专利名称：特斯拉线圈放电演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学演示用特斯拉线圈放电演示仪，尤其是利用555时基电路作信号发生器，用汽车点火线圈作自耦变压器，用大功率场效应管驱动，用马克思倍压输出电路的特斯拉线圈放电演示仪。
背景技术：
目前，在普通高中课程标准实验教科书物理学科教学中，学生对物理学家特斯拉的了解较少，通过特斯拉线圈放电演示实验，让学生感受物理实验的真实和美丽，让学生了解特斯拉对物理学的贡献，激发学生学习物理的兴趣，激励学生献身科学的雄心壮志。
发明内容本实用新型提供一种利用555时基电路作信号发生器，用汽车点火线圈作自耦变压器，用大功率场效应管驱动，用马克思倍压输出电路的教学用特斯拉线圈放电演示仪。本实用新型解决其技术问题所采用的方案是:汽车点火线圈可输出20_30kv的高压，并且漏磁少，效率高，特斯拉线圈放电演示仪利用555时基电路作信号发生器的核心元件，做成频率和占空比可调的信号发生器，用汽车点火线圈作自耦变压器、用大功率场效应管驱动、用马克思倍压输出电路倍压输出；汽车点火线圈作自耦变压器绝缘性能好，功率比较大，用大功率场效应管驱动有足够的功率和高反压，不易击穿；特斯拉线圈放电演示仪由放电圆球、支柱、底座、放电针和放电绝缘手柄组成，特斯拉线圈放电演示仪底座为圆柱形，特斯拉线圈封装在底座内，马克思倍压输出电路封装在放电圆球内，放电圆球有进气排气孔；特斯拉线圈放电演示仪带有火焰易击穿放电实验附件1、电子流反冲放电实验附件2、稀薄空气放电实验附件3。所述火焰易击穿放电实验附件I包括有绝缘底座、放电电极，有可滴入酒精的瓷质浅槽，放电电极高度10厘米，两放电电极相距10厘米；所述电子流反冲放电实验附件2包括有反冲飞轮、连接高压的钢针、绝缘底座，反冲飞轮直径15厘米，绝缘底座高10厘米；所述稀薄空气放电实验附件3包括有带电极的密封塞、带电极的活塞，有玻璃管、活塞手柄。本实用新型的有益效果是:实验仪器可见度大，绝缘性能好，结构简单、易于操作，实验成功率高，实验现象直观，通过实验能增强学生对放电现象的感性认识、激发学生学习物理兴趣。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为特斯拉线圈放电演示仪控制电路原理图。图2为特斯拉线圈放电演示仪电源电路原理图。图3为特斯拉线圈放电演示仪外观结构图。图4为特斯拉线圈放电演示仪附件I结构图。[0011]图5为特斯拉线圈放电演示仪附件2的反冲飞轮结构图。图6为特斯拉线圈放电演示仪附件2的反冲飞轮底座结构图。图7为特斯拉线圈放电演示仪附件3结构图。图8为特斯拉线圈放电演示仪马克思倍压输出电路原理图。
图1中，K1为矩形波占空比可调控制开关，K1置I时矩形波占空比可控,K1置2时矩形波占空比不可控，W1粗调占空比，W2微调占空比，W3调节矩形波的频率，W4调节矩形波的强度，可改变放电火花的强弱，K2为控制开关，k3为电源开关。图2中，电源变压器次级为交流12V，功率150W。图3中，301为放电圆球，302为放电针，303为放电绝缘手柄，304为放电圆球空心支柱，305为特斯拉线圈放电演示仪底座，电路元件封装在底座内，306为电源线。图4中，附件I为火焰易击穿放电实验附件,401为绝缘底座，402为放电电极，403为火焰，404为滴入酒精的瓷质浅槽。图5中，501为电子流反冲放电实验附件2中的反冲飞轮。图6中，602为电子流反冲放电实验附件2中反冲飞轮的绝缘底座，601为接高压的钢针。图7中，701为稀薄空气放电实验附件3中带电极的密封塞，702为带电极的活塞，703为玻璃管，704为活塞手柄。图8中，D选用30KV高压硅堆，R选用10兆欧、3瓦的电阻。
