特斯拉線圈（Tesla   coil）是一種通過(guò)諧振原理工作的變壓器（共振變壓器）其原理是用變壓器將普通電壓升壓，然后通過(guò)兩極線圈從放電端子放電。所有特斯拉線圈由四個(gè)基本組件組成：初級(jí)線圈、次級(jí)線圈、放電尖端和控制電路。1826年，法國(guó)科學(xué)家菲利克斯·薩瓦里（Felix   Savari）這是第一次發(fā)現(xiàn)電容器能產(chǎn)生電振蕩的證據(jù)。1857年，德國(guó)物理學(xué)家巴赫倫德·威廉·費(fèi)德森（地址berend   Wilhelm   feddersen）萊頓瓶共振電路產(chǎn)生的火花被拍攝在旋轉(zhuǎn)的鏡子里，提供了振蕩的可見(jiàn)證據(jù)。1891年，塞爾維亞裔美國(guó)科學(xué)家尼古拉·特斯拉（Nikolai   Tesla）發(fā)明了特斯拉線圈，主要用來(lái)產(chǎn)生高電壓高頻率低電流的交流電。1893年，特斯拉做了一場(chǎng)關(guān)于無(wú)線傳輸?shù)闹v座并進(jìn)行演示他提出將信號(hào)傳輸與電力傳輸結(jié)合起來(lái)，并同時(shí)獲得了專利，這是第一個(gè)無(wú)線電專利。

2001年5月，在國(guó)際無(wú)線電力傳輸技術(shù)會(huì)議期間，法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心的皮格諾萊利用特斯拉線圈的無(wú)線傳輸功率點(diǎn)亮了約45米外的一個(gè)200瓦燈泡。

根據(jù)開(kāi)關(guān)元件的不同，特斯拉線圈主要包括火花隙特斯拉線圈和固態(tài)特斯拉線圈特斯拉線圈廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)，例如使用特斯拉線圈為手機(jī)無(wú)線充電；在藝術(shù)上也有運(yùn)用，比如用音樂(lè)特斯拉線圈讓不同頻率的電弧擊穿不同程度的空氣，發(fā)出不同頻率的聲音；它還可以用于鋁焊接等。

特斯拉線圈的原理是用變壓器將普通電壓升壓，然后通過(guò)雙極線圈從放電端放電。特斯拉線圈通過(guò)兩個(gè)線圈耦合。首先，電源給電容器C1充電當(dāng)電容器的電壓足夠高，超過(guò)點(diǎn)火間隙的閾值時(shí)，點(diǎn)火間隙突破空氣撞擊點(diǎn)火，形成變壓器初級(jí)繞組的路徑能量在電容器C1和初級(jí)繞組L1之間振蕩，并通過(guò)耦合傳遞到次級(jí)繞組。次級(jí)線圈也是一個(gè)電感，放電頂部C2和地可以等效為一個(gè)電容，所以LC振蕩也會(huì)發(fā)生。當(dāng)兩級(jí)振蕩頻率在同一水平共振時(shí)，初級(jí)電路的能量將沖向次級(jí)電路，放電端的電壓峰值將不斷增加，直到放電。

振蕩電路主要由感應(yīng)線圈和電容組成。感應(yīng)線圈在通電時(shí)產(chǎn)生與原始電流方向相反的電流（強(qiáng)度較弱）停電瞬間，產(chǎn)生與原電流同方向的電流。

所有特斯拉線圈由四個(gè)基本組件組成：初級(jí)線圈、次級(jí)線圈、放電尖端和控制電路。當(dāng)正確組合時(shí)，這些元件可以使特斯拉線圈在頂部負(fù)載中產(chǎn)生極端電壓，從而在空中產(chǎn)生大電弧。

初級(jí)線圈

初級(jí)線圈是纏繞在特斯拉線圈下方的線圈，通常由高功率銅線制成。它連接到電源并傳輸電流和能量。初級(jí)線圈的作用是提供電源能量產(chǎn)生磁場(chǎng)和調(diào)節(jié)次級(jí)線圈的諧振頻率。它通常比次級(jí)繞組的匝數(shù)少，因此可以傳輸更多的電流和功率。初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的電磁耦合使能量能夠從初級(jí)線圈轉(zhuǎn)移到次級(jí)線圈，形成高頻交變電場(chǎng)和磁場(chǎng)。

