特斯拉线圈制作相关计算公式
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电磁线圈磁力计算公式首先,我们来研究单个导线产生的磁场。
根据比奥-萨伐尔定律,一段直导线通入电流会产生一个环绕导线的磁场。
磁场的大小与导线的电流和距离的平方成反比。
具体地,如果我们有一根长度为l的导线,通过电流I,距离导线r处的磁场可以表示为:\[B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}\]其中,B是磁感应强度,单位是特斯拉(T),μ0是真空磁导率,约为4π×10^-7H/m。
这个公式描述了电流通过一根导线产生的磁场,但对于电磁线圈来说,由于存在多根导线,我们需要考虑它们共同产生的合成磁场。
考虑一个简单的圆形线圈,由N根相同长度为l的导线组成,通入同样的电流I。
为了便于计算,我们假设这些导线都在同一平面上,且线圈的半径为R。
现在我们要计算线圈中心处的磁场。
由于每一根导线都产生一个环绕导线的磁场,我们可以将所有导线产生的磁场叠加起来,得到线圈中心处的合成磁场。
根据对称性,可以证明在线圈中心的磁场方向都是垂直于线圈的平面的。
因此,在该方向上的磁场大小就是所有导线产生的磁场大小的矢量和。
\[B_{\text{总}} = \sum_{i=1}^{N} B_i\]每一根导线i产生的磁场大小为:\[B_i = \frac{\mu_0 I}{2\pi R_i}\]其中,Ri是导线i到线圈中心处的距离。
这里需要注意的是,由于线圈是圆形的,每根导线到线圈中心的距离是相同的,即Ri=R。
因此,线圈中心处的总磁场大小可以表示为:\[B_{\text{总}} = \sum_{i=1}^{N} \frac{\mu_0 I}{2\pi R}\]\[B_{\text{总}} = \frac{\mu_0 I N}{2\pi R}\]这就是一个简单的圆形线圈中心处的磁场公式。
我们可以看到,线圈的磁场是与线圈中的导线数量、电流和半径有关的。
这个公式可以帮助我们计算各种不同线圈的磁场大小。
但对于更复杂的线圈,如螺线圈或多层线圈,上述公式可能不再适用。
特斯拉音乐线圈的原理及其制作摘要“人造闪电”的神奇表演近些年来已经成为在电视荧屏上的常客,这种现象利用了特斯拉线圈高压放电的特性,同时也结合了“静电屏蔽”的原理,在这整个过程中,特斯拉线圈起着至关重要的作用。
关键词特斯拉;特斯拉线圈“90后科学狂人”,“闪电侠”,16岁的科学狂人卢驭龙在中国达人秀第二季在东方卫视现场表演了特斯拉线圈的“闪电效果”,精彩的现场秀却充满了神秘感,用极具震撼的视觉效果撼动全场观众[1]。
看似神秘和神奇表演其实是以扎实的理论基础和动手能力为依托的,特斯拉线圈又叫泰斯拉线圈,因为这是从”Tesla”这个英文名直接音译过来的。
这是一种分布参数高频共振变压器,可以获得上百万伏的高频电压。
特斯拉线圈是由两个大电容器、一个感应圈、一个初级线圈仅几圈的互感器、变压器、打火器等基本结构组成的。
其类型主要有:传统的特斯拉线圈(SGTC)、固态特斯拉线圈(SSTC)、双谐振特斯拉线圈(DRSSTC)、真空管特斯拉线圈(VTTC)等[2]。
1 工作原理及基本结构1.1 基本结构固态特斯拉线圈,简称SSTC,在传统特斯拉线圈的基础上,人们用半导体元件代替了传统的打火器,这就形成了具有效率高、噪音小、寿命长等优点的固态特斯拉线圈。
而且由于其本身的结构特点,它可以通过电路输入音频,使电弧直接推动空气发声,这使得特斯拉线圈成为一件艺术品。
特斯拉线圈的主体部分包括:电容和电感的数值可根据实际制作而定,但必须保证两回路的谐振频率调整成一致。
主要由初级(主)线圈、次级(二极)线圈、驱动装置、放电顶端、电容、打火器等主要部件构成[3]。
2 实验/实践情况2.1 理論基础研究基础理论方面,通过研究线圈的结构原理及相同爱好人士制作时的经验,得到了线圈有关电弧长度的计算公式如下:(1)电弧长度公式:其中:L:电弧长度,单位mm P:变压器功率(2)电容阵容量:其中:E:变压器输出电压,单位I:变压器输出电流,单位mAC:电容器阵列最大电容,单位uFF:交流电频率,单位Hz(3)振荡频率:(4)主线圈长度计算:其中:(5)次级线圈长度计算:其中:放电终端电容计算:2.2 材料数据及准备高压包:小型特斯拉线圈通常都会使用高压包来当作电源。
