SLO - NAVODILA ZA UPORABO IN MONTAŽO Kat. št.: 63 18 51 www.conrad.si NAVODILA ZA UPORABO Učni komplet Franzis ''Preizkusi s Teslino energijo'' Kataloška št.
Kazalo Izključitev odgovornosti ........................................................................................................... 2 1 Uvod ..................................................................................................................................... 2 2 Priprave ................................................................................................................................ 3 3 Kvarčni oscilator .................................................................
energije med usklajenimi nihajnimi krogi. Pri tem pogosto prihaja do presenetljivih rezultatov kot je npr. skoraj popolni prenos energije, pri čemer ima vzbujajoči krog manjšo napetost od vzbujanega. V nekaterih primerih se v zvezi s tem govori o izkoristku nad 100 % ter se razglaša odkritje ''perpetuum mobile'', kar je seveda s fizikalnega vidika popolnoma narobe. Kaj se tu dejansko zgodi, pa je možno z enostavnimi preizkusi z lahkoto razumeti.
Za napajanje služi 9 V baterija, ki pa učnemu kompletu ni priložena, temveč jo je treba nabaviti posebej. Alkalne baterije imajo daljšo življenjsko dobo kot enostavne cink-ogljikove baterije, vendar pa zahtevajo tudi večjo previdnost, saj lahko oddajajo večji kratkostični tok. Nekateri izbrani preizkusi potrebujejo večjo napetost. V tem primeru je treba zaporedno vezati dve ali tri baterije. Slika 2.
Slika 2.4: Upor Barvna koda se odčitava z izhodiščem na obroču, ki se nahaja bliže robu upora. Pri štirih obročih prvi trije predstavljajo tri številke, četrti pa množitelja za vrednost upora v ohmih. Peti obroč (rjav) navaja toleranco 1 %. Upor z obroči rumene, vijolične, črne in črne barve ima vrednost 470 ohmov.
PNP-tranzistor BC557C ima popolnoma enako razporeditev priključkov kot NPN-tranzistor BC547C. Stikalni simboli se razlikujejo samo v smeri puščice emitorja. Zamenjava tranzistorjev v navedenih vezjih sicer ne pripelje do poškodb, vendar preprečuje pravilno delovanje. Kvarc s frekvenco 13,56 MHz skrbi za ohranjanje natančne frekvence oscilatorja. Vsi preizkusi brez težav vedno delujejo na pravilni frekvenci. Slika 2.7: Kvarc 3 Kvarčni oscilator ...............................................................
Slika 3.2: Sestava kvarčnega oscilatorja Vključite obratovalno napetost. Če obe LED svetita, potem je to jasen znak, da oscilator pravilno niha. Če ne, potem je nekje napaka. Preverite naslednje možne vire napake: •.Ali je baterija še dobro in pravilno priključena? Izmerite napetost pod obremenitvijo s ..pomočjo voltmetra ali pa imejte pripravljeno novo baterijo za namen primerjave. • Ali je tranzistor pravilno vstavljen? Prepričajte se, da tranzistorjev BC547 (NPN) in BC557 ..(PNP) niste zamenjali.
4 Nihajni krog Pri tem preizkusu se prvič uporabi nihajni krog iz tuljave in kondenzatorja. Za kasnejše preizkuse potrebujete skupno dve tuljavi za nihajni krog z 9 navoji, 15 mm notranjim premerom in dolžino pribl. 20 mm ter dve povezovalni tuljavi s samo štirimi navoji. Uspešnost preizkusov je v veliki meri odvisna od tuljav, ki jih sami sestavite, tako da jih navijete kot prostostoječe zračne tuljave. Kot ovojni nastavek s 14 mm zunanjim premerom služi npr. baterija tipa AA (Mignon).
Slika 4.2: Uporaba tuljave na izhodu oscilatorja Najprej sestavite vezje še brez kondenzatorja, ki je označen s črtkanimi črticami. Opazili boste, da LED sveti samo še zelo šibko ali pa sploh ne. Če namreč izračunamo induktivno upornost tuljave pri delovni frekvenci, potem pridemo na samo pribl. 80 Ω. Upad napetosti na tej induktivni upornosti je majhen. Šele od 1,6 V naprej začne LED šibko svetiti. Slika 4.3: Vzporedni nihanji krog Nato vzporedno s tuljavo vstavite drugi kondenzator s 150 pF.
