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特斯拉无线电传输制作技术

特斯拉无线电传输制作技术
特斯拉无线电传输制作技术

特斯拉线圈的原理及制作方法

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--->=1000win220 vout>=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in110vout6300v600w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:

高频性能好

自损耗低

电感量低[重要]

寿命长

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0.5mm900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.

9.其它的一些常见东西,边做边找吧。这样制作一个1000w的特斯拉线圈大约成本在1万元人民币.(还是比较贵的,估计大多数爱好者不容易拿出这笔钱)

注意事项!!!!!!非常重要!!!!!!

本人不对文章中所写的制作方法保证,对依照本文制作特斯拉线圈所导致的触电身亡,烧伤,及其它意外伤害,本人不承担任何法律及道义责任.对于依本文制造的特斯拉线圈对个人财产或公共设施,国家财产可能造成的损失本文作者不承担任何法律责任及连带责任.需由制作人承担相应责任.

.特斯拉线圈属于高压设备,所以制作需要高超的动手能力和丰富的电工经验,未成年人和非专业人员如按照本文制作特斯拉线圈需在专业人员陪同之下方可进行.

危险描述,依照本文制造的特斯拉线圈电弧长度>=135厘米电弧产生速度(放电频率)100次/秒[给人连续放电的感觉]电压>200kv功率耗散>=1000w,连续工作时间<=10分钟,特斯拉线圈工作时噪音很大,大的很可怕!!!(不听不知道,一听吓一跳!)提前准备听力保护设备(耳塞拉一类的)

对依照本文制作的特斯拉线圈所直接击中的人的可能情况:

由于频率很高,所以短时间致命可能性很低.(但是心脏病等就不好说了)

由于高频的集肤效应,可能会造成不同程度的表皮烧伤.

考虑到尖端放电效应,可能会导致肢体突出端或末端的较严重烧伤(男人可要注意了!)

由于特斯拉线圈属于超高压放电设备,考虑到电磁感应原理可能会对一定半径范围精密电子器件造成破坏(如,手机,电脑等)

特斯拉线圈装配示意图和电路图

特斯拉线圈的结构并不复杂,如下图就是制作一个特斯拉线圈的所有部件(不包括支架),但是基本的动手能力和基本的电学知识还是要有的.这些图都是画的,大家将就这看吧.

实物装配图:

虽然按照本文设计的是一个"标准"特斯拉线圈,制作者不必花很多精力和时间在它的原理和计算上面,但是出于对特斯拉的尊敬和方便制作者制作其它规格的特斯拉线圈,还是大致了解一下这里面的原理和计算方法比较好.还有,制作一个特斯拉线圈是会对你的动手能力和电工知识都有提高的好活动.(除了危险一些)在有了足够的资金和充分的时间安排后就可以开始了。

涉及到特斯拉线圈的一些计算公式

受朋友建议,我再次提醒这里的看客们,如果您试图制作一个特斯拉线圈的话请一定先看完我的介绍在施工,这样您才会对特斯拉线圈的危险性有个大概的估计.同时,如果您非要先上手的话,请记住,绝对不要在家里面启动特斯拉线圈,绝对不要用公共地线,如果散热没有解决好的话,请不要让特斯拉线圈工作超过30秒;否则将有可能导致火灾,切切电弧长度: 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)

电容阵容量: 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); 电容器阵列最大容量C(单位微法) ; 交流频率F(单位赫

兹) C=(10^6)/(6.2832*(E/I)*F) [电容的大小涉及到与变压器功率的一个匹配问题,当电容过大时在交流上升到顶点时(即sqrt (2)*V时,电容电压过低无法击穿打火器的空气隙则打火器无法启动就无法工作,整个系统也就无从启动]

电容阵的计算就是电容的简单串,并联,初中就学过,在此就不提了.例如当变压器功率为1000瓦时,输出电压为10000伏(交流),那么电容匹配为0.0318uf,手头有电容规格为:

0.047uf 1000~,1600-,再取保险一点到耐压1500v~则需要电容阵列安排如下:15个电容串联成一个基本链(BC);再10个这样的基本链并联而成(J),共需要电容150个,若每支电容分压降为630v~(这样可以大幅度延长电容寿命),则: 24--BC,16--J,共需384支电容.

其他: 震荡频率:F = 1/(2*Pi*sqrt(L*C))

次极线圈相关计算:如下图主线圈相关计算:如下图

放电终端相关计算:如下图

国标漆包线基本数据

线径(mm)

铜管盘成如下图:

这样盘成的主线圈可以适用于6英寸到8英寸的次极线圈(盘铜管很费时间,也满费劲,但是不要图快,要尽可能盘的圆滑.),还需要5毫米厚的软塑料板(非脆性塑料)做主线圈支架,将其按等距离打眼(要打成9毫米的眼,要不穿不进去) 底座选用普通中密度板就可以了,这个底座还有用,将来底下要放其它东西.也尽可能加工好,接下来把铜管和塑料支架穿起来。主线圈支架如图:

铜管和塑料支架穿起来如图:

内圈接头部分,将中密度底版在相应地方开孔引出一个接头如图:

再找一截铜管做为接地保险,注意,不可闭合!如图安装:

特斯拉线圈的电容阵列的制作

制作提示:当用电钻在塑料材质上打眼时,由于塑料导热能力低,常常使钻头过热,导致钻头退火和打的眼被高温烧变形,所以一定要钻头打眼要沾水。

在特斯拉线圈中,有一个好的电容是非常重要的.电容的核心地位是由于所有电弧的能量都是由电容直接提供的,这显然比较奇特,也反映出了特斯拉其人的天才之处。由于高压电容很难买到,价格昂贵,所以现在一种普遍的做法是通过对普通无极性电容进行串联和并联来达到所需的耐压和容量.