特斯拉线圈的制作资料收集整理:刘志刚前些天在电视上看到一个discover的节目,里面就讲到了一些美国的特斯拉线圈的爱好者所制作的各种各样的特斯拉线圈,效果真的很绚目!制造闪电的感觉真的很奇特;大概这是因为制造闪电在神话里面都是主神们的特权吧。
先来个图看看:当然,如上图这样大型特斯拉线圈是难以制作并且需要深厚的电工基础和充分的财力保证的。
(上图这个线圈的制作成本大概在8-10万元左右)而且制作这样大型的线圈显然是非常危险的!说白了,就算你作下了你也没有地方让它工作!我们要设计的是一种中小型的线圈,(大概和特斯拉先生当年制作的差不多吧)如图:这个其实也稍大了一些,没办法找不到太合适的图(其实主要因为老美都挺有钱,干个啥也爱玩大的,话又说回来了,上面的两个图片充分的展示了特斯拉线圈的"光电"魅力。
所以,制作的原因出来了,那就是追寻这种美丽的效果,感受人类最初对"天火"那分来自心灵深处的震撼!(起码对我来说是很震撼的。
)其二,也是对于生前饱受爱迪生挤压迫害的特斯拉先生的一种纪念缅怀的方式。
特斯拉线圈的制作前的准备和注意事项及其它:整个制作我们以变压器功率为1000w的中型特斯拉线圈为设计标准。
(放电距离:>=120cm)备注:特斯拉线圈的放电距离和功率成正比。
主要材料及大概成本:1.高压变压器--->=1000w in220v out>=10kv一个。
(较难买到,一般需要定做,有些南方二手电子器材城曾有过in110v out6300v 600w 的变压器。
只是不知道现在是否还买的到。
)2.大量无极电容:若0.047uf1000v~(1600v-)的cbb电容需要准备100只左右。
电子配件商店买得到(电容非常重要!可以说是整个特斯拉线圈的心脏,所以电容的高质量将会使您最后的特斯拉线圈更加绚目!!质量主要是指:1.高频性能好2.自损耗低3.电感量低[重要]4.寿命长5.绝缘性能好3.直径13厘米长1米的聚氯乙烯管(壁厚0.6--1厘米),pvc管材也将就,厚0.8厘米的绝缘板材(不能是木头!最好塑料)大约2.5平米,厚0.5厘米的绝缘板材(非木!)大约1.5平米,这些都可在家庭装饰城(就是那些买涂料,板材,工具等的那种大市场里)买到4.导线,多芯铜导线,1000v50A大约6米电子配件商店买得到(10kv1A导线3米)5.耐压漆包线内径0.5mm 900米长电子配件商店买的到6.直径0.8厘米的铜管(壁厚1mm以上)长8米,直径3厘米厚>1mm 长1米的铜管可在汽车配件或五金等地买到7.电手钻,螺丝刀,手锯,钳子等工具,普通螺丝,塑料螺丝,环氧树脂胶,钢尺等8.用于燃气热水器的排气管(金属制作,可弯曲,直径在10厘米以上)制作后期计算得到长度。
一台小型特斯拉线圈制作方法介绍
特斯拉线圈(Tesla Coil)是一种使用共振原理运作的变压器(共振变压器),由美籍塞尔维亚裔科学家尼古拉·特斯拉在1891年发明,主要用来生产超高电压但低电流、高频率的交流电力。
特斯拉线圈由两组(有时用三组)耦合的共振电路组成。
特斯拉线圈难以界定,尼古拉·特斯拉试行了大量的各种线圈的配置。
特斯拉利用这些线圈进行创新实验,如电气照明,荧光光谱,X射线,高频率的交流电流现象,电疗和无线电能传输,发射、接收无线电电信号。
特斯拉线圈基本知识首先,你要明白电压和电流的关系,有电流一定有电压,有电压,不一定有电流。
电流单位一般用字母A表示,
电压单位一般用字母V表示。
电流乘电压等于功率。
家用交流电的功率无法计数,家用电器的所有功率叠加起来就有几千瓦。
家用交流电的功率远远大出了这个数字。
乘千上万户的家庭供电。
电路知识:电容,电容的定义是两个极板,中间夹着一层绝缘体这就叫电容,靠电场能储存能量,
电感,电感就是铜线圈。
我们要明白磁生电电生磁的道理,也就是说,磁场可以产生电流电流,也可以产生磁场。
当铜线圈也就是电感,通电之后就会产生磁场断电之后,磁场会让铜线圈再产生电流。
因为磁生电电生磁的道理。
如果把电容和电感连接起来,那会生什么呢!
他们之间就会发生震荡。
也叫LC震荡。
L是电感,C是电容。
简单地说,LC震荡就是一个电容器充满电,像一个电感放电,电感就会产生磁场,此时。
小型特斯拉线圈的制作作者:799349187,转载请保留我来教大家制作一个小型的火花间隙特斯拉线圈(SGTC)。
此线圈的高度在四十厘米左右,具体高度和很多因素有关。
材料:1.高压包一个,不要问如“用什么型号的”一类的话题,因为从理论上讲,任何型号的高压包都可以。
2.直径0.25mm漆包线200m。
