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什么是特斯拉線圈? 特斯拉線圈原理是什么

2020-04-08
來(lái)源:21ic

    特斯拉線圈又叫泰斯拉線圈,因?yàn)檫@是從"Tesla"這個(gè)英文名直接音譯過(guò)來(lái)的。特斯拉線圈是由一個(gè)感應(yīng)圈變壓器、打火器、兩個(gè)大電容器和一個(gè)初級(jí)線圈僅幾圈的互感器組成。

    這是一種分布參數(shù)高頻串聯(lián)諧振變壓器,可以獲得上百萬(wàn)伏的高頻電壓。傳統(tǒng)特斯拉線圈的原理是使用變壓器使普通電壓升壓,然后給初級(jí)LC回路諧振電容充電,充到放電閾值的,火花間隙放電導(dǎo)通,初級(jí)LC回路發(fā)生串聯(lián)諧振,給次級(jí)線圈提供足夠高的勵(lì)磁功率,其次是和次級(jí)LC回路的頻率相等,讓次級(jí)線圈的電感與分布電容發(fā)生串聯(lián)諧振,這時(shí)放電終端電壓最高,于是就看到閃電了。

    通俗一點(diǎn)說(shuō),它是一個(gè)人工閃電制造器。 在世界各地都有特斯拉線圈的愛(ài)好者,他們做出了各種各樣的設(shè)備,制造出了眩目的人工閃電,十分美麗。

    其原理是使用變壓器使普通電壓升壓,然后經(jīng)由兩極線圈,從放電終端放電的設(shè)備.特斯拉線圈由兩個(gè)回路通過(guò)線圈耦合.首先電源對(duì)電容C1充電,當(dāng)電容的電壓高到一定程度超過(guò)了打火間隙的閾值,打火間隙擊穿空氣打火,變壓器初級(jí)線圈的通路形成,能量在電容C1和初級(jí)線圈L1之間振蕩,并通過(guò)耦合傳遞到次級(jí)線圈.次級(jí)線圈也是一個(gè)電感,放頂罩C2和大地之間可以等效為一個(gè)電容,因此也會(huì)發(fā)生LC 振蕩.當(dāng)兩級(jí)振蕩頻率一樣發(fā)生諧振的時(shí)候,初級(jí)回路的能量會(huì)涌到次級(jí),放電端的電壓峰值會(huì)不斷增加,直到放電。

    分類

    SGTC(Spark Gap Tesla Coil)=火花間隙特斯拉線圈

    

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    Jacobs Ladder作品 尼古拉·特斯拉先生本人當(dāng)年發(fā)明的“特斯拉線圈”就屬于SGTC。由于構(gòu)造、原理較為簡(jiǎn)單,所以也是現(xiàn)階段初學(xué)者入門特斯拉線圈。

    SISGTC(Sidac-IGBT SGTC)=觸發(fā)二極管特斯拉線圈

    由觸發(fā)二極管--IGBT管組成的電路組代替?zhèn)鹘y(tǒng)火花間隙工作,達(dá)到消除打火噪音的目的。

    SSTC(Solid State Tesla Coil)=固態(tài)特斯拉線圈

    說(shuō)通俗些是個(gè)單諧振的電子開(kāi)關(guān)特斯拉線圈,初級(jí)不發(fā)生串聯(lián)諧振,只給次級(jí)提供可以滿足次級(jí)LC發(fā)生串聯(lián)諧振的頻率,讓次級(jí)線圈發(fā)生串聯(lián)諧振,初級(jí)電流為激勵(lì)源電壓除以交流阻抗。

    優(yōu)點(diǎn):具有低噪音、高效率、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn),因而得到了很好的發(fā)展。

    缺點(diǎn):初級(jí)線圈給次級(jí)線圈提供的勵(lì)磁功率有限,電弧不長(zhǎng)。

    ISSTC(Interrupted SSTC)=帶滅弧固態(tài)特斯拉線圈

    同輸出功率下,SSTC的電弧成簇狀,且明顯不如SGTC壯觀。這時(shí),可以加上一個(gè)滅弧器來(lái)模仿SGTC的工作,電弧可以長(zhǎng)一些,還可以利用音頻信號(hào)滅弧信號(hào)來(lái)演奏音樂(lè)。

