيكيتين تدخلان (عنوةً) في كل من نهايتي الأنبوب، ربما ستجد في سدادة خاصة لهذا النوع من الأنابيب وبالتالي تكون بنفس قياس.

طريقة اللّف:

أترك مسافة حرّة تقدّر بـ 2.5 سنتيمتر عند نهايتي الأنبوب بحيث تكون حرّة من اللّف. ابدأ بالّف مبتدءاً من إحدى نهايات الأنبوب (لا تنسى المسافة الحرّة)، حاول أن يكون اللّف مرتباً وأنيقاً بحيث تكون اللفات مصفوفة تماماً مع بعضها. أترك ما مسافة 15.24 سنتيمتر من الأسلاك غير الملفوفة عند نهايتي اللفّة، ذلك لإجراء التوصيلات. بعد الانتهاء من اللّف، رشّ اللّفة بمادة "الكريلون" Krylon clear #1301 acrylic لزيادة العزل والحماية من الرطوبة. قم برشّ عدة وجوه من هذه المادة (أو ما يعادلها في بلدك)، بحيث تترك الوجه الأول حتى يجف قبل أن ترشّ الوجه الآخر.. وهكذا

الوشيعة الثانوية

تجميع الوشائع مع القاعدة:

ـ ثبّت إحدى السدادتين البلاستيكيتين في مركز "قاعدة الوشيعة" بواسطة برغي/عزقة، واحرص على أن تكون موجّهة إلى أعلى بحيث يدخل فيها الأنبوب الذي سيقف عمودياً على القاعدة.

ـ تأتي بقطعتين معدنيتين على شكل L (زاوية)، ثبتها بطريقتك الخاصة على القاعدة بحيث تمسك بالوشيعة الأولية، التي ستكون محيطة بالسدادة المثبتة مسبقاً في المركز. (كما هو مذكور في الفقرة السابقة).

ـ قبل إدخال نهاية أنبوب الوشيعة الثانوية في السدادة المثبّتة على القاعدة، اصنع ثقباً صغيراً في أي منطقة بالسدادة واجعله يخرق السدادة والقاعدة معاً، ذلك لكي نمرّر السلك الزائد من اللّفة الثانوية. بعد الانتهاء من ذلك، قم بإدخال السدادة بأنبوب الوشعية الثانوية.

ـ أما السدادة الثانية التي ستُثبّت في النهاية الأخرى للأنبوب (قمة الوشيعة الثانوية)، فاصنع في مركزها ثقباً يسمح بمرور برغي من قياس #8-32، هذا البرغي سيُستخدم لتثبيت قطعة من برسلانية عازلة (كالتي تُستخدم في الأدوات الكهربائية، اختر قطعة مناسبة لهذا الأمر)، اجعل رأس البرغي من الأعلى والعزقة من الأسفل (داخل السدادة)، وقم بشحذ حواف رأس البرغي لكي يبدو مقبباً (خالي من الزوايا الحادة).

ـ أوصل السلك الزائد من أعلى اللفّة الثانوية بالبرغي خلال تثبيته مع القطعة البرسلانية العازلة على قمة الوشيعة.

حيّز الشرارة:

ـ اصنع ثقبين في قاعدة الوشيعة (أنظر في مخطط قاعدة الوشيعة) بحيث يمكن إدخال برغي من عيار #6-32. كل من هذين البرغيين سوف يدخل من الجانب الآخر بقطعة ألمنيوم مخروطة بطريقة تمثّل عزقة من جهة البرغي ومن الجهة الأخرى يتم تثبيت فيه أحد أسلاك الشرارة.

حيّز الشرارة:

ـ قطعة الألمنيوم الأولى تمسك سلك نحاسي ثخين من عيار 12 (أدخل في النهاية الأخرى لهذا السلك القصير قطعة من الخشب، كما هو مبيّن في الشكل، ذلك للإمساك بالسلك خلال تعديل حيّز الشرارة).

ـ قطعة الألمنيوم الثانية تمسك سلك معدني رفيع، ويفضّل ان يكون أقل من عيار 26 إذا وجد، ذلك لكي يتحسّن أداء حيّز الشرارة.

ـ قطعة الألمنيوم الأولى التي تمسك السلك النحاسي الثخين، هي موصولة بسلك طوله 30 سنتيمتر تقريباً وفي نهايته ملقط كهربائي (كما في شكل حيّز الشرارة). هذا الملقط هو من أجل تعديل مستوى أداء الوشيعة الأولية من خلال نقل الملقط من مقطع مقشور إلى آخر (صنعنا مقاطع مقشورة في سلك الوشيعة الأولية من أجل هذا الغرض)

ـ يمكنك تثبيت عمود التأريض في مكانه، وهو عبارة عن قضيب معدنة (مقلوض) قطره 0.5 سنتيمتر وطوله 73.66 سنتيمتر. ثبّت في قمته قطعة من أنبوب الألمنيوم لجمالية المنظر. تذكّر انه يمكنك جعل هذا العمود قابل للفك والتركيب بسهولة حسب نوع التجربة.