次級(jí)線圈

次級(jí)線圈是纏繞在初級(jí)線圈上方的線圈，通常由絕緣細(xì)線制成。它通過(guò)電磁感應(yīng)從初級(jí)線圈獲得能量，并將能量轉(zhuǎn)化為高壓、高頻信號(hào)輸出。次級(jí)線圈是特斯拉線圈的關(guān)鍵部件次級(jí)線圈通常比初級(jí)線圈匝數(shù)多，所以產(chǎn)生的電壓較高。次級(jí)線圈通過(guò)共振現(xiàn)象增強(qiáng)輸出信號(hào)，并產(chǎn)生閃電放電或電火花等效果。

放電頂端

放電尖端在特斯拉線圈的頂部是一個(gè)大圓環(huán)的形狀。首先，它提供了一個(gè)形狀良好的電場(chǎng)來(lái)防止火花和閃絡(luò)。放電尖端的大而光滑的表面可以防止火花在機(jī)器上形成。由于火花容易出現(xiàn)在尖銳點(diǎn)或邊緣，放電尖端的設(shè)計(jì)有助于防止這種情況發(fā)生并保護(hù)機(jī)器。其次，放電尖端充當(dāng)電容器。它的大小和形狀決定了它的電容。可以通過(guò)調(diào)節(jié)放電尖端的尺寸來(lái)調(diào)節(jié)線圈的頻率。通過(guò)選擇合適的放電尖端，可以提高特斯拉線圈的性能和效率。

控制電路

以火花隙特斯拉線圈為例作為最傳統(tǒng)的特斯拉線圈，火花隙特斯拉線圈的控制電路比固態(tài)電路簡(jiǎn)單，它僅由初級(jí)電容器和火花隙組成。

電容器

主電容器是與特斯拉線圈中的主線圈一起使用的元件，用于創(chuàng)建主LC電路。初級(jí)電容器通常由幾十個(gè)串聯(lián)電容器組成/并聯(lián)電容器具有高可調(diào)性和易于更換的優(yōu)點(diǎn)。1通常用于初級(jí)電容器陣列.6kV至2kV電容器和多個(gè)串聯(lián)電容器用于提供足夠的額定電壓。

火花間隙

火花隙是一個(gè)開(kāi)關(guān)，可瞬間將初級(jí)電容器連接到初級(jí)線圈。它允許電容器中的電荷通過(guò)間隙釋放到線圈中。火花隙有兩種基本設(shè)計(jì)：靜態(tài)間隙和旋轉(zhuǎn)間隙。靜態(tài)間隙是指電極靜止的間隙，而旋轉(zhuǎn)間隙使用旋轉(zhuǎn)電極。

靜態(tài)間隙由兩個(gè)螺栓組成、電線或其他導(dǎo)體。間隙的寬度需要根據(jù)電容器的電壓來(lái)確定，并且應(yīng)該容易調(diào)節(jié)。室電（220V交流電）經(jīng)過(guò)整流器處理后變成直流電，經(jīng)過(guò)處理的直流電在高頻振蕩器的作用下變成頻率更高的交流電，產(chǎn)生的高頻交流電通過(guò)升壓變壓器上升到1萬(wàn)伏以上，從而達(dá)到空氣擊穿的效果。點(diǎn)火器由兩個(gè)光滑的表面組成，表面之間有幾毫米的距離，具體距離取決于高壓輸出的端電壓。當(dāng)主電容的兩個(gè)極板之間的電位差達(dá)到一定水平時(shí)，它將在點(diǎn)火器處突破空氣，并與初級(jí)線圈形成LC振蕩回路。

根據(jù)開(kāi)關(guān)元件的不同，特斯拉線圈主要包括火花隙特斯拉線圈和固態(tài)特斯拉線圈。

火花隙特斯拉線圈

火花隙特斯拉線圈（SSTC solid state   Tesla   coil），是最傳統(tǒng)的特斯拉線圈，也是特斯拉自己做的線圈。火花隙特斯拉線圈主要由線圈組成、組成主電容器和點(diǎn)火器勵(lì)磁電源給主電容充電，電容兩端電壓上升當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)，可以突破點(diǎn)火器的間隙，與初級(jí)線圈形成回路能量在電容和初級(jí)線圈之間振蕩，從而在線圈初級(jí)形成高頻交流電。

