普通の高校のプロジェクトであろうと、驚異的なアークプロジェクトであろうと、テスラコイルは常に構築するのが楽しく、プロジェクトをクールで魅力的に見せることは間違いありません。テスラコイルは、小さな入力電力（9V）が供給されたときに空気中に高電圧電界を生成する単純なコイルであり、この電界は小さな電球を光らせるのに十分な強さです。この原理は、誘導電動機、AC電流、ネオン管、リモコンなどの発明の功績もあるニコラ・テスラによって発明され ました。
このミニテスラコイル回路は非常にシンプルで、9V電池と一般的に入手可能な電子部品がほとんどないため、非常に簡単に構築できます（指を交差させます）。すでにこのプロジェクトを試し、結果を得ることができなかった人はほんの一握りです。これは主に、一般的に発生するいくつかの微妙な間違いが原因です。したがって、すでにテスラコイルをあきらめているかどうか、またはこのトピックにまったく慣れていないかどうかは関係ありません。このチュートリアルは、テスラコイルを構築およびデバッグして機能させるための最後の手段になります。このDIYチュートリアルでは、9Vバッテリーで簡単なテスラコイルを作成し、ワイヤレスで電力を送信する方法を学習します。
警告： これは高電圧プロジェクトであるため、自分が何をしているのかを常に把握しておく必要があります。電圧は致命的ではありませんが、アークに直接接触すると神経や組織に損傷を与える可能性があります。それほど心配する必要はありませんが、電源がオンになっている間はコイルに触れないように常に注意してください。
ミニチュアテスラコイルを構築するために必要なコンポーネント
- 磁気ワイヤー別名エナメル銅線
- 22K抵抗
- 2N2222トランジスタ
- 導いた
- 通常のブレッドボードワイヤー
- 非導電性の円筒形の物体
- 9Vバッテリー（または5V電源）
- ブレッドボード
ミニテスラコイルの動作：
テスラコイルの作成を開始する前に、それがどのように機能するかを知ることが非常に重要です。そうして初めて、ビルドとデバッグを正常に行うことができます。テスラコイルは、電磁誘導の原理で動作します。それに応じて、導体が変化する磁場の下に置かれると、小さな電流が導体の内部に誘導されます。テスラコイルの場合、この導体は二次コイルと呼ばれ、変動する磁場は、一次コイルに振動電流を流すことによって一次コイルによって生成されます。
少し混乱しているように聞こえるかもしれませんが、物事が非常に明確になる回路図に進みましょう。
ミニ9Vテスラコイル回路図：
以下に示すミニテスラコイルプロジェクトの回路図 は非常に単純です。それで、それがどのように機能するかを理解し、それを構築する方法を学びましょう。このミニテスラコイル図 の主要コンポーネントは、二次コイル（金色）です。これは、円筒形の物体（非導電性の物体でも機能します）に磁気ワイヤー（エナメル）を巻いて作られています。
2N2222のような高電流高周波トランジスタを使用して、一次コイル（紫色）に電流を供給します。セットアップ全体は、上記のように9Vバッテリーで駆動されます。バッテリーのプラス側は一次コイルを介してトランジスターのコレクターに到達し、エミッターは接地されます。これは、トランジスタが導通するたびに、一次コイルに電流が流れることを意味します。 LEDダイオードと2次コイルの一端もトランジスタのベースに接続されて回路を発振させます。これにより、トランジスタは発振電流を1次コイルに送ります。より技術的になり、電流がどのように振動するかを学びたい場合は、 「スレイヤーエキサイター回路」を グーグルで検索できます。
したがって、この配置では、振動電流を持ち、したがってその周りに磁束を運ぶ一次コイルがあります。ここで、このコイルは2次コイルに巻かれているため、電磁誘導の法則に従って、2次コイルに電圧が誘導されます。二次コイルの巻数は一次コイルよりも非常に大きいため、この電圧は非常に高い電圧になります。したがって、このコイルの周囲には非常に強い電束があり、通常のCFL電球を発光させるのに十分強力であり、ワイヤレス電力伝送。
二次コイルの巻き方：
このプロジェクトで非常に重要なステップの1つは、2次コイルを巻くことです。これは時間のかかるプロセスであるため、この部分で急いではいけません。まず、エナメルコイルワイヤーとも呼ばれる磁気コイルが必要になります。これらのワイヤーは、リレーコイル、変圧器、さらにはモーターの内部にあります。再利用することも、新しいものを購入することもできます。ワイヤーが細いほど、結果は良くなります。
磁気ワイヤーの準備ができたら、円筒形のオブジェクトが必要になります。このオブジェクトを選択する際の唯一のルールは、導電性であってはならないということです。PVCパイプ、段ボールロールを選択するか、4〜5枚のA4シートを積み重ねて巻き上げることもできます。シリンダーの直径は5cmから10cmの間で、長さは少なくとも10cmでなければなりません。オブジェクトが長いほど、収まるターン数が多くなります。
