火花隙特斯拉線圈制作對(duì)于很多物理愛好者來說，并不是非常陌生，但是對(duì)于剛剛開始接觸物理電子DIY的新人來說，這種特斯拉線圈的結(jié)構(gòu)與最基礎(chǔ)的線圈并不是完全吻合的。在今天的文章中，小編特別為大家總結(jié)了一些火花隙特斯拉線圈制作的常見問題，來統(tǒng)一進(jìn)行解讀，希望能夠?qū)Ω魑粣酆谜叩闹谱骱驮O(shè)計(jì)有所幫助。

首先我們來看一下，這種火花隙特斯拉線圈的常見電路結(jié)構(gòu)。下圖中，圖1是在一種常見的火花隙特斯拉線圈設(shè)計(jì)原理圖。從該電路圖中可以看到，在這種類型的特斯拉線圈電路系統(tǒng)中，電源電壓為市電220V，經(jīng)過一個(gè)升壓變壓器將電壓升到2100V以上，下面我們就按照2100V來進(jìn)行計(jì)算，然后直接加到主電容C1上，主電容在每半個(gè)周期內(nèi)充一次電，最高電壓能充到2970V，由于打火器與電容并聯(lián)，所以電容上的電壓也加到打火器兩端，只要打火器的間隔比較適中，當(dāng)電壓充到最大之時(shí)，正好擊穿打火器間的空氣（理想狀況），使打火器開始工作，形成初級(jí)LC振蕩。經(jīng)過初級(jí)線圈與次級(jí)線圈的耦合，這里需要注意的一點(diǎn)是耦合系數(shù)一般為0.3，仿真時(shí)用到。次級(jí)線圈也開始震蕩。如果L1C1=L2C2，測(cè)得次級(jí)放電球的電壓在40000V以上。

圖1

針對(duì)這種火花隙特斯拉線圈的設(shè)計(jì)和制作，最常見的問題有四個(gè)，下面我們將會(huì)就這四個(gè)問題進(jìn)行逐一解讀。第一個(gè)問題是大家最經(jīng)常問到的，那就是變壓器輸出2100V的交流電，直接加到電容上，這是不是錯(cuò)的，會(huì)不會(huì)燒掉電路？這里可以很肯定的告訴大家，這樣做是完全沒有問題的，在圖1所示的電路中，主電容是很小的，大約0.0235uF，而我們?cè)诖擞玫淖儔浩鞴β室话?00~1000W，輸出電壓2100V，頻率50HZ，這樣你可以算一下，經(jīng)過電容的電流是非常小的，不可能燒掉電路。

在這種特斯拉線圈制作過程中，還有一個(gè)問題也是大家常問到的，那就是特斯拉線圈的打火器正常工作之后是不是相當(dāng)于一直短路了，那么初級(jí)回路是怎么振蕩的呢？其實(shí)打火器工作以后，不是一直短路，其工作運(yùn)行過程如下圖圖2所示：

圖2

從圖2中我們可以看到，打火器整個(gè)的工作運(yùn)行過程可以分為四段，下面我們就逐一來按照四個(gè)時(shí)間段，對(duì)其進(jìn)行工作分析。在第一段時(shí)間內(nèi)，火花隙兩端電壓不到2700V，電容充電。第二段時(shí)間，火花隙兩端電壓達(dá)到2700V以上，火花隙擊穿空氣開始工作，這段時(shí)間內(nèi)，火花隙相當(dāng)于短路，初級(jí)回路形成LC振蕩，其振蕩波形在原電壓波形基礎(chǔ)上疊加。 第三段時(shí)間，火花隙過零熄滅，電容反向充電，電壓小于2700V。第四段時(shí)間，兩端電壓大于2700V，火花隙工作，電路開始震蕩。

有的物理愛好者在看到這種火花隙特斯拉線圈的電路原理圖時(shí)可能會(huì)問，這種特斯拉線圈在制作時(shí)對(duì)變壓器有什么要求，需要去定做嗎？這里可以告訴大家，在整個(gè)的設(shè)計(jì)過程中，電源變壓器是不需要特別定制的，對(duì)于小型特斯拉線圈，有國(guó)外的物理愛好者發(fā)現(xiàn)了一個(gè)變壓器很合適，那就是微波爐變壓器。一般情況，微波爐變壓器輸入市電220V，輸出2100V，功率在700W—1000W，去電子市場(chǎng)買，大概50-70元一個(gè)。在此我們也順便介紹一下微波爐變壓器，微波爐變壓器有三個(gè)繞組，低壓繞組、高壓繞組和燈絲繞組。買的時(shí)候需要注意，變壓器應(yīng)該引出5個(gè)接線口，另一個(gè)接線口是硅鋼片外殼，用萬用表測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，電阻最大的兩個(gè)接線口是高壓繞組，最低的是燈絲繞組，中間的是低壓繞組。

在這種火花隙特斯拉線圈制作過程中，還有一個(gè)問題也是最常遇到的，那就是為什么這種特斯拉線圈的電路系統(tǒng)中，沒有使用整流技術(shù)？其實(shí)需不需要整流是根據(jù)你設(shè)計(jì)的初級(jí)線圈回路的電路決定的。如果使用的是在線打火方式，系統(tǒng)提供的是高壓交流充電，不用整流，而如果使用的是離線打火方式，那么就需要使用整流措施了。離線式打火，打火時(shí)候變壓器等效短路，LC回路獨(dú)立出來振蕩，適用于使用倍壓整流的直流電特斯拉線圈。