日前,江西景德鎮(zhèn)一名中學(xué)物理教師走紅,他在課堂上展示了特斯拉電圈,驚呆了臺(tái)下的學(xué)生。
由網(wǎng)友曬出的視頻中,該老師隨后將班上同學(xué)呼喊起來(lái),經(jīng)過(guò)一番調(diào)整,讓同學(xué)自己用手感受線圈發(fā)出的閃電。
盡管在電流的作用下已經(jīng)麻木了,但是同學(xué)們還是真真切切地感受到了“閃電”,非常激動(dòng)。對(duì)這種教育方式,網(wǎng)友紛紛評(píng)論:好老師真能把教學(xué)做得很有趣,給人點(diǎn)贊!
實(shí)際上,特斯拉線圈是一種諧振變壓器,其工作原理簡(jiǎn)單,帶兩級(jí)升壓線圈,可將220V家庭用電壓提升到數(shù)萬(wàn)伏甚至數(shù)十萬(wàn)伏,然后通過(guò)放電終端進(jìn)行放電。因?yàn)殡妷焊,放電時(shí)產(chǎn)生的火花就像小閃電一樣。另外一方面,特斯拉線圈包含一個(gè)LC振蕩環(huán),所以在放電終端產(chǎn)生的交流電具有很高的頻率。
就拿家用工頻50Hz交流電來(lái)說(shuō),特斯拉線圈的放電終端機(jī)可以達(dá)到100kHz至1.5MHz,也就是工頻的2000-30000倍。所以特斯拉線圈能夠產(chǎn)生超高壓低電流、高頻交流電。
一種小型特斯拉線圈的物理結(jié)構(gòu)應(yīng)由以下幾個(gè)模塊組成:感應(yīng)線圈模塊,點(diǎn)火模塊,電容模塊,變壓器模塊,互感模塊。其中電容器部分要求至少有兩個(gè)大容量電容,互感器部分要求減少初級(jí)線圈的圈數(shù),以保證提高電壓的能力。
將線圈放電后,電能通過(guò)變壓線圈耦合到大容量電容陣。當(dāng)電容充電過(guò)程持續(xù)時(shí),電容二級(jí)電勢(shì)差會(huì)不斷增加,當(dāng)該電容二級(jí)電勢(shì)差超過(guò)擊穿電壓值時(shí),電容二級(jí)電容就會(huì)被點(diǎn)燃,從而在電容陣列與主線圈之間形成一個(gè)閉合回路,利用電磁效應(yīng)將電能通過(guò)耦合電路由主線圈耦合到副線圈。
采用特斯拉線圈可將一般交流電壓耦合到高頻高壓范圍內(nèi),因此使用該線圈時(shí)應(yīng)注意防護(hù),以免發(fā)生意外。
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