Tweet
Tối ưu hóa cuộn Tesla
Tôi 68 tuổi, kỷ thuật viên điện-điện tử, cựu sinh viên khóa 11 trung đẳng điện tử trường Cao Đẳng Điện Học Phú Thọ. Lúc đó thầy Cung Tất Cường làm Giám Đốc,khóa này lúc tuyển vào 20 người ra trường là 11 người.
Nay tôi đã về hưu, ngoài thời gian tập thể đục và xem TV tôi còn khá nhiều thời gian rãnh rỗi. mấy tháng trước xem Youtube tôi bị cuộn Tesla hấp dẫn vì nhiều lý do một là phù hợp chuyên môn lại nữa có sẳn 1 cái dao động ký Tektronic 20Mhz cũ cộng với động lực tò mò muốn khám phá và cũng là học hỏi và nghiên cứu thôi liền theo dự án này . . .
Đến nay đã làm qua 2 mô hình 1 kiểu cổ điễn có khe đánh lữa kết quả chứa đến đâu đã từ bỏ vì tiếng ồn quá mức của nó. Nếu bạn cố gắng chịu đựng thì người thân của bạn hoặc hang xóm sẽ phiền bạn đấy. Nên tôi quay sang kiểu SSTC ( Solid state Tesla Coil).
Kết quả thì chưa hào nhoáng để trình diễn mà tôi đã làm hòng 1 trace cúa Osciloscope, và hàng 10 cặp mosfet và IBGT công suất. Nói ra không hổ thẹn là mình rất tức và bực nhiều khi nó chết ngay trước mắt mình mà đành bó tay, đi mua cái khác.
Nhưng tôi không hề hối tiếc những gì hư hỏng mất mát đó,rất đáng để bỏ ra để thu hoạch được hiểu biết, kinh nghiệm và điều đắc ý nhất là tôi phát hiện 1 điều có thể rất nhiểu người bỏ qua không biết hoặc không quan tâm tới.
Xin được phép trích nguyên văn từ “Wiki. English” trong topic The history of the Tesla coil:
Tesla was not the first to invent this circuit.[21][15]Henry Rowland built a spark-excited resonant transformer circuit (above) in 1889[2] and Elihu Thomson had experimented with similar circuits in 1890, including one which could produce 64 inch (1.6 m) sparks,[9][22][23][1] and other sources confirm Tesla was not the first.[14][24][15] However he was the first to see practical applications for it and patent it. Tesla did not perform detailed mathematical analyses of the circuit, relying instead on trial and error and his intuitive understanding of resonance.[8] He even realized that the secondary coil functioned as a quarter-wave resonator; he specified Tesla was not the first to invent this circuit.[21][15]Henry Rowland built a spark-excited resonant transformer circuit (above) in 1889[2] and Elihu Thomson had experimented with similar circuits in 1890, including one which could produce 64 inch (1.6 m) sparks,[9][22][23][1] and other sources confirm Tesla was not the first.[14][24][15] However he was the first to see practical applications for it and patent it. Tesla did not perform detailed mathematical analyses of the circuit, relying instead on trial and error and his intuitive understanding of resonance.[8] He even realized that the secondary coil functioned as a quarter-wave resonator; he specified the length of the wire in the secondary coil must be a quarter wavelength at the resonant frequency.[25][8]
Sụ nồi tiếng của Sir Nikola Tesla có thể nói ngắn gon trong câu “that the secondary coil functioned as a quarter-wave resonator; he specified the length of the wire in the secondary coil must be a quarter wavelength at the resonant frequency.[25][8])
Nhung qua nhiều tháng tìm tài liệu trên mạng qua 3 nguồn tiêu biểu từ 3 nhân vật vừa giỏi lý thuyết vủa gỏi thực hành qua thành quả của họ gồm:
1- Steve ward
2-Gao Guangyan
3- Barton B. Anderson với phần mềm JavaTC hổ trợ thiết kế cuộn Tesla trực quan cực hay.
Qua tài liệu mà tôi đọc đi đọc lại mấy vòng, tôi không thấy(hoặc chưa thấy) họ đề cập đên yếu tố đó.
Trong bài này tôi sẽ gới thiệu và nhấn mạnh đến yếu tố mà tôi cho là cốt lõi này.
Cuộn Tesla xây dựng trên nguyên lý cơ sở L1*C1=L2*C2 công thức này quá đơn giản nhưng vì các biến trong công thức là thả nổi nên có vô số thiết kế với đủ loại hình dạng kích cở. Làm cho nó nó chạy được là khá dể dàng, nhưng điều đáng nói ở đây nà nó đã hoạt động ở chế độ tối ưu chưa?
Đề cập đến chủ đề này nhiều bạn có kiến thức về điện-điện tử sẽ trả lời ngay là làm sao để hệ số phẩn chất Q của 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp là cao nhất có thể. Câu trả lời như thê là chưa đủ
Sir Tesla đã chỉ rỏ : Tesla coil là cuộn dao động cộng hưởng ¼ sóng.
