特斯拉线圈

特斯拉线圈（Tesla   coil）是一种通过谐振原理工作的变压器（共振变压器）其原理是用变压器将普通电压升压，然后通过两极线圈从放电端子放电。所有特斯拉线圈由四个基本组件组成：初级线圈、次级线圈、放电尖端和控制电路。1826年，法国科学家菲利克斯·萨瓦里（Felix   Savari）这是第一次发现电容器能产生电振荡的证据。1857年，德国物理学家巴赫伦德·威廉·费德森（地址berend   Wilhelm   feddersen）莱顿瓶共振电路产生的火花被拍摄在旋转的镜子里，提供了振荡的可见证据。1891年，塞尔维亚裔美国科学家尼古拉·特斯拉（Nikolai   Tesla）发明了特斯拉线圈，主要用来产生高电压高频率低电流的交流电。1893年，特斯拉做了一场关于无线传输的讲座并进行演示他提出将信号传输与电力传输结合起来，并同时获得了专利，这是第一个无线电专利。

2001年5月，在国际无线电力传输技术会议期间，法国国家科学研究中心的皮格诺莱利用特斯拉线圈的无线传输功率点亮了约45米外的一个200瓦灯泡。

根据开关元件的不同，特斯拉线圈主要包括火花隙特斯拉线圈和固态特斯拉线圈特斯拉线圈广泛应用于电子行业，例如使用特斯拉线圈为手机无线充电；在艺术上也有运用，比如用音乐特斯拉线圈让不同频率的电弧击穿不同程度的空气，发出不同频率的声音；它还可以用于铝焊接等。

特斯拉线圈的原理是用变压器将普通电压升压，然后通过双极线圈从放电端放电。特斯拉线圈通过两个线圈耦合。首先，电源给电容器C1充电当电容器的电压足够高，超过点火间隙的阈值时，点火间隙突破空气撞击点火，形成变压器初级绕组的路径能量在电容器C1和初级绕组L1之间振荡，并通过耦合传递到次级绕组。次级线圈也是一个电感，放电顶部C2和地可以等效为一个电容，所以LC振荡也会发生。当两级振荡频率在同一水平共振时，初级电路的能量将冲向次级电路，放电端的电压峰值将不断增加，直到放电。

振荡电路主要由感应线圈和电容组成。感应线圈在通电时产生与原始电流方向相反的电流（强度较弱）停电瞬间，产生与原电流同方向的电流。

所有特斯拉线圈由四个基本组件组成：初级线圈、次级线圈、放电尖端和控制电路。当正确组合时，这些元件可以使特斯拉线圈在顶部负载中产生极端电压，从而在空中产生大电弧。

初级线圈

初级线圈是缠绕在特斯拉线圈下方的线圈，通常由高功率铜线制成。它连接到电源并传输电流和能量。初级线圈的作用是提供电源能量产生磁场和调节次级线圈的谐振频率。它通常比次级绕组的匝数少，因此可以传输更多的电流和功率。初级线圈和次级线圈之间的电磁耦合使能量能够从初级线圈转移到次级线圈，形成高频交变电场和磁场。

次级线圈

次级线圈是缠绕在初级线圈上方的线圈，通常由绝缘细线制成。它通过电磁感应从初级线圈获得能量，并将能量转化为高压、高频信号输出。次级线圈是特斯拉线圈的关键部件次级线圈通常比初级线圈匝数多，所以产生的电压较高。次级线圈通过共振现象增强输出信号，并产生闪电放电或电火花等效果。

放电顶端

放电尖端在特斯拉线圈的顶部是一个大圆环的形状。首先，它提供了一个形状良好的电场来防止火花和闪络。放电尖端的大而光滑的表面可以防止火花在机器上形成。由于火花容易出现在尖锐点或边缘，放电尖端的设计有助于防止这种情况发生并保护机器。其次，放电尖端充当电容器。它的大小和形状决定了它的电容。可以通过调节放电尖端的尺寸来调节线圈的频率。通过选择合适的放电尖端，可以提高特斯拉线圈的性能和效率。

控制电路

以火花隙特斯拉线圈为例作为最传统的特斯拉线圈，火花隙特斯拉线圈的控制电路比固态电路简单，它仅由初级电容器和火花隙组成。

电容器

主电容器是与特斯拉线圈中的主线圈一起使用的元件，用于创建主LC电路。初级电容器通常由几十个串联电容器组成/并联电容器具有高可调性和易于更换的优点。1通常用于初级电容器阵列.6kV至2kV电容器和多个串联电容器用于提供足够的额定电压。