具体实施方式
图1中，按特斯拉线圈放电演示仪电路原理图选择元件，组成电路，各元件选用优质元件，K2为控制开关，k3大于10安培，汽车点火线圈高压引出线用优质高压线。图2中，D1-D4也可用大于6安培，反压大于100伏的桥堆，Cl、C2为优质电容，变压器150W。图3中，特斯拉线圈放电演示仪底座高30厘米,木质材料制作；支柱高50厘米，pvc材料制作；放电圆球为直径20厘米的不锈钢球。放电手柄长60厘米，pvc材料制作。图4中，放电电极高度10厘米，两放电电极相距10厘米。图5中，反冲飞轮直径15厘米。图6中，绝缘底座高10厘米。图7中，玻璃管长60厘米，带电极的活塞手柄长80厘米。图8中，马克思倍压输出电路封装在放电圆球内，放电圆球有进气排气孔，马克思倍压输出电路放电端子接放电圆球内壁。调试时，先调节
图1中的W1I2使直流脉冲高压的频率和占空比适当，使放电端子A、C的电弧长2厘米，然后使
图1与图8中的A、A连接，B、B连接，适当调节马克思倍压输出电路中电容器间的放电间隙，使马克思倍压输出电路放电端子放电最强，再把放电端子接放电圆球内壁。特斯拉线圈放电演示仪还可用40瓦日光灯管作附件做放电实验，手握日光灯管接放电针的一端，另一端慢慢靠近放电圆球，40瓦日光灯管发出荧光。
权利要求1.一种教学演示用特斯拉线圈放电演示仪，其特征是:特斯拉线圈放电演示仪利用555时基电路作信号发生器的核心元件，做成频率和占空比可调的信号发生器，用汽车点火线圈作自耦变压器、用大功率场效应管驱动、用马克思倍压输出电路倍压输出；特斯拉线圈放电演示仪由放电圆球、支柱、底座、放电针和放电绝缘手柄组成，特斯拉线圈放电演示仪底座为圆柱形，特斯拉线圈封装在底座内，马克思倍压输出电路封装在放电圆球内，放电圆球有进气排气孔；特斯拉线圈放电演示仪带有火焰易击穿放电实验附件1、电子流反冲放电实验附件2、稀薄空气放电实验附件3。
2.根据权利要求1所述的特斯拉线圈放电演示仪，其特征是:所述火焰易击穿放电实验附件I包括有绝缘底座、放电电极，有可滴入酒精的瓷质浅槽，放电电极高度10厘米，两放电电极相距10厘米。
3.根据权利要求1所述的特斯拉线圈放电演示仪，其特征是:所述电子流反冲放电实验附件2包括有反冲飞轮、连接高压的钢针、绝缘底座，反冲飞轮直径15厘米，绝缘底座高10厘米。
4.根据权利要求1所述的特斯拉线圈放电演示仪，其特征是:所述稀薄空气放电实验附件3包括有带电极的密封塞、带电极的活塞，有玻璃管、活塞手柄。
专利摘要一种教学演示用特斯拉线圈放电演示仪，利用555时基电路作信号发生器的核心元件，做成频率和占空比可调的信号发生器，用汽车点火线圈作自耦变压器、用大功率场效应管驱动、用马克思倍压输出电路倍压输出；特斯拉线圈放电演示仪由放电圆球、支柱、底座、放电针和放电绝缘手柄组成，特斯拉线圈放电演示仪底座为圆柱形，特斯拉线圈封装在底座内，马克思倍压输出电路封装在放电圆球内，放电圆球有进气排气孔；并带有3个附件，可完成多个特斯拉线圈放电演示实验。
文档编号G09B23/18GK202929928SQ20122058303
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者王富民, 隋启林, 刘亚东 申请人:王富民