尽量用铜的,这么小的线圈,没必要用铝的……3.直径2mm漆包线三米。
三米应该差不多。
4.直径十二厘米金属球一个,这个可以在买防盗窗一类的东西的地方买到。
而且并不贵,理论上,也就十块钱。
5.直径5厘米,长30厘米PVC管子一根,聚氯乙烯的更好,而有机玻璃是最理想的。
6.2N3055三极管一个。
这个也就三块。
7.240Ω5W,27Ω1W电阻各一个。
也许没有正好这么大的,稍微有一点差别也将就。
8.一些厚几毫米的绝缘板,不能用木头,最好用塑料。
9.12V蓄电池一个。
10.无极性电容若干。
11.胶一瓶,502啦,101啦啥的都可以。
12.直径1mm漆包线数米。
工具:钳子,剪刀,美工刀,烙铁,锡丝,等等等等……开始制作之前,先说一下,在制作过程中尽量不要改我列出的这些数据。
1.次级线圈的制作:用0.25mm漆包线在管子上绕,如下图。
线不能交叉。
绕1000圈。
尽量保证线和线之间没有空隙。
有条件的,可以用绝缘漆刷一层。
2.初级线圈的制作:用2mm的漆包线绕成如下图形状。
类似一个压扁的弹簧。
直径7.5厘米,绕七圈。
3.组装线圈把次级线圈的线的一头接在那个金属球上。
这个球,我们称为放电顶端。
它和地面形成了一个电容。
然后用胶或者热胶枪把球固定在管子一头。
把次级线圈固定在塑料板上,初级线圈固定在次级线圈附近,如下图。
次级线圈的线的另一头接地。
4.组合电容我们需要一些无极性电容,推荐使用涤纶电容或者陶片电容。
根据这个线圈的数据,我计算的结果是需要一个21717pF的电容。
呃,要这么精确干什么,就取0.022μF吧(可根据打火器间距进行微调)。
线圈侧面磁场强度计算公式引言。
磁场是物质周围的一种物理现象,它可以通过磁场强度来描述。
在电磁学中,线圈是一个非常重要的元件,它可以产生磁场并且可以被用来测量磁场。
本文将介绍线圈侧面磁场强度的计算公式,并且探讨这个公式的应用。
线圈侧面磁场强度计算公式。
在电磁学中,线圈侧面磁场强度可以通过以下公式来计算:\[B = \frac{\mu_0 \cdot N \cdot I}{2 \cdot R}\]其中,B代表磁场强度,单位是特斯拉(T);μ0代表真空中的磁导率,其值约为4π×10^-7 T·m/A;N代表线圈的匝数;I代表电流,单位是安培(A);R代表线圈到侧面观察点的距离,单位是米(m)。
这个公式的推导可以通过安培环路定理和比奥-萨伐特定律来进行。
简单来说,当电流通过线圈时,会在周围产生一个磁场,而线圈侧面的磁场强度可以通过上述公式来计算。
应用。
线圈侧面磁场强度的计算公式在实际中有着广泛的应用。
首先,它可以被用来设计和优化电磁设备,比如电磁铁、电动机等。
通过计算线圈侧面的磁场强度,可以确定线圈的大小和电流的大小,从而满足特定的工程需求。
其次,线圈侧面磁场强度的计算公式也可以被用来进行磁场测量。
通过测量线圈侧面的磁场强度,可以了解线圈产生的磁场的分布情况,从而评估线圈的性能和质量。
此外,线圈侧面磁场强度的计算公式还可以被用来进行磁场仿真。
在电磁学研究和工程设计中,磁场仿真是非常重要的一环,通过计算线圈侧面的磁场强度,可以对电磁设备进行仿真和优化,提高设备的性能和效率。
总结。
线圈侧面磁场强度计算公式是电磁学中的重要公式之一,它可以被用来计算线圈侧面的磁场强度,从而应用于电磁设备的设计、磁场测量和磁场仿真等领域。
通过深入理解这个公式,可以更好地应用它来解决实际问题,并且推动电磁学领域的发展和进步。
希望本文对读者们有所帮助,谢谢!。
些文章由落叶情缘收集整理 如果想知道更多内容,请访问: /440700383685/Formula Page On this page are listed Tesla coil formulas for a reference to those who prefer to make calculations on paper. Below is a table of formulas on this page.Transformer Ohm's Law and Output Inductive Reactance Helical Coil Resonant FormulaInput Capacitive Reactance Circuit Spiral Coil Secondary CoilInverse Conical Coil Dimensions SphereMedhurst