特斯拉線圈原理及制作過程講解

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流特斯拉線圈原理及制作過程講解.精品文檔.特斯拉線圈原理及制作過程講解注意：此為個人經(jīng)驗，僅供參考，如果不正確請見諒，而且下面參數(shù)是以我做的特斯拉線圈參數(shù)進行分析。我開始制作小型特斯拉線圈時，在網(wǎng)上查了很多資料，卻發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上的資料大多數(shù)都是講解制作特斯拉線圈步驟，講解原理的不多。在此，我整理了一下網(wǎng)上資料，得出一些原理，為想制作這類特斯拉線圈的同學(xué)提供一點參考。我弄明白的小型火花隙特斯拉線圈有兩類，所以重點就說一下這兩種啊。特斯拉線圈工作的原理：當初級線圈LC震蕩電路的頻率等于次級線圈LC振蕩頻率時，兩線圈發(fā)生諧振，這時次級回路的放電端會得到很高

2、的電壓，電壓擊穿空氣而放電。一、第一種火花隙特斯拉線圈：在這個電路中，電源電壓為市電220V，經(jīng)過一個升壓變壓器將電壓升到2100V以上（下面按照2100V計算），然后直接加到主電容C1上（后面解釋），主電容在每半個周期內(nèi)充一次電，最高電壓能充到2970V（知道why？）,由于打火器與電容并聯(lián)，所以電容上的電壓也加到打火器兩端，只要打火器的間隔比較適中，當電壓充到最大之時，正好擊穿打火器間的空氣（理想狀況），使打火器開始工作，形成初級LC振蕩。經(jīng)過初級線圈與次級線圈的耦合（耦合系數(shù)一般為0.3，仿真時用到），次級線圈也開始震蕩。如果L1C1=L2C2，測得次級放電球的電壓在40000V以上。大

3、家可能對這個電路有很多問題，下面我來給大家解釋一下：問題一：電容有一個特性是隔直通交，變壓器輸出2100V的交流電，直接加到電容上，這是不是錯的，和我們學(xué)的不一樣，會不會燒掉電路？回答：沒有問題，在此電路中，主電容是很小的，大約0.0235uF，而我們在此用的變壓器功率一般7001000W，輸出電壓2100V，頻率50HZ，這樣你可以算一下，經(jīng)過電容的電流是非常小的，不可能燒掉電路。問題二：打火器正常工作，之后是不是相當于一直短路了，初級回路是怎么振蕩的？回答：打火器工作以后，不是一直短路。如下圖：（調(diào)節(jié)火花隙間隙，假設(shè)充電電容電壓到2700v，打火器擊穿工作）第一段時間，火花隙兩端電壓不到2

4、700V，電容充電；第二段時間，火花隙兩端電壓達到2700V以上，火花隙擊穿空氣開始工作，這段時間內(nèi)，火花隙相當于短路，初級回路形成LC振蕩，其振蕩波形在原電壓波形基礎(chǔ)上疊加。第三段時間，火花隙過零熄滅，電容反向充電，電壓小于2700V。第四段時間，兩端電壓大于2700V，火花隙工作，電路開始震蕩。問題三：變壓器有什么要求，需要去定做么？回答：不需要，對于小型特斯拉線圈，前輩們發(fā)現(xiàn)了一個變壓器很合適，那就是微波爐變壓器。一般情況，微波爐變壓器輸入市電220V，輸出2100V，功率在700W1000W，去電子市場買，大概50-70元一個。在此我也順便介紹一下微波爐變壓器，微波爐變壓器有三個繞組，