Emitorski upor s 470 Ω povzroča negativno povratno vezavo in definiran izhodni tok. Izhod je zaščiten pred kratkim stikom in napačno prilagoditvijo, saj izhodna stopnja deluje kot krmiljen vir napajanja. Sicer je z drugimi vezavami možno doseči večjo izhodno moč, vendar je prikazan ojačevalnik primeren za eksperimentalno delo. Tok je omejen na pribl. 20 mA, s čimer omogoča daljšo življenjsko dobo baterije. Izhod ima poleg tega visoko notranjo upornost, s čimer v izhodni krog komajda prinaša dodatno dušenje.
Slika 5.3: Sestava z ojačevalnikom in nihajnim krogom Nato previdno spreminjajte dolžino tuljave za nihajni krog. Ugotovili boste, da obstaja jasen maksimum svetilnosti LED pri točno določeni dolžini. Nihajni krog ima nato svojo maksimalno nihajno amplitudo. Tuljava za nihajni krog in povezovalna tuljava tvorita transformator. Iz tega razloga je maksimum tudi viden na primarni strani s pomočjo svetilnosti LED. Nastavitev resonance ni tako enostavna in zahteva nekaj spretnosti.
odvisno od vlažnosti kože. Druga možnost je, da se tuljave dotaknete z izvijačem ter tako dosežete močno dušenje z vrtinčnimi tokovi železa. Dodatni preizkus 2: Povezovalno tuljavo do polovice izvlecite iz tuljave za nihajni krog. Tako dosežete slabšo vezavo. Nihajni krog se manj duši in ima večji faktor kakovosti in manjšo pasovno širino. Resonančni maksimum je sedaj še ostrejši in zahteva posebej natančno naravnavanje. Dodatni preizkus 3: Povezovalno tuljavo v celoti izvlecite iz tuljave za nihajni krog.
Dodatni preizkus 1: Odstranite prvo LED na izhodu visokofrekvenčnega ojačevalnika. Sedaj morate nihajni krog morda na novo naravnati, saj ima vsaka LED tudi svojo kapaciteto, ki malce zniža frekvenco. Preostala LED nato svetleje sveti, kar pomeni, da se prek nihajnega kroga proizvaja več moči. Dodatni preizkus 2: Povečajte obratovalno napetost za povečanje izhodne moči in s tem svetilnosti LED. Zaporedno povežite dve ali tri 9 V blok baterije.
Slika 7.1: Oddajnik z nizkofrekvenčnim modulacijskim vhodom Slika 7.2: Priključki za modulacijo in anteno Oscilogram na sliki 7.3 je bil posnet z nizkofrekvenčnim generatorjem zvoka kot modulatorjem. Nastavitev ojačanja brez popačitev v bližini 100 % stopnje modulacije je jasno vidna. Poskus sprejema s kratkovalovnim radiem potrdi čisto modulacijo. Šele pri preobremenitvi ojačevalnika nastopijo slišne popačitve. Slika 7.
možno udejanjiti samo močno skrajšano anteno, pri čemer se dejansko odda le majhen del visokofrekvenčne moči, ki je na voljo. Velika večina se v nihajnem krogu pretvori v toploto. Kljub temu je možno z lahkoto doseči domet nad 20 m. Najbolje je, da kratko anteno dolžine pribl. enega metra priključite na vročem koncu nihajnega kroga, ki ima karseda visoko resonančno napetost. LED potrebujete samo za nastavitev optimalne resonance, nato jo je treba odstraniti.
Slika 8.1: Magnetno povezana nihajna kroga Slika 8.2: Sestava drugega nihajnega kroga Pri sestavi vezja upoštevajte, da se prva tuljava za nihajni krog še nahaja na levi polovici preizkusne ploščice in je povezana z maso. V nasprotju s tem pa desna tuljava zaradi prekinitve masne letve ni prevodno povezana. Prvo tuljavo najprej nastavite na maksimalno svetilnost. Šele nato sestavite dodaten resonančni krog. Nato drugi krog uskladite z resonančno frekvenco.
