特斯拉線圈又叫泰斯拉線圈,,因為這是從"Tesla"這個英文名直接音譯過來的,。這是一種分布參數(shù)高頻串聯(lián)諧振變壓器,可以獲得上百萬伏的高頻電壓,。傳統(tǒng)特斯拉線圈的原理是使用變壓器使普通電壓升壓,,然后給初級 LC 回路諧振電容充電,充到放電閾值的,,火花間隙放電導(dǎo)通,,初級 LC 回路發(fā)生串聯(lián)諧振,給次級線圈提供足夠高的勵磁功率,,其次是和次級 LC 回路的頻率相等,,讓次級線圈的電感與分布電容發(fā)生串聯(lián)諧振,這時放電終端電壓最高,,于是就看到閃電了。通俗一點說,,它是一個人工閃電制造器,。 在世界各地都有特斯拉線圈的愛好者,他們做出了各種各樣的設(shè)備,,制造出了眩目的人工閃電,,十分美麗。
特斯拉線圈工作原理
特斯拉線圈原理是使用變壓器使普通電壓升壓,,然后經(jīng)由兩極線圈,,從放電終端放電的設(shè)備 . 特斯拉線圈由兩個回路通過線圈耦合 . 首先電源對電容 C1 充電,當(dāng)電容的電壓高到一定程度超過了打火間隙的閾值,,打火間隙擊穿空氣打火,,變壓器初級線圈的通路形成,能量在電容 C1 和初級線圈 L1 之間振蕩,,并通過耦合傳遞到次級線圈 . 次級線圈也是一個電感,,放頂罩 C2 和大地之間可以等效為一個電容,,因此也會發(fā)生 LC 振蕩 . 當(dāng)兩級振蕩頻率一樣發(fā)生諧振的時候,初級回路的能量會涌到次級,,放電端的電壓峰值會不斷增加,,直到放電。
特斯拉線圈制作
首先是所需材料,。
【漆包線】直徑 0.2-0.3 都可以,,半斤左右,視次級線圈大小而定,,電子市場可以買到價格 20-30 元;
【PVC 管】一根 50-75mm,,長度 30-50cm,一根直徑 100mm,,長 10-20cm,,總價 10 元鋁質(zhì)排風(fēng)管,作為放電頂端,,長度一米,,直徑 80mm 左右,價格 15 元左右以上兩種材料在五金店或者建材市場能夠買到
【電磁爐電容】1200V 0.3UF,,需要 10-30 個,,約 1.5 元一個
【高壓電源】可以用 NE555、TL494 等芯片驅(qū)動電視機高壓包,,產(chǎn)生 20000V 以上的高壓,,但是更好的方法是使用一臺 ZVS 驅(qū)動器,這種驅(qū)動器功率大,、發(fā)熱少,、工作穩(wěn)定可靠。
然后是制作過程,。
1,、繞制次級線圈,用漆包線在直徑 50-75mmPVC 管上繞 1000-1500 圈;
2,、制作放電頂端,,如下圖用鋁質(zhì)排風(fēng)管制作,為了方便固定,,可將兩只不銹鋼碗一上一下將鋁管夾緊,,中間打孔用螺絲固定。也可以用鋁盆,、不銹鋼空心球,、不銹鋼碗、盤子,、易拉罐以及其他具有較大表面積的金屬物體作為放電頂端,,需要注意的是,,放電頂端要與次級線圈上端的漆包線連接在一起;
3、將放電頂端和次級線圈上頭的漆包線用導(dǎo)線連接;
4,、制作初級線圈,,將粗電線繞在 10cm 直徑的 pVC 管子上,為了方便調(diào)試,,也可以將單 芯銅線扒皮后如下圖所示固定在管子上,,注意要每一匝質(zhì)檢都要留有空隙
5、制作初級電容陣,,每 10 個電容串聯(lián)為一組,,根據(jù)需要多組并聯(lián),安全起見每個電容都要并聯(lián)一個 1m 的電阻;
6,、制作打火器,,將兩個金屬物體固定在絕緣體上,間距 3-5mm,,為了散熱,,可以多用幾組串聯(lián)。
【調(diào)節(jié)諧振】
制作特斯拉線圈的關(guān)鍵就是要諧振,,即初級 LC 頻率要和次級 LC 頻率相等,。經(jīng)過計算你會發(fā)現(xiàn) L1C1≠L2C2,這是你需要調(diào)節(jié)初級線圈的匝數(shù),,使之得到需要的電感值,。初級線圈的匝數(shù)不宜過少,當(dāng)調(diào)節(jié)匝數(shù)不能滿足諧振條件時,,可以通過增減電容組粗調(diào),,再調(diào)節(jié)初級線圈,確定了大概的匝數(shù)后,,把電路連接好,,通電觀察放電效果,然后斷電,,微調(diào)調(diào)節(jié)初級的匝數(shù)(比如 5.7、8.2 圈)直到電弧最長,。
【注意事項】
特斯拉線圈屬于高壓設(shè)備,,嚴(yán)禁在通電時觸摸電路的任何部分!
經(jīng)過這些步驟,一個簡易的特斯拉線圈就制作完畢了,。接通電源,,親手制作的閃電就出現(xiàn)在眼前。