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特斯拉线圈的工作原理

来源: 互联网 关键词: 变压器 谐振 更新时间: 2021/12/30

特斯拉大家都知道,那么知道什么是特斯拉线圈吗?特斯拉线圈又叫泰斯拉线圈,因为这是从"Tesla"这个英文名直接音译过来的。这是一种分布参数高频串联谐振变压器,可以获得上百万伏的高频电压。

传统特斯拉线圈的原理是使用变压器使普通电压升压,然后给初级 LC 回路谐振电容充电,充到放电阈值的,火花间隙放电导通,初级 LC 回路发生串联谐振,给次级线圈提供足够高的励磁功率,其次是和次级 LC 回路的频率相等,让次级线圈的电感与分布电容发生串联谐振,这时放电终端电压最高,于是就看到闪电了。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,十分美丽。

特斯拉线圈的工作原理

特斯拉线圈工作原理

特斯拉线圈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 . 特斯拉线圈由两个回路通过线圈耦合 . 首先电源对电容 C1 充电,当电容的电压高到一定程度超过了打火间隙的阈值,打火间隙击穿空气打火,变压器初级线圈的通路形成,能量在电容 C1 和初级线圈 L1 之间振荡,并通过耦合传递到次级线圈 . 次级线圈也是一个电感,放顶罩 C2 和大地之间可以等效为一个电容,因此也会发生 LC 振荡 . 当两级振荡频率一样发生谐振的时候,初级回路的能量会涌到次级,放电端的电压峰值会不断增加,直到放电。

特斯拉线圈制作

首先是所需材料。

【漆包线】直径 0.2-0.3 都可以,半斤左右,视次级线圈大小而定,电子市场可以买到价格 20-30 元;

【PVC 管】一根 50-75mm,长度 30-50cm,一根直径 100mm,长 10-20cm,总价 10 元铝质排风管,作为放电顶端,长度一米,直径 80mm 左右,价格 15 元左右以上两种材料在五金店或者建材市场能够买到

【电磁炉电容】1200V 0.3UF,需要 10-30 个,约 1.5 元一个

【高压电源】可以用 NE555、TL494 等芯片驱动电视机高压包,产生 20000V 以上的高压,但是更好的方法是使用一台 ZVS 驱动器,这种驱动器功率大、发热少、工作稳定可靠。

然后是制作过程。

1、绕制次级线圈,用漆包线在直径 50-75mmPVC 管上绕 1000-1500 圈;

2、制作放电顶端,如下图用铝质排风管制作,为了方便固定,可将两只不锈钢碗一上一下将铝管夹紧,中间打孔用螺丝固定。也可以用铝盆、不锈钢空心球、不锈钢碗、盘子、易拉罐以及其他具有较大表面积的金属物体作为放电顶端,需要注意的是,放电顶端要与次级线圈上端的漆包线连接在一起;

3、将放电顶端和次级线圈上头的漆包线用导线连接;

4、制作初级线圈,将粗电线绕在 10cm 直径的 pVC 管子上,为了方便调试,也可以将单 芯铜线扒皮后如下图所示固定在管子上,注意要每一匝质检都要留有空隙

5、制作初级电容阵,每 10 个电容串联为一组,根据需要多组并联,安全起见每个电容都要并联一个 1m 的电阻;

6、制作打火器,将两个金属物体固定在绝缘体上,间距 3-5mm,为了散热,可以多用几组串联。

【调节谐振】

制作特斯拉线圈的关键就是要谐振,即初级 LC 频率要和次级 LC 频率相等。经过计算你会发现 L1C1≠L2C2,这是你需要调节初级线圈的匝数,使之得到需要的电感值。初级线圈的匝数不宜过少,当调节匝数不能满足谐振条件时,可以通过增减电容组粗调,再调节初级线圈,确定了大概的匝数后,把电路连接好,通电观察放电效果,然后断电,微调调节初级的匝数(比如 5.7、8.2 圈)直到电弧最长。

【注意事项】

特斯拉线圈属于高压设备,严禁在通电时触摸电路的任何部分!经过这些步骤,一个简易的特斯拉线圈就制作完毕了。接通电源,亲手制作的闪电就出现在眼前。以上就是特斯拉线圈的工作原理希望能给大家都带来启发。

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