前些天在電視上看到一個(gè)discover的節(jié)目,里面就講到了一些美國(guó)的特斯拉線(xiàn)圈的愛(ài)好者所制作的各種各樣的特斯拉線(xiàn)圈,效果真的很絢目!制造閃電的感覺(jué)真的很奇特;大概這是因?yàn)橹圃扉W電在神話(huà)里面都是主神們的特權(quán)吧.先來(lái)個(gè)圖看看: 當(dāng)然,如上圖這樣大型特斯拉線(xiàn)圈是難以制作并且需要深厚的電工基礎(chǔ)和充分的財(cái)力保證的.(上圖這個(gè)線(xiàn)圈的制作成本大概在8-10萬(wàn)元左右)而且制作這樣大型的線(xiàn)圈顯然是非常危險(xiǎn)的!說(shuō)白了,就算你作下了你也沒(méi)有地方讓它工作!我們要設(shè)計(jì)的是一種中小型的線(xiàn)圈,(大概和特斯拉先生當(dāng)年制作的差不多吧)如圖: 這個(gè)其實(shí)也稍大了一些,沒(méi)辦法找不到太合適的圖(其實(shí)主要因?yàn)槔厦蓝纪τ绣X(qián),干個(gè)啥也愛(ài)玩大的,話(huà)又說(shuō)回來(lái)了,上面的兩個(gè)圖片充分的展示了特斯拉線(xiàn)圈的"光電"魅力.所以,制作的原因出來(lái)了,那就是追尋這種美麗的效果,感受人類(lèi)最初對(duì)"天火"那分來(lái)自心靈深處的震撼!(起碼對(duì)我來(lái)說(shuō)是很震撼的.)其二,也是對(duì)于生前飽受愛(ài)迪生擠壓迫害的特斯拉先生的一種紀(jì)念緬懷的方式.
特斯拉線(xiàn)圈的制作前的準(zhǔn)備和注意事項(xiàng)及其它: 整個(gè)制作我們以變壓器功率為1000w的中型特斯拉線(xiàn)圈為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).(放電距離:>=120cm)備注:特斯拉線(xiàn)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--->=1000win220 vout>=10kv一個(gè).(較難買(mǎi)到,一般需要定做,有些南方二手電子器材城曾有過(guò)in110vout6300v600w的變壓器.只是不知道現(xiàn)在是否還買(mǎi)的到.) 2.大量無(wú)極電容:若0.047uf1000v~(1600v-)的cbb電容需要準(zhǔn)備100只左右.電子配件商店買(mǎi)得到(電容非常重要!可以說(shuō)是整個(gè)特斯拉線(xiàn)圈的心臟,所以電容的高質(zhì)量將會(huì)使您最后的特斯拉線(xiàn)圈更加絢目!!質(zhì)量主要是指:
- 高頻性能好
- 自損耗低
- 電感量低[重要]
- 壽命長(zhǎng)
- 絕緣性能好
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(mǎi)涂料,板材,工具等的那種大市場(chǎng)里)買(mǎi)到 4.導(dǎo)線(xiàn),多芯銅導(dǎo)線(xiàn),1000v50A大約6米電子配件商店買(mǎi)得到(10kv1A導(dǎo)線(xiàn)3米) 5.耐壓漆包線(xiàn)內(nèi)徑0.5mm900米長(zhǎng)電子配件商店買(mǎi)的到 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(chē)配件或五金等地買(mǎi)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(shù)脂膠,鋼尺等 8.用于燃?xì)鉄崴鞯呐艢夤?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. 9.其它的一些常見(jiàn)東西,邊做邊找吧。這樣制作一個(gè)1000w的特斯拉線(xiàn)圈大約成本在1萬(wàn)元人民幣.(還是比較貴的,估計(jì)大多數(shù)愛(ài)好者不容易拿出這筆錢(qián))
注意事項(xiàng)!!!!!!非常重要!!!!!!
