1891年，發(fā)明家尼古拉·特斯拉發(fā)明了最著名的特斯拉線圈，特斯拉癡迷于無(wú)線能源的提供應(yīng)用，從而導(dǎo)致了特斯拉線圈的發(fā)明。這個(gè)線圈不需要復(fù)雜的電路，所以它最終成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠郑热邕b控器、智能手機(jī)、電腦、X射線、霓虹燈和熒光燈等都有它的身影。

　　基本概念

　　特斯拉線圈是一種射頻振蕩器，它驅(qū)動(dòng)空芯雙調(diào)諧振變壓器以產(chǎn)生低電流的高電壓，應(yīng)用于多種電器設(shè)備。

　　眾所周知，電子振蕩器是一種產(chǎn)生正弦波或方波電信號(hào)的設(shè)備。這種電子振蕩器產(chǎn)生20kHz至100GHz射頻范圍內(nèi)的信號(hào)，稱(chēng)為射頻振蕩器。

　　工作原理

　　根據(jù)線圈的大小，該線圈能夠產(chǎn)生高達(dá)數(shù)百萬(wàn)伏的輸出電壓。

　　特斯拉線圈的工作原理就是實(shí)現(xiàn)共振。在這里，初級(jí)線圈向次級(jí)線圈發(fā)射大量電流，以最大能量驅(qū)動(dòng)次級(jí)電路。微調(diào)電路有助于以調(diào)諧的諧振頻率將電流從初級(jí)電路發(fā)射到次級(jí)電路。

　　應(yīng)用電路

　　特斯拉線圈有兩個(gè)主要部分——初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，每個(gè)線圈都有自己的電容器。火花隙連接線圈和電容器，火花隙的功能是產(chǎn)生火花以激發(fā)系統(tǒng)。

　　特斯拉線圈使用稱(chēng)為諧振變壓器、射頻變壓器或振蕩變壓器的專(zhuān)用變壓器。

　　初級(jí)線圈連接到電源，變壓器的次級(jí)線圈松散耦合以確保其諧振。與變壓器電路并聯(lián)的電容器用作調(diào)諧電路或LC電路以產(chǎn)生特定頻率的信號(hào)。

　　變壓器的初級(jí)（也稱(chēng)為諧振變壓器）升壓以產(chǎn)生2KV至30kV之間的非常高的電壓水平，進(jìn)而為電容器充電。隨著電容器中大量電荷的積累，最終會(huì)破壞火花隙的空氣。電容器通過(guò)特斯拉線圈(L1，L2)發(fā)出大量電流，進(jìn)而在輸出端產(chǎn)生高壓。

　　振蕩頻率

　　特斯拉線圈中的電容器和電路初級(jí)繞組“L1”的組合形成了調(diào)諧電路，該調(diào)諧電路確保初級(jí)和次級(jí)電路都經(jīng)過(guò)微調(diào)以在相同頻率下諧振。初級(jí)電路“f1”和次級(jí)電路“f2”的諧振頻率由下式給出：

　　f1=1/2π√L1C1、f2=1/2π√L2C2。

　　由于次級(jí)電路無(wú)法調(diào)整，“L1”上的可移動(dòng)抽頭用于調(diào)諧初級(jí)電路，直到兩個(gè)電路以相同頻率諧振。因此，初級(jí)的頻率與次級(jí)的頻率相同，即：

　　f=1/2π√L1C1=1/2π√L2C2。

　　初級(jí)和次級(jí)以相同頻率共振的條件是：L1C1=L2C2。

　　諧振變壓器中的輸出電壓不像普通變壓器那樣取決于匝數(shù)比。一旦循環(huán)開(kāi)始并且桅桿建立，初級(jí)電路的能量就會(huì)存儲(chǔ)在初級(jí)電容器“C1”中，火花擊穿的電壓為“V1”，則有：W1=1/2C1V12。

　　類(lèi)似地，次級(jí)線圈的能量由該式給出：W2=1/2C2V22。

　　假設(shè)沒(méi)有能量損失，W2=W1。簡(jiǎn)化上式，可以得到：V2=V1√C1/C2=V1√L2/L1

　　在上述等式中，當(dāng)不發(fā)生空氣擊穿時(shí)，可以達(dá)到峰值電壓。峰值電壓是空氣擊穿并開(kāi)始傳導(dǎo)的電壓。

　　優(yōu)缺點(diǎn)

　　特斯拉線圈的主要優(yōu)點(diǎn)包括：

　　允許電壓在整個(gè)繞組線圈中均勻分布。

　　以緩慢的速度增加電壓，因此不會(huì)造成損壞。

　　出色的性能。

　　使用更高功率的三相整流器可以提供巨大的負(fù)載共享。

　　特斯拉線圈的主要缺點(diǎn)包括：

　　由于高壓射頻發(fā)射，特斯拉線圈會(huì)造成多種健康危害，包括皮膚灼傷、神經(jīng)系統(tǒng)和心臟損傷。

　　購(gòu)買(mǎi)大型直流平滑電容器的成本很高。

　　電路的構(gòu)建需要很長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)樗枰硐氲闹C振頻率。

　　主要應(yīng)用

　　目前，特斯拉線圈不需要大型復(fù)雜電路來(lái)產(chǎn)生高壓。然而，小型特斯拉線圈在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用，例如：

　　鋁焊接。

　　汽車(chē)使用這些線圈進(jìn)行火花塞點(diǎn)火。

　　創(chuàng)造了特斯拉線圈風(fēng)扇，用于產(chǎn)生人工照明。

　　高真空系統(tǒng)和電弧打火機(jī)。

　　真空系統(tǒng)檢漏儀。

　　以上就是關(guān)于特斯拉線圈的相關(guān)內(nèi)容概述，可以看出，該線圈可用于產(chǎn)生高電壓、低電流和高頻率的電力。另外，特斯拉線圈能夠無(wú)線傳輸電能長(zhǎng)達(dá)數(shù)公里，所以在當(dāng)前生活中，特斯拉線圈應(yīng)用于多種小型電器設(shè)備。

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