需要准备的材料:

1.无极性电容,(聚乙烯,聚丙烯,CBB电容等)一般常见高压电容规格主要有:1600v-

0.047uf , 1600v- 0.068uf两种;电阻10兆欧(1000000ohm),大量如下图:

2.有机玻璃板

3.塑料螺丝

步骤:

1.首先计算所需要的电容个数和排列方式,根据以前提到的变压器匹配计算得到电容量为0.0318uf/10kv,手头电容规格为1600v- 0.047uf,(此处注意:电容的耐压标示都是直流,而且电容器交流耐压与电容材质等多种因素有关,不能简单认为只要将直流耐压值除以

1.414 就得到交流耐压值.),从寿命和安全性角度出发,建议将每电容分压值定为450v~ 则得到整个电容阵构成为:22串一链,共14链并联,一共308支电容电阻,电阻的用途是为了当停止使用时对电容中的残留电荷进行放电,使用方法就是每支电容都要并联一支10兆的电阻(1/4~1/2W )

安全提示:若没有放电电阻,则电容阵中储备的能量将可能存在很久而对人身造成伤害!

下图显示了一个电容链,它是蛇行排布的:

注意!电容之间不要紧密接触!要留有一定空隙,层与层之间要用4mm厚的有机玻璃隔离,每层包含两个链,固定使用塑料螺丝(一般都叫尼龙螺丝), 每层都有各自的接口使之成为独立可使用的单元,如图:

特斯拉线圈的次极线圈的制作

特斯拉线圈中的次极线圈是整个特斯拉线圈中制作最耗时耗神的部分.需要如下材料:

高质量漆包线,(一定要买好的,目前我国的漆包线质量普遍低下,目前就我所知只有一家企业获得国际认证),线的直径从以下选择:

1.0.51mm 0.57 mm

2. 聚氯乙烯管材,直径15厘米,最少2米,厚度自己感觉结实就好,(一般能买到的大约在

4-8mm厚)

3.要用木头制作一个绕线架.还要制作两个圆片用来穿在圆筒两边,再在圆片中间打眼,穿入中心轴,架到线架子里面就可以绕线了.一圈一圈的绕,大约绕900~1000匝就适合本系统了.整个绕线过程大约7-8小时吧,所以在中间休息时一定要把已绕好的部分固定好,免得前功尽弃.绕线时要注意不要使线打结,不要用两根线接起来使用,市面上够长度的漆包线不大好找,(大约在500m),但是整卷的线似乎比较贵,所以就看制作者的选择了,最好有这方面的关系朋友帮忙.

图例:

聚氯乙烯管材:

高质量漆包线:

固定圆桶的圆盘:

绕线架上的次极线圈:

次极线圈下接头(接地线):

次极线圈上接头(接放电终端):

特斯拉线圈中打火器的制作

制作打火需要以下材料:

1.200mm直径pvc管材,长400mm

2.90mm长,直径20mm铜管若干

3.双头螺丝若干(是铜管数目两倍)

4.立式风机(散热用,制作时可以不要买)

打火器其实相当于一个开关器,未打火时能量由变压器传递到电容阵,当电容阵充电完毕时两极电压达到击穿打火中的缝隙的电压时,打火器打火,此时电容阵与主线圈形成回路,完成

L/C振荡进而将能量传递到次极线圈.

制作步骤:

1.先将铜管打眼。

2.再在pvc管上打眼后,将铜管固定在pvc管内部(每个铜管与铜管之间的缝隙大约控制在1mm)

3.组装好

为了根据需要调整放电缝隙,每相伶螺栓代表1mm的放电缝隙(螺栓即为接线柱)这样安装只要变换接线柱就可以很方便的根据你的设计电压进行调整了.

注意:打火器工作时将会产生很大的热量,而且往往集中在很小的面积上,所以散热设备必须很强大!一般采用小型立式风机如图(就那种吹婚礼拱门的):一般都在几百瓦,风量足.只要注意在进风口加上简单的空气过滤装置防止大灰尘就可以了.一般不加风机散热,特斯拉线圈工作几十秒后就可能导致打火器高温变形,加入风机后,一般可以把整个特斯拉线圈的工作时间延长致十几分钟.另外,经常在使用后对打火进行清理,去掉电渣和灰尘.

特斯拉线圈中的放电终端的制作

在这部分的制作比较简单和随意,我这里介绍一种比较成熟和简易的制作方法,也就是最常见的圈型放电终端(因为这和我的程序相对应,更加方便了计算)]

主要材料:

1. 4寸直径的燃气热水器通风管,(就是那种全金属的可弯管,家里有燃气热水器的一看便知)

2. 7寸直径的平底金属盘(用来做派的),其他类似金属物也可,关键1.平底2.金属

3. 包裹金币巧克力的那种较厚的铝箔

首先将平底金属盘底对底用螺丝固定如上图,接着将铝管盘成圈状,使其正好能卡在平底金属盘制作的骨架上,铝管的接口口处用铝箔封口,接线点定位在平底金属盘骨架中心,组装好成品,至此特斯拉线圈的所有重要部分已经完成。

关于特斯拉线圈的一些补充说明

关于特斯拉线圈的制作其实还有不少需要注意的事情,其中:

1:次极线圈的骨架既那个聚乙烯圆桶的饶线部分是有要求的,一般来说,饶线直径和饶线部分桶长比例在1:4左右

2:主线圈的底版可以用一些稍微便宜的材料制作,因为对它的要求不高,当然最好所有的塑料板材都能用雅克力板制作,这样有结实又漂亮.

