2022年10月22日11:45:11 熱門 1141

我來教大家製作一個小型的火花間隙特斯拉線圈（SGTC）。

此線圈的高度在四十厘米左右，具體高度和很多因素有關。

材料：（以下帶「*」的為可選材料）

1.高壓包一個，不要問如「用什麼型號的」一類的話題，因為從理論上講，任何型號的高壓包都可以。

——高壓包原則上要買彩電高壓包，越大的電視機的高壓包，理論上越好。

2.直徑0.25mm漆包線200m。盡量用銅的，這麼小的線圈，沒必要用鋁的……

——漆包線在修理電機的地方或電子市場可以買到，繞一個這樣的初級，只需要買10元錢的漆包線就夠了，一頓飯的錢，大家都承受得起。

3.直徑2mm漆包線三米。三米應該差不多。

——同樣，在修理電機的地方或者電子市場可以買到。

4.直徑十二厘米金屬球一個，這個可以在買防盜窗一類的東西的地方買到。而且並不貴，理論上，也就十塊錢。

——金屬球的強度高，表面光滑，所以用它來做TC的頂端。如果沒有球，可以用個表面光滑的導電物體來代替，但是表面積必須和直徑12厘米的球相同。

5.直徑5厘米，長30厘米PVC管子一根，聚氯乙烯的更好，而有機玻璃是最理想的。

——賣管子的地方也許不會切30厘米賣給你，你也許只能買一根4米長的回來。但是，一根直徑五厘米，長四米的管子，價格大約20元，不算貴。反正多買一些沒有壞處，以後還可以做其它的東西嘛。

6.2N3055三極管一個。這個也就三塊。

——2N3055是大功率NPN晶體管，由於年代較早，有些電子市場已經沒有2N3055賣了。如果沒有，可以用其它大功率NPN管代替。記住，必須買一個大大的散熱片裝上。

7.240Ω 5W，27Ω 1W電阻各一個。也許沒有正好這麼大的，稍微有一點差別也將就。

——如果沒有240Ω電阻，可以用1kΩ 2W的電阻四個並聯使用。而27Ω的，可以拿4個100Ω的並聯代替。

8.一些厚幾毫米的絕緣板，不能用木頭，最好用塑料。

——有機玻璃是個不錯的選擇，如果沒有有機玻璃，可以用其它類型的絕緣材料代替。

9.12V蓄電池一個。

——如果買不到，可以用12V電腦電源代替。

10.無極性電容若干。

——最好的選擇是專用的諧振電容，但是那種電容價格十分高（30～40元）而且體積巨大，容量過大，所以用這種電容是不明智的。用電磁爐MKPH電容吧，這種電容比較適合做小到中型特斯拉線圈。如果沒有MKPH電容，就用高壓瓷片電容，儘管這種電容效果不怎麼好。如果連高壓瓷片電容都買不到，就……雲母電容吧。切忌使用CBB電容。

