其实就是特斯拉线圈
原理是:特斯拉线圈又叫泰斯拉线圈,因为这是从"Tesla"这个英文名直接音译过来的。这是一种分布参数高频共振变压器,可以获得上百万伏的高频电压。特斯拉线圈的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。通俗一点说,它是一个人工闪电制造器。 在世界各地都有特斯拉线圈的爱好者,他们做出了各种各样的设备,制造出了眩目的人工闪电。

特斯拉线圈电路
首先,交流电经过升压变压器升至2000V以上(可以击穿空气),然后经过由四个(或四组)高压二极管组成的全波整流桥,给主电容(C1)充电。打火器是由两个光滑表面构成的,它们之间有几毫米的间距,具体的间距要由高压输出端电压决定。当主电容两个极板之间的电势差达到一定程度时,会击穿打火器处的空气,和初级线圈(L1,一个电感)构成一个LC振荡回路。这时,由于LC振荡,会产生一定频率的高频电磁波,通常在100kHz到15MHz之间。放电顶端(C2)是一个有一定表面积且导电的光滑物体,它和地面形成了一个“对地等效电容”,对地等效电容和次级线圈(L2,一个电感)也会形成一个LC振荡回路。当初级回路和次级回路的LC振荡频率相等时,在打火器打通的时候,初级线圈发出的电磁波的大部分会被次级的LC振荡回路吸收。从理论上讲,放电顶端和地面的电势差是无限大的,因此在次级线圈的回路里面会产生高压小电流的高频交流电(频率和LC振荡频率一致),此时放电顶端会和附近接地的物体放出一道电弧。 尽管从理论上讲,放电顶端和地面的电势差为无限大,但是在实际上电弧的长度不会无限大,它受到供电电源(升压变压器)的功率限制,计算方式为:电弧长度(单位:厘米)=4318×根号下P(单位:W),前提是初级LC振荡回路和次级LC振荡回路的LC振荡频率完全一致(即所谓的“谐振”状态,此时电弧长度会达到最长且效率最高)。如果不谐振(初级和次级频率不相等),电弧长度将无法达到公式计算的结果。 判断是否谐振的方法:1L1C1=L2C2;2初级LC振荡频率=次级LC振荡频率。达到两个情况中的任意一种,即位谐振。事实上,这两种情况的实质是一样的,即,符合条件1的时候,一定会符合条件2。
目前新能源的利用又被正式抬到台面,特斯拉线圈在无线传输电力方面正日益受到关注,电子电路图网专门介绍关于特斯拉线圈的基础知识。
特斯拉线圈又叫泰斯拉线圈,因为这是从"Tesla"这个英文名直接音译过来的。这是一种分布参数高频共振变压器,可以获得上百万伏的高频电压。特斯拉线圈的原理 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。通俗一点说,它是 一个人工闪电制造器。 在世界各地都有特斯拉线圈的爱好者,他们做出了各种各样的设备,制造出了眩目的人工闪电。
在今年的年初,曾经发过一篇介绍特斯拉线圈的文章:近距离接触“死亡之手” 家中制造的人工闪电,其中大概介绍了特斯拉线圈的大概组成部分和原理。
特斯拉线圈尽管电压很高,但是并不是那么危险,任何一个懂得电力电子的人都知道,一切是平衡 的,我们人或者动物之所以会触电 身亡,是因为导体瞬间发热引起的,也就是功率的原因,功率=电压乘以电流 , 所以尽管电压很高,但电流很小,对人也够不成危害,并且它是一种高频电流。只要设计得当,是几乎没有危险的
只要你有兴趣,完全可以自己去制作。
玩过红警的人都对这个有印象,苏联的所有高级磁暴武 器均是特斯拉线圈的变种,他可以用来接收能量 ,也可以发射,他是无线电力传输的最初发明。
19世纪90年代,爱迪生光谱辐射能研究项目的一名助手尼古拉特斯拉就申请了最初的一个专利。 其中的一个线圈连接在电源上传输能量作为发射器,另一个线圈连着灯泡,作为能量接收器。通电后,发射器能够以10兆赫兹的频率振动,但它并不向外发射电磁波
。
特斯拉后来发明了所谓的“放大发射机”,现在称之为大功率高频传输线共振变压器,用于无线输电试验。特斯拉的无线输电技术,值得一提。特斯拉把地球作为内导体,地球电离层作为外导体,通过他的放大发射机,使用这种放大发射机特有的径向电磁波振荡模式,在地球与电离层之间建立起大约8赫兹的低频共振,利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。
传统特斯拉线圈原理图
