如何使用特斯拉線圈自己DIY一個(gè)磁暴線圈

特斯拉線圈裝配示意圖和電路圖

雖然按照本文設(shè)計(jì)的是一個(gè)”標(biāo)準(zhǔn)”特斯拉線圈，制作者不必花很多精力和時(shí)間在它的原理和計(jì)算上面，但是出于對(duì)特斯拉的尊敬和方便制作者制作其它規(guī)格的特斯拉線圈，還是大致了解一下這里面的原理和計(jì)算方法比較好。還有，制作一個(gè)特斯拉線圈是會(huì)對(duì)你的動(dòng)手能力和電工知識(shí)都有提高的好活動(dòng)。

電路草圖

涉及到特斯拉線圈的一些計(jì)算公式：

電弧長度：電弧長度 L(單位:英寸)；變壓器功率 P (單位:瓦特)；L=1.7*sqrt(P)（sqrt為開方）。

電容陣容量：變壓器輸出電壓(交流)E(單位:伏特); 變壓器輸出電流 I(單位:毫安); 電容器陣列最大容量C(單位:微法) ; 交流頻率F(單位:赫茲) C=(10^6)/(6.2832*(E/I)*F) [電容的大小涉及到與變壓器功率的一個(gè)匹配問題，當(dāng)電容過大時(shí)在交流上升到頂點(diǎn)時(shí)(即sqrt (2)*V時(shí)，電容電壓過低無法擊穿打火器的空氣隙則打火器無法啟動(dòng)就無法工作，整個(gè)系統(tǒng)也就無從啟動(dòng) ]。

電容陣的計(jì)算就是電容的簡單串、并聯(lián)，初中就學(xué)過，在此就不提了。例如當(dāng)變壓器功率為1000w時(shí)，輸出電壓為10000v(交流)，那么電容匹配為 0.0318uf，手頭有電容規(guī)格為：0.047uf(1000v~1600v)，再取保險(xiǎn)一點(diǎn)到耐壓1500v則需要電容陣列安排如下：15個(gè)電容串聯(lián)成一個(gè)基本鏈(BC)；再10個(gè)這樣的基本鏈并聯(lián)而成(J)，共需要電容150個(gè)，若每支電容分壓降為630V(這樣可以大幅度延長電容壽命)，則：24–BC，16–J，共需384支電容。

其他：震蕩頻率：F = 1/(2*Pi*sqrt(L*C))。

主線圈相關(guān)計(jì)算如下圖

次極線圈相關(guān)計(jì)算如下圖

放電終端相關(guān)計(jì)算如下圖

部件制作

特斯拉線圈的主線圈部分

在本特斯拉線圈的設(shè)計(jì)中主線圈采用銅管繞制成蚊香狀。銅管是用于汽車，供熱，中央空調(diào)中的那種管壁較厚的承壓銅管.直徑8毫米大約繞制9-10匝 (大約需要9米)。

銅管如下圖(要盡可能選擇外表光滑無銹無傷的)：

銅管盤成如下圖：

這樣盤成的主線圈可以適用于6英寸到8英寸的次極線圈(盤銅管很費(fèi)時(shí)間，也滿費(fèi)勁，但是不要圖快，要盡可能盤的圓滑)，還需要5毫米厚的軟塑料板(非脆性塑料)做主線圈支架，將其按等距離打眼(要打成9毫米的眼，要不穿不進(jìn)去) 底座選用普通中密度板就可以了，這個(gè)底座還有用，將來底下要放其它東西。也盡可能加工好，接下來把銅管和塑料支架穿起來。

主線圈支架如圖：

銅管和塑料支架穿起來如圖 ：

內(nèi)圈接頭部分，將中密度底版在相應(yīng)地方開孔引出一個(gè)接頭如圖：

再找一截銅管做為接地保險(xiǎn)，注意，不可閉合!如圖安裝：

電容陣列的制作

在特斯拉線圈中，有一個(gè)好的電容是非常重要的。電容的核心地位是由于所有電弧的能量都是由電容直接提供的，這顯然比較奇特，也反映出了特斯拉其人的天才之處。由于高壓電容很難買到，價(jià)格昂貴，所以現(xiàn)在一種普遍的做法是通過對(duì)普通無極性電容進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)來達(dá)到所需的耐壓和容量。

