2011年11月8日 星期二

尼古拉·特斯拉與 特斯拉線圈

特斯拉線圈1


特斯拉線圈2




特斯拉線圈(Tesla Coil)是一種使用共振原理運作的變壓器共振變壓器),由美籍塞爾維亞裔科學家尼古拉·特斯拉1891年發明[1],主要用來生產超高電壓但低電流、高頻率交流電力。特斯拉線圈由兩組(有時用三組)偶合的共振電路組成。特斯拉線圈難以界定,尼古拉·特斯拉試行了大量的各種線圈的配置。特斯拉利用這些線圈進行創新實驗,如電力照明,熒光光譜,X射線,高頻率的交流電流現象,電療和無線電力,以便進行電力傳輸。

英文詳細說明
http://en.wikipedia.org/wiki/Tesla_coil

特斯拉線圈(teslacoil),也叫泰斯拉線圈 ,是一種結構簡單拉弧能力超強的高壓發生器,由美國著名物理學家和發明家特斯拉(NikolaTesla)發明。

19世紀末期,愛迪生發明的直流電已經有了相當廣泛的應用。不過在實用中,直流電有很大的缺點,不僅耗費大量的銅線,而且不能作遠距離輸電,每平方英里地區需要配備一個獨立的發電機來供電,很不經濟。為了打破愛迪生的技術壟斷,特斯拉製作了一個特斯拉線圈。

特斯拉線圈的原理是使用變壓器使普通電壓升壓,然後經由兩極線圈,從放電終端放電的設備。通俗一點說,它是一個人工閃電製造器。

特斯拉線圈由一個感應圈、兩個大電容器和一個初級線圈僅幾圈的互感器組成.這種裝置可以產生頻率很高的高壓電流,不過這種高壓電的電流極小,對人體不會產生顯著的生理效應。

目前,在世界各地都有特斯拉線圈的愛好者,他們做出了各種各樣的設備,製造出了眩目的人工閃電。他們的製作特斯拉線圈目的已經和特斯拉證明交流電的安全性不同了,製作的大部分目的是衝著它獨具魅力的閃電效果。

電路:


        R1 27 Ohm 5W Resistor or 27 Ohm 10W ReSIStor
  R2 240 Ohm 5W ResiSTor or 240 Ohm 10W Resistor
  BR1 50 Volt, 6 Amp Bridge Rectifier
  C1 8000uf, 35 Volt Capacitor
  Q1, Q2 2N3055 NPN Power Transistor
  T1 24V 5A TraNSformer (See "Notes")
  T2 TV Flyback Transformer (See "Notes")
  S1 115V 3A SPST Switch
  MISC Case, Wire, Heatsinks, Line Cord

尼古拉·特斯拉簡介



 

       
        科學界普遍認為,人類有史以來的兩個曠世奇才,一個是列奧納多·達·芬奇(Leonardo Di Ser Piero Da Vinci),另一個就是尼古拉·特斯拉( 塞爾維亞文:Никола Тесла,Nikola Tesla)。尼古拉·特斯拉,出生于克羅地亞的史密裏安,後加入美國籍。這位工程師在自己出生的斯密利楊和格斯匹奇讀小學,中學畢業於卡爾洛瓦茨的拉可瓦茨。中學畢業後的1875年,他進入了格拉孜的綜合技術學院學習。5年後,他被布拉格的查理大學技術系錄取,但是由於經濟原因,一年後他就工作了,在布達佩斯做設計工程師。他在那裏參加了新的電話中心的建設,並改善了電話的設備和電話的聲音效果。1884年,他因出色工作被推薦到美國,與愛迪生在一起工作,從此,這位傳奇工程師開始了他驚世駭俗的一生。

  特斯拉是上個世紀之初少有的科學技術通才,他在機電工程,無線電工程,流體工程,低溫工程,地球物理,真空技術,飛行器技術方面等等都有專利成就。特斯拉在各個國家的所有專利,包括他所有未曾批准的專利和所有具有專利價值的各種發明,總共加起來有700多項。他一生的發明多不勝數,最偉大的就是我們至今仍然在使用中的交流電技術。他發明了交流發電機後,與愛迪生分道揚鑣,開創了特斯拉電氣公司,從事交流發電機、電動機、變壓器的生產,並進行高頻技術研究,1889年,特斯拉在美國實現了從科羅拉多斯普林斯至紐約的高壓輸電實驗。從此,交流電開始進入實用階段。1893年,他在芝加哥舉行的世界博覽會上用交流電作了出色的表演,並用他製成的“特斯拉線圈”證明了交流電的優點和安全性,從而在專利大戰中擊敗了愛迪生,帶領世界進入電氣化時代。
                                         特斯拉發明的水電機組,至今仍在使用
       此外1895年,他為美國尼亞加拉水電站製造發電機組;1897年,他使馬可尼的“無線通信”理論成為現實;1898年,他又發明無線電搖控技術並取得專利;1899年,他發明了X光(X-Ray)攝影技術。其他發明包括:收音機、雷達、傳真機、真空管、霓虹光管……等。