Nghĩa là yếu tố kỷ thuật đầu tiên cần quan tâm là chiều dài cuộn dây thứ cấp phải bằng ¼ bước sóng của tần số cộng hưởng đó là yếu tố cốt lõi để cuộn Tesla chạy ổ chế độ có hiệu năng cao nhất cho điện áp và công suất tia lửa ra cao nhất.
Do đó lời khuyên đối với những ai sắp bắt tay vào làm cuộn Tesla ngoài những yếu tố có tính hiễn nhiên: Phải hiểu biết về sự nguy hiểm cũa việc bạn đính làm, những cơ sở vật chất cần thiết v,v. Tôi khuyên các bạn nên theo các bước nền tảng sau:
Theo công thức hệ số nhân áp Vout/Vin=√L2/L1 thì L2 càng có nhiều vòng dây thì độ lợi điện áp càng lớn nhung chỉ theo căn số bậc 2 của tỷ lệ L2/L1 chứ không theo bậc 1 giống như biến thế điện xoay chiều vì hệ số ghép của biến hế cộng hưởng Tesla nhỏ tư 0,05 đên0,3 trong chớ không tỷ lệ theo theo bậc 1 giống như biến thế điện xoay chiều 50Hz. Nhưng chiều dài cuộn thứ cấp không nên lớn hơn 3-4 lần đường kính lõi quấn dây sẽ làm mất tính cân đối về mỹ thuật lẫn kỹ thuật .
Sau khi chạy JaveTC bạn kiểm chứng về yếu tố “chiều dài cuộn dây thứ cấp phải bằng ¼ bước sóng của tần số cộng hưởng” có đạt không nếu không bạn cần điều chỉnh lại sao cho đạt.
Nếu có thể tôi sẽ lien hệ với tác giả phầm mêm JavaTC bổ sung yếu tính này.
Khi cuộn dây Tesla của tôi hoàn thành tôi sẽ có bài viết báo cáo và chia xẽ kinh nghiệm để các bạn nào muốn thực hiện cuộn Tesla sẽ nhanh chóng thành công gặt hái kết quả như mong đợi và ít hao tài tốn của tốn công.
Tôi 68 tuổi, kỷ thuật viên điện-điện tử, cựu sinh viên khóa 11 trung đẳng điện tử trường Cao Đẳng Điện Học Phú Thọ. Lúc đó thầy Cung Tất Cường làm Giám Đốc,khóa này lúc tuyển vào 20 người ra trường là 11 người.
Nay tôi đã về hưu, ngoài thời gian tập thể đục và xem TV tôi còn khá nhiều thời gian rãnh rỗi. mấy tháng trước xem Youtube tôi bị cuộn Tesla hấp dẫn vì nhiều lý do một là phù hợp chuyên môn lại nữa có sẳn 1 cái dao động ký Tektronic 20Mhz cũ cộng với động lực tò mò muốn khám phá và cũng là học hỏi và nghiên cứu thôi liền theo dự án này . . .
Đến nay đã làm qua 2 mô hình 1 kiểu cổ điễn có khe đánh lữa kết quả chứa đến đâu đã từ bỏ vì tiếng ồn quá mức của nó. Nếu bạn cố gắng chịu đựng thì người thân của bạn hoặc hang xóm sẽ phiền bạn đấy. Nên tôi quay sang kiểu SSTC ( Solid state Tesla Coil).
Kết quả thì chưa hào nhoáng để trình diễn mà tôi đã làm hòng 1 trace cúa Osciloscope, và hàng 10 cặp mosfet và IBGT công suất. Nói ra không hổ thẹn là mình rất tức và bực nhiều khi nó chết ngay trước mắt mình mà đành bó tay, đi mua cái khác.
Nhưng tôi không hề hối tiếc những gì hư hỏng mất mát đó,rất đáng để bỏ ra để thu hoạch được hiểu biết, kinh nghiệm và điều đắc ý nhất là tôi phát hiện 1 điều có thể rất nhiểu người bỏ qua không biết hoặc không quan tâm tới.