3:打火器的制作其实有很多方法,关键要注意的是a.放电部件要导热快b.放电部件厚度要足够c由于打火器更换频率最高,所以设计要以容易更换,价格便宜为主.

4:关于高压电容,前些天见到微波炉内部有一种高压电容规格为2100AC 1uF 且内部集成放电电阻的电容,看来如果使用这种电容也是一个不错的方案

5:关于主变压器,一般难以购买,可以去当地电子市场询问是否可以定做,如果没有,可以购买霓虹灯电源,规格为15000V AC 50HZ 60mA 样子象个箱子,在国外特斯拉线圈爱好者中使用比较多,还有就是采购日本二手110VACin --6300vACout 变压器两个串联使用。

浅谈无线电力传输

浅谈无线电力传输 张业邹代宇陈昊 内容摘要:无线电力传输技术是一项新兴的科技,这项技术未来将很大程度的造福人类。本文将对无线电力传输技术的历史,基本原理,研究现状以及未来前景进行介绍,让人们更好地认识这门新兴技术。 关键词:无线电力传输,电磁感应,耦合,共振,无线充电,改变世界。 一、无线电能传输的发展历史 1820年:安培,安培定理表明电流可以产生磁场。1831年:法拉第,法拉第电磁感应定律是电磁学的一个重要的基本规律。1864年:麦克斯韦建立了统一的电磁场方程,用数学的方法描述电磁辐射。1864年:赫兹证实了电磁辐射的存在。赫兹产生电磁波的设备是VHF和UHF 波段的放电发射机。1891年:特斯拉(NikolaTesla)改善了赫兹的微波发射器的射频功率供应,并申请专利。1893年:特斯拉在芝加哥的哥伦比亚世界博览会展示了他的无线传输的荧光照明灯。1894年:勒布朗(Hutin&LeBlanc)相信可以感应传输电能,并申请了关于一个能传输3KHz电能的系统的美国专利。1894年:特斯拉分别在纽约的第五大道南35号的实验室和休斯敦街46号的实验室通过无线方式点亮了一个单极白炽灯,实验手段用到电力感应、无线共振感应耦合等技术。1894年:钱德拉玻(JagdishChandraBose)使用电磁波信号远距离点燃火药和

触响铃铛,表明不用电线也能传递能量。1895年:钱德拉玻无线传输信号将近一英里远的距离。1896年:特斯拉发射了约48公里(30英里)距离的信号。1897年:马可尼(GuglielmoMarconi)使用超低频无线电发射器传送6公里的摩尔斯电码信号。1897年:特斯拉申请了无线传输的专利。自此,无线电力传输技术真正走上了历史的舞台。 一、无线电能传输的基本原理 无线输电技术根据其应用场合的变化有不同的原理,技术方案也不尽相同。 1.电磁感应原理 此原理与电力系统中常用的变压器原理类似。在变压器的原边通入交变电流,副边会由于电磁感应原理感应出电动势,若副边电路连通,即可出现感应电流,其方向的确定遵从楞次定律,大小可由麦克斯韦电磁理论解出。电力系统中的电压、电流互感器也是采用了类似的原理。相对于无线输电而言,变压器的原边相当于电能发射线圈,副边相当于电能接收线圈,这样就可以实现电能从发射线圈到接收线圈的无线传输。虽然电磁感应原理在电力系统中应用的初衷并不侧重于电能的传输,而是利用能量的转化改变电压、电流的数量级,但其对无线输电确实产生了一定的启发作用, 尤其是电能的小功率、短距离传送。目前使用电磁感应传递电能的主要有电动牙刷, 以及手机、相机、MP3等小型便携式电子设备,由充电底座对其进行无线充电。电能发射线圈安装在充电底座内,接收线圈则安装在电子设备中。这种原理的无