الدارة الإلكترونية:

ذكرت في السابق بأنه يمكنك تثبيت الدارة الإلكترونية على لوح خشبي أو بلاستيكي مُثبّت بدوره تجت قاعدة الوشيعة

أما مخطط الدارة، فهو مبيّن بالكامل في الصفحة التالية. استعن بخبير في مجال الإلكترونيات لصنع الدارة والقيام بالتوصيلات اللازمة.

​

دارة الوشيعة بالكامل

​

تحذير مهم: لا تلمس أو تجري أي تعديلات في أي عنصر من عناصر الوشيعة أثناء تشغيلها. تذكّر أنك تتعامل مع جهود كهربائية عالية. الحيطة والحذر هما عاملان مصيريان في هذا المجال بالذات.

التشغيل والأداء:

* قبل تشغيل الدارة، افحص حيّز الشرارة، والسلك الرفيع والثخين اللذان يؤلفانه، خذا الملقط وثبته على إحدى المقاطع المقشورة في اللفّة الأولية (تذكّر بأنه يمكن نقل الملقط من مقطع مقشور إلى آخر في السلك حتى تحصل على أفضل أداء للوشيعة).

* والآن أوصل الشريط الكهربائي للجهاز بقابس الجدار (أو أي مصدر كهربائي تستخدمه)، شغّل الفاصل S1، وسوف تسمع بعدها مباشرة صوت تفريغ كهربائي عالي، وستشاهد تفريغاً كهربائياً أزرق اللون ينطلق من رأس البرغي المثبتة في قمة الوشيعة الثانوية L2.

* بعدها، أطفئ الجهاز، وقم بنقل الملقط من مقطع مقشور إلى مقطع آخر في اللفة الأولية L1. بعد نقل الملقط، شغّل الجهاز وراقب كيف يتغيّر أداء أو سلوك الشرارة المنطلقة من قمة اللفّة الثانية L2. استمر في تكرار هذه العملية (إطفاء ـ نقل الملقط ـ تشغيل) حتى تحصل على أفضل نتيجة.

* من أجل التعرّف على التباين الحاصل في أداء الوشيعة خلال تعديلها (بواسطة نقل الملقط)، ثبّت عمود التأريض إلى جانب الوشيعة بحيث يتشكّل حيّز شرارة شبه عمودية بين قمة الوشيعة ورأس عمود التأريض ومسافتها بين 3 إلى 5 سنتيمتر. عندما تكون وشيعة تيسلا معدّلة بشكل جيّد، فسوف تنتج شرارة طولها 5 سنتيمتر بين قمة الوشيعة الثانوية رأس عمود التأريض.

* سوف يشكّل تفريغ الشرارة منظراً رائعاً في غرفة مظلمة. كما أنك تستطيع إنارة مصباح فلوريسنت على بعد نصف متر من قمة الوشيعة الثانوية. أما المصباح الحراري العادي، فعندما يصبح على مسافة عشرة سنتيمتر أو أكثر من قمة الوشيعة، فسوف يتشكّل داخله ضوءاً غريباً ينطلق من سلك المصباح إلى جدرانه الزجاجية. أما أنابيب النيون، فيمكنها الإضاءة بسطوع عند اقترابها إلى نقطة معيّنة حول الوشيعة. إن التجارب التي يمكنك إقامتها هي كثيرة وممتعة.

قائمة بالقطع والعناصر المُستخدمة
​

شبه موصلات:

U1 = 555 Timer/Oscillator, IC. (NO CMOS!)

Q1 = 2N3906 general purpose PNP silicon transistor

Q2 = MJE34, NTE197 (or similar), audio freq. PNP silicon power transistor

Q3,Q4 = 2N3055 NPN silicon power transistor, TO-3

D1-D4 = 1N5408, 3A, 100-PIV, silicon rectifier diode

المقاومات:

All resistors are 1/2-watt, 5% units, unless otherwise noted

R1 = 470 ohm

R2,R7,R8 = 1K

R3,R4,R6 = 10K

R5 = 2K2 (2200 ohm)

R9-R12 = 100 ohm, 1-watt

المكثفات:

C1 = 2200Uf, 50V, electrolytic

C2 = 47Uf, 25V, electrolytic

C3 = 0.47Uf, 100V, mylar

C4 = 0.33Uf, 100V, mylar

C5 = 1500Pf, 10KV, (3 parallel connected 500Pf doorknob capacitors

قطع أخرى:

F1 = Fuse, 1A, 3AG

L1,L2 = TESLA COIL

S1 = SPST miniature toggle switch

T1 = 117VAC primary, 18VAC secondary, 2A, step-down transformer

T2 = Automobile ignition coil (Ford #6S25, or similar)​

.....................
نقلاً عن سايكوجين

إضافات مفيدة

How to make a tesla coil

Building a tesla coil -1

Building a tesla coil -2

Building a tesla coil -3

علاء الحلبي - الطاقة الحرة
-------------​