需要準(zhǔn)備的材料：

1.無極性電容，(聚乙烯，聚丙烯，CBB電容等)一般常見高壓電容規(guī)格主要有：1600v-0.047uf ，1600v-0.068uf兩種；電阻10兆歐(1000000ohm)，大量如下圖：

2.有機(jī)玻璃板

3.塑料螺絲

步驟：

首先計(jì)算所需要的電容個(gè)數(shù)和排列方式，根據(jù)以前提到的變壓器匹配計(jì)算得到電容量為0.0318uf/10kv，手頭電容規(guī)格為1600v-0.047uf，(此處注意：電容的耐壓標(biāo)示都是直流，而且電容器交流耐壓與電容材質(zhì)等多種因素有關(guān)，不能簡單認(rèn)為只要將直流耐壓值除以1.414 就得到交流耐壓值.)，從壽命和安全性角度出發(fā)，建議將每電容分壓值定為450v則得到整個(gè)電容陣構(gòu)成為：22串一鏈，共14鏈并聯(lián)，一共308支電容電阻，電阻的用途是為了當(dāng)停止使用時(shí)對(duì)電容中的殘留電荷進(jìn)行放電，使用方法就是每支電容都要并聯(lián)一支10兆的電阻(1/4~1/2W )。

安全提示：若沒有放電電阻，則電容陣中儲(chǔ)備的能量將可能存在很久而對(duì)人身造成傷害!

下圖顯示了一個(gè)電容鏈，它是蛇行排布的：

注意!電容之間不要緊密接觸!要留有一定空隙，層與層之間要用4mm厚的有機(jī)玻璃隔離，每層包含兩個(gè)鏈，固定使用塑料螺絲(一般都叫尼龍螺絲)，每層都有各自的接口使之成為獨(dú)立可使用的單元，如圖：

次極線圈的制作

特斯拉線圈中的次極線圈是整個(gè)特斯拉線圈中制作最耗時(shí)耗神的部分。需要如下材料：

高質(zhì)量漆包線，(一定要買好的，目前我國的漆包線質(zhì)量普遍低下，目前就我所知只有一家企業(yè)獲得國際認(rèn)證)，線的直徑從以下選擇：

1.0.51mm 0.57 mm

2.聚氯乙烯管材，直徑15厘米，最少2米，厚度自己感覺結(jié)實(shí)就好，(一般能買到的大約在4-8mm厚)。

3.要用木頭制作一個(gè)繞線架.還要制作兩個(gè)圓片用來穿在圓筒兩邊，再在圓片中間打眼，穿入中心軸，架到線架子里面就可以繞線了。一圈一圈的繞，大約繞900~1000匝就適合本系統(tǒng)了。整個(gè)繞線過程大約7-8小時(shí)吧，所以在中間休息時(shí)一定要把已繞好的部分固定好，免得前功盡棄。繞線時(shí)要注意不要使線打結(jié)，不要用兩根線接起來使用，市面上夠長度的漆包線不大好找，(大約在500m)，但是整卷的線似乎比較貴，所以就看制作者的選擇了，最好有這方面的關(guān)系朋友幫忙。

圖例：

聚氯乙烯管材：

高質(zhì)量漆包線：

固定圓桶的圓盤：

繞線架上的次極線圈：

次極線圈下接頭(接地線)：

次極線圈上接頭(接放電終端)：

打火器的制作

制作打火需要以下材料：

1.200mm直徑pvc管材，長400mm

2.90mm長，直徑20mm銅管若干

3.雙頭螺絲若干(是銅管數(shù)目兩倍)

