特斯拉线圈的制作

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特斯拉线圈的制作

    前些天在电视上看到一个discover的节目,里面就讲到了一些美国的特斯拉线圈的爱好者所制作的各种各样的特斯拉线圈,效果真的很绚目!制造闪电的感觉真的很奇特;大概这是因为制造闪电在神话里面都是主神们的特权吧.先来个图看看:
  
    当然,如上图这样大型特斯拉线圈是难以制作并且需要深厚的电工基础和充分的财力保证的.(上图这个线圈的制作成本大概在8-10万元左右)而且制作这样大型的线圈显然是非常危险的!说白了,就算你作下了你也没有地方让它工作!我们要设计的是一种中小型的线圈,(大概和特斯拉先生当年制作的差不多吧)如图:
 
    这个其实也稍大了一些,没办法找不到太合适的图(其实主要因为老美都挺有钱,干个啥也爱玩大的,话又说回来了,上面的两个图片充分的展示了特斯拉线圈的"光电"魅力.所以,制作的原因出来了,那就是追寻这种美丽的效果,感受人类最初对"天火"那分来自心灵深处的震撼!(起码对我来说是很震撼的.)其二,也是对于生前饱受爱迪生挤压迫害的特斯拉先生的一种纪念缅怀的方式.

特斯拉线圈的制作前的准备和注意事项及其它
整个制作我们以变压器功率为1000w的中型特斯拉线圈为设计标准.(放电距离:>=120cm)备注:特斯拉线圈的放电距离和功率成正比.
主要材料及大概成本:
1.高压变压器--->=1000win220 vout>=10kv一个.(较难买到,一般需要定做,有些南方二手电子器材城曾有过in110vout6300v600w的变压器.只是不知道现在是否还买的到.)
2.大量无极电容:若0.047uf1000v~(1600v-)的cbb电容需要准备100只左右.电子配件商店买得到(电容非常重要!可以说是整个特斯拉线圈的心脏,所以电容的高质量将会使您最后的特斯拉线圈更加绚目!!质量主要是指:

  1. 高频性能好
  2. 自损耗低
  3. 电感量低[重要]
  4. 寿命长
  5. 绝缘性能好

3.直径13厘米长1米的聚氯乙烯管(壁厚0.6--1厘米),pvc管材也将就,厚0.8厘米的绝缘板材(不能是木头!最好塑料)大约2.5平米,厚0.5厘米的绝缘板材(非木!)大约1.5平米,这些都可在家庭装饰城(就是那些买涂料,板材,工具等的那种大市场里)买到
4.导线,多芯铜导线,1000v50A大约6米电子配件商店买得到(10kv1A导线3米)
5.耐压漆包线内径0.5mm900米长电子配件商店买的到
6.直径0.8厘米的铜管(壁厚1mm以上)长8米,直径3厘米厚>1mm长1米的铜管可在汽车配件或五金等地买到
7.电手钻,螺丝刀,手锯,钳子等工具,普通螺丝,塑料螺丝,环氧树脂胶,钢尺等
8.用于燃气热水器的排气管(金属制作,可弯曲,直径在10厘米以上)制作后期计算得到长度.
9.其它的一些常见东西,边做边找吧。这样制作一个1000w的特斯拉线圈大约成本在1万元人民币.(还是比较贵的,估计大多数爱好者不容易拿出这笔钱)

注意事项!!!!!!非常重要!!!!!!

  1. 本人不对文章中所写的制作方法保证,对依照本文制作特斯拉线圈所导致的触电身亡,烧伤,及其它意外伤害,本人不承担任何法律及道义责任.对于依本文制造的特斯拉线圈对个人财产或公共设施,国家财产可能造成的损失本文作者不承担任何法律责任及连带责任.需由制作人承担相应责任.
  2. .特斯拉线圈属于高压设备,所以制作需要高超的动手能力和丰富的电工经验,未成年人和非专业人员如按照本文制作特斯拉线圈需在专业人员陪同之下方可进行.
  3. 危险描述,依照本文制造的特斯拉线圈电弧长度>=135厘米电弧产生速度(放电频率)100次/秒[给人连续放电的感觉]电压>200kv功率耗散>=1000w,连续工作时间<=10分钟,特斯拉线圈工作时噪音很大,大的很可怕!!!(不听不知道,一听吓一跳!)提前准备听力保护设备(耳塞拉一类的)

