特斯拉线圈

特斯拉线圈从诞生到现在，已有100多年的发展历史，为更好了解它，下面将从功率大小和开关类型角度对其做个简单分类。

    按功率大小来分：超小功率型（<50W）、小功率型（50~500W）、中等功率型（500~5000W）、大功率型（5~50KW）、超大功率型（>50KW）。
    超小功率型：理论上讲电弧长度可以达到30厘米，但好象网上做出来的都在10厘米左右，而且成品的外形比例较难把握，不好看，所以观赏性不高。

    小功率型：这个类型比较适合初学者入门研究用，体积不大，用料不多，报废了也不可惜，呵呵。
   
    中等功率型：如果你要想做一个具有真正意义且具备观赏价值的特斯拉线圈，这个类型最合适，既能得到美丽的电弧，又能得到极具纪念价值的陈列品，它的尺寸既不幼稚也不夸张，放在家中也比较适合。

    大功率型：对于超级发烧友而言，非大功率型是很难满足胃口的。虽然5米长的电弧看起来很满足，但是前提条件是：你时间够多，腰包够鼓，地盘够大......。

    超大功率型：这种庞然大物一般是由一些组织或团队制作完成的，一个人力量远远不够，它的电弧可以达到十几米，功率也大得吓人，那个号称是世界上最大的特斯拉线圈的功率居然达到了140KW。   


    按开关类型来分的话有机械开关（间隙放电）和电子开关两种；

    1.机械开关型；    
    优点：功率大，最大可达100KW以上，结构简单；
    缺点：效率低，放电间隙的声光污染严重。
    机械开关型的特征部件是打火器，它是利用空气在电离后电阻迅速下降的特性来实现开关的，打火器算是传统型特斯拉线圈的核心部件。打火器有被动放电与主动放电两种形式；被动放电式的放电间隙宽度是固定的，当触点间电压达到击穿阀值后自动放电。一般2KW以下可采用这种方式。主动放电式的放电间隙宽度是不断变化的，触点接近时放电，远离时断电，且带灭弧作用，所以，功率大点的大都采用这种方式。


被动放电式：                                                                  主动放电式：
                            


    2 .电子开关型；    
    优点：效率高，无声光（放电间隙）污染，直接使用市电而无需高压电源；
    缺点：功率偏小，一般都在5KW以下。
    电子开关型特斯拉线圈英文简称SSTC，它的特征部件主要由电子管或晶体管组成，并取代了原来的打火器，这是现代电子科技发展的必然趋势，所以现在越来越多的特斯拉线圈爱好者都开始往这方面发展。到目前为止，就我所知，电子开关型已衍生出三种：VTTC、OLTC、DRSSTC，下面是三者的原理图。



VTTC原理图：
                  


OLTC原理图：





DRSSTC原理图：
   
                         



注:   SSTC :      Solid State Tesla Coil ;
       VTTC :     Vacuum Tube Tesla Coil;  
       OLTC :     Off Line Tesla Coil; 
       DRSSTC : Double Resonant Solid State Tesla Coil ;

Comments [8]Tags: 特斯拉线圈种类

特斯拉线圈制作教程

27.08.2007 (8:00 am) – Filed under: 特斯拉线圈原理

特斯拉线圈制作教程

---

成品：

下面将把该特斯拉线圈分解成五部分来介绍：放电终端、次级线圈、初级线圈、初级电容阵列，打火器。

---

1.特斯拉线圈放电终端的制作

在这部分的制作比较简单和随意,我这里介绍一种比较成熟和简易的制作方法,也就是最常见的环型放电终端。

主要材料:
1.  4寸直径的燃气热水器通风管,(就是那种全金属的可弯管,家里有燃气热水器的一看便知)如图
        



2.7寸直径的平底金属盘(用来做派的),其他类似金属物也可,关键1.平底 2.金属    如图:


3. 包裹金币巧克力的那种较厚的铝箔

首先将平底金属盘底对底用螺丝固定如上图,接着将铝管盘成圈状,使其正好能卡在平底金属盘制作的骨架上如图:





铝管的接口处用铝箔封口如图:



接线点定位图:


组装好的成品如图:

---

2.特斯拉线圈次级线圈的制作

特斯拉线圈中的次级线圈是整个特斯拉线圈中制作最耗时耗神的部分.
需要如下材料:

1.高质量漆包线,线的直径从以下选择:

----------------------------------------------------------------------------------------------------
                                             漆包线规格表
-----------------------------------------------------------------------------------------------------     
标称直径(mm)    美规(AWG)   英规(SWG)    每米电阻(Ro/Ω*m-1)    每米重量(g) 

0.250                     30                 33               0.3345                     0.4367
0.280                     29                 32               0.2676                     0.5477
0.315                     28                 30               0.2121                     0.6932
0.355                     27                 29               0.1674                     0.8805
0.400                     26                 27               0.1316                     0.9825
0.450                     25                 26               0.1042                     1.4148
0.500                     24                 25               0.0846                     1.7466
0.560                     23                 24               0.0673                     2.1910
0.630                     22                 23               0.0534                     2.7729
0.710                     21                 22               0.0420                     3.5219
0.800                     20                 21               0.0331                     4.4714   
------------------------------------------------------------------------------------------------------

2. 聚氯乙烯管材,直径15厘米,普通五金店都有卖,你可按照自己要的长度购买，厚度的话，自己感觉结实就好。
3.要用木头制作一个绕线架.还要制作两个圆片用来穿在圆筒两边,再在圆片中间打眼,穿入中心轴,架到线架子里面就可以绕线了,本系统大约绕900~1000匝就适合了.总线长大约在500m左右,但市面上大多是论斤卖,所以你得先把它换算成重量后再出门买~.