コイルと円筒形の物体を入手したら、巻き取りプロセスを開始します。数回転巻き、テープを使用して最初に巻き取りを固定してから、完全な巻き取りに進みます。巻くときは、以下のヒントに必ず従ってください。
- コイルをできるだけ近づけて巻きます
- あるコイルを別のコイルに重ねないでください
- 最小150ターンを取得するようにしてください。通常、300ターンの値が適切です。
よくある誤解：
この回路はテスラコイルのように動作しますが、実際のテスラコイルからはほど遠いです。この回路の正しい名前は、 スレイヤーエキサイターテスラコイル または プアマンテスラコイルです。 この回路で学び、資金を得ることができますが、これはテスラコイルではないことに注意してください。そうは言っても、私たちのプロジェクトを進めましょう。コイルの準備ができたら、プロジェクトはほぼ90％完了します。その後は、回路図に従って接続しますが、「テスラコイルが機能しないのはなぜですか」というよくある質問がいくつかあります。あなたが以下の答えを見つけることができる質問。
- このトランジスタと完全に同等のものを選択することがわかっている場合を除き、2N2222の代わりに通常のトランジスタを使用しないでください。
- 抵抗器22Kは、完全に同じである必要はなく、12Kから30Kのどこでもかまいません。
- 安価なバッテリーはこの回路で5分以上持続しないため、使用している9Vバッテリーが新品であることを確認してください。Arduinoまたは+ 5Vを供給できるものがある場合は、それも使用できます。
- コイルの巻き数に問題はありませんが、少なくとも150回の巻き数が必要です。カウントは、非常に正確である必要があります。
- 回路は5Vから10Vまで動作できます。ただし、500mAを超えて押し込まないでください
- LEDは光る以外の目的があります。実際にはトランジスタを切り替えるために使用されるので、無視しないでください。赤色のLEDで問題なく動作します。
- 回路に電力が供給されているときにLEDが点灯する場合と点灯しない場合がありますので、心配する必要はありません。
- 二次コイルの自由端で火花（アーク）が発生する場合と発生しない場合がありますが、それについても心配する必要はありません。アークが発生した場合は触れないでください。
- 通常のCFL電球を使用してのみ回路が機能しているかどうかを常に確認してください。
- 二次コイルの上に金属負荷（箔紙）を追加することはオプションですが、それは確かに結果を改善しますが、基本的な作業出力を得るために必須ではありません。
- シューという音が聞こえる可能性はほとんどないので、期待しないでください。
9Vミニテスラコイルの構築とテスト：
回路図に示すように、手順に従ってコイルを巻き、ブレッドボードを使用して接続します。すべてが完了すると、ミニテスラコイルプロジェクトは次のようになります。
私は22Kの抵抗器などを持っていないので、回路に示すように2つの47Kの抵抗器を並列に使用しました。さて、いよいよ楽しい時間です。新しい9Vバッテリーを使用して回路に電力を供給し、CFL電球をコイルに近づけるだけで、下のビデオに示すように、CFL電球が単独で接続されていなくても光るのを見ることができます。チューブライトでも同じ効果が得られます。先に進んでそれを試してみてください。電流定格を上げるか、二次コイルの自由端にアークを発生させるために二次コイルの巻数を増やすことによって、プロジェクトを改善する余地がたくさんあります。しかし、それらはすべて新しいチュートリアルに残されています。
マルチメータを使用して回路が機能しているかどうかを確認することもできます。マルチメータを電圧モードにするだけです。回路のアースにある黒いプローブに触れ、赤いプローブを空中に浮かせたままにします。マルチメータは、以下に示すように非常に高い電圧を読み取ることができるはずです。ここで、メータは1247Vの非常に高い電圧を読み取ります。あなたはすでに警告されています、これらの高電圧のセットアップについては非常に注意してください。 ここで学ぶデジタルマルチメータの使用方法 。
NCVモードでクランプタイプマルチメータを使用して、フラックスの存在を確認することもできます。マルチメータをコイルに近づけると、点滅灯でビープ音が鳴り始めます。
しかし、待ってください!!!….、電球が光らない場合はどうなりますか。どこかで非常に微妙な問題になるのではないかと心配しないでください。最初に試す最も一般的な解決策は、一次コイルの極性を変更することです。つまり、一次コイルのコレクター側をバッテリーのプラスに接続し、一次コイルのバッテリーのプラス側をコレクターピンに接続します。これは、問題の解決に役立つはずです。そうでない場合は、新しい9V電池またはその他の信頼できる電源を使用してみてください。
それでも問題が発生した場合は、上記の一般的な誤解の見出しを読んで、回路の接続を確認してください。すべてが失敗した場合は、以下のコメントとして問題を投稿してください。私はあなたの回路が機能するように最善を尽くします。