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閃電製作-馬克思發生器和特斯拉線圈的製作教程

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特斯拉線圈,效果相當壯觀,但是工程也相當浩大,造價挺高,並不是每人都能親手做一個的。如果你只是想領略一下高壓電火花的魅力,馬克思發生器是一個比較好的選擇。只要幾個電容、電阻,簡單的組合一下,很容易得到幾釐米長的電弧,相當漂亮。

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下面是一款簡版的馬克思發生器電路圖:

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這款馬克思發生器總共有六級,每一級由0.002uF 20kV的電容和兩個1m歐姆的電阻構成。左邊是一個霓虹燈變壓器(9kV 30mA),它產生的高壓交流電,通過10個1N4007串聯組成的整流器整為直流電,給並聯的六組電容充電,當電容充到一定電壓的時,就會擊穿電容間的放電尖隙,這時6組電容就變成了串聯的形式,電壓驟增,開始放電,發出很大的聲響並能產生5釐米左右的電弧,大約每2~3秒放電一次。把電容間的放電尖隙改造成球隙,電弧長度還可以大幅度提高,達到15釐米左右。夠簡單吧!簡單組裝:

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放電效果:

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下面這款是改進型,主要是將上面的霓虹燈變壓器換成了自制的高壓發生器。它由555時基集成電路和高壓晶體管構造而成,驅動一個電視機用的高壓包,產生12kV~20kV的高壓。

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換成自制的高壓發生器以後,整個體積就袖珍下來了,可以全部裝配在一塊小木板上。需要注意的是高壓晶體管容易發熱,需要配塊大點的散熱片,最好還裝個小小的散熱風扇。這款高壓發生器可以拉出10釐米長的電弧,夠你樂一陣子了!

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往下看,還有款9級的,國人制造。

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友情提醒:高壓危險,玩的時候小心點!

特斯拉線圈的製作教程

整理髮布這篇特斯拉線圈的製作教程,讓我們來膜拜一下這位”神的代言人”。

玩過紅色警戒的朋友的對磁暴線圈一定映像深刻,今天就讓我們一起來做個”磁暴線圈”吧。

先來看些效果圖吧,看看這些特斯拉線圈愛好者們的傑作:

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上面的圖片充分的展示了特斯拉線圈的”人造閃電”的魅力,就是這神一般的魔力,吸引着許多人來追尋這種美麗的火花,感受人類最初對”天火”那分震撼。

特斯拉線圈的製作前的準備和注意事項:整個製作我們以變壓器功率為1000w的中型特斯拉線圈為設計標準。(放電距離:>=120cm)(備註:特斯拉線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 1000W 輸入220V 輸出 10KV2:大量無極電容 如用0.047uf 1000v~(1600v)的cbb電容需要準備100只左右,有大容量的高壓電容請自己換算3:直徑13釐米長1米的聚氯乙烯管(壁厚0.61釐米),pvc管材也將就,厚0.8釐米的絕緣板材(不能是木頭!最好塑料)大約2.5平米,厚0.5釐米的絕緣板材(非木!)大約1.5平米,這些都可在家庭裝飾城(就是那些買塗料,板材,工具等的那種大市場裏)買到4:導線,多芯銅導線,1000v50A大約6米;10kv1A導線3米5:耐壓漆包線 內徑0.5mm 900米長6:直徑0.8釐米的銅管(壁厚1mm以上)長8米,直徑3釐米厚>1mm長1米的銅管可在汽車配件或五金等地買到7:電手鑽,螺絲刀,手鋸,鉗子等工具,普通螺絲,塑料螺絲,環氧樹脂膠,鋼尺等8:用於燃氣熱水器的排氣管(金屬製作,可彎曲,直徑在10釐米以上)製作後期計算得到長度.

特斯拉線圈裝配示意圖和電路圖

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雖然按照本文設計的是一個”標準”特斯拉線圈,制作者不必花很多精力和時間在它的原理和計算上面,但是出於對特斯拉的尊敬和方便製作者製作其它規格的特斯拉線圈,還是大致瞭解一下這裏面的原理和計算方法比較好.還有,製作一個特斯拉線圈是會對你的動手能力和電工知識都有提高的好活動

電路草圖

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涉及到特斯拉線圈的一些計算公式

電弧長度: 電弧長度 L(單位:英寸); 變壓器功率 P (單位 瓦特); L=1.7*sqrt(P) (sqrt為開方)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匹配問題,當電容過大時在交流上升到頂點時(即sqrt (2)*V時,電容電壓過低無法擊穿打火器的空氣隙則打火器無法啟動就無法工作,整個系統也就無從啟動 ]電容陣的計算就是電容的簡單串,並聯,初中就學過,在此就不提了.例如當變壓器功率為1000瓦時,輸出電壓為10000伏(交流),那麼電容匹配為0.0318uf,手頭有電容規格為:0.047uf 1000~,1600,再取保險一點到 耐壓 1500v~則需要電容陣列安排如下:15個電容串聯成一個基本鏈(BC);再10個這樣的基本鏈並聯而成(J),共需要電容150個,若每支電容分壓降為630v~(這樣可以大幅度延長電容壽命),則: 24–BC,16–J,共需384支電容.其他: 震盪頻率:F = 1/(2*Pi*sqrt(L*C))

