让牛人帮你完成小型火花隙特斯拉线圈制作

对于很多刚刚着手进行特斯拉线圈制作工作的物理爱好者们来说，面对纷杂的特斯拉线圈种类，基础的火花隙特斯拉线圈往往是最好的选择。为了方便各位物理爱好者们进行设计参考，今天我们将会为大家分享一种小型火花隙特斯拉线圈制作的全过程，下面就让我们一起来看看牛人是怎么完成这种特斯拉线圈的设计和制作吧。

工欲善其事必先利其器，我们在进行这种特斯拉线圈制作之前，首先需要了解一下小型火花隙特斯拉线圈的内部结构。下图图1展示的是一台小型特斯拉线圈的结构示意图，这里我们就以该图为本次的制作对象，进行介绍。

图1

在这种小型火花隙特斯拉线圈的结构中，我们所设计的充电部分主要使用高压直流电源；主电容用电磁炉电容10个串联一组，多组并联。打火器为两个金属物体靠近距离在3-5mm。初级线圈用粗电线在直径10cmPVC管子绕5-10圈。次级线圈用漆包线在直径50-75mmPVC管上绕1000-1500圈。放电顶端用铝质排风管弯成环形，或者其他金属物如不锈钢盆、空心金属球等均可。

下面我们就依据本次的小型火花隙特斯拉线圈制作要求，来准备相应的制作材料，具体的制作材料可以归结如下：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，市场价格一般在20-30元左右。PVC管一根，50-75mm，长度30-50cm，一根直径100mm，长10-20cm，总价10元。铝质排风管一个，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。电磁炉电容也需要准备10-30个，其规格为1200V、0.3UF，单个价格约1.5元一个。

除了上面所提到的几种材料之外，高压电源也同样是在进行小型特斯拉线圈制作过程中，不可或缺的重要组成元件。这里我们可以用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，因为这种驱动器的工作功率比较大，运行时发热少，工作稳定可靠。下图为ZVS电路图，对于新手来说，购买一个成品要方便一些，建议直接购买成品驱动器。

图2

低压直流电源也同样是不可或缺的，它可以用来给ZVS驱动器供电。这里我们不妨选择电脑电源，可以持续供电，比较稳定，而且从成本的角度出发，买一台旧的电脑电源只要不到20元，非常划算。打火器的制作就比较简单了，找两块大一些的金属，螺栓、铜鼻子、铁块都可以。粗电线需要准备5米左右，用来制作初级线圈。

接下来就是结合线路图和手中的材料，进行这种小型火花隙特斯拉线圈的制作工作了。首先我们需要绕制次级线圈，在该阶段中，我们需要用漆包线在直径50-75mmPVC管上绕1000-1500圈，如下图所示：

图3

接下来的工作是制作这种小型火花隙特斯拉线圈的放电顶端。和大型的特斯拉线圈一样，小型线圈的放电顶端也同样如下图图4所示，用铝质排风管制作。为了方便固定，我们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。

图4

接下来需要来完成这种小型火花隙特斯拉线圈的初级线圈制作。我们首先需要将粗电线绕在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。完成后的效果如下图图5所示。

图5

然后我们需要来制作这种特斯拉线圈的初级电容阵。按照图纸要求，在本次的设计过程中，我们选择将每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。完成后的效果如图6所示。

图6

相比较上面几个步骤，火花隙特斯拉线圈的打火器制作就要显得简单很多了。在进行打火器的制作时，我们只需要将两个金属物体固定在绝缘体上，间距3-5mm即可。为了达到最佳散热效果，可以多用几组串联。完成后的效果如下图图7所示。

图7

接下来就是最关键的一步了，那就是谐振调整。特斯拉线圈制作过程中的关键一步，就是要谐振，页就是我们所设计的初级LC频率要和次级LC频率相等，即L1C1=L2C2。对于不规则形状的放电顶端可以根据表面积估算。手工计算比较繁琐，需要工程师特别细心。需要注意的是，在计算过程中，电感的单位H=1000mH=1000000uH。电容的单位F=1000000uF=1000000000000pF。此时，经过计算我们就会发现一个问题，那就是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。

在小型火花隙特斯拉线圈制作的整个计算过程中，我们所设计的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。最后要提醒各位电子爱好者的是，特斯拉线圈属于高压设备，在放电时，严谨在通电时触摸电路的任何部分，否则很容易受到电击伤害。