高效无线电力传输系统

高效无线电力传输系统 摘要——本文提出了基于自动引导车辆的无线电力传输系统的概念,该系统在车上装有充电电池,并在特定的地方进行充电。当给车辆充电时,要接近蓄电池充电器进行自动充电,因此,蓄电池充电器的初级变压器与车上的次级变压器之间需要较大的间隙,用以防止碰撞损坏。这样的话就要设法预防由于这个较大距离产生的变压器耦合率的降低,传统的无线电力传输技术由于电力需要通过拾波电圈从电线获得,就要装备一个大尺寸的变压器,并且当距离超过车行驶的长度铜的损失也会加大。先进的系统采用一个高频率的应用软开关方法变极器减小变压器尺寸,变压器间隙每10mm耦合率0.88,并且可达到91%的运行效率。 1.引言 最近,研究者对基于诸如自动引导车辆等运动机械的无线电力传输系统进行了测试,自动引导车辆通常使用带台车的供电系统,但好的金属粒子是通过供电时的摩擦产生的,由于无线电力传输系统不产生摩擦,其严格要求在清洁的室内或医院里,并且因为没有磨损从而该系统有减低维修频率的有点。 传统的带有无线电力传输系统的自动引导车辆需要一条与轨道平行的电线并且通过拾波电圈获得电能,但是因为拾波电圈在结构上与变压器的第一圈相似,所以为了在次级变压器端(车辆端)获得足够的电能,在初级变压器一端(电线端)需要超额的电流,特别是当车辆行驶一段长距离,铜损失不能被忽略,并且由于发生磁通量的大量泄漏,耦合率不足,所以拾波线圈也需要大型的变压器和较大的电能供应设备。 本文提出了基于自动引导车辆的无线电力传输系统的概念,在无线变压器见有10mm间隙的情况下,得到不同变压器结构的仿真和实验结果,从这些结果中给出了一种高耦合率的变压器结构,此外采用了0V变换方式的回荡变极器作为供电设备(蓄电池充电器)的变极器,选取100kHz变换频率以减小变压器尺寸。对充电器和变压器的实验评价显示该提出的系统可以高效率运行。 2.无线电力传输系统的概念 图1.表示基于自动引导车辆的无线电力传输系统的新概念,该系统的充电电池装载在车

特拉斯线圈制作的方法

闪电制作-马克思发生器和特斯拉线圈的制作教程 本文来自:生活DIY-肉丁网https://www.doczj.com/doc/0f13539743.html, 地址:https://www.doczj.com/doc/0f13539743.html,/life-DIY/dianzidianqi/makesifashengqi-renrenkezuodexiaoshandian.htm 特斯拉线圈,效果相当壮观,但是工程也相当浩大,造价挺高,并不是每人都能亲手做一个的。 如果你只是想领略一下高压电火花的魅力,马克思发生器是一个比较好的选择。只要几个电容、电阻,简单的组合一下,很容易得到几厘米长的电弧,相当漂亮。 下面是一款简版的马克思发生器电路图:

这款马克思发生器总共有六级,每一级由0.002uF 20kV的电容和两个1m欧姆的电阻构成。左边是一个霓虹灯变压器(9kV 30mA),它产生的高压交流电,通过10个1N4007串联组成的整流器整为直流电,给并联的六组电容充电,当电容充到一定电压的时,就会击穿电容间的放电尖隙,这时6组电容就变成了串联的形式,电压骤增,开始放电,发出很大的声响并能产生5厘米左右的电弧,大约每2~3秒放电一次。把电容间的放电尖隙改造成球隙,电弧长度还可以大幅度提高,达到15厘米左右。够简单吧! 简单组装: 放电效果:

下面这款是改进型,主要是将上面的霓虹灯变压器换成了自制的高压发生器。它由555时基集成电路和高压晶体管构造而成,驱动一个电视机用的高压包,产生12kV~20kV的高压。 换成自制的高压发生器以后,整个体积就袖珍下来了,可以全部装配在一块小木板上。需要注意的是高压晶体管容易发热,需要配块大点的散热片,最好还装个小小的散热风扇。这款高压发生器可以拉出10厘米长的电弧,够你乐一阵子了!

无线电能传输实验报告

实验报告 1.实验原理 与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚,实现电能的无线传输是人类多年的一个美好追求。无线电能传输技术 (Wireless Power Transfer, WPT )也称之为非接触电能传输技术(Contactless PowerTransmission, CPT ),是一种 借于空间无形软介质(如电场、磁场、微波等)实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式,该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究,是能源传输和接入的一次革命性进步。 无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷,是一种有效、安全、便捷的电能传输方法,因而它被美国技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应用价值,而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。在中国科协成立五十周年的系列庆祝活动中,无线能量传输技术被列为“0 项引领未来的科学技术”之一。 到目前为止,根据电能传输原理,无线电能传输大致可以分为三类:感应耦合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。作为一个新的无线电能传输技术,磁耦合谐振式是基于近场强耦合的概念,基本原理是两个具有相同谐振频率的物体 学习参之间可以实现高效的能量交换,而非谐振物体之间能量交换却很微弱。

磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间,因此也被称之为中尺度(mid-range)能量传输技术,其尺度为几倍的接收设备尺寸(可扩展到几米到几十米)。 除了较大的传输距离,还存在以下优势:由于利用了强耦合谐振技术,可以实现较高的功率(可达到kW)和效率;系统采用磁场耦合(而非电场,电场会发生危险)和非辐射技术,使其对人体没有伤害;良好的穿透性,不受非金属障碍物的影响。因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。 基于磁耦合谐振技术的无线电能传输技术主要利用的是近场磁耦合共振技术,共振系统由多个具有相同本征频率的物体构成,能量只在系统中的物体间 传递,与系统之外的物体基本没有能量交换,在达到共振时,物体振动的幅度达到最大。 基于磁耦合谐振技术的无线电能传输系统一般由高频发射源、发射系统、接收系统、负载等部分组成,其中发射系统和电磁接收系统,是无线电能传输系统的关键部分。 其典型模型如下图所示。由下图可知发射系统包括励磁线圈和发射线圈,它们之间是通过直接耦合关系把能量从励磁线圈传到发射线圈,励磁线圈所需能量直接从高频电源处获得。电磁接收系统包括接收线圈和负载线圈,它们之间也是通过直接耦合关系把能量从接收线圈传到负载线圈。发射线圈与接收线圈之间通过空间磁场的谐振耦合实现电能的无线传输。 学习参

