这个视频是假的吗?我以为特斯拉线圈只能在交流电上工作

电器工程 变压器 高压 电感 特斯拉线圈
2022-01-25 01:50:38

该视频显示了一个 9 伏电池作为主电源连接到电线。

我认为这是假的第一个原因是他正在用 10 伏特为特斯拉线圈供电。

第二个原因是特斯拉线圈在交流电上工作,或者至少我是这么认为的,他无法将电压升到高,因为变压器只在交流电上工作,而电池提供直流电。

在此处输入图像描述

3个回答

它是真实的。

该视频显示 9 伏电池连接到电线作为主

...还有一个晶体管和一个电阻器。

这是我见过的最简单的 SSTC(固态特斯拉线圈)。晶体管切断输入的直流电源,使其在初级端发生变化。它从次级获得反馈,因此它以次级电感及其自电容的谐振频率振荡。

从视频中画出电路(我可能会自己为大声笑制作一个),我们得到了这个

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

我不确定我的变压器“打点”是否正确,但我认为我已经从视频中正确解释了它。如果它无法工作,请交换其中一个线圈的方向。仔细观察线圈,我猜次级线圈为 32 mm x 100 mm 和 200 匝 = 350 µH,初级线圈为 35 mm x 3 匝 = 690 nH,耦合在 0.1 到 0.2 的范围内。

接通电源时,晶体管通过 R1 偏置为放大器。这是一个相当大的值,因此基极电流很小,而集电极电流也同样小到足以使晶体管不会为电池消耗太多电流或冒烟。

如果你在模拟器中运行它,那么在你试一试之前,这可能就是一切。在现实生活中,电路中有噪声,这种噪声会被晶体管放大。这将导致集电极电流发生变化,从而在次级感应出电压。该电压将驱动电流进入由晶体管基极和线圈自电容组成的电路。如果变压器以正确的方式连接,其效果将是加强变化并进一步推动它。

这种强化将持续到两件事之一发生。A)如果集电极电流增加,最终晶体管将耗尽增益或 B)如果集电极电流减少,最终电流将变为零。在任一端点,集电极电流停止变化,因此增强反馈停止,晶体管切换到另一种模式。这个循环现在无限期地继续下去。

一旦开始,这些反转的时序主要由具有自电容的次级谐振控制。

正如@Hearth 在评论中指出的那样,它基本上是焦耳窃贼,或阻塞振荡器电路。

低输入功率和相当坚固的 2N2222 相结合,使其能够继续工作,而不会因集电极或基极上的过压而炸毁它。更多的输入电压或更脆弱的晶体管将无法工作,至少不会超过最初的几个周期。

我喜欢尽可能简单的电路。如果我开始设计这个,我可能会用一对反并联二极管将次级接地,这样放电电流就不会从晶体管基极流出,然后必须将反馈连接到基极。但是,这些二极管的电容会改变相移和增益,它可能无法启动,并且会使用更多的元件......叹息!为了简单起见,也许值得冒险杀死 2N2222。如图所示,基极和发射极之间可能只有一个小信号二极管,以防止 V BE反向偏置。我敢肯定,这不会停止振荡。

所以它是真实的。你能解释得简单一点吗?

在此处输入图像描述

图 1. Neil_UK 绘制的示意图。

  • 当 SW1 闭合时,电流通过 R1 流入 Q1 的基极。这会打开 Q1。
  • 电流现在可以通过 Q1 的集电极和发射极流经 XFMR1 初级。
  • 初级中的电流在次级中感应出电压。如图所示,点表示线圈顶部的次级电压将为正。
  • 输出电压被反馈到基极,进一步开启晶体管。
  • 最终,通过初级的电流达到最大值并且不再增加。由于变压器仅在初级电压发生变化时才转换,并且不通过直流,因此输出电压开始崩溃。这降低了基极电流,Q1 开始关闭。
  • 减小的初级电流导致次级电压变为负值,这会进一步关闭 Q1,直到它完全关闭。
  • 然后循环再次开始。

汽油发动机中使用了类似类型的电路,因此 12V 交流发电机可以产生高压火花来点燃燃油/机油混合物。有关详细信息,请参阅https://en.wikipedia.org/wiki/Ignition_coil

变压器不需要交流电(正零负零无限重复),只需要电压随时间变化。如果您通过初级线圈运行直流电源,它将在变压器中存储能量,但次级线圈将没有电力。如果突然切断初级的电源,初级的电压变化率(电压差除以单位时间)会非常高,从而导致次级出现高电压尖峰。如果您想了解更多详细信息,维基百科文章似乎是一个很好的来源。