火花间隙

火花隙是一个开关，可瞬间将初级电容器连接到初级线圈。它允许电容器中的电荷通过间隙释放到线圈中。火花隙有两种基本设计：静态间隙和旋转间隙。静态间隙是指电极静止的间隙，而旋转间隙使用旋转电极。

静态间隙由两个螺栓组成、电线或其他导体。间隙的宽度需要根据电容器的电压来确定，并且应该容易调节。室电（220V交流电）经过整流器处理后变成直流电，经过处理的直流电在高频振荡器的作用下变成频率更高的交流电，产生的高频交流电通过升压变压器上升到1万伏以上，从而达到空气击穿的效果。点火器由两个光滑的表面组成，表面之间有几毫米的距离，具体距离取决于高压输出的端电压。当主电容的两个极板之间的电位差达到一定水平时，它将在点火器处突破空气，并与初级线圈形成LC振荡回路。

根据开关元件的不同，特斯拉线圈主要包括火花隙特斯拉线圈和固态特斯拉线圈。

火花隙特斯拉线圈

火花隙特斯拉线圈（SSTC solid state   Tesla   coil），是最传统的特斯拉线圈，也是特斯拉自己做的线圈。火花隙特斯拉线圈主要由线圈组成、组成主电容器和点火器励磁电源给主电容充电，电容两端电压上升当达到一定值时，可以突破点火器的间隙，与初级线圈形成回路能量在电容和初级线圈之间振荡，从而在线圈初级形成高频交流电。

特斯拉线圈

这种线圈结构简单、制作起来很简单，但是会产生很大的噪音，寿命也很短。这种特斯拉线圈的另一个缺点是初级线圈必须产生火花隙，电能通过火花隙产生的谐振频率传输，这使得电路中必须有大电压和大电流。当用户操作火花隙特斯拉线圈时，稍有不慎就会危及生命安全。

固态特斯拉线圈

随着现代电子技术的发展，实心特斯拉线圈出现（SSTC solid state   Tesla   coil）SSTC和SGTC的主要区别在于发射机SSTC通过集成芯片的振荡实现高频交流电，并通过功率放大器电路放大后驱动次级线圈，而SGTC直接使用初级LC振荡实现的高频交流电激励次级线圈与SGTC相比，SSTC噪音小、高效率、寿命长的特点。

双谐振特斯拉线圈

双共振固态特斯拉线圈（Double   resonant solid   Tesla   coil, DRSSTC），具有高功率和可调制音乐的优点，其主要原理是电共振。双谐振固态特斯拉线圈的主要组件包括：初级线圈、次级线圈、灭弧控制器、全桥驱动电路和全桥振荡电路。

DRSSTC的初级线圈与初级电容器串联以形成LC振荡电路当电源接通时，初级线圈充电形成LC振荡电流，由驱动板接收驱动板接收到其谐振信息后，将该信息作为驱动全桥初级线圈的信号，使初级线圈和电容形成的LC振荡与驱动板输出的信号发生谐振。灭弧控制器是一种输入信号的装置，一般由芯片组成它通过NE555或TL494等元件输出振荡信号，并将信号传输到全桥驱动电路。

特斯拉线圈广泛应用于电子行业，例如使用特斯拉线圈为手机无线充电；在艺术上也有运用，比如用音乐特斯拉线圈让不同频率的电弧击穿不同程度的空气，发出不同频率的声音；它还可以用于铝焊接等。

音乐特斯拉线圈

音乐特斯拉线圈根据输入的音频信号控制电弧的释放频率因为电弧穿透空气的程度不同，所以会发出不同的声音，从而形成完整的音乐。在原有特斯拉线圈装置的基础上，增加了音乐播放控制组件，包括移动终端和灭弧控制器移动终端为灭弧控制器提供音乐频率，灭弧控制器调节振荡电路的输出功率来控制电弧的释放频率因为不同频率的电弧对空气的穿透程度不同，所以它们会发出不同频率的声音。

手机无限充电

通过发射器线圈（充电底座）与接收器线圈（手机）它们之间发生了一种称为磁感应的过程，以无线方式传输电能。发射器线圈产生的磁场在接收器线圈中感应出电压最后，接收器电路将交流信号转换为DC信号，供设备中的电池或电子元件使用。用来给手机电池充电。

焊接设备

特斯拉线圈也可以用于焊接设备。在铝焊接的情况下，有少数装置利用特斯拉线圈产生高频电流，使电弧在不接触金属电极的情况下形成。