谐振耦合式无线电力传输系统matlab建模

Modeling Resonant Coupled Wireless Power Transfer System 谐振耦合式无线电力传输系统建模 This example shows how to create and analyze resonant coupling type wireless power transfer(WPT) system with emphasis on concepts such as resonant mode, coupling effect, and magnetic field pattern. The analysis is based on a 2-element system of spiral resonators. 这个例子显示了如何创建和分析谐振耦合式无线电力传输系统(WPT)的概念如谐振模式,强调耦合效应和磁场模式。此分析是基于两螺旋谐振器系统。 This example requires the following product: 这个例子需要以下产品: Partial Differential Equation Toolbox? Design Frequency and System Parameters设计频率和系统参数 Choose the design frequency to be 30MHz. This is a popular frequency for compact WPT system design. Also specify the frequency for broadband analysis, and the points in space to plot near fields. 选择的设计频率为30MHz。这是便携式WPT系统设计的一个流行的频率。还指定了宽带分析的频率,和在附近的空间中的点。 fc=30e6; fcmin = 28e6; fcmax = 31e6; fband1 = 27e6:1e6:fcmin; fband2 = fcmin:0.25e6:fcmax; fband3 = fcmax:1e6:32e6; freq = unique([fband1 fband2 fband3]); pt=linspace(-0.3,0.3,61); [X,Y,Z]=meshgrid(pt,0,pt); field_p=[X(:)';Y(:)';Z(:)']; The Spiral Resonator螺旋谐振器 The spiral is a very popular geometry in resonant coupling type wireless power transfer system for its compact size and highly confined magnetic field. We will use such a spiral as the fundamental element in this example. 螺旋是一种非常流行的几何形状在谐振耦合型无线功率传输系统,其紧凑的尺寸和高度密闭的磁场。我们会使用这样一个螺旋的基本元素在这个例子中。 Create Spiral Geometry The spiral is defined by its inner and outer radius, and number of turns. Express the geometry by its boundary points, then import its boundary points into pdetool. The mesh is generated in pdetool and exported. The mesh is described by points and triangles. 创建螺旋几何形状的螺旋是由它的内部和外部半径定义,和数量的圈数。由边界点的几何表达,那么进口边界点为有效。网格产生有效和出口。网格是由点和三角形描述的。 Rin=0.05; Rout=0.15; N=6.25; [p,t]=createSpiral(Rin,Rout,N);

特斯拉线圈的制作

特斯拉线圈的制作 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--->=1000win220 vout>=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in110vout6300v600w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

无线电能传输

Frequency dependence of magnetic flux profile in the presence of metamaterials for wireless power transfer Boopalan G School of Electronics Engineering VIT University Vellore, Tamil Nadu, India boopalan@vit.ac.in Subramaniam C K School of Advance Sciences VIT University Vellore, Tamil Nadu, India subramaniam@vit.ac.in Abstract— We discuss the change in the magnetic flux profile by introducing a negative refractive index material (metamaterial) in between the source and receiver. The environment parameters, ε and μ , has a significant effect on the propagation of electromagnetic wave. The behavior of Transverse Magnetic (TM) wave when the medium in the path of propagation is changed to negative permittivity and permeability is simulated and discussed. The effect of size, shape and anisotrophy of the metamaterials, for near-field regions, on the magnetic flux density has been studied using finite element analysis. An enhancement in the magnetic flux density when a metamaterial is introduced in between the source and receiver was observed. The results show that the static and quasi-static behavior of the system is same. Keywords—metamaterials, quasi static, magnetic flux transverse magnetic I.I NTRODUCTION The idea of charging on the go is an exciting option for various high power applications like Electric Vehicle. Wireless power charging can be done by radiative or non-radiative processes. Use of microwave and optical frequencies falls into the radiative category while non-radiative process refers to the near-field domain. This concept was put forward by Nikola Tesla when he invented an apparatus for transmitting electrical energy wirelessly [1]. Later, with the advent of microwave transmission technology in 1960’s researchers dreamed power transfer from satellite space station to earth [2]. For short distances inductive coupling is very convenient [3-4]. The enhancement in coupling efficiency is obtained by replacing coils with resonators [5-7]. The efficiency can further be improved by introducing a negative refractive index material between the source and the receiver [8-12]. The negative refractive index material or metamaterial has the unique property of enhancing the evanescent as well as non-evanescent waves [10]. In this paper we present the magnetic flux density variations for quasi-static scenarios when a metamaterial is introduced in between the source and the receiver. The model used for simulation is a 2-dimensional one as we are interested only in the profile in that direction which is in the direction of propagation. II.T HEORY Our system consists of a source, receiver and a metamaterial as shown in fig. 1. The source is a circular loop of radius ‘a’ located in free space. The receiver is a point of interest ‘P’ where the magnetic flux density enhancement is observed. The metamaterial in between the source and the receiving point is a rectangular block which enhances the magnetic flux density at the point ‘P’. The transmitter is a single turn coil carrying current ‘I’ which in turn generates the magnetic field H in the surrounding medium. The magnetic field H at a distance ‘z’ from the center of the coil is given by I (1) The coil is fed with a current of ‘I’ amperes as given by the equation below I . (2) Fig. 1. Schematic of Wireless Power transfer y x z