    DRSSTC(Dual Resonant SSTC)=雙諧振特斯拉線圈

    DRSSTC本質(zhì)屬于一個(gè)串聯(lián)諧振逆變器,相對(duì)于SSTC來(lái)說(shuō),由于初級(jí)線圈發(fā)生了串聯(lián)諧振,初級(jí)線圈電感兩端的電壓為激勵(lì)源電壓的Q倍,諧振阻抗Z(R)因子很低,因此初級(jí)的諧振電流很大(諧振電壓除以諧振阻抗等于諧振電流),此時(shí)給次級(jí)提供的勵(lì)磁功率也會(huì)很大,和SSTC可不是一個(gè)數(shù)量級(jí)的。相比SSTC來(lái)說(shuō),SSTC的初級(jí)線圈給次級(jí)線圈無(wú)法提供足夠大的勵(lì)磁功率,所以導(dǎo)致SSTC產(chǎn)生的閃電壯觀程度不及同功率等級(jí)的火花隙特斯拉線圈。

    qcwdrsstc DRSSTC的初級(jí)線圈不僅滿足了次級(jí)線圈的電感和分布電容發(fā)生串聯(lián)諧振的條件,也能夠給次級(jí)線圈提供足夠大的勵(lì)磁功率,所以DRSSTC的電弧長(zhǎng)度會(huì)很長(zhǎng)。

    優(yōu)點(diǎn):相比SGTC來(lái)說(shuō),沒(méi)有火花間隙的聲光污染,可控性強(qiáng),可以放音樂(lè),效率高,壽命長(zhǎng)。

    QCWDRSSTC(Quasi Continuous Wave DRSSTC)=準(zhǔn)連續(xù)波雙諧振固態(tài)特斯拉線圈

    CWDRSSTC(Continuous Wave DRSSTC)=連續(xù)波雙諧振固態(tài)特斯拉

    實(shí)驗(yàn)證明,連續(xù)模式(CW)的特斯拉線圈由于功率要是在沒(méi)有時(shí)間限制情況發(fā)揮出來(lái)弧并不長(zhǎng),且呈簇狀。

    VTTC(Vacuum Tube Tesla Coil)=真空管特斯拉線圈

    當(dāng)電子管逐漸退出我們的視野時(shí),一群電子管發(fā)燒友用它們做出了VTTC。電子管本身有高頻性能好等等優(yōu)點(diǎn),所以做出的VTTC效果十分獨(dú)特。但是,不可否認(rèn),電子管本身有造價(jià)高、壽命低、效率低、發(fā)熱嚴(yán)重以及極易損壞等缺點(diǎn),VTTC未能大范圍流行。

    基本原理,類似于晶體管的自激。

    SSVC(Solid State Valve Coil)=固態(tài)-真空管特斯拉線圈

    OLTC(Off Line Tesla coil)=離線式特斯拉線圈

    當(dāng)我們把SGTC的打火器去掉,換成一個(gè)MOSFET或者IGBT來(lái)代替,并在用一個(gè)二極管反向并聯(lián)在D極和S極(如果是IGBT,就是C極和E極)上,并用一個(gè)固態(tài)的電路來(lái)控制這個(gè)開(kāi)關(guān)管,再加以低壓驅(qū)動(dòng),就成了OLTC。

    它的本質(zhì)原理依然是LC振蕩,且和SGTC幾乎相同,不同的地方,就是把打火器換成了固態(tài)開(kāi)關(guān),并使用了低壓驅(qū)動(dòng)。其它地方?jīng)]有太多區(qū)別。

    由于是低壓驅(qū)動(dòng),無(wú)法形成太大的電流,所以O(shè)LTC的電弧是不如SGTC壯觀的。

    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?/p>

    

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    特斯拉線圈是一種激活紅石信號(hào)后能夠使用電力持續(xù)對(duì)附近4格,造成持續(xù)傷害的防御性武器。當(dāng)內(nèi)部?jī)?chǔ)存電量達(dá)5000EU時(shí)才會(huì)正常工作。

    最大輸入電壓為128EU/t,超過(guò)會(huì)爆炸。傷害與輸入電量成正比(未穿裝備秒殺),只能穿著全套防化服可避免觸電。警告:量子套裝與納米套裝不能抵擋,無(wú)視裝備防護(hù),直接造成傷害(除防化服)

    特斯拉線圈的目的就是產(chǎn)生一個(gè)高頻高壓振蕩電磁波。上圖是其原理圖,看到原理圖中的變壓器就能恍然大悟?yàn)樯禝C2里用合成特斯拉線圈時(shí)需要變壓器。

    “特斯拉線圈”的基本流程是:首先為主電容C1充電,當(dāng)電壓達(dá)到一定峰值時(shí),會(huì)擊穿打火器。這樣電容C1便與電感L1構(gòu)成回路,并產(chǎn)生LC振蕩(需要微積分基礎(chǔ)知識(shí))。振蕩產(chǎn)生的高頻電磁波,會(huì)在L2電感中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

    而其頂端的電容C2與大地構(gòu)成一等效電容,并產(chǎn)生放電現(xiàn)象。

    

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