特斯拉線圈放電演示儀的製作方法
2023-09-21 13:59:25
專利名稱：特斯拉線圈放電演示儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種教學演示用特斯拉線圈放電演示儀，尤其是利用555時基電路作信號發生器，用汽車點火線圈作自耦變壓器，用大功率場效應管驅動，用馬克思倍壓輸出電路的特斯拉線圈放電演示儀。
背景技術：
目前，在普通高中課程標準實驗教科書物理學科教學中，學生對物理學家特斯拉的了解較少，通過特斯拉線圈放電演示實驗，讓學生感受物理實驗的真實和美麗，讓學生了解特斯拉對物理學的貢獻，激發學生學習物理的興趣，激勵學生獻身科學的雄心壯志。
發明內容本實用新型提供一種利用555時基電路作信號發生器，用汽車點火線圈作自耦變壓器，用大功率場效應管驅動，用馬克思倍壓輸出電路的教學用特斯拉線圈放電演示儀。本實用新型解決其技術問題所採用的方案是:汽車點火線圈可輸出20_30kv的高壓，並且漏磁少，效率高，特斯拉線圈放電演示儀利用555時基電路作信號發生器的核心元件，做成頻率和佔空比可調的信號發生器，用汽車點火線圈作自耦變壓器、用大功率場效應管驅動、用馬克思倍壓輸出電路倍壓輸出；汽車點火線圈作自耦變壓器絕緣性能好，功率比較大，用大功率場效應管驅動有足夠的功率和高反壓，不易擊穿；特斯拉線圈放電演示儀由放電圓球、支柱、底座、放電針和放電絕緣手柄組成，特斯拉線圈放電演示儀底座為圓柱形，特斯拉線圈封裝在底座內，馬克思倍壓輸出電路封裝在放電圓球內，放電圓球有進氣排氣孔；特斯拉線圈放電演示儀帶有火焰易擊穿放電實驗附件1、電子流反衝放電實驗附件2、稀薄空氣放電實驗附件3。所述火焰易擊穿放電實驗附件I包括有絕緣底座、放電電極，有可滴入酒精的瓷質淺槽，放電電極高度10釐米，兩放電電極相距10釐米；所述電子流反衝放電實驗附件2包括有反衝飛輪、連接高壓的鋼針、絕緣底座，反衝飛輪直徑15釐米，絕緣底座高10釐米；所述稀薄空氣放電實驗附件3包括有帶電極的密封塞、帶電極的活塞，有玻璃管、活塞手柄。本實用新型的有益效果是:實驗儀器可見度大，絕緣性能好，結構簡單、易於操作，實驗成功率高，實驗現象直觀，通過實驗能增強學生對放電現象的感性認識、激發學生學習物理興趣。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1為特斯拉線圈放電演示儀控制電路原理圖。圖2為特斯拉線圈放電演示儀電源電路原理圖。圖3為特斯拉線圈放電演示儀外觀結構圖。圖4為特斯拉線圈放電演示儀附件I結構圖。[0011]圖5為特斯拉線圈放電演示儀附件2的反衝飛輪結構圖。圖6為特斯拉線圈放電演示儀附件2的反衝飛輪底座結構圖。圖7為特斯拉線圈放電演示儀附件3結構圖。圖8為特斯拉線圈放電演示儀馬克思倍壓輸出電路原理圖。
圖1中，K1為矩形波佔空比可調控制開關，K1置I時矩形波佔空比可控,K1置2時矩形波佔空比不可控，W1粗調佔空比，W2微調佔空比，W3調節矩形波的頻率，W4調節矩形波的強度，可改變放電火花的強弱，K2為控制開關，k3為電源開關。圖2中，電源變壓器次級為交流12V，功率150W。圖3中，301為放電圓球，302為放電針，303為放電絕緣手柄，304為放電圓球空心支柱，305為特斯拉線圈放電演示儀底座，電路元件封裝在底座內，306為電源線。圖4中，附件I為火焰易擊穿放電實驗附件,401為絕緣底座，402為放電電極，403為火焰，404為滴入酒精的瓷質淺槽。圖5中，501為電子流反衝放電實驗附件2中的反衝飛輪。圖6中，602為電子流反衝放電實驗附件2中反衝飛輪的絕緣底座，601為接高壓的鋼針。圖7中，701為稀薄空氣放電實驗附件3中帶電極的密封塞，702為帶電極的活塞，703為玻璃管，704為活塞手柄。圖8中，D選用30KV高壓矽堆，R選用10兆歐、3瓦的電阻。
