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[ 电子 ] 制作小型火花间隙特斯拉线圈

2011-12-3 09:46| 发布者: 发现 | 查看: 53843

  我来教大家制作一个小型的火花间隙特斯拉线圈(SGTC),适合广大新手。

  此线圈的高度在四十厘米左右,具体高度和很多因素有关。


  材料:

  1.高压包一个,不要问如“用什么型号的”一类的话题,因为从理论上讲,任何型号的高压包都可以。

  2.直径0.25mm漆包线200m。尽量用铜的,这么小的线圈,没必要用铝的……

  3.直径2mm漆包线三米。三米应该差不多。

  4.直径十二厘米金属球一个,这个可以在买防盗窗一类的东西的地方买到。而且并不贵,理论上,也就十块钱。

  5.直径5厘米,长30厘米PVC管子一根,聚氯乙烯的更好,而有机玻璃是最理想的。

  6.2N3055三极管一个。这个也就三块。

  7.240Ω 5W,27Ω 1W电阻各一个。也许没有正好这么大的,稍微有一点差别也将就。

  8.一些厚几毫米的绝缘板,不能用木头,最好用塑料。

  9.12V蓄电池一个。

  10.无极性电容若干。

  11.胶一瓶,502啦,101啦啥的都可以。

  12.直径1mm漆包线数米。


  工具:

  钳子,剪刀,美工刀,烙铁,锡丝,等等等等……

  开始制作之前,先说一下,在制作过程中尽量不要改我列出的这些数据。


  1.次级线圈的制作:


  用0.25mm漆包线在管子上绕,如下图。

  

制作小型火花间隙特斯拉线圈

  线不能交叉。

  绕1000圈。

  尽量保证线和线之间没有空隙。

  有条件的,可以用绝缘漆刷一层。


  2.初级线圈的制作:


  用2mm的漆包线绕成如下图形状。

  

制作小型火花间隙特斯拉线圈

  类似一个压扁的弹簧。

  直径7.5厘米,绕七圈。


  3.组装线圈


  把次级线圈的线的一头接在那个金属球上。这个球,我们称为放电顶端。它和地面形成了一个电容。然后用胶或者热胶枪把球固定在管子一头。


  把次级线圈固定在塑料板上,初级线圈固定在次级线圈附近,如下图。

  

制作小型火花间隙特斯拉线圈

  次级线圈的线的另一头接地。


  4.组合电容


  我们需要一些无极性电容,推荐使用涤纶电容或者陶片电容。


  根据这个线圈的数据,我计算的结果是需要一个21717pF的电容。呃,要这么精确干什么,就取0.022μF吧(可根据打火器间距进行微调)。


  电容的耐压取决于电源的电压,而高压包可以产生一到两万伏的电压,所以电容的耐压还是越高越好。电容的计算很简单,在此,再提一下。


  串联电容的耐压等于各电容耐压之和,容量的倒数等于各电容的容量的倒数之和。


  并联电容的耐压不变,容量等于各电容的容量之和。

  (我们组合电容时,尽量使用同种电容。)


  建议使用20kv 1000p的电容串并联22次,比较省材料。


  5.制作电源


  我们可以采用单管自激推高压包的方法来产生高压。

  如下图。

  

制作小型火花间隙特斯拉线圈

  我们使用一个2N3055三极管。


  那个黑色的东西,就是高压包的磁芯。


  绕在铁氧体上的那两个线圈,上面到下面两个分别用1mm漆包线绕八圈和二十圈。绕线的方向必须相同!


  最好给三极管装一个散热装置,因为单管自激会产生高温,不吱温度过高会不会把三极管烧坏。


  高手可以直接搭棚,而菜鸟们还是老老实实用洞洞板吧……


  用那个12V蓄电池作为它的电源。


  照图连接好后,拿高压包输出端,即最粗的那条线和高压包屁股上的那一排接脚试着拉弧,找出拉弧最长的那个接脚,把其它接脚都用绝缘漆或热胶枪之类的东西封住。然后,就引出了图中右边的那两条线。


  这个是我做的。由于时间关系,没给它加散热片。

制作小型火花间隙特斯拉线圈

  拍摄时,手抖了一下,有点模糊,不要介意……

  看看左边,拉出了一厘米左右的电弧。


  P.S.

  单管自激这种方式效率不高,切发热量巨大,如果有条件的还可以使用ZVS等电路。


  6.制作打火器


  SGTC的原理就是先给电容充电,电容的电压达到一定程度时,在打火器出放出电弧,形成一个回路,然后放电,之后重新开始这个循环。


  我们可以用稍粗的漆包线来制作打火器。


  一般,打火器是不能用尖端的,需要用光滑表面。


  把两段粗漆包线的一头的皮刮掉,弯成两个光滑表面,然后用热胶枪固定在塑料板上,中间留6~10毫米间隙。


  如下图。

  这个是我做的。

  

制作小型火花间隙特斯拉线圈

  打火器有很多种制作方法。由于我们制作的这个是小功率的,所以不需要考虑散热的问题,大功率的线圈的打火器发热是很厉害的。


  P.S.这种打火器装置也可以做成间距可调的,这对最后的调谐会有所帮助的。


  7.最终的装配

  如下图。

  

制作小型火花间隙特斯拉线圈

  这个“对地等效电容”没必要做,因为它是放电顶端和地面形成的一个等效电容。根据电容的概念,这个“电容”的两个极板分别是放电顶端和地面,介质是空气。


  最后一步,非常激动人心!


  按下那个开关,整个线圈开始工作。理论上,这个线圈产生的电弧能有几厘米吧,我也没按照这些数据做过。SGTC工作时,打火器会产生不小的噪音,做好心理准备……


  特别注意!!!绝对不能把地线直接接在插座上,因为这个地线是和家里所有电器的地线相连的,如果这样做了,后果自己想象吧(如果你的那个插座后端实在是良好接地了,那么使用插座底线也行)。


  由于次级LC回路的工作频率可达上千Hz,很高了。高频电有一种趋肤效应,即只从导体表面流过,这样,如果通过人体,只会从皮肤表面过,不会伤到内脏,所以这个线圈的安全性还是不错的。


  大家看到了,很多人可以摸特斯拉线圈的电弧,那倒不是因为他们有特异功能,原因还是那个高频交流电。所以,我以前制作了一个比这稍微小一点的线圈,然后我就摸了电弧,感觉还不错。呃,还是不要轻易去摸电弧为好,如果真的想摸,那就先找根长铁丝,拿在手里,用铁丝去引电弧,如果手不麻,那就可以摸了(如果电弧粗的话,当心被烫伤)。注意,我们使用的是高频电,所以可以摸,要是用工频电源啥的那还是算了。


  祝大家玩得开心!

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