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特斯拉线圈制作小组实验报告
制作一个火花间隙特斯拉线圈借此过程探究电磁共振并提高动手能力、团队协作能力。
火花间隙特斯拉线圈由一个感应圈、变压器、打火器、两个电容器和一个初级线圈几圈的互感器组成。是使用变压器使普通电压升压，然后经由两极线圈,从放电终端放电的设备。通俗一点说它是一个人工闪电制造器。，未打火时能量由变压器传递到电容阵当电容阵充电完毕，两极电压达到击穿打火器中的缝隙的电压时，打火器打火。此时电容阵与主线圈形成回路，完成LC振荡进而将能量传递到次级线圈。这种装置可以产生频率很高的高压电流
首先，交流电经过升压变压器升至2000V以上（可以击穿空气），然后经过由四个（或四组）高压二极管组成的全波整流桥，给主电容（C1）充电。打火器由两个光滑表面构成，它们之间有几毫米的间距，具体的间距要由高压输出端电压决定。当主电容两个极板之间的电势差达到一定程度时，会击穿打火器处的空气，和初级线圈（L1，一个电感）构成一个LC振荡回路。这时，由于LC振荡，会产生一定频率的高频电磁波，通常在100kHz到1.5MHz之间。放电顶端（C2）是一个有一定表面积且导电的光滑物体，它和地面形成了一个“对地等效电容”，对地等效电容和次级线圈（L2，一个电感）也会形成一个LC振荡回路。当初级回路和次级回路的LC振荡频率相等时，在打火器打通的时候，初级线圈发出的电磁波的大部分会被次级的LC振荡回路吸收。从理论上讲，放电顶端和地面的电势差是无限大的，因此在次级线圈的回路里面会产生高压小电流的高频交流电（频率和LC振荡频率一致），此时放电顶端会和附近接地的物体放出一道电弧。
尽管从理论上讲，放电顶端和地面的电势差为无限大，但是在实际上电弧的长度不会无限大，它受到供电电源（升压变压器）的功率限制初级LC振荡回路和次级LC振荡回路的LC振荡频率完全一致即所谓的“谐振”状态，此时电弧长度会达到最长且效率最高。如果不谐振（初级和次级频率不相等），电弧长度将无法达到的结果。
高压包一个
直径2mm铜漆包线m
球直径12cm空心金属球一个
cm、长cmPVC管一根
2N3055一个
W及W电阻各一个
有机玻璃板一块
V，A蓄电池
30MKPH电容
工具：胶水、尖嘴钳、老虎钳胶枪、电烙铁、剪刀及其他加工工具
线圈分为两部分：初级线圈和次级线圈。
初级线圈时需要将直径cm的空心环，总计绕。要求绕线紧密、环形精准。
成品图如下
绕制次级线圈时，需要将.25mm漆包线紧密环绕在PVC管上总计绕。
过程中相邻两圈线紧密相接不能交叉
成品图如上右。2）组装线圈
金属球胶合在次级线圈的一端并使次级线圈一端与金属球良好相接然后次级线圈初级线圈之中并让次级线圈的另一端良好接地的线圈及金属球如图。
3）组装电容
电容固定在绝缘板上。每并联为一组，再将电容组串联方式连接，构成主电容阵列。下页。图片说明：
左侧为主电容阵列；为三极管到三极管的
右图为电路板背面，由焊锡连接的电路。
4）装配电源
高压包的磁芯上用mm漆包线绕制两组分别为和2的线圈，并将线圈按电路图连接在其他元件上。
蓄电池连接电路上，并安装开关和散热风扇电源的装配。
制作打火器
是特斯拉线圈的重要组件，要求使用两个导电良好的平行的间距mm到8mm的光滑平面。为了调节间距，我们在PVC管上钉上两个可调螺丝，制成了打火器（）
将所有部件按电路图组装，使线圈处于随可工作状态。。
左图为线圈及打火器；右图为电源。
7）调试使用的普通几次实验中有多个电容损坏，MPKH电容，并采用十五个一组串联，两组的方式连接在高压下被击穿。下右。
几次实验我们发现绕制的初级线圈形状要求，导致初级LC震荡与次级震荡的频率不一致，无法形成谐振实验失败。线圈的最小内径验证了我们的猜想。下左
改进后的设备如右图。
打开开关后，打火器发出较响的，在两个螺钉间有蓝色电火花闪烁接地的导体靠近，在金属球与导体之间会出现数蓝紫色电弧，电弧数量视导体尖端数量不等。电弧为到cm，最长达到cm。关闭后，用手触摸感觉到三极管明显发热。，电弧能够击穿一次性纸杯，并在一定距离内隔空点亮灯泡，达到计算电压和频率符合特斯拉线圈的设计要求（输电）。
以上图片为工作中的特斯拉线圈从左至右为点亮灯泡、拉出长电弧、拉出两道电弧、工作中的散热风扇。实验实验目的，成功
五、实验感想
本次实验，小组成员了解了更多有关电磁学的知识，锻炼了动手能力，学会使用多种常用工具，增强了学习交流的能力此次重在分工协作，大大增进了成员间的合作程度。
成员：胡声鼎（）程张翼、胡诗、刘煜非、、汪玮韬、汪巍、杨锋
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