主線圈相關計算如下圖

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次極線圈相關計算如下圖

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放電終端相關計算如下圖

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部件製作

特斯拉線圈的主線圈部分

在本特斯拉線圈的設計中主線圈採用銅管繞製成蚊香狀.銅管是用於汽車,供熱,中央空調中的那種管壁較厚的承壓銅管.直徑8毫米大約繞制910匝 (大約需要9米)銅管如下圖(要儘可能選擇外表光滑無鏽無傷的):

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銅管盤成如下圖:

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這樣盤成的主線圈可以適用於6英寸到8英寸的次極線圈(盤銅管很費時間,也滿費勁,但是不要圖快,要儘可能盤的圓滑.),還需要5毫米厚的軟塑料板(非脆性塑

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料)做主線圈支架,將其按等距離打眼(要打成9毫米的眼,要不穿不進去) 底座選用普通中密度板就可以了,這個底座還有用,將來底下要放其它東西.也儘可能加工好,接下來把銅管和塑料支架穿起來。主線圈支架如圖:

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銅管和塑料支架穿起來如圖 :

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內圈接頭部分,將中密度底版在相應地方開孔引出一個接頭如圖:

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再找一截銅管做為接地保險,注意,不可閉合!如圖安裝:

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電容陣列的製作

在特斯拉線圈中,有一個好的電容是非常重要的.電容的核心地位是由於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。由於高壓電容很難買到,價格昂貴,所以現在一種普遍的做法是通過對普通無極性電容進行串聯和並聯來達到所需的耐壓和容量.需要準備的材料:1.無極性電容,(聚乙烯,聚丙烯,CBB電容 等)一般常見高壓電容規格主要有:1600v 0.047uf , 1600v 0.068uf兩種;電阻10兆歐(1000000ohm),大量如下圖:

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2.有機玻璃板3.塑料螺絲

步驟:1.首先計算所需要的電容個數和排列方式,根據以前提到的變壓器匹配計算得到電容量為0.0318uf/10kv,手頭電容規格為1600v 0.047uf, (此處注意:電容的耐壓標示都是直流 ,而且電容器交流耐壓與電容材質等多種因素有關,不能簡單認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,建議將每電容分壓值定為450v~ 則得到整個電容陣構成為:22串一鏈,共14鏈並聯,一共308支電容電阻,電阻的用途是為了當停止使用時對電容中的殘留電荷進行放電,使用方法就是每支電容都要並聯一支10兆的電阻(1/4~1/2W )安全提示:若沒有放電電阻,則電容陣中儲備的能量將可能存在很久而對人身造成傷害!下圖顯示了一個電容鏈,它是蛇行排布的:

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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厚的有機玻璃隔離,每層包含兩個鏈,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立可使用的單元,如圖:

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次極線圈的製作特斯拉線圈中的次極線圈是整個特斯拉線圈中製作最耗時耗神的部分.需要如下材料:高質量漆包線,(一定要買好的,目前我國的漆包線質量普遍低下,目前就我所知只有一家企業獲得國際認證),線的直徑從以下選擇:1.0.51mm 0.57 mm2. 聚氯乙烯管材,直徑15釐米,最少2米,厚度自己感覺結實就好,(一般能買到的大約在48mm厚)3.要用木頭製作一個繞線架.還要製作兩個圓片用來穿在圓筒兩邊,再在圓片中間打眼,穿入中心軸,架到線架子裏面就可以繞線了.一圈一圈的繞,大約繞900~1000匝就適合本系統了.整個繞線過程大約78小時吧,所以在中間休息時一定要把已繞好的部分固定好,免得前功盡棄.繞線時要注意不要使線打結,不要用兩根線接起來使用,市面上夠長度的漆包線不大好找,(大約在500m),但是整卷的線似乎比較貴,所以就看製作者的選擇了,最好有這方面的關係朋友幫忙.圖例:聚氯乙烯管材:

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高質量漆包線:

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固定圓桶的圓盤:

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繞線架上的次極線圈:

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次極線圈下接頭(接地線):

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次極線圈上接頭(接放電終端):

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打火器的製作製作打火需要以下材料:1.200mm直徑pvc管材,長400mm2.90mm長,直徑20mm銅管若干3.雙頭螺絲 若干(是銅管數目兩倍)

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打火器其實相當於一個開關器,未打火時能量由變壓器傳遞到電容陣,當電容陣充電完畢時兩極電壓達到擊穿打火中的縫隙的電壓時,打火器打火,此時電容陣與主線圈形成迴路,完成L/C振盪進而將能量傳遞到次極線圈.