这一系统与现代无线电广播的能量发射机制不同,而与交流电力网中的交流发电机与输电线的关系类似,当没有电力接收端的时候,发射机只与天地谐振腔交换无功能量,整个系统只有很少的有功损耗,而如果是一般的无线电广播,发射的能量则全 部在空间中损耗掉了。特斯拉有生之年没有财力实现这一主张。后人从理论上完全证实了这种方案的可行性,证明这种方案不仅可行,而且效率极高,对生态安全, 并且不会干扰无线电通信。只不过涉及到世界范围内的能量广播和免费获取,在现有的政治和经济体制下,无人实际问津这种主张。
为了打破爱迪生的技术垄断,特斯拉特地制作了一个“特斯拉线圈”,它是由一个感应圈 、变压器、打火器、两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成。 放电时,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器中的缝隙 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这种装置可以产生频率很高的高压电流,不过这种高压电的电流极小,对人体不会产生显著的生理效应。
特斯拉线圈的线路和原理都非常简单,但要将它调整到与环境完美的共振很不容易。
涉及到特斯拉线圈的一些计算公式
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
电弧长度: 电弧长度 L(单位:英寸); 变压器功率 P (单位 瓦特); L=17sqrt(P) (sqrt为开方)
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)/(62832(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 ]
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00318uf,手头有电容规格为:0047uf 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
其他: 震荡频率:F = 1/(2Pisqrt(LC))
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)
032 072 0218
036 086 0182
040 112 0140
045 142 0112
051 175 0089
057 211 0074
064 296 0053

072 344 0046
081 449 0035
091 568 0028
102 699 0023
初学电子电路从哪学起好?
先从电路分析下手。电路分析讲的都是最简单最基本的电路原理,包括基尔霍夫电压电流定律,戴维南等效定理等。其次学习模拟电路,模拟电路讲了二极管,三极管等基本元器件,另外还讲了各种放大器的使用。再次学习数字电路。数字电路讲的是各种逻辑门和组合逻辑,时序逻辑电路,在这里你可以接触到很多数字芯片,包括编码译码器,多路复用器。接着学习单片机。单片机有很多种,建议从51单片机学习。51单片机资料有很多,可以买个开发板边学边练习。然后就是嵌入式系统以及DSP,这些都是比较高端的了。你先把前面学了再作了解。
电力电子电路的分类
可以看看视频教学。
对于业余爱好者,学电子技术最实际是从分立元件的AM收音机开始,其原因有:
1、电路种类齐全:
别小看一台古老的调幅收音机,那里头有无线电波接收、可变调谐、高频振荡、超外差变频、中频选择和放大、变压器耦合、电容耦合、二极管检波、甲类放大器、推挽放大器、甲乙类放大器等电子路,在这些电路中还有滤波、正反馈、负反馈、交流旁路等细节。是集模拟电子技术之大成!也是集无线电接收、调频、调幅、载波、调制、解调、调谐、振荡、差频、甲类高放、低放、推挽、OTL、OCL功放之知识大全。
2、通过对各级偏置电流的调试,会使你加深对甲类放大器、甲乙类放大器和推挽放大器的认识。通过调试,也使你知道放大器为什么会进入饱和、为什么会出现削顶失真、交越失真等等。特别是在调试OTL、OCL的静态电流、中点电压后,你就会体会到它们之间的牵扯是多么的紧密。当然,你也会领会在这些电路中对选配对管是何等重要。
通过调中周、统调等,会加深你对LC谐振、变频、选频电路的认识。
3、AM收音机套件便宜(初学者先别理会FM、弄好AM再玩FM),来源丰富。一本有关收音机的书、一块万用表、一支烙铁,再加十来元钱的套件就可动手,不成功再来也不心痛。
如果你能将十来元钱一套的六管收音机套件焊好、调好弄响了,你的电路基础也有了,电路原理图也会看了,印剧电路板也会看了。
模拟电路玩熟了,数字电路就不在话下!
