特斯拉線圈制作系列(二)，教你學(xué)會(huì)小型特斯拉線圈制作方法

近來，特斯拉線圈制作受到業(yè)界人士追捧。但特斯拉線圈制作過程并非所有人均能輕易掌握，其緣由在于特斯拉線圈制作涉及諸多專業(yè)知識(shí)。本文中，將為大家介紹一臺(tái)小型特斯拉線圈制作的方法，以幫助大家更好理解制作過程，并了解其相關(guān)知識(shí)。

特斯拉線圈(Tesla Coil)是一種使用共振原理運(yùn)作的變壓器(共振變壓器)，由美籍塞爾維亞裔科學(xué)家尼古拉·特斯拉在1891年發(fā)明，主要用來生產(chǎn)超高電壓但低電流、高頻率的交流電力。特斯拉線圈由兩組(有時(shí)用三組)耦合的共振電路組成。特斯拉線圈難以界定，尼古拉·特斯拉試行了大量的各種線圈的配置。特斯拉利用這些線圈進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，如電氣照明，熒光光譜，X射線，高頻率的交流電流現(xiàn)象，電療和無線電能傳輸，發(fā)射、接收無線電電信號(hào)。

一、特斯拉線圈基本知識(shí)

首先，你要明白電壓和電流的關(guān)系，有電流一定有電壓，有電壓，不一定有電流。

電流單位一般用字母A表示，

電壓?jiǎn)挝灰话阌米帜竀表示。

電流乘電壓等于功率。

家用交流電的功率無法計(jì)數(shù)，家用電器的所有功率疊加起來就有幾千瓦。家用交流電的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大出了這個(gè)數(shù)字。

乘千上萬(wàn)戶的家庭供電。

二、電路知識(shí)

電容，電容的定義是兩個(gè)極板，中間夾著一層絕緣體這就叫電容，靠電場(chǎng)能儲(chǔ)存能量，

電感，電感就是銅線圈。

我們要明白磁生電電生磁的道理，也就是說，磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電流電流，也可以產(chǎn)生磁場(chǎng)。

當(dāng)銅線圈也就是電感，通電之后就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)斷電之后，磁場(chǎng)會(huì)讓銅線圈再產(chǎn)生電流。 因?yàn)榇派婋娚诺牡览怼?/p>

如果把電容和電感連接起來，那會(huì)生什么呢!

他們之間就會(huì)發(fā)生震蕩。

也叫LC震蕩。 L是電感，C是電容。

簡(jiǎn)單地說，LC震蕩就是一個(gè)電容器充滿電，像一個(gè)電感放電，電感就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，此時(shí)電容的電已經(jīng)放完。因?yàn)榇派婋娚诺牡览?。所以電感產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)讓電感在產(chǎn)生電流。 在給電容器充電。電容器再給他放電， 就是電容電感相互釋放能量，這就是LC震蕩。

因?yàn)殡姼新┐艌?chǎng)非常大，所以不可以一直循環(huán)。

電的速度是每秒30萬(wàn)公里相當(dāng)于光速。

所以它的振蕩頻率非?？臁r(shí)間也非常低。

電磁共振，每個(gè)線圈都有固有的頻率線圈的兩個(gè)極會(huì)形成電容與這個(gè)線圈產(chǎn)生LC震蕩，所以它是有頻率。當(dāng)另一個(gè)通電的線圈產(chǎn)生的電磁波頻率與這個(gè)線圈固有的頻率相同時(shí)，就會(huì)發(fā)生共振，也叫諧振。能量就會(huì)大幅度提升。

特斯拉線圈的主線圈和次線圈也產(chǎn)生了共振，因此次線圈的電壓非常之高。出來的就是閃電。最簡(jiǎn)單的就是利用，一個(gè)lc震蕩，與另一個(gè)線圈產(chǎn)生共振。因?yàn)閘c震蕩的頻率太高了。所以我們用另一個(gè)LC振蕩電路與次線圈發(fā)生共振。是最簡(jiǎn)單的方法。

三、特斯拉線圈結(jié)構(gòu)

