2019 szeptember 18 - szerda

2.4.6.2.2. József relés Tesla Kapcsolója

József is kipróbálta a négy akkumulátoros Tesla Kapcsoló relés változatát. A részletek a következő sorokban olvashatók.

Kísérlet a rövid impulzusokkal

Az itt található kísérletet én is sikerrel ismételtem meg. Röviden be is mutatom, de leginkább a többletenergia fizikai magyarázata miatt írok.

A működés fizikai magyarázata

Bizonyára ismerősek a különféle szulfátoldó áramkörök (más néven akku aktivátor), amelyek képesek a kemény szulfátréteget is felbontani az elöregedett akkumulátorok lemezeiről. Úgy működnek, hogy valamilyen energiatároló elem (leggyakrabban induktivitás) feltöltődik az akkumulátorról, majd ugyanez az energia jóval rövidebb idő alatt visszatöltődik. A jelenség a kalapácsütéshez hasonlít. Egy kalapáccsal gyerekjáték beverni egy szöget a fába, de állandó erővel nem lenne könnyű benyomni. A rövidebb idő alatt leadott energia nagyobb teljesítményt jelent, és a molekulabontásnál a teljesítmény számít, nem az energia. Így működnek a vízautók impulzus üzemű vízbontói is. De ezért olyan jó hatásfokú a rövid impulzusokkal üzemeltetett fénycső is, ugyanis a gázok ionizálásánál is a teljesítmény számít, nem az energia.

Ha 1 J munkát 1 s alatt végzünk el, akkor 1 W teljesítményt kapunk. ( 1 W = 1 J/s ).

De ha 1 J munkát 1 ms alatt végzünk el, akkor 1 kW teljesítményt kapunk.

És ha 1 J munkát 1 µs alatt végzünk el, akkor már 1 MW teljesítményt kapunk.

És így tovább.

Az ólomakkumulátorok töltési folyamata sem más, mint szulfátbontás.

Egy kísérleti igazolás

Nézzük a különleges kialakítású elektronikus szulfátoldónkat, a Tesla Switch áramkört:

1.%20_25E1bra.%20Az%20akkumul_25E1torok%20kapcsol_25E1s_25E1nak%20k_25E9t%20_25FCteme 2.4.6.2.2. József relés Tesla Kapcsolója

1. ábra. Az akkumulátorok kapcsolásának két üteme

A felhasznált alkatrészek adatai:

  • C1 … C2 : 1000 µF / 100 V
  • U1 … U4 : 12 V / 7 Ah légmentesen zárt ólomakkumulátorok
  • Tr1 : 220V / 12V / 50 W
  • R1 : 220 V / 15 W

2.%20_25E1bra.%20Az%20Omron%20t_25EDpus_25FA%20rel_25E9 2.4.6.2.2. József relés Tesla Kapcsolója

2. ábra. A kapcsolgatáshoz használt relé

Ez fmax = 30 Hz kapcsolgatási frekvenciát bír követni.

A relét a következő áramkör vezérelte:

3.abra 2.4.6.2.2. József relés Tesla Kapcsolója

3. ábra. A relét vezérlő astabil multivibrátor

Ezzel precízen állítható a frekvencia, mivel ez egy feszültségvezérelt négyszöggenerátor. A vezérlő feszültség és ezáltal a frekvencia a P1 jelű potenciométerrel tág határok között lineárisan változtatható.

4.%20_25E1bra.%20A%20rel_25E9%20bek_25F6t_25E9se 2.4.6.2.2. József relés Tesla Kapcsolója

4. ábra. A relé bekötése

Az akkumulátorok lemezei erősen szulfátosak voltak. A kapocsfeszültségük 2 V körül volt. Hagyományos akkutöltővel kb. két napig tartó töltés után elérték a 13 V-ot. A belső ellenállásuk siralmas volt, ha bármelyikre egy 15 W-os izzót kötöttem, annak kapocsfeszültsége zuhanórepülésbe kezdett, egy percen belül 8…9 V-ra esett le. Az ilyen akkumulátorok ideálisak az ilyen "szulfátoldó" kezeléshez.