特斯拉線圈

這種線圈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作起來(lái)很簡(jiǎn)單，但是會(huì)產(chǎn)生很大的噪音，壽命也很短。這種特斯拉線圈的另一個(gè)缺點(diǎn)是初級(jí)線圈必須產(chǎn)生火花隙，電能通過(guò)火花隙產(chǎn)生的諧振頻率傳輸，這使得電路中必須有大電壓和大電流。當(dāng)用戶操作火花隙特斯拉線圈時(shí)，稍有不慎就會(huì)危及生命安全。

固態(tài)特斯拉線圈

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，實(shí)心特斯拉線圈出現(xiàn)（SSTC solid state   Tesla   coil）SSTC和SGTC的主要區(qū)別在于發(fā)射機(jī)SSTC通過(guò)集成芯片的振蕩實(shí)現(xiàn)高頻交流電，并通過(guò)功率放大器電路放大后驅(qū)動(dòng)次級(jí)線圈，而SGTC直接使用初級(jí)LC振蕩實(shí)現(xiàn)的高頻交流電激勵(lì)次級(jí)線圈與SGTC相比，SSTC噪音小、高效率、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

雙諧振特斯拉線圈

雙共振固態(tài)特斯拉線圈（Double   resonant solid   Tesla   coil, DRSSTC），具有高功率和可調(diào)制音樂(lè)的優(yōu)點(diǎn)，其主要原理是電共振。雙諧振固態(tài)特斯拉線圈的主要組件包括：初級(jí)線圈、次級(jí)線圈、滅弧控制器、全橋驅(qū)動(dòng)電路和全橋振蕩電路。

DRSSTC的初級(jí)線圈與初級(jí)電容器串聯(lián)以形成LC振蕩電路當(dāng)電源接通時(shí)，初級(jí)線圈充電形成LC振蕩電流，由驅(qū)動(dòng)板接收驅(qū)動(dòng)板接收到其諧振信息后，將該信息作為驅(qū)動(dòng)全橋初級(jí)線圈的信號(hào)，使初級(jí)線圈和電容形成的LC振蕩與驅(qū)動(dòng)板輸出的信號(hào)發(fā)生諧振。滅弧控制器是一種輸入信號(hào)的裝置，一般由芯片組成它通過(guò)NE555或TL494等元件輸出振蕩信號(hào)，并將信號(hào)傳輸?shù)饺珮蝌?qū)動(dòng)電路。

特斯拉線圈廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)，例如使用特斯拉線圈為手機(jī)無(wú)線充電；在藝術(shù)上也有運(yùn)用，比如用音樂(lè)特斯拉線圈讓不同頻率的電弧擊穿不同程度的空氣，發(fā)出不同頻率的聲音；它還可以用于鋁焊接等。

音樂(lè)特斯拉線圈

音樂(lè)特斯拉線圈根據(jù)輸入的音頻信號(hào)控制電弧的釋放頻率因?yàn)殡娀〈┩缚諝獾某潭炔煌詴?huì)發(fā)出不同的聲音，從而形成完整的音樂(lè)。在原有特斯拉線圈裝置的基礎(chǔ)上，增加了音樂(lè)播放控制組件，包括移動(dòng)終端和滅弧控制器移動(dòng)終端為滅弧控制器提供音樂(lè)頻率，滅弧控制器調(diào)節(jié)振蕩電路的輸出功率來(lái)控制電弧的釋放頻率因?yàn)椴煌l率的電弧對(duì)空氣的穿透程度不同，所以它們會(huì)發(fā)出不同頻率的聲音。

手機(jī)無(wú)限充電

通過(guò)發(fā)射器線圈（充電底座）與接收器線圈（手機(jī)）它們之間發(fā)生了一種稱為磁感應(yīng)的過(guò)程，以無(wú)線方式傳輸電能。發(fā)射器線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)在接收器線圈中感應(yīng)出電壓最后，接收器電路將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為DC信號(hào)，供設(shè)備中的電池或電子元件使用。用來(lái)給手機(jī)電池充電。

焊接設(shè)備

特斯拉線圈也可以用于焊接設(shè)備。在鋁焊接的情況下，有少數(shù)裝置利用特斯拉線圈產(chǎn)生高頻電流，使電弧在不接觸金屬電極的情況下形成。