玩過紅色警戒的朋友的對(duì)磁暴線圈一定映像深刻,今天就讓我們一起來做個(gè)”磁暴線圈”吧。
先來看些效果圖吧,看看這些特斯拉線圈愛好者們的杰作:
上面的圖片充分的展示了特斯拉線圈的”人造閃電”的魅力,就是這神一般的魔力,吸引著許多人來追尋這種美麗的火花,感受人類最初對(duì)”天火”那分震撼。特斯拉線圈的制作前的準(zhǔn)備和注意事項(xiàng):整個(gè)制作我們以變壓器功率為1000w的中型特斯拉線圈為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。(放電距離:>=120cm)(備注:特斯拉線圈的放電距離和功率成正比)主要材料及大概成本:
1:高壓變壓器 1000W 輸入220V 輸出 10KV
2:大量無極電容 如用0.047uf 1000v~(1600v-)的cbb電容需要準(zhǔn)備100只左右,有大容量的高壓電容請(qǐng)自己換算
3:直徑13厘米長(zhǎng)1米的聚氯乙烯管(壁厚0.6-1厘米),pvc管材也將就,厚0.8厘米的絕緣板材(不能是木頭!最好塑料)大約2.5平米,厚0.5厘米的絕緣板材(非木!)大約1.5平米,這些都可在家庭裝飾城(就是那些買涂料,板材,工具等的那種大市場(chǎng)里)買到
4:導(dǎo)線,多芯銅導(dǎo)線,1000v50A大約6米;10kv1A導(dǎo)線3米
5:耐壓漆包線 內(nèi)徑0.5mm 900米長(zhǎng)
6:直徑0.8厘米的銅管(壁厚1mm以上)長(zhǎng)8米,直徑3厘米厚>1mm長(zhǎng)1米的銅管可在汽車配件或五金等地買到
7:電手鉆,螺絲刀,手鋸,鉗子等工具,普通螺絲,塑料螺絲,環(huán)氧樹脂膠,鋼尺等
8:用于燃?xì)鉄崴?/u>的排氣管(金屬制作,可彎曲,直徑在10厘米以上)制作后期計(jì)算得到長(zhǎng)度.特斯拉線圈裝配示意圖和電路圖
涉及到特斯拉線圈的一些計(jì)算公式
電弧長(zhǎng)度: 電弧長(zhǎng)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(jiǎn)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1000瓦時(shí),輸出電壓為10000伏(交流),那么電容匹配為 0.0318uf,手頭有電容規(guī)格為:0.047uf 1000~,1600-,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(zhǎng)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
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:
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:
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(guó)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(guó)際認(rèn)證),線的直徑從以下選擇:1.0.51mm 0.57 mm2. 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(zhǎng)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(zhǎng)400mm2.90mm長(zhǎng),直徑20mm銅管若干
3.雙頭螺絲 若干(是銅管數(shù)目?jī)杀?
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)、
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(jiǎn)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(zhǎng)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(jiǎn)單和隨意,我這里介紹一種比較成熟和簡(jiǎn)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?
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(zhǎng)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(gòu)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(gòu)買霓虹燈電源,規(guī)格為 15000V AC 50HZ 60mA 樣子象個(gè)箱子,在國(guó)外特斯拉線圈愛好者中使用比較多,還有就是采購(gòu)日本二手110VACin –6300vACout 變壓器兩個(gè)串聯(lián)使用。
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變壓器
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電容
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原文標(biāo)題:超級(jí)詳細(xì)的“特斯拉線圈”制作教程
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