具體實施方式
圖1中，按特斯拉線圈放電演示儀電路原理圖選擇元件，組成電路，各元件選用優質元件，K2為控制開關，k3大於10安培，汽車點火線圈高壓引出線用優質高壓線。圖2中，D1-D4也可用大於6安培，反壓大於100伏的橋堆，Cl、C2為優質電容，變壓器150W。圖3中，特斯拉線圈放電演示儀底座高30釐米,木質材料製作；支柱高50釐米，pvc材料製作；放電圓球為直徑20釐米的不鏽鋼球。放電手柄長60釐米，pvc材料製作。圖4中，放電電極高度10釐米，兩放電電極相距10釐米。圖5中，反衝飛輪直徑15釐米。圖6中，絕緣底座高10釐米。圖7中，玻璃管長60釐米，帶電極的活塞手柄長80釐米。圖8中，馬克思倍壓輸出電路封裝在放電圓球內，放電圓球有進氣排氣孔，馬克思倍壓輸出電路放電端子接放電圓球內壁。調試時，先調節
圖1中的W1I2使直流脈衝高壓的頻率和佔空比適當，使放電端子A、C的電弧長2釐米，然後使
圖1與圖8中的A、A連接，B、B連接，適當調節馬克思倍壓輸出電路中電容器間的放電間隙，使馬克思倍壓輸出電路放電端子放電最強，再把放電端子接放電圓球內壁。特斯拉線圈放電演示儀還可用40瓦日光燈管作附件做放電實驗，手握日光燈管接放電針的一端，另一端慢慢靠近放電圓球，40瓦日光燈管發出螢光。
權利要求1.一種教學演示用特斯拉線圈放電演示儀，其特徵是:特斯拉線圈放電演示儀利用555時基電路作信號發生器的核心元件，做成頻率和佔空比可調的信號發生器，用汽車點火線圈作自耦變壓器、用大功率場效應管驅動、用馬克思倍壓輸出電路倍壓輸出；特斯拉線圈放電演示儀由放電圓球、支柱、底座、放電針和放電絕緣手柄組成，特斯拉線圈放電演示儀底座為圓柱形，特斯拉線圈封裝在底座內，馬克思倍壓輸出電路封裝在放電圓球內，放電圓球有進氣排氣孔；特斯拉線圈放電演示儀帶有火焰易擊穿放電實驗附件1、電子流反衝放電實驗附件2、稀薄空氣放電實驗附件3。
2.根據權利要求1所述的特斯拉線圈放電演示儀，其特徵是:所述火焰易擊穿放電實驗附件I包括有絕緣底座、放電電極，有可滴入酒精的瓷質淺槽，放電電極高度10釐米，兩放電電極相距10釐米。
3.根據權利要求1所述的特斯拉線圈放電演示儀，其特徵是:所述電子流反衝放電實驗附件2包括有反衝飛輪、連接高壓的鋼針、絕緣底座，反衝飛輪直徑15釐米，絕緣底座高10釐米。
4.根據權利要求1所述的特斯拉線圈放電演示儀，其特徵是:所述稀薄空氣放電實驗附件3包括有帶電極的密封塞、帶電極的活塞，有玻璃管、活塞手柄。
專利摘要一種教學演示用特斯拉線圈放電演示儀，利用555時基電路作信號發生器的核心元件，做成頻率和佔空比可調的信號發生器，用汽車點火線圈作自耦變壓器、用大功率場效應管驅動、用馬克思倍壓輸出電路倍壓輸出；特斯拉線圈放電演示儀由放電圓球、支柱、底座、放電針和放電絕緣手柄組成，特斯拉線圈放電演示儀底座為圓柱形，特斯拉線圈封裝在底座內，馬克思倍壓輸出電路封裝在放電圓球內，放電圓球有進氣排氣孔；並帶有3個附件，可完成多個特斯拉線圈放電演示實驗。
文檔編號G09B23/18GK202929928SQ20122058303
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者王富民, 隋啟林, 劉亞東 申請人:王富民