火花隙特斯拉線(xiàn)圈制作教程(1)

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1、火花隙特斯拉線(xiàn)圈制作教程林思成湯禹編著科新社（2011年科新社第1版）火花隙特斯拉線(xiàn)圈制作教程bbs.kechuang.org火花隙特斯拉線(xiàn)圈制作教程關(guān)于特斯拉線(xiàn)圈簡(jiǎn)介特斯拉線(xiàn)圈（TeslaCoil）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(lái)生產(chǎn)超高電壓但低電流、高頻率的交流電力。特斯拉線(xiàn)圈由兩組（有時(shí)用三組）偶合的共振電路組成。特斯拉線(xiàn)圈難以界定，尼古拉·特斯拉試行了大量的各種線(xiàn)圈的配置。特斯拉利用這些線(xiàn)圈進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，如電氣照明，熒光光譜，X射線(xiàn)，高頻率的交流電流現(xiàn)象，電療和無(wú)線(xiàn)電力，以便進(jìn)行電力傳輸。發(fā)展歷史早期19世紀(jì)9

2、0年代,愛(ài)迪生光譜輻射能研究項(xiàng)目的一名助手尼古拉·特斯拉就申請(qǐng)了最初的一個(gè)專(zhuān)利。其中的一個(gè)線(xiàn)圈連接在電源上傳輸能量作為發(fā)射器,另一個(gè)線(xiàn)圈連著燈泡,作為能量接收器。通電后,發(fā)射器能夠以10兆赫茲的頻率振動(dòng),但它并不向外發(fā)射電磁波。后來(lái)，特斯拉試圖利用地球本身和大氣電離層為導(dǎo)體來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)輸電，為此在紐約長(zhǎng)島建造了一個(gè)29米高的發(fā)射塔（沃登克里弗塔）,但由于資金耗盡，實(shí)驗(yàn)工地的設(shè)備被法院沒(méi)收充當(dāng)?shù)盅?，沃登克里弗塔也被拆除。放大發(fā)射機(jī)特斯拉后來(lái)發(fā)明了所謂的“放大發(fā)射機(jī)”，現(xiàn)在稱(chēng)之為大功率高頻傳輸線(xiàn)共振變壓器，用于無(wú)線(xiàn)輸電試驗(yàn)。特斯拉的無(wú)線(xiàn)輸電技術(shù)，值得一提。特斯拉把地球作為內(nèi)導(dǎo)體，地球電離層作為外導(dǎo)體

3、，通過(guò)他的放大發(fā)射機(jī)，使用這種放大發(fā)射機(jī)特有的徑向電磁波振蕩模式，在地球與電離層之間建立起大約7.8赫茲的低頻共振，利用環(huán)繞地球的表面電磁波來(lái)傳輸能量。這一系統(tǒng)與現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)電廣播的能量發(fā)射機(jī)制不同，而與交流電力網(wǎng)中的交流發(fā)電機(jī)與輸電線(xiàn)的關(guān)系類(lèi)似，當(dāng)沒(méi)有電力接收端的時(shí)候，發(fā)射機(jī)只與天地諧振腔交換無(wú)功能量，整個(gè)系統(tǒng)只有很少的有功損耗，而如果是一般的無(wú)線(xiàn)電廣播，發(fā)射的能量則全部在空間中損耗掉了。特斯拉有生之年沒(méi)有財(cái)力實(shí)現(xiàn)這一主張。后人從理論上完全證實(shí)了這種方案的可行性，證明這種方案不僅可行，而且-1-bbs.kechuang.org火花隙特斯拉線(xiàn)圈制作教程效率極高，對(duì)生態(tài)安全，并且不會(huì)干擾無(wú)線(xiàn)電通信。