製作步驟:1.先將銅管打眼。

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2.再在pvc管上打眼後,將銅管固定在pvc管內部 (每個銅管與銅管之間的縫隙大約控制在1mm)、

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3.組裝好

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為了根據需要調整放電縫隙,每相

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伶螺栓代表1mm的放電縫隙(螺栓即為接線柱)這樣安裝只要變換接線柱就可以很方便的根據你的設計電壓進行調整了.注意:打火器工作時將會產生很大的熱量,而且往往集中在很小的面積上,所以散熱設備必須很強大!一般採用小型立式風機如圖(就那種吹婚禮拱門的):一般都在幾百瓦,風量足.只要注意在進風口加上簡單的空氣過濾裝置防止大灰塵就可以了.一般不加風機散熱,特斯拉線圈工作幾十秒後就可能導致打火器高温變形,加入風機後,一般可以把整個特斯拉線圈的工作時間延長致十幾分鍾.另外,經常在使用後對打火進行清理,去掉電渣和灰塵.

放電終端的製作

在這部分的製作比較簡單和隨意,我這裏介紹一種比較成熟和簡易的製作方法,也就是最常見的圈型放電終端(因為這和我的程序相對應,更加方便了計算)]主要材料:1. 4寸直徑的燃氣熱水器通風管,(就是那種全金屬的可彎管,家裏有燃氣熱水器的一看便知)

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2. 7寸直徑的平底金屬盤(用來做派的),其他類似金屬物也可,關鍵1.平底 2.金屬

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3. 包裹金幣巧克力的那種較厚的鋁箔首先將平底金屬盤底對底用螺絲固定如上圖,接着將鋁管盤成圈狀,使其正好能卡在平底金屬盤製作的骨架上,鋁管的接口口處用鋁箔封口,接線點定位在平底金屬盤骨架中心,組裝好成品,至此特斯拉線圈的所有重要部分已經完成。

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關於特斯拉線圈的一些補充説明關於特斯拉線圈的製作其實還有不少需要注意的事情,其中:1:次極線圈的骨架既那個聚乙烯圓桶的饒線部分是有要求的,一般來説,饒線直徑和饒線部分桶長比例在1:4左右2:主線圈的底版可以用一些稍微便宜的材料製作,因為對它的要求不高,當然最好所有的塑料板材都能用雅克力板製作,這樣有結實又漂亮.3:打火器的製作其實有很多方法,關鍵要注意的是a.放電部件要導熱快 b.放電部件厚度要足夠 c由於打火器更換頻率最高,所以設計要以容易更換,價格便宜為主.4:關於高壓電容,前些天見到微波爐內部有一種高壓電容規格為 2100AC 1uF 且內部集成放電電阻的電容,看來如果使用這種電容也是一個不錯的方案5:關於主變壓器,一般難以購買,可以去當地電子市場詢問是否可以定做,如果沒有,可以購買霓虹燈電源,規格為 15000V AC 50HZ 60mA 樣子象個箱子,在國外特斯拉線圈愛好者中使用比較多,還有就是採購日本二手110VACin –6300vACout 變壓器兩個串聯使用。

特斯拉線圈,效果相當壯觀,但是工程也相當浩大,造價挺高,並不是每人都能親手做一個的。如果你只是想領略一下高壓電火花的魅力,馬克思發生器是一個比較好的選擇。只要幾個電容、電阻,簡單的組合一下,很容易得到幾釐米長的電弧,相當漂亮。

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下面是一款簡版的馬克思發生器電路圖:

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這款馬克思發生器總共有六級,每一級由0.002uF 20kV的電容和兩個1m歐姆的電阻構成。左邊是一個霓虹燈變壓器(9kV 30mA),它產生的高壓交流電,通過10個1N4007串聯組成的整流器整為直流電,給並聯的六組電容充電,當電容充到一定電壓的時,就會擊穿電容間的放電尖隙,這時6組電容就變成了串聯的形式,電壓驟增,開始放電,發出很大的聲響並能產生5釐米左右的電弧,大約每2~3秒放電一次。把電容間的放電尖隙改造成球隙,電弧長度還可以大幅度提高,達到15釐米左右。夠簡單吧!簡單組裝:

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放電效果:

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下面這款是改進型,主要是將上面的霓虹燈變壓器換成了自制的高壓發生器。它由555時基集成電路和高壓晶體管構造而成,驅動一個電視機用的高壓包,產生12kV~20kV的高壓。

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換成自制的高壓發生器以後,整個體積就袖珍下來了,可以全部裝配在一塊小木板上。需要注意的是高壓晶體管容易發熱,需要配塊大點的散熱片,最好還裝個小小的散熱風扇。這

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款高壓發生器可以拉出10釐米長的電弧,夠你樂一陣子了!

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往下看,還有款9級的,國人制造。

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友情提醒:高壓危險,玩的時候小心點!特斯拉線圈製作教程

52歲的澳洲男子彼得·特倫是位業餘科學家,他最大的愛好便是製造出各式各樣令人眩目的“人造閃電”,最高電壓可達50萬伏!這些精彩絕倫的實驗包括,閃電束穿過籃球架和梯子、旋轉火花包圍汽車、頭頂閃電籠中信步,等等。據悉,特倫“觸電”已有40個年頭!

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閃電束穿過籃球架

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圍繞着汽車的閃電束

閃電製作-馬克思發生器和特斯拉線圈的製作教程 第57張

圍繞着手提電腦的閃電束

閃電製作-馬克思發生器和特斯拉線圈的製作教程 第58張

從頭頂放射出去的閃電束