Xin được phép trích nguyên văn từ “Wiki. English” trong topic The history of the Tesla coil:
Tesla was not the first to invent this circuit.[21][15]Henry Rowland built a spark-excited resonant transformer circuit (above) in 1889[2] and Elihu Thomson had experimented with similar circuits in 1890, including one which could produce 64 inch (1.6 m) sparks,[9][22][23][1] and other sources confirm Tesla was not the first.[14][24][15] However he was the first to see practical applications for it and patent it. Tesla did not perform detailed mathematical analyses of the circuit, relying instead on trial and error and his intuitive understanding of resonance.[8] He even realized that the secondary coil functioned as a quarter-wave resonator; he specified Tesla was not the first to invent this circuit.[21][15]Henry Rowland built a spark-excited resonant transformer circuit (above) in 1889[2] and Elihu Thomson had experimented with similar circuits in 1890, including one which could produce 64 inch (1.6 m) sparks,[9][22][23][1] and other sources confirm Tesla was not the first.[14][24][15] However he was the first to see practical applications for it and patent it. Tesla did not perform detailed mathematical analyses of the circuit, relying instead on trial and error and his intuitive understanding of resonance.[8] He even realized that the secondary coil functioned as a quarter-wave resonator; he specified the length of the wire in the secondary coil must be a quarter wavelength at the resonant frequency.[25][8]
Sụ nồi tiếng của Sir Nikola Tesla có thể nói ngắn gon trong câu “that the secondary coil functioned as a quarter-wave resonator; he specified the length of the wire in the secondary coil must be a quarter wavelength at the resonant frequency.[25][8])
Nhung qua nhiều tháng tìm tài liệu trên mạng qua 3 nguồn tiêu biểu từ 3 nhân vật vừa giỏi lý thuyết vủa gỏi thực hành qua thành quả của họ gồm:
1- Steve ward
2-Gao Guangyan
3- Barton B. Anderson với phần mềm JavaTC hổ trợ thiết kế cuộn Tesla trực quan cực hay.
Qua tài liệu mà tôi đọc đi đọc lại mấy vòng, tôi không thấy(hoặc chưa thấy) họ đề cập đên yếu tố đó.
Trong bài này tôi sẽ gới thiệu và nhấn mạnh đến yếu tố mà tôi cho là cốt lõi này.
Cuộn Tesla xây dựng trên nguyên lý cơ sở L1*C1=L2*C2 công thức này quá đơn giản nhưng vì các biến trong công thức là thả nổi nên có vô số thiết kế với đủ loại hình dạng kích cở. Làm cho nó nó chạy được là khá dể dàng, nhưng điều đáng nói ở đây nà nó đã hoạt động ở chế độ tối ưu chưa?
Đề cập đến chủ đề này nhiều bạn có kiến thức về điện-điện tử sẽ trả lời ngay là làm sao để hệ số phẩn chất Q của 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp là cao nhất có thể. Câu trả lời như thê là chưa đủ
Sir Tesla đã chỉ rỏ : Tesla coil là cuộn dao động cộng hưởng ¼ sóng.
Nghĩa là yếu tố kỷ thuật đầu tiên cần quan tâm là chiều dài cuộn dây thứ cấp phải bằng ¼ bước sóng của tần số cộng hưởng đó là yếu tố cốt lõi để cuộn Tesla chạy ổ chế độ có hiệu năng cao nhất cho điện áp và công suất tia lửa ra cao nhất.
Do đó lời khuyên đối với những ai sắp bắt tay vào làm cuộn Tesla ngoài những yếu tố có tính hiễn nhiên: Phải hiểu biết về sự nguy hiểm cũa việc bạn đính làm, những cơ sở vật chất cần thiết v,v. Tôi khuyên các bạn nên theo các bước nền tảng sau:
- Thu thập thông tin trên mạng.
- Bạn chọn kích cở đường kính lõi quấn cuộn thứ cấp, chiều dài quấn dây trên lõi số vong dây quấn, hình dạng và kích cở tụ điện hình xuyến trên đầu cuộn thứ cấp và chạy JavaTC để bết tần cố cộng hưởng của cuộn thứ cấp.
- Dùng JavaTC vesion 2018 chạy trục tiếp trên mạng hổ trợ đắc lực về tính toán số liệu mô hình hóa cuộn thứ cấp, bạn tha hồ cho số liệu đầu vào, biến đổi các số liệu để thu hoạch kết quả tính toán chỉ trong 1 phần giây, cực hay!
- Các bước tiếp theo có tính đương nhiên có tính phục vụ và phụ thuộc
Theo công thức hệ số nhân áp Vout/Vin=√L2/L1 thì L2 càng có nhiều vòng dây thì độ lợi điện áp càng lớn nhung chỉ theo căn số bậc 2 của tỷ lệ L2/L1 chứ không theo bậc 1 giống như biến thế điện xoay chiều vì hệ số ghép của biến hế cộng hưởng Tesla nhỏ tư 0,05 đên0,3 trong chớ không tỷ lệ theo theo bậc 1 giống như biến thế điện xoay chiều 50Hz. Nhưng chiều dài cuộn thứ cấp không nên lớn hơn 3-4 lần đường kính lõi quấn dây sẽ làm mất tính cân đối về mỹ thuật lẫn kỹ thuật .
Sau khi chạy JaveTC bạn kiểm chứng về yếu tố “chiều dài cuộn dây thứ cấp phải bằng ¼ bước sóng của tần số cộng hưởng” có đạt không nếu không bạn cần điều chỉnh lại sao cho đạt.
Nếu có thể tôi sẽ lien hệ với tác giả phầm mêm JavaTC bổ sung yếu tính này.
Khi cuộn dây Tesla của tôi hoàn thành tôi sẽ có bài viết báo cáo và chia xẽ kinh nghiệm để các bạn nào muốn thực hiện cuộn Tesla sẽ nhanh chóng thành công gặt hái kết quả như mong đợi và ít hao tài tốn của tốn công.
Comment