无线电能传输系统报告.doc

摘要 随着电子产品的快速发展,越来越多的电源连接线开始困扰人们的生活,为改善传统导线电路电能传输的弊端,给出了一种基于近距离无线电能传输原理的传输系统,而电磁谐振耦合无线电能传输技术正可以很好解决对距离有较高要求的这类问题。 本设计主要包括发射模块、传输模块和接收模块三大部分。首先由有源晶振产生1MHZ的方波,通过驱动IR2110及MOS管提高了交流信号,加强后的信号源经发送线圈通过磁耦合谐振感应到接收线圈,再经过半波整流和滤波后得到稳定直流电压,带动负载工作,即实现了无线电能的传输。在本实验中,我们采用单片机STC89C52控制液晶屏LC1602来显示负载短的的实时电压和电流值。 关键字:无线电能有源晶振驱动电路谐振半波整流 Abstract In this paper, With the rapid development of electronic products, more and more power cables on people's lives, to improve the disadvantages of traditional power transmission conductor circuit, presents a transmission system based on can close radio transmission principle, and the electromagnetic resonance coupling can radio transmission technology is very good to solve this kind of problem have higher request for the distance. This design mainly includes the transmitting module, transmission module and receiving module three parts. First 1 MHZ square wave generated by the active crystals, driven by IR2110 and MOS tube improve the signal communication, strengthen the signal source approved by the sending coil magnetic coupling resonant induction to the receiving coil, and after a half-wave rectifier and filter get steady dc voltage, drive the work load, which can realize the radio transmission. In this experiment, we adopt LC1602 STC89C52 MCU LCD screen to display the real-time voltage and current value of load short. Key words: radio can active vibration crystal driver circuit resonance half-wave rectifier

小型特斯拉线圈的制作

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)。 电容的耐压取决于电源的电压,而高压包可以产生一到两万伏的电压,所以电容的耐压还是越高越好。电容的计算很简单,在此,再提一下。 串联电容的耐压等于各电容耐压之和,容量的倒数等于各电容的容量的倒数之和。 并联电容的耐压不变,容量等于各电容的容量之和。 (我们组合电容时,尽量使用同种电容。) 建议使用20kv 1000p的电容串并联22次,比较省材料。 5.制作电源 我们可以采用单管自激推高压包的方法来产生高压。 如下图。

国外无线电力传输技术进展

86 上 海信息 化 无线电力传输(Wireless Power Transmission,WPT)也称无线能量传输或无线功率传输,主要通过电磁感应、电磁共振、射频、微波、激光等方式实现非接触式的电力传输。随着电力电子器件、功率变换和控制技术的发展,无线电力传输技术在转换率、低辐射等方面逐渐取得突破,无线电力传输在军事、通信、工业、医疗、运输、电力、航空航天、节能环保等领域呈现良好应用前景。 近年来,全球无线电力传输市场规模逐年递增,据IHS iSuppli数据显示,2010年无线充电设备市场收入达到1.2亿美元,到2015年将达到237亿美元。从2011 年开始,全球无线充电模块销量急剧增长,2019年将增长到9.23亿个(见表1)。手机、笔记本电脑等是无线电力传输的主要应用对象,厂商正将无线电力传输技术嵌入到包括智能手机、平板电脑、蓝牙耳机在内的终端。 十九世纪末,尼古拉?特斯拉发明了“特斯拉”线圈,使无线电力传输成为可能。近年来,无线电力传输技术发展迅猛,在军事、通信、工业等各大领域都拥有十分广阔的应用前景。对于消费者来说,无线充电的意义还不仅仅是带来充电方式的便捷化,随着无线充电技术从手机、平板等小功率设备向笔记本电脑、智能电视甚至电动汽车等大型设备的拓展,可以说,无线电力传输技术必将为人们的日常生活带来更多的惊喜。 文/陈 骞 美日两国处于领先地位 美国、日本等国众多企业或研究机构竞相研发无线电力传输技术,探索无线电力传输系统在不同领域的应用,致力于将其实用化,目前,已获得了一定的技术突破,相应产品也陆续面世。 美国电子信息企业对短距离电力传输技术给予极大投入。Power Cast 公司利用电磁波损失小的天线技术,借助二极管、非接触IC 卡和无线电子标签等,实现了效率较高的无线电力传输,将无线电波转化成直流电,并在约1 米范围内为不同电子装置的电池充电。Palm 公司将无线充电应用在手机上,推出充电设备“触摸石”,利用电磁感应原理为手机进行无线充电。Powermat 推出的充电板有桌面式和便携式等多种,主要由底座和无线接收器组成。Fulton 公司开发的eCoupled 无线充电技术,充电器能够自动地通过超高频电波寻找待充电电器,动态调整发射功率。Visteon 公司计划为摩托罗拉手机和苹果的iPod 生产eCoupled 无线充电器。Power 公司开发的电波接收型电能储存装置以美国匹兹堡大学研发的无源型 RFID 技术为基础,通过射频发射 装置传递电能。WildCharge 公司开发的无线充电系统,充 电板的外观像一个鼠标垫,能够放置在桌椅等任何平坦表 数据来源:IHS iSuppli 单位:百万个 表1 全球无线充电应用数量 Oversea View 他山之石