4、只不過(guò)涉及到世界范圍內(nèi)的能量廣播和免費(fèi)獲取，在現(xiàn)有的政治和經(jīng)濟(jì)體制下，無(wú)人實(shí)際問(wèn)津這種主張。特斯拉線(xiàn)圈為了打破愛(ài)迪生的技術(shù)壟斷,特斯拉特地制作了一個(gè)“特斯拉線(xiàn)圈”,它是由一個(gè)空心線(xiàn)圈、變壓器、打火器、兩個(gè)大電容器和一個(gè)初級(jí)線(xiàn)圈僅幾圈的互感器組成。原理是使用變壓器使普通電壓升壓，然后經(jīng)由兩極線(xiàn)圈,從放電終端放電的設(shè)備。通俗一點(diǎn)說(shuō),它是一個(gè)人工閃電制造器。放電時(shí)，未打火時(shí)能量由變壓器傳遞到電容陣,當(dāng)電容陣充電完畢時(shí)兩極電壓達(dá)到擊穿打火器中的縫隙的電壓時(shí),打火器打火,此時(shí)電容陣與主線(xiàn)圈形成回路,完成L/C振蕩進(jìn)而將能量傳遞到次級(jí)線(xiàn)圈。這種裝置可以產(chǎn)生頻率很高的高壓電流，有極高危險(xiǎn)。特斯拉線(xiàn)圈的線(xiàn)路和

5、原理都非常簡(jiǎn)單，但要將它調(diào)整到與環(huán)境完美的共振很不容易，特斯拉就是特別擅長(zhǎng)這項(xiàng)技藝的人。特斯拉線(xiàn)圈工作原理工作原理特斯拉線(xiàn)圈是利用電路諧振進(jìn)行能量變換的高壓發(fā)生裝置（分布參數(shù)諧振變壓器）。它的工作原理與普通變壓器有較大不同。普通變壓器的耦合系數(shù)K一般接近于1，所以初級(jí)和次級(jí)電壓基本成比例關(guān)系;而特斯拉線(xiàn)圈的耦合系數(shù)一般都小于0.3，工作時(shí)，兩級(jí)電壓比例是隨時(shí)間變化而變化的，不成線(xiàn)性關(guān)系。下面先來(lái)看看特斯拉線(xiàn)圈的主體結(jié)構(gòu)：-2-火花隙特斯拉線(xiàn)圈制作教程bbs.kechuang.org（本圖引自網(wǎng)絡(luò)，作者佚名）特斯拉線(xiàn)圈的主體部分包括：升壓充電回路、初級(jí)諧振回路和次級(jí)回路；初級(jí)諧振回路由初級(jí)線(xiàn)圈、

6、主電容、打火器構(gòu)成。次級(jí)諧振回路次級(jí)線(xiàn)圈和放電頂端構(gòu)成，電容和電感的數(shù)值可根據(jù)實(shí)際制作而定。但最關(guān)鍵的是兩回路的諧振頻率要相同。特斯拉線(xiàn)圈的工作過(guò)程：電源要先給主電容充電，當(dāng)電壓達(dá)到打火器的放電閾值時(shí)，打火器間隙的空氣電離打火，近似導(dǎo)通，建立初級(jí)諧振回路，通過(guò)耦合向次級(jí)回路傳遞能量。次級(jí)回路隨之振蕩，接收能量，放電頂罩的電壓逐漸增大，并電離附近的空氣，‘尋找’放電路徑，一旦與地面形成‘通路’，‘閃電’也就出現(xiàn)了，如果沒(méi)有‘閃電’，幾個(gè)(次數(shù)主要與耦合系數(shù)有關(guān))周波（周期）后，初級(jí)回路能量釋放完畢。較大部分的能量都轉(zhuǎn)移到次級(jí)回路上，一部分能量損耗在回路上。次級(jí)回路繼續(xù)振蕩，并反客為主，帶動(dòng)初級(jí)回

7、路振蕩，以相同的方式把剛才得到的能量還給初級(jí)回路。但又一部分能量損耗在回路上，如此反復(fù)（見(jiàn)原理演示圖），直到損耗掉大部分能量。打火器兩端電壓和電流都不足后，打火器等效斷開(kāi)，由外部電源繼續(xù)給主電容充電。充電過(guò)程要比放電過(guò)程長(zhǎng)得多，大概在3~10毫秒左右。所以特斯拉線(xiàn)圈放電頻度都在每秒100次以上，也使肉眼看上去為連續(xù)放電效果。原理演示圖：-3-bbs.kechuang.org火花隙特斯拉線(xiàn)圈制作教程