Plate Capacitors Rotary FiringToroid Capacitance Capacitance Leyden Capacitors Gap Energy for L and C Electrode Speed Jar AC Voltage RMS/PeakGap RotaryOhm's Law些文章由落叶情缘收集整理 如果想知道更多内容,请访问: /440700383685/E = IZP = IEE = volts I = current in amps Z = impedance or resistance in ohms P = power in wattsTransformer Input and Output EPIP = ESISEP = primary voltage IP = primary current in amps ES = secondary voltage IS = secondary current in amps些文章由落叶情缘收集整理 如果想知道更多内容,请访问: /440700383685/Capacitive ReactanceXC = capacitive reactance in ohms F = frequency in hertz C = capacitance in faradsInductive ReactanceXL = inductive reactance in ohms F = frequency in hertz L = inductance in henrys些文章由落叶情缘收集整理 如果想知道更多内容,请访问: /440700383685/Resonant Circuit FormulaF = frequency in hertz L = inductance in henrys C = capacitance in faradsSpiral Coil InductanceL = inductance of coil in microhenrys (µH) R = average radius of the些文章由落叶情缘收集整理 如果想知道更多内容,请访问: /440700383685/coil in inches N = number of turns W = width of the coil in inchesHelical Coil InductanceL = inductance of coil in microhenrys (µH) N = number of turns R = radius of coil in inches (Measure from the center of the coil to the middle of the wire.) H = height of coil in inchesInverse Conical Coil Inductance些文章由落叶情缘收集整理 如果想知道更多内容,请访问: /440700383685/L = inductance of coil in microhenrys (µH) L1 = helix factor L2 = spiral factor N = number of turns R = average radius of coil in inches H = effective height of the coil in inches W = effective width of the coil in inches X = rise angle of the coil in degreesSecondary Coil Dimensions些文章由落叶情缘收集整理 如果想知道更多内容,请访问: /440700383685/T = AHL = length of wire in feet D = outer diameter of coil form in inches H = height of windings in inches A = number of turns per inch T = total number of turns B = thickness of wire in inchesMedhurstC = self capacitance in picofarads R = radius of secondary coil in