特斯拉制作教程

特斯拉线圈 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。 7.240Ω 5W,27Ω 1W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。” 首先看到第一条,一个电视机高压包。 小型SGTC(Spark Gap T esla Coil,火花间隙特斯拉线圈)通常都会使用高压包来当做电源。因为高压包来源广泛,价格低(一般最小的高压包价格只有5元,大一点的也一般不会超过20元),输出电压高(驱动后输出一般可以达到10000V以上),且输出为直流(高压包内部自带硅堆)。这些优点使高压包成为了做小型SGTC的最佳选择。 那么,如何选择高压包呢? 选择高压包,有以下几条原则。 一般情况下,对于高压包的型号没有要求。因为各种高压包的基本结构都是相同的,它做成各种型号只是为了匹配各型号电视机。然后,我们尽量要买彩电的高压包。因为彩电高压包能处理的功率通常比黑白电视高压包大,做出来的TC效果自然也就好了。 如果一个高压包的磁芯(就是那个突出高压包本身的黑色的环状东西)断了,一般情况下用胶水什么的修理一下还是可以继续使用的。 特别注意!!!一个高压包不会太贵,通常都在10到15元,大家千万不要被老板们坑了。然后,第二条。 嗯,漆包线。 漆包线是一根表面涂有一层薄薄的清漆的铜丝,它的加工过程我不清楚,但是,现在的工厂可以加工出超细的漆包线(我见过直径0.04毫米的),我们不得不佩服他们。 呃,跑题了...... 通常,漆包线的价格在60到70元一公斤左右,除非是铝质的漆包线或者非常细的线。铝质漆包线价格十分低,一公斤大约只有25元。但是相应的,它的质量不怎么好。 我们在这里需要的漆包线是0.25毫米的。注意,这个毫米数是指它的铜芯的直径,通常的

特斯拉线圈原理及制作过程讲解

特斯拉线圈原理及制作过程讲解 注意:此为个人经验,仅供参考,如果不正确请见谅,而且下面参数是以我做的特斯拉线圈参数进行分析。 我开始制作小型特斯拉线圈时,在网上查了很多资料,却发现网上的资料大多数都是讲解制作特斯拉线圈步骤,讲解原理的不多。在此,我整理了一下网上资料,得出一些原理,为想制作这类特斯拉线圈的同学提供一点参考。 我弄明白的小型火花隙特斯拉线圈有两类,所以重点就说一下这两种啊。 特斯拉线圈工作的原理:当初级线圈LC震荡电路的频率等于次级线圈LC振荡频率时,两线圈发生谐振,这时次级回路的放电端会得到很高的电压,电压击穿空气而放电。 一、第一种火花隙特斯拉线圈:

在这个电路中,电源电压为市电220V,经过一个升压变压器将电压升到2100V以上(下面按照2100V计算),然后直接加到主电容C1上(后面解释),主电容在每半个周期内充一次电,最高电压能充到2970V(知道why?),由于打火器及电容并联,所以电容上的电压也加到打火器两端,只要打火器的间隔比较适中,当电压充到最大之时,正好击穿打火器间的空气(理想状况),使打火器开始工作,形成初级LC振荡。 经过初级线圈及次级线圈的耦合(耦合系数一般为0.3,仿真时用到),次级线圈也开始震荡。如果L1C1=L2C2,测得次级放电球的电压在40000V以上。 大家可能对这个电路有很多问题,下面我来给大家解释一下: 问题一: 电容有一个特性是——隔直通交,变压器输出2100V的交流电,直接加到电容上,这是不是错的,和我们学的不一样,会不会烧掉电路? 回答:没有问题,在此电路中,主电容是很小的,大约0.0235uF,而我们在此用的变压器功率一般700~1000W,输出电压2100V,频率50HZ,这样你可以算一下,经过电容的电流是非常小的,不可能烧掉电路。

无线电力传输技术

无线电力传输技术 无线电力传输技术 人类追逐自由的本能,在现实面前屡屡受挫。自从广泛使用电能以来,许多人都为了那些电器拖着的长长电线而绞尽脑汁,但无线供电却一直只能作为一个在前方远远招手的梦想。现在,我们也许看到了一线曙光。 在2008年8月的英特尔开发者论坛(IDF,Intel Developer Forum)上,西雅图实验室的约书亚·史密斯(Joshua R. Smith)领导的研究小组向公众展示了一项新技术——基于“磁耦合共振”原理的无线供电,在展示中成功地点亮了一个一米开外的60瓦灯泡,而在电源和灯泡之间没有使用任何电线。他们声称,在这个系统中无线电力的传输效率达到了75%。 大刘在《三体II·黑暗森林》中描绘了一个两百年后的世界。因为人们掌握了可控核聚变技术,可以提供极大丰富的能源,无线供电的损失在可接受范围之内,所以大部分电器都可以采用无线方式来供电,从电热杯一直到个人飞行器都是如此。电像空气一样无处不在,人类再也不用受电线的拖累了。 正如书中所提到的那样,无线供电技术现在也已经出现了。实际上,近距离的无线供电技术早在一百多年前就已经出现,而我们现在生活中的很多小东西,都已经在使用无线供电。也许不远的未来,我们还会看到远距离和室内距离的无线供电产品,而不会看到电线杆和高压线,“插头”也将会变成一个历史名词。 好兆头 英特尔的这种无线供电技术,是基于麻省理工大学的一项研究成果而开发的。 2007年6月,麻省理工大学的物理学助理教授马林·索尔贾希克(Marin Soljacic)和他的研究团队公开做了一个演示。他们给一个直径60厘米的线圈通电,6英尺(约1.9米)之外连接在另一个线圈上的60瓦灯泡被点亮了。这种马林称之为“WiTricity”技术的原理是“磁耦合共振”,而他本人也因为这一发明获得了麦克阿瑟基金会2008年的天才奖。 新技术所消耗的电能只有传统电磁感应供电技术的百万分之一,不由让人们对室内距离的无线供电重新燃起了希望。而它的关键在于“共振”。 科学家们早就发现,共振是一种非常高效的传输能量方式。我们都听过诸如共振引起的铁桥坍塌、雪崩或者高音歌唱家震碎玻璃杯的故事。无论这些故事可信度如何,但它们的基本原理是正确的:两个振动频率相同的物体之间可以高效传输能量,而对不同振动频率的物体几乎没有影响。在马林的这种新技术中,将发送端和接收端的线圈调校成了一个磁共振系统,当发送端产生的振荡磁场频率和接收端的固有频率相同时,接收端就产生共振,从而实现了能量的传输。根据共振的特性,能量传输都是在这样一个共振系统内部进行,对这个共振系统之外的物体不会产生什么影响。这就像是几个厚度不同的玻璃杯不会因为同一频率的声音而同时炸碎一样。 最妙的就是这一点了。当发射端通电时,它并不会向外发射电磁波,而只是在周围形成一个非辐射的磁场。这个磁场用来和接收端联络,激发接收端的共振,从而以很小的消耗为代价来传输能量。在这项技术中,