- 本人不對(duì)文章中所寫(xiě)的制作方法保證,對(duì)依照本文制作特斯拉線(xiàn)圈所導(dǎo)致的觸電身亡,燒傷,及其它意外傷害,本人不承擔(dān)任何法律及道義責(zé)任.對(duì)于依本文制造的特斯拉線(xiàn)圈對(duì)個(gè)人財(cái)產(chǎn)或公共設(shè)施,國(guó)家財(cái)產(chǎn)可能造成的損失本文作者不承擔(dān)任何法律責(zé)任及連帶責(zé)任.需由制作人承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任.
- .特斯拉線(xiàn)圈屬于高壓設(shè)備,所以制作需要高超的動(dòng)手能力和豐富的電工經(jīng)驗(yàn),未成年人和非專(zhuān)業(yè)人員如按照本文制作特斯拉線(xiàn)圈需在專(zhuān)業(yè)人員陪同之下方可進(jìn)行.
- 危險(xiǎn)描述,依照本文制造的特斯拉線(xiàn)圈電弧長(zhǎng)度>=135厘米電弧產(chǎn)生速度(放電頻率)100次/秒[給人連續(xù)放電的感覺(jué)]電壓>200kv功率耗散>=1000w,連續(xù)工作時(shí)間<=10分鐘,特斯拉線(xiàn)圈工作時(shí)噪音很大,大的很可怕!!!(不聽(tīng)不知道,一聽(tīng)嚇一跳!)提前準(zhǔn)備聽(tīng)力保護(hù)設(shè)備(耳塞拉一類(lèi)的)
對(duì)依照本文制作的特斯拉線(xiàn)圈所直接擊中的人的可能情況:
- 由于頻率很高,所以短時(shí)間致命可能性很低.(但是心臟病等就不好說(shuō)了)
- 由于高頻的集膚效應(yīng),可能會(huì)造成不同程度的表皮燒傷.
- 考慮到尖端放電效應(yīng),可能會(huì)導(dǎo)致肢體突出端或末端的較嚴(yán)重?zé)齻?男人可要注意了!)
- 由于特斯拉線(xiàn)圈屬于超高壓放電設(shè)備,考慮到電磁感應(yīng)原理可能會(huì)對(duì)一定半徑范圍精密電子器件造成破壞(如,手機(jī),電腦等)
特斯拉線(xiàn)圈裝配示意圖和電路圖 特斯拉線(xiàn)圈的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,如下圖就是制作一個(gè)特斯拉線(xiàn)圈的所有部件(不包括支架),但是基本的動(dòng)手能力和基本的電學(xué)知識(shí)還是要有的.這些圖都是畫(huà)的,大家將就這看吧. 實(shí)物裝配圖: 雖然按照本文設(shè)計(jì)的是一個(gè)"標(biāo)準(zhǔn)"特斯拉線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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).(除了危險(xiǎn)一些)在有了足夠的資金和充分的時(shí)間安排后就可以開(kāi)始了.
