Ηλεκτρική μουσική από… πηνία Τέσλα!!

Ηλεκτρική μουσική από… πηνία Τέσλα!!

Ηλεκτρική Μουσική! Έχουμε ακούσει για την ηλεκτρονική μουσική, για ηλεκτρισμένες ατμόσφαιρες

σε πολλά τραγούδια (αν και η Άννα Βίσση αμφιβάλω να κολλάει εδώ), ποτέ όμως δεν έχουμε ακούσει για ηλεκτρική μουσική. Υπάρχει σαφώς μία τεράστια μπάντα hard rock στην μακρινή Αυστραλία που ίσως είναι το σήμα κατατεθέν του κλάδου μας, το όνομα αυτών AC/DC, αλλά ακόμα και αυτοί δεν μπορούν να ορίσουν τον όρο ηλεκτρική μουσική. Προφανώς και σαν είδος μπορεί να μην υπάρχει (ακόμα τουλάχιστον) η ηλεκτρική μουσική,  αλλά χομπίστες, πανεπιστήμια και πολλοί άλλοι έχουν δώσει την δική τους χροιά στον όρο παίζοντας μουσική χρησιμοποιώντας πηνία Τέσλα. Φτάνουμε λοιπόν σε αυτό το σημείο όπου συνδυάζονται οι δύο μεγάλες αγάπες πολλών ηλεκτρολόγων εκεί έξω. Την Rock μουσική και τον Νικολά Τέσλα. Δεν θα ασχοληθούμε σε αυτό το άρθρο με την σημαντικότητα αυτού του επιστήμονα, τις εφευρέσεις του και τα οράματά του. Παρόλα αυτά θα σταθούμε μόνο σε μία από τις εκατοντάδες του εφευρέσεις, τα πηνία Τέσλα.

Λίγη ιστορία…

Το πρώτο πηνίο Τέσλα δημιουργήθηκε από τον ίδιο λίγο πριν το 1920 και σκοπός της δημιουργίας αυτής ήταν η διεξαγωγή πρωτοπόρων πειραμάτων στον φωτισμό με πηγή το ηλεκτρικό ρεύμα, στο φωσφορισμό, στις ακτινογραφίες με ακτίνες Χ, στην ηλεκτροθεραπεία με εναλλασσόμενο ρεύμα και τέλος στην μαζική μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς καλώδια. Επάνω στην πατέντα αυτή βασίστηκε και το spark gap το οποίο χρησιμοποιήθηκε λίγα χρόνια μετά για την κατασκευή των ασύρματων τηλεγράφων.

Για να φτάσουμε από αυτή την ιδέα στο σημείο να παίζουν μουσική αυτά τα φαντασμαγορικά μηχανήματα πέρασαν αρκετά χρόνια. Παρόλα αυτά η φιλοσοφία ακόμα και η συνδεσμολογία σε πολλά πράγματα είναι η ίδια και είναι επίσης απλή.

How it works.

Τα αρχικά σχέδια των πηνίων Τέσλα όπως φαίνονται παρακάτω είναι αρκετά απλά.

tesla1

Αρχικά τροφοδοτούμε τον step up μετασχηματιστή με την παροχή του δικτύου μας (110-220V) όπου από το δευτερεύον πηνίο παίρνουμε κάποιες χιλιάδες Volt. Στο δεύτερο κομμάτι των σχεδίων φαίνεται ότι το διάκενο (spark gap), πυκνωτές και το πρωτεύον πηνίο της κατασκευής μας είναι συνδεδεμένα όλα παράλληλα και συμβαίνει το εξής. Ανάλογα με την απόσταση που έχει το διάκενο και την χωρητικότητα των πυκνωτών καταφέρνουμε να συντονίσουμε το σύστημα μας με αποτέλεσμα το πρωτεύον πηνίο να ‘φορτίζετε’ και την χρονική στιγμή που αυτή η ενέργεια ξεκινά να πέφτει, τότε έρχεται ακόμα ένας παλμός από τους πυκνωτές. Αυτό το φαινόμενό συντονισμού (τα λεγόμενα BPS, Breaks Per Second) ως αποτέλεσμα αυτό έχει να φορτίζετε και το δευτερεύον πηνίο της κατασκευής μέσω επαγωγικών φαινομένων όπου όλοι αυτή η ενέργεια συσσωρεύετε στην κορυφή του πηνίου Τέσλα, το torus ή τοροειδές. Θυμίζει λίγο το speed ball τον μποξέρ όπου πρέπει την κατάλληλη στιγμή να χτυπήσεις την μπάλα για να γυρίσει πίσω κοκ. Εάν δεν συντονιστεί ο μποξέρ και χτυπήσει την μπάλα την στιγμή που δεν πρέπει τότε το σύστημα καταρρέει.