diy特斯拉线圈DIY全

特斯拉线圈,效果相当壮观,但是工程也相当浩大,造价挺高,并不是每人都能亲手做一个的。 如果你只是想领略一下高压电火花的魅力,马克思发生器是一个比较好的选择。只要几个电容、电阻,简单的组合一下,很容易得到几厘米长的电弧,相当漂亮。 下面是一款简版的马克思发生器电路图: 这款马克思发生器总共有六级,每一级由0.002uF 20kV的电容和两个1m欧姆的电阻构成。左边是一个霓虹灯变压器(9kV 30mA),它产生的高压交流电,通过10个1N4007串联组成的整流器整为直流电,给并联的六组电容充电,当电容充到一定电压的时,就会击穿电容间的放电尖隙,这时6组电容就变成了串联的形式,电压骤增,开始放电,发出很大的声响并能产生5厘米左右的电弧,大约每2~3秒放电一次。把电容间的放电尖隙改造成球隙,电弧长度还可以大幅度提高,达到15厘米左右。够简单吧! 简单组装:

放电效果: 下面这款是改进型,主要是将上面的霓虹灯变压器换成了自制的高压发生器。它由555时基集成电路和高压晶体管构造而成,驱动一个电视机用的高压包,产生12kV~20kV的高压。 换成自制的高压发生器以后,整个体积就袖珍下来了,可以全部装配在一块小木板上。需要注意的是高压晶体管容易

发热,需要配块大点的散热片,最好还装个小小的散热风扇。这款高压发生器可以拉出10厘米长的电弧,够你乐一阵子了! 往下看,还有款9级的,国人制造。

友情提醒:高压危险,玩的时候小心点! 特斯拉线圈的制作教程 整理发布这篇特斯拉线圈的制作教程,让我们来膜拜一下这位”神的代言人”。 玩过红色警戒的朋友的对磁暴线圈一定映像深刻,今天就让我们一起来做个”磁暴线圈”吧。先来看些效果图吧,看看这些特斯拉线圈爱好者们的杰作:

无线电力传输系统

郑州大学毕业设计(论文)题目无线电力传输系统 院系电气工程学院 专业电气工程及其自动化 班级四班 学生姓名苏淑珍 学号20100240423 指导教师职称 2012年 4 月16 日

目前世界广泛采用的电力传输系统是靠金属等媒介等,例如铜,铝等,铺设管道极其麻烦,出现问题后解决费时间,而且价格昂贵由于电阻的存在消耗大量电能,利用无线电力传输系统,通过产生特定频率的震动以电磁波的形式发射,节约了铜铝等非可再生资源,而且节省了大量的能源,如果能大范围的实施,人们便可以利用廉价能源,很方面的解决生活问题。 本实验中用到了电磁场的传播问题,以及电磁的接受,利用共振产生巨大的电磁波,经大气离子层反射,传播能量。 其实所有的物质都是能源,物质和能源是一体的,只是如何利用的问题,例如风能核能太阳能水电站潮汐地热,地球本事就是一个巨大的能量场,我们应该积极开发新的能源,避免特定能能源的枯竭,从而保持地球能量场及磁场的平衡。 关键字:电磁场,磁共振,特斯拉线圈

摘要 1.绪论 1.1实现无线电力传输的目的和意义 1.2电力传输的发展和现状 1.3无线电力传输的内容,过程 1.4本文的主要工作 2.特斯拉线圈 2.1特斯拉线圈的物理结构 2.2特斯拉线圈共振的产生 2.3特斯拉线圈产生电能原理 2.4特斯拉线圈电磁波的发射 2.5本章小结 3.电磁波的传播和反射 3.1电磁波在大气的传播 3.2电磁波的稳定性 3.3大气离子层反射电磁波 3.4本章小结 4.电磁波的接受及控制 4.1电磁波的接受 4.2电磁波的控制 4.3电磁波转化为电能

5结论 参考文献

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