11.膠一瓶，502啦，101啦啥的都可以。

——這個不是必須的，但是如果有的話會更好。

12.直徑1mm漆包線數米。

——這一項，如果用多股細漆包線代替也不錯。

*13.場效應管IRFP250兩個。

——用來做ZVS，如果用ZVS，效果遠比單管自激好，但是ZVS比單管自激稍複雜。

*14.12V 1W穩壓二極管兩個。

——用來做ZVS。

*15.10kΩ，470Ω 3W電阻各兩個。

——用來做ZVS。

*16.FR107快恢復二極管兩個。

——用來做ZVS。如果沒有FR107，可以用UF4007或者RU2代替。理論上用肖特基二極管代替也可以，但是我沒試過。

*17.模型電路板（俗稱洞洞板）一張。

——用來搭建ZVS。

工具：

鉗子，剪刀，美工刀，烙鐵，錫絲，等等等等……

開始製作之前，先說一下，在製作過程中盡量不要改我列出的這些數據。

1.次級線圈的製作：

用0.25mm漆包線在管子上繞，如下圖。

線不能交叉。

繞1000圈。

盡量保證線和線之間沒有空隙。

有條件的，可以用絕緣漆刷一層。」

對於次級線圈，我沒有什麼好說的，也沒有什麼技巧。

我們要遵循兩個原則：一，線不能交叉；二，繞線要緊密。

用0.25的線繞1000圈，大約有27.5厘米長。因為漆包線的表面是有一層漆的。

開始繞之前，一定要先在管子一段鑽個小小的洞，再把線的一頭用膠固定好，然後開始繞。繞的過程中務必要小心，如果線亂了那就大杯子了。繞好後務必要把線固定好。

2.初級線圈的製作：

用2mm的漆包線繞成如下圖形狀。

類似一個壓扁的彈簧。

直徑7.5厘米，繞七圈。

這一步，我建議大家找一小段直徑7.5厘米的塑料管來繞，這樣容易繞，也比較堅固。

線之間盡量不留空隙。

3.組裝線圈

把次級線圈的線的一頭接在那個金屬球上。這個球，我們稱為放電頂端。它和地面形成了一個電容。然後用膠或者熱膠槍把球固定在管子一頭。

把次級線圈固定在塑料板上，初級線圈固定在次級線圈附近，如下圖。

次級線圈的線的另一頭接地。

這樣，我們先把初級線圈用膠固定在有機玻璃板中間（我假設你買的是有機玻璃板），然後再把次級線圈固定在初級線圈中間。然後，把次級線圈的一頭的漆包線的一小段弄掉一點漆，接在那個圓球上，再把球固定好。次級線圈的線的另一頭要接地。

注意，初級線圈和次級線圈之間不直接接觸。

4.組合電容

我們需要一些無極性電容，推薦使用MKPH電容或者陶片電容。

根據這個線圈的數據，我計算的結果是需要一個21717pF的電容。呃，要這麼精確幹什麼，就取0.022μF吧（可根據打火器間距進行微調）。

電容的耐壓取決於電源的電壓，而高壓包可以產生一到兩萬伏的電壓，所以電容的耐壓還是越高越好。電容的計算很簡單，在此，再提一下。

串聯電容的耐壓等於各電容耐壓之和，容量的倒數等於各電容的容量的倒數之和。

並聯電容的耐壓不變，容量等於各電容的容量之和。

（我們組合電容時，盡量使用同種電容。）

建議使用20kv 1000p的電容串並聯22次，比較省材料。

很不好意思，在這個部分，我和健美兄都犯了個計算的錯誤。電容的容量應該是9802.6411885231473332159831015666pF，或者9.8026411885231473332159831015666nF，或者0.0098026411885231473332159831015666µF。

我錯了，我真的錯了，我道歉......順便替健美兄也道歉......我們不是故意算錯的。

在這個項目里，我建議你們買二十五個耐壓3kV容量10nF的陶片電容，五並五串，花費大約8元。這樣，可以十分接近諧振。或者買30個耐壓1200V容量0.3微法的MKPH電容串聯，花費大約30元。一般情況下，用MKPH電容的效果比用其它電容的效果要好很多。所以，儘管MKPH電容貴一點，還是盡量使用它吧。

大家明白了沒有？這兩種方案都是可以的。但是，用MKPH電動的話，效果肯定要比陶片電容好。而且使用壽命也高。唯一的缺點是價格有點高。

5.製作電源

我們可以採用單管自激推高壓包的方法來產生高壓。

如下圖。

我們使用一個2N3055三極管。

那個黑色的東西，就是高壓包的磁芯。

繞在鐵氧體上的那兩個線圈，上面到下面兩個分別用1mm漆包線繞八圈和二十圈。繞線的方向必須相同！

最好給三極管裝一個散熱裝置，因為單管自激會產生高溫，不吱溫度過高會不會把三極管燒壞。

高手可以直接搭棚，而菜鳥們還是老老實實用洞洞板吧……

用那個12V蓄電池作為它的電源。

照圖連接好後，拿高壓包輸出端，即最粗的那條線和高壓包屁股上的那一排接腳試着拉弧，找出拉弧最長的那個接腳，把其它接腳都用絕緣漆或熱膠槍之類的東西封住。然後，就引出了圖中右邊的那兩條線。

這個是我做的。由於時間關係，沒給它加散熱片。

拍攝時，手抖了一下，有點模糊，不要介意……

看看左邊，拉出了一厘米左右的電弧。

P.S.