对依照本文制作的特斯拉线圈所直接击中的人的可能情况:

  1. 由于频率很高,所以短时间致命可能性很低.(但是心脏病等就不好说了)
  2. 由于高频的集肤效应,可能会造成不同程度的表皮烧伤.
  3. 考虑到尖端放电效应,可能会导致肢体突出端或末端的较严重烧伤(男人可要注意了!)
  4. 由于特斯拉线圈属于超高压放电设备,考虑到电磁感应原理可能会对一定半径范围精密电子器件造成破坏(如,手机,电脑等)

特斯拉线圈装配示意图和电路图
    特斯拉线圈的结构并不复杂,如下图就是制作一个特斯拉线圈的所有部件(不包括支架),但是基本的动手能力和基本的电学知识还是要有的.这些图都是画的,大家将就这看吧.
实物装配图:
  
 
    虽然按照本文设计的是一个"标准"特斯拉线圈,制作者不必花很多精力和时间在它的原理和计算上面,但是出于对特斯拉的尊敬和方便制作者制作其它规格的特斯拉线圈,还是大致了解一下这里面的原理和计算方法比较好.还有,制作一个特斯拉线圈是会对你的动手能力和电工知识都有提高的好活动.(除了危险一些)在有了足够的资金和充分的时间安排后就可以开始了.

涉及到特斯拉线圈的一些计算公式
    受朋友建议,我再次提醒这里的看客们,如果您试图制作一个特斯拉线圈的话请一定先看完我的介绍在施工,这样您才会对特斯拉线圈的危险性有个大概的估计.同时,如果您非要先上手的话,请记住,绝对不要在家里面启动特斯拉线圈,绝对不要用公共地线,如果散热没有解决好的话,请不要让特斯拉线圈工作超过30秒;否则将有可能导致火灾,切切

  1. 电弧长度:   电弧长度 L(单位:英寸);   变压器功率  P (单位 瓦特);    L=1.7*sqrt(P)   (sqrt为开方)
  2. 电容阵容量: 变压器输出电压(交流)E(单位 伏特); 变压器输出电流 I(单位  毫安);   电容器阵列最大容量C(单位 微法)  ; 交流频率F(单位赫兹)    C=(10^6)/(6.2832*(E/I)*F)   [电容的大小涉及到与变压器功率的一个匹配问题,当电容过大时在交流上升到顶点时(即sqrt (2)*V时,电容电压过低无法击穿打火器的空气隙则打火器无法启动就无法工作,整个系统也就无从启动 ]
  3. 电容阵的计算就是电容的简单串,并联,初中就学过,在此就不提了.例如当变压器功率为1000瓦时,输出电压为10000伏(交流),那么电容匹配为0.0318uf,手头有电容规格为:0.047uf  1000~,1600-,再取保险一点到 耐压 1500v~则需要电容阵列安排如下:15个电容串联成一个基本链(BC);再10个这样的基本链并联而成(J),共需要电容150个,若每支电容分压降为630v~(这样可以大幅度延长电容寿命),则: 24--BC,16--J,共需384支电容.
  4. 其他: 震荡频率:F = 1/(2*Pi*sqrt(L*C))

次极线圈相关计算:如下图                                           主线圈相关计算 :如下图
        
     放电终端相关计算:如下图
 

国标漆包线基本数据
线径 (mm) 每米重量 (g)  每米电阻(ohm)
0.32  0.72  0.218 
0.36 0.86 0.182
0.40 1.12 0.140
0.45 1.42 0.112
0.51  1.75 0.089
0.57 2.11 0.074
0.64 2.96 0.053
0.72 3.44 0.046
0.81 4.49 0.035
 0.91 5.68 0.028
1.02 6.99 0.023

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