tesla2

Με αυτή την απλή συνδεσμολογία και με υλικά που έχει πρόσβαση κάθε ένας μπορούμε να κατασκευάσουμε ένα πηνίο Τέσλα όπως και στο παρακάτω βίντεο. Παρόλα αυτά συνιστάται τεράστια προσοχή καθώς τα φαινόμενα και τα ποσά ενέργειας του διαχειριζόμαστε μπορούν να γίνουν επικίνδυνα οπότε πάντα συνιστάται η παρουσία και η μελέτη από κάποιον Ηλεκτρολόγο Μηχανικό.

Όπως φαίνεται και στο βίντεο, παρόλο που έχουμε τους φανταστικούς κεραυνούς και αυτές τις βίαιες δόσεις ενέργειας, παρατηρούμε ότι ο «θόρυβος» των κεραυνών είναι πάνω κάτω σταθερός. Πως μπορούμε να πειράξουμε αυτόν τον θόρυβο, αυτή την συχνότητα και να την μεταβάλουμε συνεχώς για να παράγουμε μουσική;

Πως φτάνουμε στην Ηλεκτρική Μουσική

Τα πηνία Τέσλα λατρεύτηκαν τόσο από την επιστημονική κοινότητα όσο και από χομπύστες. Ακόμα και από την βιομηχανία του θεάματος. Δεκαετίες μετά από την ανακάλυψη τους και με την εφεύρεση του τρανζίστορ, τα σχέδια γίνονται πιο μοντέρνα και μας δίνουν άλλες δυνατότητες. Για να μπορούμε να κάνουμε ένα πηνίο Τέσλα να αναπαράγει μουσική χρειαζόμαστε την φιλοσοφία της παρακάτω συνδεσμολογίας.

tesla3

Όπως φαίνεται δεν έχουμε μετασχηματιστή στην είσοδο step up ούτε κάποιο spark gap, ούτε πυκνωτές. Στην προκειμένη περίπτωση μιλάμε για ένα πηνίο Τέσλα νάνο το οποίο τροφοδοτείτε με 7.5V και η λειτουργία του είναι ακριβώς η ίδια με παραπάνω. Τα σχέδια εξελίχθηκαν και φτάνουμε στο σημείο να χρησιμοποιούμε ολοκληρωμένα, όλο και περισσότερα τρανζίστορ, MOSFET κλπ.

tesla4

Και κάπως έτσι μετά την εξέλιξη δεκαετιών, με την βοήθεια νέων τεχνολογικών μέσων τα πηνία Τέσλα έχουν φτάσει στο παρακάτω επίπεδο:

 

  Fun Fact

Τα πηνία Τέσλα θεωρούνται και ‘πράσινες μηχανές’, μηχανές δηλαδή που είναι φιλικές προς το περιβάλλον. Κατά την λειτουργεία ενός πηνίου Τέσλα, οι κεραυνοί που δημιουργούνται καίνε το όζων γύρω τους. Εάν βρεθείτε ποτέ κοντά σε ένα πηνίο Τέσλα που δουλεύει θα παρατηρήσετε μία περίεργη οσμή στον χώρο. Έτσι και θαυμάζουμε τα φαινόμενα αυτά και καίμε το περιττό όζων στην ατμόσφαιρα.

Γράφει ο Ηλεκτρολόγος Μηχανικός από την Ξάνθη: Νίκος Τουρατζίδης

Shares