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1、特斯拉线圈原理http:/ 电子产品 2009-04-27 15:19:03 阅读177 评论0 字号：大中小 这是一种分布参数高频共振变压器，可以获得上百万伏的高频电压。特斯拉线圈的原理是使用变压器使普通电压升压,然后经由两极线圈,从放电终端放电的设备。通俗一点说,它是一个人工闪电制造器。 在世界各地都有特斯拉线圈的爱好者,他们做出了各种各样的设备,制造出了眩目的人工闪电。19世纪90年代,爱迪生光谱辐射能研究项目的一名助手尼古拉?特斯拉就申请了最初的一个专利。 其中的一个线圈连接在电源上传输能量作为发射器,另一个线圈连着灯泡,作为能量接收器。通电后,发射器能够以10兆赫兹的频率振动,但它并
2、不向外发射电磁波。特斯拉后来发明了所谓的“放大发射机”，现在称之为大功率高频传输线共振变压器，用于无线输电试验。特斯拉的无线输电技术，值得一提。特斯拉把地球作为内导体，地球电离层作为外导体，通过他的放大发射机，使用这种 放大发射机特有的径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立 传统特斯拉线圈原理图起大约8赫兹的低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。这一系统与现代无线电广播的能量发射机制不同，而与交流电力网中的交流发电机与输电线的关系类似，当没有电力接收端的时候，发射机只与天地谐振腔交换无功能量，整个系统只有很少的有功损耗，而如果是一般的无线电广播，发射的能量则全部在空间中损耗掉了。特
3、斯拉有生之年没有财力实现这一主张。后人从理论上完全证实了这种方案的可行性，证明这种方案不仅可行，而且效率极高，对生态安全，并且不会干扰无线电通信。只不过涉及到世界范围内的能量广播和免费获取，在现有的政治和经济体制下，无人实际问津这种主张。 特斯拉线圈的工作原理图 特斯拉线圈原理演示图 特斯拉线圈实物参照演示图为了打破爱迪生的技术垄断,特斯拉特地制作了一个“特斯拉线圈”,它是由一个感应圈、变压器、打火器、两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成。放电时，未打火时能量由变压器传递到电容阵,当电容阵充电完毕时两极电压达到击穿打火器中的缝隙的电压时,打火器打火,此时电容阵与主线圈形成回路,完成L/
4、C振荡进而将能量传递到次极线圈.这种装置可以产生频率很高的高压电流,不过这种高压电的电流极小,对人体不会产生显著的生理效应。 特斯拉线圈的线路和原理都非常简单，但要将它调整到与环境完美的共振很不容易，特斯拉就是特别擅长这项技艺的人。特斯拉线圈的原理是使用变压器使普通电压升压，然后经由两极线圈，从放电终端放电的设备。通俗一点说，它是一个人工闪电制造器。(还是不太懂的话,建议去翻翻高中的电学部分.)今天翻看一个国外网站，偶然看到一位老兄的博客里挂满了世界各地的特斯拉线圈爱好者作品的照片，这些人大部分都是科学家，也有业余爱好者，他们在照片旁边都写上了精彩的注解。看来全世界热爱这种升压放电器的人还真不
5、少由爱好者Peter Terren制作的大型特斯拉线圈，我们可以看到他玩出的各种花样：闪电束穿过篮球架和梯子，放电终端旋转放电后将汽车、人包围的精彩照片这个还有一个近乎疯狂的实验，Peter称它“泳池火花”。首先声明，这个实验是绝对禁止！电学高手也不例外，因为一个小小的错误就能让实验者瞬间化成灰。我们知道当吹风机落进浴缸中，情况将十分危险。但是人们受到伤害的前提是人体在带电的浴缸水和大地之间形成一个电路，如果不身体不触摸水龙头，排水管，湿润的地面，理论上人体不会受到伤害。这个“泳池花火”实验就是利用这个原理法拉第笼，闪电束到达铁笼处，不会经过人体，而是通过电阻更小的铁笼直接导入大地。打电话都不
6、受影响。剩下的一些小把戏：使用小型特斯拉线圈制造火花。再玩玩铁磁流体艺术，够高雅的下面是另一位电学高手俄罗斯“Master”的DIY特斯拉线圈，闪电束长度可以达到5米，当拿出灯管靠近，可以看到灯被点亮，放电终端靠近一把椅子，它就能成为一把名副其实的“电椅”。比较古老的DIY，这个家伙叫“furry”，能够放出8英尺长的闪电束，电压达到50万伏。真的很想把这种特斯拉线圈的制作细节告诉大家，可是太太太危险，实在是不敢让大家模仿还是再看看一些比较杂的图片吧，非常有趣。这张是特斯拉线圈白天时安静的样子到了晚上，通电后就成了这样.这个的放电终端电压达到350万伏，秒杀周围所有一切。 特斯拉线圈制作2.