打火器其實(shí)相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)器，未打火時(shí)能量由變壓器傳遞到電容陣，當(dāng)電容陣充電完畢時(shí)兩極電壓達(dá)到擊穿打火中的縫隙的電壓時(shí)，打火器打火，此時(shí)電容陣與主線圈形成回路，完成L/C振蕩進(jìn)而將能量傳遞到次極線圈。

制作步驟：

先將銅管打眼。

2.再在pvc管上打眼后，將銅管固定在pvc管內(nèi)部 (每個(gè)銅管與銅管之間的縫隙大約控制在1mm)。

3.組裝好。

為了根據(jù)需要調(diào)整放電縫隙，每相伶螺栓代表1mm的放電縫隙(螺栓即為接線柱)這樣安裝只要變換接線柱就可以很方便的根據(jù)你的設(shè)計(jì)電壓進(jìn)行調(diào)整了。

注意：打火器工作時(shí)將會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，而且往往集中在很小的面積上，所以散熱設(shè)備必須很強(qiáng)大!一 般采用小型立式風(fēng)機(jī)如圖(就那種吹婚禮拱門的)：一般都在幾百瓦，風(fēng)量足。只要注意在進(jìn)風(fēng)口加上簡單的空氣過濾裝置防止大灰塵就可以了。一般不加風(fēng)機(jī)散熱，特斯拉線圈工作幾十秒后就可能導(dǎo)致打火器高溫變形，加入風(fēng)機(jī)后，一般可以把整個(gè)特斯拉線圈的工作時(shí)間延長致十幾分鐘。另外，經(jīng)常在使用后對(duì)打火進(jìn)行清理，去掉電渣和灰塵。

放電終端的制作

在這部分的制作比較簡單和隨意，我這里介紹一種比較成熟和簡易的制作方法，也就是最常見的圈型放電終端(因?yàn)檫@和我的程序相對(duì)應(yīng)，更加方便了計(jì)算)。

主要材料：

1、4寸直徑的燃?xì)鉄崴魍L(fēng)管，(就是那種全金屬的可彎管，家里有燃?xì)鉄崴鞯囊豢幢阒?。

2、7寸直徑的平底金屬盤(用來做派的)，其他類似金屬物也可，關(guān)鍵1.平底 2.金屬。

3、包裹金幣巧克力的那種較厚的鋁箔。

首先將平底金屬盤底對(duì)底用螺絲固定如上圖，接著將鋁管盤成圈狀，使其正好能卡在平底金屬盤制作的骨架上，鋁管的接口口處用鋁箔封口，接線點(diǎn)定位在平底金屬盤骨架中心，組裝好成品，至此特斯拉線圈的所有重要部分已經(jīng)完成。

關(guān)于特斯拉線圈的一些補(bǔ)充說明

關(guān)于特斯拉線圈的制作其實(shí)還有不少需要注意的事情，其中：

1：次極線圈的骨架既那個(gè)聚乙烯圓桶的饒線部分是有要求的，一般來說，饒線直徑和饒線部分桶長比例在1：4左右。

2：主線圈的底版可以用一些稍微便宜的材料制作，因?yàn)閷?duì)它的要求不高，當(dāng)然最好所有的塑料板材都能用雅克力板制作，這樣有結(jié)實(shí)又漂亮。

3：打火器的制作其實(shí)有很多方法，關(guān)鍵要注意的是：a.放電部件要導(dǎo)熱快；b.放電部件厚度要足夠；c由于打火器更換頻率最高。所以設(shè)計(jì)要以容易更換，價(jià)格便宜為主。

4：關(guān)于高壓電容，前些天見到微波爐內(nèi)部有一種高壓電容規(guī)格為2100AC/1uf且內(nèi)部集成放電電阻的電容，看來如果使用這種電容也是一個(gè)不錯(cuò)的方案。

5：關(guān)于主變壓器，一般難以購買，可以去當(dāng)?shù)?a target="_blank">電子市場(chǎng)詢問是否可以定做，如果沒有，可以購買霓虹燈電源。在國外特斯拉線圈愛好者中使用比較多，還有就是采購日本二手110VACin–6300vACout變壓器兩個(gè)串聯(lián)使用。