單管自激這種方式效率不高，切發熱量巨大，如果有條件的還可以使用ZVS等電路。

在這裡特別說一下高壓包的問題。我們要用那1毫米的漆包線繞在高壓包的磁芯上。大家一定注意，高壓包的磁芯是整個高壓包最脆弱的地方，一不小心就會弄壞。大家千萬千萬要小心。

再提一下，兩個線圈繞線的方向必須相同，分別是8圈和20圈。繞不開的話繞4圈和10圈也可以。

6.製作打火器

SGTC的原理就是先給電容充電，電容的電壓達到一定程度時，在打火器出放出電弧，形成一個迴路，然後放電，之後重新開始這個循環。

我們可以用稍粗的漆包線來製作打火器。

一般，打火器是不能用尖端的，需要用光滑表面。

把兩段粗漆包線的一頭的皮刮掉，彎成兩個光滑表面，然後用熱膠槍固定在塑料板上，中間留6~10毫米間隙。

如下圖。

這個是我做的。

打火器有很多種製作方法。由於我們製作的這個是小功率的，所以不需要考慮散熱的問題，大功率的線圈的打火器發熱是很厲害的。

P.S.這種打火器裝置也可以做成間距可調的，這對最後的調諧會有所幫助的。

打火器，是火花間隙特斯拉線圈的心臟。很多人都認為電容是它的心臟，其實打火器的重要性和電容不相上下。打火器的製作方法有很多。

在這裡，兩個表面之間的距離在大約6-8毫米就可以了。務必使用光滑表面！原因可以參考百度百科「尖端放電」。

我們的線圈很小，不考慮散熱的問題了。

再次厚着臉皮說一句，一定要光滑表面。

7.最終的裝配

如下圖。

這個「對地等效電容」沒必要做，因為它是放電頂端和地面形成的一個等效電容。根據電容的概念，這個「電容」的兩個極板分別是放電頂端和地面，介質是空氣。

在這裡要提一下特斯拉線圈的諧振。

呃，算了，不慢慢寫諧振的問題了，我來複制一下百度百科裏面對於特斯拉線圈的原理的描寫的那一段。反正這本來就是我寫的，複製一下也不侵犯著作權。

「工作過程　　

首先，交流電經過升壓變壓器升至2000V以上（可以擊穿空氣），然後經過由四個（或四組）高壓二極管組成的全波整流橋，給主電容（C1）充電。打火器是由兩個光滑表面構成的，它們之間有幾毫米的間距，具體的間距要由高壓輸出端電壓決定。當主電容兩個極板之間的電勢差達到一定程度時，會擊穿打火器處的空氣，和初級線圈（L1，一個電感）構成一個LC振蕩迴路。這時，由於LC振蕩，會產生一定頻率的高頻電磁波，通常在100kHz到1.5MHz之間。放電頂端（C2）是一個有一定表面積且導電的光滑物體，它和地面形成了一個「對地等效電容」，對地等效電容和次級線圈（L2，一個電感）也會形成一個LC振蕩迴路。當初級迴路和次級迴路的LC振蕩頻率相等時，在打火器打通的時候，初級線圈發出的電磁波的大部分會被次級的LC振蕩迴路吸收。從理論上講，放電頂端和地面的電勢差是無限大的，因此在次級線圈的迴路裏面會產生高壓小電流的高頻交流電（頻率和LC振蕩頻率一致），此時放電頂端會和附近接地的物體放出一道電弧。

