此特斯拉,非彼特斯拉——說說線圈的那點事兒

19世紀末、20世紀初那幾年,不要說晶體管,就連具有放大和振蕩功能的真空電子三極體都沒有出現。但這並沒有難倒天才的特斯拉,他用簡單的變壓器和火花間隙結合提供了產生高頻電流的條件,這種經典的特斯拉線圈被稱作火花隙特斯拉線圈,英文縮寫是SGTC(Spark Gap Tesla Coil)。在各種眼花繚亂的特斯拉線圈簡稱冒出來之前,我們初步歸納了這些簡稱的含義及相應的簡單介紹。

不同類型的特斯拉線圈

  1. 火花隙特斯拉線圈(SGTC)火花隙特斯拉線圈,英文全稱Spark Gap Tesla Coil,是最早出現的一類特斯拉線圈,以在狹小間隙中火花放電的形式滿足運行需求,這樣的狹小間隙就被稱為火花隙。SGTC的優點是構造簡單;缺點是工作時火花隙損耗較大,工作形式單一。根據火花隙形式的不同,可以細分為靜態火花隙和動態(旋轉)火花隙兩種類型。

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圖1 國外愛好者製作的SGTC,高壓電源、火花隙、電容組都安裝在底座上

2. 電子管(真空管)特斯拉線圈(VTTC)

VTTC,英文全稱Vacuum Tube Tesla Coil。在電子管(真空管)誕生后,利用電子管振蕩電路運行的一類特斯拉線圈,優點是電路較簡單,在電子管功率裕量充足且散熱環境良好的情況下,沒有嚴重的元器件損耗;缺點是輸出功率受電子管功率限制,無法做到很大。

圖2 國外愛好者製作的VTTC,核心電路元件是兩枚同型號的811A電子管

3. 固態特斯拉線圈(SSTC)

固態特斯拉線圈,英文全稱Solid State Tesla Coil。這是在晶體管出現后在晶體管振蕩電路的基礎上發展而來的一類特斯拉線圈,在數字邏輯電路和大功率半導體電子器件普及的當代,根據電路具體形式的不同,這類特斯拉線圈衍生出龐大的分支。優點是電路形式多樣化,採用特定電路時輸出高壓可調製;缺點是功能完善時,電路設計和製作也會比較複雜。

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圖3 國外愛好者製作的SSTC,底座中顯露在外的是安裝有大面積散熱片的功率電路,其控制電路則安裝在底部的屏蔽盒內

仔細看看圖1至圖3中的特斯拉線圈(本篇文章中作為示例的特斯拉線圈照片均來自網路)可以發現,它們都擁有一個高高立起的金黃色長直線圈,這個長線圈的底部有寥寥數圈或扁平或筒狀的粗線繞成另一個線圈圍繞著它,在這兩個套在一起的線圈下面則是安裝有不同類型元器件的底座。這幾張照片可以幫助我們建立起特斯拉線圈外觀的初步形象。

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