涉及到特斯拉線(xiàn)圈的一些計(jì)算公式 受朋友建議,我再次提醒這里的看客們,如果您試圖制作一個(gè)特斯拉線(xiàn)圈的話(huà)請(qǐng)一定先看完我的介紹在施工,這樣您才會(huì)對(duì)特斯拉線(xiàn)圈的危險(xiǎn)性有個(gè)大概的估計(jì).同時(shí),如果您非要先上手的話(huà),請(qǐng)記住,絕對(duì)不要在家里面啟動(dòng)特斯拉線(xiàn)圈,絕對(duì)不要用公共地線(xiàn),如果散熱沒(méi)有解決好的話(huà),請(qǐng)不要讓特斯拉線(xiàn)圈工作超過(guò)30秒;否則將有可能導(dǎo)致火災(zāi),切切
- 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(kāi)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(wèn)題,當(dāng)電容過(guò)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(guò)低無(wú)法擊穿打火器的空氣隙則打火器無(wú)法啟動(dòng)就無(wú)法工作,整個(gè)系統(tǒng)也就無(wú)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(guò),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))
次極線(xiàn)圈相關(guān)計(jì)算:如下圖 主線(xiàn)圈相關(guān)計(jì)算 :如下圖 放電終端相關(guān)計(jì)算:如下圖
國(guó)標(biāo)漆包線(xiàn)基本數(shù)據(jù)
線(xiàn)徑 (mm) |
每米重量 (g) |
每米電阻(ohm) |
0.32 |
0.72 |
0.218 |
0.36 |
0.86 |
0.182 |
0.40 |
1.12 |
0.140 |
0.45 |
1.42 |
0.112 |
0.51 |
1.75 |
0.089 |
0.57 |
2.11 |
0.074 |
0.64 |
2.96 |
0.053 |
0.72 |
3.44 |
0.046 |
0.81 |
4.49 |
0.035 |
0.91 |
5.68 |
0.028 |
1.02 |
6.99 |
0.023 |
特斯拉線(xiàn)圈的主線(xiàn)圈部分的制作 在本特斯拉線(xiàn)圈的設(shè)計(jì)中主線(xiàn)圈采用銅管繞制成蚊香狀.銅管是用于汽車(chē),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(wú)銹無(wú)傷的):` 銅管盤(pán)成如下圖: 這樣盤(pán)成的主線(xiàn)圈可以適用于6英寸到8英寸的次極線(xiàn)圈(盤(pán)銅管很費(fèi)時(shí)間,也滿(mǎn)費(fèi)勁,但是不要圖快,要盡可能盤(pán)的圓滑.),還需要5毫米厚的軟塑料板(非脆性塑料)做主線(xiàn)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(lái)底下要放其它東西.也盡可能加工好,接下來(lái)把銅管和塑料支架穿起來(lái)。 主線(xiàn)圈支架如圖: 銅管和塑料支架穿起來(lái)如圖 : 內(nèi)圈接頭部分,將中密度底版在相應(yīng)地方開(kāi)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:
特斯拉線(xiàn)圈的電容陣列的制作 制作提示:當(dāng)用電鉆在塑料材質(zhì)上打眼時(shí),由于塑料導(dǎo)熱能力低,常常使鉆頭過(guò)熱,導(dǎo)致鉆頭退火和打的眼被高溫?zé)冃?所以一定要鉆頭打眼要沾水。 在特斯拉線(xiàn)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(mǎi)到,價(jià)格昂貴,所以現(xiàn)在一種普遍的做法是通過(guò)對(duì)普通無(wú)極性電容進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)來(lái)達(dá)到所需的耐壓和容量. 需要準(zhǔn)備的材料: 1.無(wú)極性電容,(聚乙烯,聚丙烯,CBB電容 等)一般常見(jiàn)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: 1.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(jiǎn)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(méi)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:
特斯拉線(xiàn)圈中的放電終端的制作 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(jiàn)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(pán)(用來(lái)做派的),其他類(lèi)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(pán)底對(duì)底用螺絲固定如上圖,接著將鋁管盤(pán)成圈狀,使其正好能卡在平底金屬盤(pán)制作的骨架上,鋁管的接口口處用鋁箔封口,接線(xiàn)點(diǎn)定位在平底金屬盤(pán)骨架中心,組裝好成品,至此特斯拉線(xiàn)圈的所有重要部分已經(jīng)完成。
關(guān)于特斯拉線(xiàn)圈的一些補(bǔ)充說(shuō)明 關(guān)于特斯拉線(xiàn)圈的制作其實(shí)還有不少需要注意的事情,其中: 1:次極線(xiàn)圈的骨架既那個(gè)聚乙烯圓桶的饒線(xiàn)部分是有要求的,一般來(lái)說(shuō),饒線(xiàn)直徑和饒線(xiàn)部分桶長(zhǎng)比例在1:4左右 2:主線(xiàn)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(jiàn)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(lái)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(mǎi),可以去當(dāng)?shù)仉娮邮袌?chǎng)詢(xún)問(wèn)是否可以定做,如果沒(méi)有,可以購(gòu)買(mǎi)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(xiàn)圈愛(ài)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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