                                      特斯拉和他的無線電通信裝置

                                          特斯拉和他的X-光攝像技術
          1912 年諾貝爾物理學獎授予瑞典斯德哥爾摩儲氣器公司的達倫(Nils Gustaf Dalén,1869—1937),以表彰他發明了用於燈塔和浮標照明的儲氣器的自動調節器。 但有文獻記載,這一年的諾貝爾物理學獎原來擬授予美國的發明家愛迪生和特斯拉線圈的發明者特斯拉。這是繼1909 年諾貝爾物理學獎授予馬可尼與布勞恩之後從技術應用方面考慮順理成章的事,但是兩人都拒絕與對方分享諾貝爾物理學獎,最後2人全部沒有獲得。  

      1915年,愛迪生獲得諾貝爾獎的提名,特斯拉則在1937 年獲得諾貝爾獎的提名,但他們倆都沒能獲得這一獎項。一些人認為,正是因為那場持續了數年的“電流大戰”,愛迪生和特斯拉都暴露出了他們人性中的弱點,這與人們長期賦予他們的“天才”和“科學家”的稱號是極不相稱的。

       為表彰他早在1896~1899年實現200 kV、架空57.6 m的高壓輸電成果,與製成著名的特斯拉線圈和在交流電系統的貢獻,在他百年紀念時(1956年)國際電氣技術協會決定用他的名字作為磁感強度的單位。

      在國際站點上,有關特斯拉的資料多得不計其數,影響之大,超過愛因斯坦,形成了一種獨特的文化現象。特斯拉在國際上是一個非常有爭議的人物,對他毀譽參半,甚至被歸結為偽科學家。特斯拉之所以在科學史中被“除名”,是因為他反對正統理論,他總是以自己設計的巧妙實驗來說話,而不是空談理論,因而,往往他對自己實驗結果的解釋是錯誤的。而且也反對相對論,堅持傳統的物理觀,與當時蓬勃發展起來原子物理學格格不入,加之晚年遁世隱居,想入非非,不切實際,因而他不太受正統的科學團體所歡迎,甚至被斥為賣弄江湖妖術的騙子,他的實驗室也被描繪成散發出妖氣的陰森森的中世紀煉丹術士的場所。



正統科學家們把特斯拉描繪成一個科學狂人
        特斯拉的驚世駭俗,是因為他的一個大膽發明設想:無線輸電。特斯拉曾發明了一個“放大發射機”,現在稱之為大功率高頻傳輸線共振變壓器,用於無線輸電試驗。在這個設想中,特斯拉把地球作為內導體,地球電離層作為外導體,通過他的放大發射機,使用這種放大發射機特有的徑向電磁波振盪模式,在地球與電離層之間建立傳統特斯拉線圈原理圖起大約8赫茲的低頻共振,利用環繞地球的表面電磁波來傳輸能量。這一系統與現代無線電廣播的能量發射機制不同,而與交流電力網中的交流發電機與輸電線的關係類似,當沒有電力接收端的時候,發射機只與天地諧振腔交換無功能量,整個系統只有很少的有功損耗,而如果是一般的無線電廣播,發射的能量則全部在空間中損耗掉了。特斯拉有生之年沒有財力實現這一主張


                                           發明專利手稿,特斯拉線圈的原型

                                                 未完成的無線輸電塔
                  而他的另一個經典之作,就是這個著名的特斯拉線圈。特斯拉線圈,其實是一種分佈參數高頻共振變壓器,可以獲得上百萬伏的高頻電壓。特斯拉線圈的原理是使用變壓器使普通電壓升壓,然後經由兩極線圈,從放電終端放電的設備。這個設備就是為了實現他"無線輸電"技術而發明的。

            時至今日,全世界各地仍然有大批特斯拉的狂熱崇拜者在研究和自製特斯拉線圈,不過,說到底都是業餘的。所以當你想像一下,如果是國家級的超級設備出現,那將是怎樣一個情景?
others link:
http://www.stevehv.4hv.org/SSTC5.htm

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