电力电子电路有多种分类方法。
按实现电能变换时电路功能分类,可分为4种。
①整流电路(AC/DC变换电路):具有整流功能的电路。凡将交流电能转换为直流电能的过程泛称为整流。
整流电路(rectifying circuit)把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
②逆变电路(DC/AC变换电路):具有逆变功能的电路。凡将直流电能转换为交流电能的过程称为逆变。
逆变电路是与整流电路(Rectifier)相对应,把直流电变成交流电称为逆变。当交流侧接在电网上,即交流侧接有电源时,称为有源逆变;当交流侧直接和负载链接时,称为无源逆变。
逆变电路的应用非常广泛。在已有的各种电源中,蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源,当需要这些电源向交流负载供电时,就需要逆变电路。另外,交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置使用非常广泛,其电路的核心部分都是逆变电路。它的基本作用是在控制电路的控制下将中间直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源。
③交流变换电路(AC/AC变换电路):能将交流电能的大小和频率加以改变的电路。前者称交流调压电路;后者称变频电路。
④直流变换电路(DC/DC变换电路):能将直流电能的大小和方向加以改变的电路。由于采用斩波控制方式,故又称直流斩波电路。
按电能转换次数分类,可分为两种。
①基本变换电路:由一次转换过程即可实现所需电能变换的电路。例如通过一个可控整流电路即可直接实现由交流电能到直流电能的变换和控制,故又称直接变换电路。
②组合变换电路:出于技术和经济上的原因,采用多次转换以实现所需电能的变换的电路。例如通过交流调压和不控整流两次转换也可以实现由交流到直流电能的变换和控制。这种不同组合方式的多次变换电路又称为间接变换电路。
按组成电路的器件分类,可分为3种。
①不控型变换电路:由不控型器件组成的电路。如由电力二极管组成的整流电路仅实现交流到直流间电能的变换,但电路对直流电能无控制能力。
②半控型变换电路:由半控型器件(如普通晶闸管)组成的电路。由于这类器件无自关断能力,故电路只在具备关断晶闸管的条件时才能正常工作。
③全控型变换电路:由全控型元件(自关断器件)组成的电路。由于器件具有自关断能力,全控型电路易于实现电能的变换和控制。它比半控型电路具有更佳的技术经济指标。但多数全控型器件的开关容量尚低于半控型,故大容量变换电路尚需由半控型元件组装。
按控制方式分类,可分为4种。
①相控电路:控制信号的变化表现为控制极脉冲相位的变化。传统的整流电路即采用这种控制方式。
②频控电路:指信号的变化表现为控制极脉冲重复频率的变化。传统的无源逆变电路即采用这种控制方式。
③斩控电路:控制信号的变化表现为控制极脉宽的变化。传统的直流斩波电路即采用这种方式。

④组合控制电路:电路采用上述3种基本控制方式组合而成的控制方式。如用于直接变频电路的相频控制方式就是相控和频控方式的组合。
按开关器件的工作频率分类,可分为两种。
①低频电路:开关元件按电网频率(50赫或60赫)工作的电路,如传统的相控整流电路和有源逆变电路等。
②高频电路:开关元件以远高于电网频率的载波频率工作的电路,如采用脉冲宽度调制控制方式的电路。