inches L = length of secondary coil in inches些文章由落叶情缘收集整理 如果想知道更多内容,请访问: /440700383685/Toroid CapacitanceC = capacitance in picofarads D1 = outside diameter of toroid in inches D2 = diameter of cross section of toroid in inches This equation courtesy Bert Pool.Sphere CapacitanceC = capacitance in picofarads R = radius in inchesPlate Capacitors些文章由落叶情缘收集整理 如果想知道更多内容,请访问: /440700383685/C = capacitance in microfarads K = dielectric constant A = area of each plate in square inches N = number of plates D = distance between plates in inches (thickness of dielectric)Leyden Jar CapacitorsC = capacitance in microfarads K = dielectric constant D = diameter of jar in inches H = height of jar in inches T = thickness of jar in inches些文章由落叶情缘收集整理 如果想知道更多内容,请访问: /440700383685/AC RMS and Peak Voltage ERMS = 0.7071·E PERMS = RMS voltage EP = peak voltageRotary Spark Gap Firings per SecondF = firings per second (hertz) R = motor RPM rating E = number of rotary electrodesRotary Spark Gap Electrode SpeedS=electrode speed(MPH)R=motor RPM ratingD=diameter of electrode placement circle(inches)Energy for L and CCapacitaInductancenceJ=0.5J=0.5I2LV2CJ=joules of energy storedV=peak charge voltageI=peak currentC=capacitance in faradsL=inductance in henriesPeak values of V and I are stated in order to emphasize not to use RMS values.The energy stored at any given time is of course:J(t) =0.5[V(t)]2C and J(t)=0.5[I(t)]2L.。
步步惊心国外牛人教你做固态特斯拉线圈(详细)固态特斯拉线圈制作教程对与大多数玩了SGTC的人来说都想玩更高级的SSTC/DRSSTC,但是许多人在这是就会遇到困难。
特斯拉线圈介绍特斯拉线圈又叫泰斯拉线圈,因为这是从“Tesla”这个英文名直接音译过来的。
这是一种分布参数高频共振变压器,可以获得上百万伏的高频电压。
特斯拉线圈的原理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。
在世界各地都有特斯拉线圈的爱好者,他们做出了各种各样的设备,制造出了眩目的人工闪电。
谐振定义:在物理学里,有一个概念叫共振:当策动力的频率和系统的固有频率相等时,系统受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。
电路里的谐振其实也是这个意思:当电路的激励的频率等于电路的固有频率时,电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。
实际上,共振和谐振表达的是同样一种现象。