Elindítottam a bemutatott Tesla Switch áramkört. A relének egy maximális, de biztonsággal elviselhető frekvenciát állítottam be. Ez kb. 25…30 Hz lehetett. Az izzó maximális fényereje becslésem szerint kb. 50…60 Hz kapcsolgatási frekvenciánál lett volna. A kapcsolási rajzon látható két kondenzátor a trafó primer oldalával egy soros LC rezgőkört képez. Minél közelebb kerül ennek rezonancia-frekvenciájához a kapcsolgatás frekvenciája, az izzó annál jobban világít és az akkumulátorok töltése is annál jobb. (A soros rezgőkör ellenállása rezonancia-frekvencián a legkisebb).

A több órás üzemidő alatt az izzó világított, de az akkumulátorok kapocsfeszültsége nem esett semmit. Sőt, kb. fél óránként 0,1…0,2 V-ot emelkedett is.

A kísérlet csak az impulzus üzemű akkutöltés hatékonyságának bizonyítására alkalmas, ugyanis a relé érintkezői a köztük kialakuló villamos ívtől kezdtek szabálytalan időközönként összeolvadni. Ekkor a rugó kicsit késve tudta visszahúzni a lengőnyelvet. Ezért innentől kezdve az egyik oldali akku páros jobban töltődött. Az érintkezők megcsiszolása után még egy darabig üzemelt, majd csere következett.

A relés kapcsolgatás nem igazán megfelelő módszer ide. Miután az érintkezői elkezdenek a villamos ívtől olvadni, a kitüremkedő fémolvadék megakadályozza a többi érintkező záródását, mivel a fix érintkezők felülete többé már nincs egy síkban egymással. Ez a jelenség a kísérlet sikertelenségét okozhatja. Ez kiküszöbölhető lenne négy különálló relé alkalmazásával, de az érintkezők olvadása után azok sem zárják az áramkört megfelelően.

Ha nem légmentesen zárt akkumulátorokat használunk, és megindul a durranógáz képződése, akkor ne feledjük, hogy azt a relé szikrái is berobbanthatják és a szétrepülő műanyag darabok jelentik a legnagyobb veszélyt.

A rövid impulzusok gyakorlati hasznosítása

Szerintem így, négy akkumulátorral és relével nem tudjuk hasznosítani. Esetleg villanymotorral hajtott kommutátoros kapcsolóval. Vagy ha egyetlen akkumulátorhoz készítünk egy hagyományos szulfátoldóhoz hasonló áramkört, akkor talán az akkumulátor mindig feltöltött állapotban tartja magát. Az is egy járható út, ha egy villanymotort üzemeltetünk impulzusokkal és az így keletkező önindukciós feszültségtüskéket vezetjük vissza az akkumulátorba. Készült is ilyen modell, az Adams motor:

5.abra 2.4.6.2.2. József relés Tesla Kapcsolója

5. ábra. Az Adams motor működése

Az ábrán a piros kör a motor forgórésze a négy állandó mágnessel.

Működése:

  1. Amikor a mágnes közelít a kettős reed reléhez, akkor a két kapcsoló egyszerre záródik és a tekercs áramot kap az akkumulátorról.
  2. Majd amikor a mágnes elhagyja a kettős reed relét, a kapcsolók egyszerre nyitnak és a tekercs kikapcsolása miatt indukálódó feszültség egy áramimpulzust küld a diódákon keresztül az akkumulátorba. Ez az utóbbi egy rövid ideig tartó de nagy amplitúdójú impulzus, tehát rövid idő alatt leadott energiát, vagyis nagy töltő teljesítményt jelent.

A másik járható út a rövid impulzusok hasznosítására a vízbontás.

Hozzászólok!

A weblap további használatával Ön beleegyezik a sütik használatába. További információ

A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.

Bezárás