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特斯拉线圈深度揭秘,制造人工闪电不在话下

2019-09-21 11:01 来源:互联网 编辑:咩咩

在世界各地都有特斯拉线圈的爱好者,而这个似乎富有魔力的神奇的线圈简直堪称“人工闪电制造器”。本文将带领你走近特斯拉线圈,揭示其奥秘,教你如何自己制造人工闪电。

先简要介绍一下特斯拉线圈。

斯拉线圈又叫泰斯拉线圈,是从\"Tesla\"这个英文名直接音译过来的。特斯拉线圈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。

揭秘特斯拉线圈,手把手教你制造人工闪电

其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。 而特斯拉线圈不仅仅是被用在游戏或艺术方面,更可贵的是它拥有重大意义的用途,比如利用特斯拉线圈可以实现电能的无线传输,且该方式传输效率高、对生态破坏性小,但是实际应用中还存在诸多困难和障碍,还无法将其应用到实际电力输送中。闪电是一种大气放电现象,闪电发生时释放巨大的能量,其电压高达数百万伏,平均电流约2×105A.据估计,地球每秒钟被闪电击中的次数达到45次。一次闪电所产生的能量足以让一辆普通轿车行驶大约290~1450km,相当于30~144L汽油产生的能量。而对闪电的利用却是相当困难的,这是因为闪电发生时间短至几十毫秒,很难被捕捉到。而特斯拉线圈则是捕捉闪电的可能性工具之一。

下面开始介绍特斯拉线圈制作相关。

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。

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