这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同的叫法而已。
(说个易懂的,当两个振动频率相等的物体,一个发生振动时,引起另一个振动的现象叫做共振,在电学中,两个等频振荡电路的共振现象,叫做谐振。
)电磁振荡LC回路(L:电感,C:电容)电磁振荡LC回路能产生大小和方向都都作周期发生变化的电流叫振荡电流。
能产生振荡电流的电路叫振荡电路。
其中最简单的振荡电路叫LC回路。
一个不计电阻的LC电路,就可以实现电磁振荡,故也称LC振荡电路。
LC振荡电路的物理模型满足下列条件:①整个电路的电阻R=0(包括线圈、导线),从能量角度看没有其它形式的能向内能转化,即热损耗为零。
②电感线圈L集中了全部电路的电感,电容器C集中了全部电路的电容,无潜布电容存在。
③LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波,是严格意义上的闭合电路,LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化,即便是电容器内产生的变化电场,线圈内产生的变化磁场也没有按麦克斯韦的电磁场理论激发相应的磁场和电场,向周围空间辐射电磁波振荡电流是一种频率很高的交变电流,它无法用线圈在磁场中转动产生,只能是由振荡电路产生。
自己动手绕线圈电感详细计算公式加载其电感量按下式计算:线圈公式阻抗(ohm)=2*3.14159*F(工作频率)*电感量(mH),设定需用360ohm阻抗,因此:电感量(mH)=阻抗(ohm)÷(2*3.14159)÷F(工作频率)=360÷(2*3.14159)÷7.06=8.116mH据此可以算出绕线圈数:圈数=[电感量*{(18*圈直径(吋))+(40*圈长(吋))}]÷圈直径(吋)圈数=[8.116*{(18*2.047)+(40*3.74)}]÷2.047=19圈空心电感计算公式:L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)D------线圈直径N------线圈匝数d-----线径H----线圈高度W----线圈宽度单位分别为毫米和mH。
空心线圈电感量计算公式:l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)线圈电感量l单位:微亨线圈直径D单位:cm线圈匝数N单位:匝线圈长度L单位:cm频率电感电容计算公式:l=25330.3/[(f0*f0)*c]工作频率:f0单位:MHZ本题f0=125KHZ=0.125谐振电容:c单位:PF本题建义c=500...1000pf可自行先决定,或由Q值决定谐振电感:l单位:微亨1、针对环行CORE,有以下公式可利用:(IRON)L=N2.ALL=电感值(H)H-DC=0.4πNI/lN=线圈匝数(圈)AL=感应系数H-DC=直流磁化力I=通过电流(A)l=磁路长度(cm)l及AL值大小,可参照Microl对照表。
例如:以T50-52材,线圈5圈半,其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋),经查表其AL值约为33nH,L=33.(5.5)2=998.25nH≒1μH当流过10A电流时,其L值变化可由l=3.74(查表)H-DC=0.4πNI/l=0.4×3.14×5.5×10/3.74=18.47(查表后)即可了解L值下降程度(μi%)2、介绍一个经验公式L=(k*μ0*μs*N2*S)/l 其中μ0为真空磁导率=4π*10(-7)。
相关计算公式
1、第一个公式是计算电弧长度:电弧长度L(单位:英寸); 变压器功率P (单位瓦特); L=1.7*sqrt(P) sqrt 为开方
无非就是计算出使用变压器的理论最佳。
2、电容阵列相关参数: 变压器输出电压(交流)E(单位伏特); 变压器输出电流I(单位毫安); 电容阵最大容量C(单位微法) ; 交流频率F(单位赫兹) C=(10^6)/(6.2832*(E/I)*F)
利用变压器的参数求得所需电容。
3、振荡频率: F= 1/(2*Pi*sqrt(L*C))
利用此公式求得电感L(这里我理解F就是2公式的F,问题可能就出在这里?!)
4、初级线圈
公式3的电感套入最终求得初级的匝数
5、放电终端相关计算
求得C,代入到公式3,求得次级L 6、次级线圈
最后代入次级L,求得次级的匝数。