5、低壓繞組、高壓繞組和燈絲繞組。買的時候需要注意，變壓器應(yīng)該引出5個接線口，另一個接線口是硅鋼片外殼（實驗時需要接地），你用萬用表測一下，電阻最大的兩個接線口是高壓繞組，最低的是燈絲繞組（實驗中不用），中間的是低壓繞組。問題四：打火器怎么制制作？回答：建議做成如下形狀，那個材料在高壓實驗室一般都有，你可以問你老師要啊。不建議用兩根銅絲做成如下形狀，這樣也可以打火，不過這是一次性的，只要點火兩三次，銅絲就融化斷掉了。問題五：有些資料說變壓器輸出端需要接倍壓整流，全橋整流，那是什么意思，為什么咱們沒用？回答：需不需要整流是根據(jù)你設(shè)計的初級線圈回路的電路決定的。1、 在線打火方式高壓交流充電，不用整流

6、2、 離線打火方式高壓直流充電，需要整流離線式打火，打火時候變壓器等效短路，LC回路獨立出來振蕩，適用于使用倍壓整流的直流電特斯拉線圈。問題六：次級回路有什么需要注意的？回答：次級回路線圈計算時有一個寄生電容，這個不需要管。二、第二種火花隙特斯拉線圈原理圖：新手想開始做特斯拉線圈是應(yīng)該會接觸到這種特斯拉線圈，他是通過左邊單管自激振蕩經(jīng)高壓包給右邊充電，右邊部分與第一種相同的，關(guān)鍵是理解左邊部分；我在網(wǎng)上查了一些資料，也請教了一些人，最后得出了我自己的理解：振蕩電路工作原理1、電路圖和波形圖2、工作原理：晶體管工作于共發(fā)射極方式。集電極電壓通過變壓器反饋回基級，而變壓器繞組的接法實現(xiàn)正反饋。其工

7、作過程根據(jù)三極管的工作狀態(tài)分為三個階段：t1、t2、t3（如上圖）：說明：此分析過程是在電路穩(wěn)定震蕩后，以一個完整波形周期為例進行分析，即起始Uce=12v。而對于電路剛接通時，工作原理完全相同，只是做波形圖時，起始電壓Uce=0v。1）、電路接通后，進入t1階段（晶體管為飽和狀態(tài)）。在t1的初始階段，電路接通，流過初級線圈的電流不能突變，使得集電極電壓Uce急速減小，由于時間很短，在波形中表現(xiàn)為下降沿很陡。而經(jīng)過線圈耦合，會使基極電壓Ube急速增大。此時，三極管工作在飽和狀態(tài)（Ube>=Uce）?；鶚O電流ib失去對集電極電流ic的控制。之后，隨著時間增加，Uce會逐漸增加，Ube通過基

8、極與發(fā)射機之間的放電而逐漸減少?；鶚O電壓Ube下降使得ib減小。2）、當ib減小到ic /時, 晶體管又進入放大狀態(tài)，即t2階段。于是，ib的減小引起ic的減小，造成變壓器繞組上感應(yīng)電動勢方向的改變，這一改變的趨勢進一步引起ib的減小。如此又開始強烈的循環(huán)，直到晶體管迅速改變?yōu)榻刂範顟B(tài)。這一過程也很快，對應(yīng)于脈沖的下降沿。在此過程中，電流強烈的變化趨勢使得感應(yīng)線圈上出現(xiàn)一個很大的感應(yīng)電動勢，Ube變成一個很大的負值。3）、當晶體管截止后（t3階段），ic=0，Uce經(jīng)初級線圈逐漸上升到12v（變壓器線圈中儲存有少量能量，逐漸釋放）。此時，直流12v電源通過27歐電阻和反饋線圈對基極電壓充電，Ube逐漸上升，當Ube上升到0.7v左右時，晶體管重新開始導(dǎo)通（硅管完全導(dǎo)通的電壓大約是0.7v）。于是下一個周期開始，重復(fù)上述各個階段。其震蕩周期T=t1+t2+t3;最后，祝愿大家玩的愉快！注意：1、如果你在電容兩端沒有加泄流電阻，那么沒關(guān)系，不過當你斷電調(diào)試時，必須先將電容兩端的電壓人工放掉，這電壓很大，不放掉就去調(diào)試可能會產(chǎn)生危險！2、上電調(diào)試時，必須有