特斯拉線圈(Tesla Coil)是一種使用共振原理運作的變壓器(共振變壓器),由美籍塞爾維亞裔科學家尼古拉·特斯拉在 1891 年發(fā)明,主要用來生產超高電壓但低電流、高頻率的交流電力。特斯拉線圈由兩組(有時用三組)耦合的共振電路組成。特斯拉線圈難以界定,尼古拉·特斯拉試行了大量的各種線圈的配置。特斯拉利用這些線圈進行創(chuàng)新實驗,如電氣照明,熒光光譜,X 射線,高頻率的交流電流現(xiàn)象,電療和無線電能傳輸,發(fā)射、接收無線電電信號。
SGTC(Spark Gap Tesla Coil)的中文名是:火花間隙特斯拉線圈。尼古拉·特斯拉先生本人當年發(fā)明的“特斯拉線圈”就屬于 SGTC。由于 SGTC 構造、原理較為簡單,所以也是現(xiàn)階段初學者入門特斯拉線圈。
組成與原理
SGTC 由一個感應圈、變壓器、打火器、兩個電容器和一個初級線圈僅幾圈的互感器組成。
原理是使用變壓器使普通電壓升壓,然后經(jīng)由兩極線圈,從放電終端放電的設備。通俗一點說,它是一個人工閃電制造器。放電時,未打火時能量由變壓器傳遞到電容陣;當電容陣充電完畢,兩極電壓達到擊穿打火器中的縫隙的電壓時,打火器打火。此時電容陣與主線圈形成回路,完成 LC 振蕩,進而將能量傳遞到次級線圈。這種裝置可以產生頻率很高的高壓電流,有極高危險。
特斯拉線圈的線路和原理都非常簡單,但要將它調整到與環(huán)境完美的共振很不容易,特斯拉就是特別擅長這項技藝的人。

工作過程
首先,交流電經(jīng)過升壓變壓器升至 2000V 以上(可以擊穿空氣),然后經(jīng)過由四個(或四組)高壓二極管組成的全波整流橋,給主電容(C1)充電。打火器是由兩個光滑表面構成的,它們之間有幾毫米的間距,具體的間距要由高壓輸出端電壓決定。當主電容兩個極板之間的電勢差達到一定程度時,會擊穿打火器處的空氣,和初級線圈(L1,一個電感)構成一個 LC 振蕩回路。這時,由于 LC 振蕩,會產生一定頻率的高頻電磁波,通常在 100kHz 到 1.5MHz 之間。放電頂端(C2)是一個有一定表面積且導電的光滑物體,它和地面形成了一個“對地等效電容”,對地等效電容和次級線圈(L2,一個電感)也會形成一個 LC 振蕩回路。當初級回路和次級回路的 LC 振蕩頻率相等時,在打火器打通的時候,初級線圈發(fā)出的電磁波的大部分會被次級的 LC 振蕩回路吸收。從理論上講,放電頂端和地面的電勢差是無限大的,因此在次級線圈的回路里面會產生高壓小電流的高頻交流電(頻率和 LC 振蕩頻率一致),此時放電頂端會和附近接地的物體放出一道電弧。