7、7寸直径的平底金属盘(用来做派的),其他类似金属物也可,关键1.平底 2.金属 如图:3. 包裹金币巧克力的那种较厚的铝箔首先将平底金属盘底对底用螺丝固定如上图,接着将铝管盘成圈状,使其正好能卡在平底金属盘制作的骨架上如图:铝管的接口口处用铝箔封口如图:接线点定位在平底金属盘骨架中心如图:组装好的成品如图:至此特斯拉线圈的所有重要部分已经完成,可以按照3-13的组装示意图来组装调试.4.立式风机(散热用,制作时可以不要买)打火器其实相当于一个开关器,未打火时能量由变压器传递到电容阵,当电容阵充电完毕时两极电压达到击穿打火中的缝隙的电压时,打火器打火,此时电容阵与主线圈形成回路,完成L/C振荡进
8、而将能量传递到次极线圈.制作步骤:1.先将铜管打眼,如图:2.再在pvc管上打眼后,将铜管固定在pvc管内部如图: (每个铜管与铜管之间的缝隙大约控制在1mm)3.组装好如成品图:为了根据需要调整放电缝隙,每相伶螺栓代表1mm的放电缝隙(螺栓即为接线柱)这样安装只要变换接线柱就可以很方便的根据你的设计电压进行调整了.!注意:打火器工作时将会产生很大的热量,而且往往集中在很小的面积上,所以散热设备必须很强大!一般采用小型立式风机如图(就那种吹婚礼拱门的):一般都在几百瓦,风量足.只要注意在进风口加上简单的空气过滤装置防止大灰尘就可以了.一般不加风机散热,特斯拉线圈工作几十秒后就可能导致打火器高温
9、变形,加入风机后,一般可以把整个特斯拉线圈的工作时间延长致十几分钟.另外,经常在使用后对打火进行清理,去掉电渣和灰尘.高质量漆包线:固定圆桶所制作的圆盘:安装到绕线架上的次极线圈:次极线圈下接头(接地线):次极线圈上接头(接放电终端):2.有机玻璃板3.塑料螺丝步骤:1.首先计算所需要的电容个数和排列方式根据以前提到的变压器匹配计算得到电容量为0.0318uf 10kv手头电容规格为1600v- 0.047uf(此处注意:电容的耐压标示都是制 直流 ,而且电容器交流耐压与电容材质等多种因素有关,不能简单认为只要将直流耐压值除以1.414 就得到交流耐压值.)从寿命和安全性角度出发,建议将每电容
10、分压值定为450v 则得到整个电容阵构成为:22串一链,共14链并联,一共308支电容电阻电阻的用途是为了当停止使用时对电容中的残留电荷进行放电,使用方法就是每支电容都要并联一支10兆的电阻(1/41/2W *安全提示*若没有放电电阻,则电容阵中储备的能量将可能存在很久而对人身造成伤害!下图显示了一个电容链,它是蛇行排布的:注意!电容之间不要紧密接触!要留有一定空隙如图:层与层之间要用4mm厚的有机玻璃隔离,每层包含两个链;固定使用塑料螺丝(一般都叫尼龙螺丝),如图:每层都有各自的接口使之成为独立可使用的单元如图:涉及到特斯拉线圈的一些计算公式受朋友建议,我再次提醒这里的看客们,如果您试图制作
11、一个特斯拉线圈的话请一定先看完我的介绍在施工,这样您才会对特斯拉线圈的危险性有个大概的估计.同时,如果您非要先上手的话,请记住,绝对不要在家里面启动特斯拉线圈,绝对不要用公共地线,如果散热没有解决好的话,请不要让特斯拉线圈工作超过30秒;否则将有可能导致火灾,切切.1.电弧长度: 电弧长度 L(单位:英寸); 变压器功率 P (单位 瓦特); L=1.7*sqrt(P) sqrt为开方2.电容阵容量: 变压器输出电压(交流)E(单位 伏特); 变压器输出电流 I(单位 毫安); 电容阵最大容量C(单位 微法) ; 交流频率F(单位赫兹) C=(106)/(6.2832*(E/I)*F) P.S
12、 电容的大小涉及到与变压器功率的一个匹配问题,当电容过大时在交流上升到顶点时(既sqrt (2)*V时,电容电压过低无法击穿打火器的空气缝则打火器无法启动就无法工作,整个系统也就无从启动 3.电容阵的计算就是电容的简单串,并联,初中就学过,在此就不提了. e.g 例如当变压器功率为1000瓦时,输出电压为10000伏(交流),那么 电容匹配为0.0318uf 手头有电容规格为 0.047uf 1000,1600- 再取保险一点到 耐压 15000v 则需要电容正列安排如下: 15个电容串联成一个基本链(BC);再10个这样的基本链并联而成(J), 共需要电容150个, 若每支电容分压降为630v(这样可以大幅度延长电容寿命),则: 24-BC,16-J,共需384支电容. 4.其他: 震荡频率:F = 1/(2*Pi*sqrt(L*C) 次极线圈相关计算:如下图1 主线圈相关计算 :如下图2放电终端相关计算:如下图3国标漆包线基本数据线径 (mm)每米重量 (g) 每米电阻(ohm)0.32 0.72 0.218 0.360.860.1820.401.120.1400.451.420.1120.51 1.750.0890.572.110.0740.642.960.0530.723