儘管從理論上講，放電頂端和地面的電勢差為無限大，但是在實際上電弧的長度不會無限大，它受到供電電源（升壓變壓器）的功率限制，計算方式為：電弧長度（單位：厘米）=4.318×根號下P（單位：W），前提是初級LC振蕩迴路和次級LC振蕩迴路的LC振蕩頻率完全一致（即所謂的「諧振」狀態，此時電弧長度會達到最長且效率最高）。如果不諧振（初級和次級頻率不相等），電弧長度將無法達到公式計算的結果。

判斷是否諧振的方法：1.L1C1=L2C2；2.初級LC振蕩頻率=次級LC振蕩頻率。達到兩個情況中的任意一種，即位諧振。事實上，這兩種情況的實質是一樣的，即，符合條件1的時候，一定會符合條件2。」

嗯，是不是暈了？那肯定的。慢慢理解就行了。這幾段中間包含了諧振的內容，大家慢慢理解。

值得一提的是，我們的特斯拉線圈一定要良好接地，否則效果不好。可以接在金屬管道上，比如暖氣片、水管等。或者使用蟲哥的接地方法：

用一根金屬棍砸進土地1米，周圍澆上水。接在這根棍子上。

聽起來不錯哦~~

我還有個不錯的想法，不知道行不行。找棵大樹，拿根釘子砸進去......

尤其值得一提的是，我們千萬千萬不能把地線接在市電插座上。那樣，搞不好會損壞家裡的其它用電器，因為家裡所有電器的地線都是擰在一起的。

最後一步，非常激動人心！

按下那個開關，整個線圈開始工作。理論上，這個線圈產生的電弧能有幾厘米吧，我也沒按照這些數據做過。SGTC工作時，打火器會產生不小的噪音，做好心理準備……

特別注意！！！絕對不能把地線直接接在插座上，因為這個地線是和家裡所有電器的地線相連的，如果這樣做了，後果自己想像吧（如果你的那個插座後端實在是良好接地了，那麼使用插座底線也行）。

由於次級LC迴路的工作頻率可達上千Hz，很高了。高頻電有一種趨膚效應，即只從導體表面流過，這樣，如果通過人體，只會從皮膚表面過，不會傷到內臟，所以這個線圈的安全性還是不錯的。

大家看到了，很多人可以摸特斯拉線圈的電弧，那倒不是因為他們有特異功能，原因還是那個高頻交流電。所以，我以前製作了一個比這稍微小一點的線圈，然後我就摸了電弧，感覺還不錯。呃，還是不要輕易去摸電弧為好，如果真的想摸，那就先找根長鐵絲，拿在手裡，用鐵絲去引電弧，如果手不麻，那就可以摸了（如果電弧粗的話，當心被燙傷）。注意，我們使用的是高頻電，所以可以摸，要是用工頻電源啥的那還是算了。

祝大家玩得開心！

SGTC打火的噪音的確不小。鑒於我們的線圈功率不大，打火時應該不會弄得驚天動地的。註：在這裡我又犯了個錯誤，LC振蕩迴路的頻率不止上千赫茲，經過計算，實際上大約有1400kHz（1.4MHz），很高了。我們製作特斯拉線圈應該降低頻率，除非有特殊目的。可是，幾個月前，我怎麼會設計頻率這麼高的一個TC出來......難道當時我抽了？不會吧。

十分值得一提的是，這個線圈製作成功時候，會放出10厘米左右的電弧，而且電弧可以摸哦......

這是因為，高頻電有趨膚效應（http://baike.baidu.com/view/906.htm），即使流過人體，也只會從皮膚表面流過，並不會通過內臟，而且由於我們的功率很小，不會對人體造成損傷。但是，摸一摸可以，別摸上癮了，長時間摸不知道有沒有什麼副作用。

一定要讓特斯拉線圈遠離一切用電器，防止損壞！！！

不過，節能燈例外。你可以把一個節能燈拿到TC附近，然後你會驚奇地發現，節能燈在TC打火的時侯居然亮了！！這是十分奇妙的。

建議大家給放電頂端安裝一根尖細的針，指向一邊或者天空。然後你就能看到TC對空氣放電的美妙情景。

玩的時候一定不要陶醉在它的魅力中，注意一下2N3055的溫度......別燒壞了。