Dodatni preizkus 2: Drugi krog opremite s povezovalno tuljavo in LED. V primeru resonance dodatna LED prikazuje maksimalno svetilnost, prva LED pa minimalno svetilnost. V ekstremnem primeru se lahko zgodi, da prva LED na izhodu oddajnika ne sveti, medtem ko LED na drugem nihajnem krogu doseže maksimalno svetilnost. Nihajni krog z majhno napetostjo torej vzbudi drug nihajni krog, ki poveča svojo napetost.
Slika 8.5: Vzporedna vezava emitorskih uporov 9 Električna vezava nihajnih krogov ..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
razloga se ponuja drug vzorec razlage: Obe žici skupaj tvorita kondenzator. Vezava nihajnih krogov torej poteka prek električnega polja med obema žicama. Slika 9.2: Električna vezava prek prepletenih antenskih žic Pri sestavi vezja upoštevajte žični mostiček za povezavo obeh masnih letev. Dovolj močno vezavo dosežete samo v primeru, da imata oba nihajna kroga skupno maso. Dodatni preizkus 1: Obe antenski žici prepletite na dolžini 5 cm. Tako nastane majhen kondenzator s kapaciteto pribl. 5 pF.
Slika 10.1: Uporaba magnetne poljske sonde Slika 10.2: Sestava poljske sonde Pri sestavi upoštevajte prekinitev povezovalne letve na sredini kontaktnega traku. LED in povezovalna tuljava morajo biti povezane na desni polovici, tako da so popolnoma izolirane od nihajnega kroga. Dodatni preizkus 1: Preizkusite različne položaje in kote. Ugotovili boste, da je možna učinkovita vezava tako v vzdolžni smeri obeh tuljav kot tudi pri vzporedni razporeditvi.
11 Enožični energijski vodnik Za učinkovit prenos energije s samo eno žico uporabite visokofrekvenčno poljsko sondo iz prejšnjega odstavka. Ta preizkus na prvi pogled nasprotuje vsemu, kar ste se naučili o električnih tokokrogih. Zaprt električni tokokrog vedno potrebuje tudi povratni vodnik. Tukaj pa prenos energije deluje tudi s samo eno žico. Slika 11.1: Prenos energije prek ene žice Slika 11.
Oddajnik ima večjo kapaciteto mase kot sprejemnik, saj je vezje v celoti večje, poleg tega pa baterija predstavlja dodatno površino ploščice. Natančne vrednosti so zelo močno odvisne od okolice. 20 pF in 5 pF sta samo ocenjeni povprečni vrednosti. Vendar pa je možno potegniti vzporednice s kapacitivno vezavo v 9. poglavju. Razlika je v tem, da sta vroči in hladni konec nihajnih krogov tukaj zamenjana. Slika 11.
Antena Vodnik za maso Slika 12.2: Vodnik za maso in antena na sprejemniku Na prvi pogled se razporeditev ujema z razporeditvijo električne vezave v 9. poglavju. Vendar je kapaciteta med obema antenskima žicama zaradi velike razdalje zelo majhna. Dejansko prenos energije tukaj ne temelji na kapaciteti med obema antenskima žicama, temveč na posamezni kapaciteti v primerjavi z zemljo. Ker vodnik za maso ni ozemljen, vodi napetost proti zemlji.
učinkovite vezave. Kvarci namesto nihajnih krogov (primerjajte priročnik ''Preizkusi s Teslino energijo'' na strani 94) omogočajo celo učinkovito vezavo pri samo 1 MHz. Dodatni preizkus 4: Skupni vodnik za maso povežite z ozemljitvenim priključkom. S tem preprečite prenos energije. To je dokaz, da je na vodniku za maso potrebna signalna napetost proti zemlji. Dodatni preizkus 5: Vodnik za maso z dodano žico podaljšajte na pet metrov ali več. Ugotovili boste, da se prenos energije praktično ne oslabi.
Conrad Electronic d.o.o. k.d. Ljubljanska c. 66, 1290 Grosuplje Fax: 01/78 11 250, Tel: 01/78 11 248 www.conrad.si, info@conrad.si GARANCIJSKI LIST Izdelek: Učni komplet Franzis ''Preizkusi s Teslino energijo'' Kat. št.: 63 18 51 Garancijska izjava: Proizvajalec jamči za kakovost oziroma brezhibno delovanje v garancijskem roku, ki začne teči z izročitvijo blaga potrošniku. Garancija velja na območju Republike Slovenije. Garancija za izdelek je 1 leto.