尼古拉特斯拉最常见的发明之一是特斯拉变压器。该设备的操作基于线圈中共振电磁驻波的作用。这一原理构成了许多现代事物的基础:荧光灯、电视显像管、远距离充电设备。由于谐振现象,在初级绕组电路的振荡频率与次级绕组驻波的振荡频率重合的瞬间,在线圈的两端之间产生了电弧跳跃。

尽管这个生成器看起来很复杂,但您可以自己制作。下面包含如何用自己的双手制作特斯拉线圈的技术。
组件和工作原理
特斯拉变压器由初级、次级线圈和由火花隙或断续器、电容器和用作输出的端子组成的线束组装而成。
初级绕组由少量匝数的大规格铜线或铜管组成。它可以是水平的(平面)、垂直的(圆柱形)或圆锥形。次级绕组由大量较小横截面的匝组成,是设计中最重要的组成部分。它的长径比应为 4:1,并应在底部有一个接地铜线保护环,以保护装置的电子设备。
由于特斯拉变压器以脉冲模式运行,其设计的特点是它不包括铁磁芯。这减少了绕组之间的互感。电容器与初级线圈相互作用,形成一个振荡电路,其中包含一个火花隙,在这种情况下是一个气体电路。避雷器由大量电极组装而成,为了提高耐磨性,它们还配备了散热器。
特斯拉线圈的工作原理如下。电容器通过变压器的扼流圈充电。充电速度直接取决于电感指标。充电到临界水平后,将导致火花隙击穿。之后,在初级电路中产生高频振荡。同时,避雷器被激活,将变压器从公共电路中移除,将其闭合。
如果不发生这种情况,则初级电路中可能会出现对其运行产生不利影响的损耗。在标准电路中,气体放电器与电源并联安装。
因此,输出特斯拉线圈可以产生几百万伏的电压。从空气中的这种电压中,会产生电流放电,其形式为冠状动脉放电和流光。
记住这些产品会产生高电位电流并且对生命是致命的,这一点非常重要。即使是低功率设备也可能导致严重烧伤、神经末梢、肌肉组织和韧带损伤。可导致心脏骤停。
建造和组装
特斯拉变压器于1896年获得专利,设计简单。这包括:
- 一个初级线圈,由铜芯绕制而成,横截面为 6 平方毫米,足够 5-7 匝。
- 由介电材料和直径达 0.5 毫米、长度足以绕 800-1000 匝的导线制成的次级线圈。
- 放电器半球。
- 电容器。
- 由铜芯制成的保护环,如变压器初级绕组上的保护环。
该设备的特点是其功率不依赖于电源的功率。空气的物理性质更为重要。该设备可以通过多种方式创建振荡电路:
- 使用火花隙避雷器;
- 使用晶体管振荡发生器;
- 灯上。
要亲手制作特斯拉变压器,您需要:
- 对于初级绕组 - 3 m 直径为 6 mm 的薄铜管或相同直径和长度的铜芯。
- 要组装次级绕组,您需要一根直径为 5 厘米、长度约为 50 厘米的 PVC 管和一个 PVC 螺纹接头。您还需要一根直径为 0.5 mm、长度为 90 m 的铜线、涂漆线或漆包线。
- 内径为 5 厘米的金属法兰。
- 各种螺母、垫圈和螺栓。
- 卸料器。
- 光滑的半球为终端。
- 电容器可以独立制作。它需要 6 个玻璃瓶、食盐、菜籽油或凡士林油、铝箔。
- 您将需要一个在 30mA 下提供 9kV 的电源。
特斯拉变压器电路很容易实现。 2 根带连接避雷器的电线从变压器引出。串联连接的电容器连接到其中一根电线。最后是初级绕组。带有端子和接地保护环的次级线圈分开放置。
如何在家组装特斯拉线圈的说明:
- 二次绕组首先将导线的边缘固定在管子的末端。绕线要均匀,避免断线。转弯之间不应有间隙。
- 完成后,用胶带将绕组的顶部和底部包裹起来。之后,用清漆或环氧树脂覆盖绕组。
- 为底部和顶部底座准备 2 个面板。任何介电材料、胶合板或塑料板都可以。将金属法兰放在下底座的中心,并用螺栓固定,使上下底座之间有空间。
- 准备初级绕组,将其扭成螺旋状并将其固定在上底座上。在其中钻了 2 个孔后,将管子的末端插入其中。它的固定方式应排除绕组之间的接触,同时保持绕组之间 1 厘米的距离。
- 要制作避雷器,您需要将 2 个彼此相对的螺栓放置在木框架中。计算是基于这样一个事实,即在移动时它们将扮演调节器的角色。
- 电容器制造如下。玻璃瓶用箔纸包裹,并装满盐水。所有瓶子的成分应相同 - 每 1 升水 360 克。打孔盖并将电线插入其中。电容器已准备就绪。
- 根据上述方案连接所有节点。务必将次级绕组接地。
- 初级绕组的总数应为 6.5 匝,次级绕组为 600 匝。
所描述的动作序列给出了如何自己制作特斯拉变压器的想法。
开机、检查和调整
建议首先在户外启动,也值得将所有家用电器移走以防止其故障。记住预防措施!首先,请执行以下操作:
- 他们遍历整个电线链并检查是否没有裸露的触点接触到任何地方,并且所有节点都已牢固固定。避雷器的螺栓之间留有一个小间隙。
- 施加电压并观察流光的外观。在没有它的情况下,将荧光灯或白炽灯带到次级绕组。建议将它们固定在电介质上,一块 PVC 管就可以了。发光的出现证实了特斯拉变压器正在工作。
- 在没有辉光的情况下,初级线圈的结论是相反的。
如果你第一次没有成功,不要绝望。尝试改变次级绕组的匝数和绕组之间的距离。拧紧避雷器中的螺栓。
强大的特斯拉线圈
这种线圈的一个显着特点是它的尺寸、接收电流的强度和产生谐振的方法。
它看起来像这样。接通后,电容器充电。达到最大充电水平后,避雷器会发生击穿。在下一阶段,形成一个LC电路——一个由一个电容器和一个初级电路串联形成的电路。这会在次级绕组中产生谐振和高功率电压。
同时,类似的东西可以在家里组装。为此,您应该:
- 将线圈直径和导线横截面增加1.5-2.5倍。
- 制作一个环形端子。直径为 100 mm 的铝波纹适用于此。
- 用提供 3-5kV 的交流电源替换直流电源。
- 做一个可靠的接地。
- 确保您的接线可以处理此负载。
这种变压器可以产生高达 5 kW 的功率并产生日冕和电弧放电。在这种情况下,当两个电路的频率一致时,效果最大。
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