聚氯乙烯管材:


优质漆包线:


固定圆桶所制作的圆盘:


安装到绕线架上的次级线圈:


次级线圈下接头(接地线):


次级线圈上接头(接放电终端):

---

3.特斯拉线圈初级线圈的制作


在本特斯拉线圈的设计中初级线圈采用铜管绕制成蚊香状.铜管是用于汽车,供热,中央空调中的那种管壁较厚的承压铜管.直径8毫米大约绕制9-10匝(大约需要9米)

铜管如下图(要尽可能选择外表光滑无锈无伤的):


铜管盘成如下图:



这样盘成的主线圈可以适用于6英寸到8英寸的次级线圈。

初级线圈支架用5毫米厚的软塑料板(非脆性塑料)做,例如塑料刀板。


将其按等距离打眼，大小要依铜管直径而定，如图:



底座选用普通中密度板就可以了,这个底座还有用,将来底下要放其它东西.也尽可能加工好。

接下来把铜管和塑料支架穿起来如图:


内圈接头部分,将中密度底版在相应地方开孔引出一个接头如图:
从上看：


从下看


再找一截铜管做为接地保险,注意,不可闭合!如图安装:


找个保险丝座，做成滑动接头，调试时非常好用，如下图：


顺便提一下，主线圈不一定都是那种形状，还有其他的，例如：

---

4.特斯拉线圈初级电容阵列的制作


在特斯拉线圈中,有一个好的电容是非常重要,因为所有电弧的能量都是由电容直接提供。
在诸多电容中，高压电容可以说是最理想的，但一般很难买到,价格也贵,所以只能将就着使用普通无极性电容了。为了达到所需的耐压和容量必须将其进行串联和并联。

需要准备的材料:
1.无极性电容,(聚乙烯,聚丙烯,CBB电容 等)一般常见高压电容规格主要有:1600v- 0.047uf  , 1600v- 0.068uf两种;电阻 10兆欧 ， 如下图:



2.有机玻璃板

3.塑料螺丝

步骤:1.首先计算所需要的电容个数和排列方式根据以前提到的变压器匹配计算得到电容量为0.0318uf    10kv
手头电容规格为1600v-   0.047uf(此处注意:电容的耐压标示都是制 直流 ,而且电容器交流耐压与电容材质等多种因素有关,不能简单认为只要将直流耐压值除以1.414 就得到交流耐压值.)

从寿命和安全性角度出发,建议将每电容分压值定为450v~ 
则得到整个电容阵构成为:22串一链,共14链并联,一共308支电容电阻
电阻的用途是为了当停止使用时对电容中的残留电荷进行放电,使用方法就是每支电容都要并联一支10兆的电阻(1/4~1/2w)**安全提示**若没有放电电阻,则电容阵中储备的能量将可能存在很久而对人身造成伤害!

下图显示了一个电容链,它是蛇行排布的:



注意!电容之间不要紧密接触!要留有一定空隙如图:


层与层之间要用4mm厚的有机玻璃隔离,每层包含两个链;
固定使用塑料螺丝(一般都叫尼龙螺丝),如图:



每层都有各自的接口使之成为独立可使用的单元如图:



说实话，这样的电容陈列做起来太烦琐了，建议有条件的朋友选用高压电容来做，那样就简洁多了:

---

5.特斯拉线圈打火器的制作


制作打火需要以下材料:
1.200mm直径pvc管材,长400mm
 
2.90mm长,直径20mm铜管若干

3.双头螺丝 若干(是铜管数目两倍)




打火器其实相当于一个开关器,未打火时能量由变压器传递到电容阵,当电容阵充电完毕时两极电压达到击穿打火中的缝隙的电压时,打火器打火,此时电容阵与主线圈形成回路,完成L/C振荡进而将能量传递到次级线圈.

制作步骤:
1.先将铜管打眼,如图:



2.再在pvc管上打眼后,将铜管固定在pvc管内部如图:




3.组装后:


    为了根据需要调整放电间隙,每相邻螺栓代表1mm的放电缝隙(螺栓即为接线柱)，这样安装只要变换接线柱就可以很方便的根据你的设计电压进行调整了.
    打火器工作时发热很严重,每30秒就得停5分钟，故需加装风扇。打火器中间还要找个东西堵一下，以改善风道。最后，弄个盒子把低部封好，如下图：

内部：
 
整装后：



---------------------------------------------------------------------------------------------------
以上介绍仅供参考，祝各位成功。