下圖是一臺(tái)小型特斯拉線圈的結(jié)構(gòu)示意圖，充電部分使用高壓直流電源;主電容用電磁爐電容10個(gè)串聯(lián)一組，多組并聯(lián);打火器為兩個(gè)金屬物體靠近距離在3-5mm;初級(jí)線圈用粗電線在直徑10cmPVC管子繞5-10圈;次級(jí)線圈用漆包線在直徑50-75mmPVC管上繞1000-1500圈;放電頂端用鋁質(zhì)排風(fēng)管彎成環(huán)形，或者其他金屬物如不銹鋼盆、空心金屬球等均可。

四、所需材料

漆包線，直徑0.2-0.3都可以，半斤左右，視次級(jí)線圈大小而定，電子市場(chǎng)可以買到價(jià)格20-30元;

PVC管，一根 50-75mm，長(zhǎng)度30-50cm，一根直徑100mm，長(zhǎng)10-20cm，總價(jià)10元 鋁質(zhì)排風(fēng)管，作為放電頂端，長(zhǎng)度一米，直徑80mm左右，價(jià)格15元左右 以上兩種材料在五金店或者建材市場(chǎng)能夠買到

電磁爐電容，1200V 0.3UF，需要10-30個(gè)，約1.5元一個(gè)

高壓電源，可以用NE555、TL494等芯片驅(qū)動(dòng)電視機(jī)高壓包，產(chǎn)生20000V以上的高壓，但是更好的方法是使用一臺(tái)ZVS驅(qū)動(dòng)器，這種驅(qū)動(dòng)器功率大、發(fā)熱少、工作穩(wěn)定可靠。下圖為ZVS電路圖，有條件的可以自己焊接一個(gè)，元件在電子市場(chǎng)都能夠買到，對(duì)于新手來說，購(gòu)買一個(gè)成品要方便的多。

低壓直流電源，用來給ZVS供電，電腦電源是一個(gè)比較好的選擇，買一臺(tái)舊的只要不到20元，12V的鉛蓄電池也可以

打火器，兩塊大一些的金屬，螺栓、銅鼻子、鐵塊都可以 粗電線，5米左右，用來制作初級(jí)線圈

五、制作過程

繞制次級(jí)線圈，用漆包線在直徑50-75mmPVC管上繞1000-1500圈

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(jí)線圈上端的漆包線連接在一起。

將放電頂端和次級(jí)線圈上頭的漆包線用導(dǎo)線連接

制作初級(jí)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

制作初級(jí)電容陣，每10個(gè)電容串聯(lián)為一組，根據(jù)需要多組并聯(lián)，安全起見每個(gè)電容都要并聯(lián)一個(gè)1m的電阻

制作打火器，將兩個(gè)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)

六、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(jí)LC頻率要和次級(jí)LC頻率相等，即L1C1=L2C2。對(duì)于不規(guī)則形狀的放電頂端可以根據(jù)表面積估算。需要注意的是，電感的單位H=1000mH=1000，000uH

電容的單位F=1000，000uF=1000，000，000，000pF 經(jīng)過計(jì)算你會(huì)發(fā)現(xiàn)L1C1≠L2C2，這是你需要調(diào)節(jié)初級(jí)線圈的匝數(shù)，使之得到需要的電感值。初級(jí)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(shí)，可以通過增減電容組粗調(diào)，再調(diào)節(jié)初級(jí)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(jí)的匝數(shù)(比如5.7、8.2圈)直到電弧最長(zhǎng)。

七、特斯拉線圈用途

特斯拉線圈不僅僅是被用在游戲或藝術(shù)方面，更可貴的是它擁有重大意義的用途，比如利用特斯拉線圈可以實(shí)現(xiàn)電能的無線傳輸，且該方式傳輸效率高、對(duì)生態(tài)破壞性小，但是實(shí)際應(yīng)用中還存在諸多困難和障礙，還無法將其應(yīng)用到實(shí)際電力輸送中.閃電是一種大氣放電現(xiàn)象，閃電發(fā)生時(shí)釋放巨大的能量，其電壓高達(dá)數(shù)百萬(wàn)伏，平均電流約2×105A.據(jù)估計(jì)，地球每秒鐘被閃電擊中的次數(shù)達(dá)到45次.一次閃電所產(chǎn)生的能量足以讓一輛普通轎車行駛大約290～1450km，相當(dāng)于30～144L汽油產(chǎn)生的能量.而對(duì)閃電的利用卻是相當(dāng)困難的，這是因?yàn)殚W電發(fā)生時(shí)間短至幾十毫秒，很難被捕捉到.而特斯拉線圈則是捕捉閃電的可能性工具之一.