冯小刚 冯裤子:特斯拉线圈

  特斯拉线圈
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。
简介
  尼古拉·特斯拉
2007年,曾经有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（Tesla Coil）是一种使用共振原理运作的变压器（共振变压器），由美籍塞尔维亚裔科学家尼古拉·特斯拉在1891年发明，主要用来生产超高电压但低电流、高频率的交流电力。特斯拉线圈由两组（有时用三组）耦合的共振电路组成。特斯拉线圈难以界定，尼古拉·特斯拉试行了大量的各种线圈的配置。特斯拉利用这些线圈进行创新实验，如电气照明，荧光光谱，X射线，高频率的交流电流现象，电疗和无线电力，以便进行电力传输。
美国的所有磁暴武器均是特斯拉线圈，他可以用来接收能量，也可以把能量发射出去，这就是无线电力传输的最初发明。
  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1.5MHz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）=4.318×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：1.L1C1=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。
发展历史
早期
尼古拉·特斯拉是一位伟大的科学家。但值得一提的是，这位绝世天才的伟大发明家却被人为的从历史上抹去，掩盖了。尼古拉特斯拉其中之一发明就是特斯拉线圈(注：并非大家所DIY的那个特斯拉线圈) ，原理为把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。后来，特斯拉试图利用地球本身和大气电离层为谐振电容来实现无线输电，为此在纽约长岛建造了一个29米高的发射塔（沃登克里弗塔）,但值得一提的是：由于摩根觉得此行为与自己利益毫无关系决定撤资，实验工地的设备也被法院没收充当抵押，沃登克里弗塔被拆除。放大发射机
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。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。特斯拉线圈
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。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。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，有极高危险。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，特斯拉就是特别擅长这项技艺的人。
信不信由你，特斯拉线圈不只能够保护你的笔记本电脑、弹奏美妙的乐曲，还可以让一群人一起欢呼，一同流口水唷！
  特斯拉线圈
这场在加州圣马刁 Maker Faire  传统特斯拉线圈原理图（sgtc）
2008 会场内的表演，炫丽的闪光不仅让旁观的观众惊呼连连，而在嘶嘶作响的闪光声中，隐约还能听到啧啧的口水声。不过这可不是观众被闪电电到脸部抽筋所至乱喷口水，而是由于在这两座线圈中挂有成打的热狗，当闪电刷过的时候，阵阵的香味也就跟着飘了出来。
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。
研究设计
常见分类
SGTC=火花间隙特斯拉线圈
尼古拉·特斯拉先生本人当年发明的“特斯拉线圈”就属于SGTC。由于构造、原理较为简单，所以也是现阶段初学者入门特斯拉线圈。
SSTC=固态特斯拉线圈
VTTC=真空管特斯拉线圈
DRSSTC=双谐振特斯拉线圈
OLTC=离线式特斯拉线圈
SISGTC=触发二极管-IGBT-火花间隙特斯拉线圈  Jacobs Ladder作品
强大电能
断线不断电之谜，不需要电线，随意将电能输送到数万千米之外，让每个人都能用上便宜甚至免费的电能，这就是无线供电的未来。至今仍然有人对此深信不疑：1943 年秋7 个巨大的“特斯拉线圈”向停泊在费城的中型驱逐舰艾尔德里奇号（DE －173）定向发送了强大的电能，并且在10 分钟之后使它得以瞬间消失。有人说，那7 个也被人称为“磁暴线圈”的装置所发出的能量足以支持所谓的“空间跳跃”，它们正是美国军方按照爱因斯坦相对论的理论计算结果来设置的。
在传说中，这场“费城试验”以失败告终。当驱逐舰在百慕大被人们重新发现时，它的船员们不是身首异处就是深深陷入船体结构被物化为船的一部分。于是，能爆发出恐怖而庞大能量的“特斯拉线圈”随着“费城试验”一起在科幻作家的脑海里扬帆启航。作为一种高能量瞬间杀伤武器，它在电影、小说、漫画和游戏中被大肆布设。这场面几乎要使人们遗忘“交流电之父”尼古拉· 特斯拉设计它的初衷——用作无线输电部件。
高压火花
看上去让人有一种毛骨悚然的感觉，但又充满了无限的神秘感。原来这是澳大利亚大胆发明家用50万伏电压穿过他的身体，形成这张令人震惊的电击“思想者”，仿佛这位沉思的思想者释放着智慧的火花。 澳大利亚52岁发明家彼得-特伦(Peter Terren)使用自制的特斯拉线圈和从五金商店购买的组件结合在一起，想改变现今电时代的概念，电并非在我们的生活中形成电干扰，  特斯拉线圈
如何使用和消耗电，这完全取决于我们对电的思考，以‘思想者’雕塑模型的形象向人们证实我的身体上存在着电活跃性，并且让身体上冒着电火花。
在此之前的特斯拉线圈研究中，特斯拉将自己封闭在一个“法拉第笼子”，目前他进行的这项研究更进一步。据悉，彼得的面具由一个不锈钢纤细线构成，他的“安全服”是由建筑工人使用的绝缘箔包裹而成，假头上覆盖着一个箔头盔。 从特斯拉线圈电极释放的电流将以半圆的形式通过他的身体，然后电流传导至箔绝缘服，最终通过脚底安全地释放到地面上。特伦说：“我这样做是想向人们展示一些新的事物，并试着挑战身体的极限。 虽然电火花直接接触我的身体或面部，但整个过程非常安全。如果没有我的特殊安全服和绝缘头盔保护，如此强的一束电火花足以将我击倒在地，让体验如同被泰瑟枪击中所感受到的剧烈疼痛，如果更多的高强度电火花击中我，将停止呼吸，导致直接死亡。”
扩展阅读：http://cn.engadget.com/2008/05/08/tesla-coils-seen-wowing-onlookers-cooking-hot-dogs/http://www.21bee.com/text/html/wlaq/20080106/1177.htmlhttp://www.schneider-electric.cn/china/cn/products-services/electrical-distribution/products-offer/range-presentation.page?p_function_id=5016&p_family_id=5360&p_range_id=2009http://www.schneider-electric.cn/china/cn/products-services/electrical-distribution/products-offer/range-presentation.page