愛伊米

【電路賞析】迷你特斯拉線圈

可能我們在高中就有見過特斯拉線圈這樣的趣味專案。特斯拉線圈是一種簡單的線圈,在9V的低電壓輸入下也可以生成高壓電場,電場強度足以亮起燈泡。該原理由特斯拉發明,所以也因此得名。

迷你特斯拉線圈電路非常簡單,只需在9V電池和少許元器件的幫助下就能正常運作,所以搭建起來還是挺容易的。許多人可能已經嘗試過這個專案,但是失敗了;這主要因為幾處常出現的錯誤。所以如果你曾經在這個專案上失敗過或是新接觸特斯拉線圈,本文會教你如何用9V電池做出一個簡單的特斯拉線圈,同時無線傳輸能量。

警告:這是一個高壓專案,所以千萬要注意安全。電壓雖然不足以致命,但若是直接觸電的話可能會引發神經或組織損傷。

所需材料

磁導線(漆包線)

22kΩ電阻

2N2222三極體

LED

任何不導電的圓柱物體

9V電池(或者5V電源)

特斯拉線圈的原理

製作特斯拉線圈之前,我們得理解其工作原理才能成功除錯。特斯拉線圈基於電磁感應。一個導體處於變化的磁場中時,導體中會產生一股小電流。對特斯拉線圈來說,這個導體被稱為次級線圈,而變化磁場則由初級線圈上的振盪電流產生。這可能有些難以理解,但是我們用電路圖就更容易理解了。

電路圖

以下迷你特斯拉線圈的電路圖很簡單。所以讓我們理解其原理及製作方式。電路主要部分為次級線圈(金色線圈),是由磁導線繞在不導電物體上製成的。

2N2222這樣的大電流高頻三極體則透過初級線圈(紫色線圈)供電。整個電路由9V電池供電。電池正極透過初級線圈後與三極體的集極相連,射極接地。這意味著一旦三極體導通,電流就會經過初級線圈。LED二極體則位於次級線圈的一端,同時與三極體的基極相連從而使得電路發生振盪,三極體會發送振盪電流進入初級線圈。如果你想深入瞭解電流振盪的話,可以百度一下“殺手勵磁器電路”。

【電路賞析】迷你特斯拉線圈

所以這樣的組合下,初級線圈上有了振盪電流,因此會在周圍產生磁通量。同時該線圈也纏擾在次級線圈上,所以根據電磁感應次級線圈上會產生感應電壓。由於次級線圈的匝數遠遠大於初級線圈,所以該電壓值會很大,而且線圈有著很強的電通量所以足以使得CFL的熒光燈發亮,並將其用於無線電源傳輸中。

【電路賞析】迷你特斯拉線圈

次級線圈的繞線

很重要的一步就是次級線圈的繞線。這是一個耗費時間的過程,所以不需要急功近利。首先你需要一個磁感線圈,也被稱為漆包線。這些線可以在繼電器,變壓器甚至電機中找到。你可以迴圈利用或是直接買新的。線圈越細,效果越好。

一旦磁感線圈準備好後,你需要一個絕緣的圓柱體,你可以選擇PVC管,紙盒或是把A4紙捲起來。其直徑需要處於5cm到10cm間,長度至少10cm。越長就越能容納更多匝數。

以上兩個材料準備好後就可以開始繞線了,建議繞一段後可以用膠條固定住。以下是繞線時的3條建議。

繞線時每條線要儘可能靠近。

不要把某匝線圈纏擾在另一匝上。

至少需要150匝,300匝可以獲得比較好的結果。

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