物理老師室内演示電流 同學感受“閃電”興奮不已:原理揭秘

2023-04-04 15:30:00 來源:快科技
        【每日科技網】
物理老師室内演示電流 同學感受“閃電”興奮不已:原理揭秘

  日前,江西景德鎮一名中學物理教師走紅,他在課堂上展示了特斯拉電圈,驚呆了台下的學生。

  由網友曬出的視頻中,該老師随後将班上同學呼喊起來,經過一番調整,讓同學自己用手感受線圈發出的閃電。

  盡管在電流的作用下已經麻木了,但是同學們還是真真切切地感受到了“閃電”,非常激動。對這種教育方式,網友紛紛評論:好老師真能把教學做得很有趣,給人點贊!

  實際上,特斯拉線圈是一種諧振變壓器,其工作原理簡單,帶兩級升壓線圈,可将220V家庭用電壓提升到數萬伏甚至數十萬伏,然後通過放電終端進行放電。因為電壓高,放電時産生的火花就像小閃電一樣。另外一方面,特斯拉線圈包含一個LC振蕩環,所以在放電終端産生的交流電具有很高的頻率。

  就拿家用工頻50Hz交流電來說,特斯拉線圈的放電終端機可以達到100kHz至1.5MHz,也就是工頻的2000-30000倍。所以特斯拉線圈能夠産生超高壓低電流、高頻交流電。

  一種小型特斯拉線圈的物理結構應由以下幾個模塊組成:感應線圈模塊,點火模塊,電容模塊,變壓器模塊,互感模塊。其中電容器部分要求至少有兩個大容量電容,互感器部分要求減少初級線圈的圈數,以保證提高電壓的能力。

  将線圈放電後,電能通過變壓線圈耦合到大容量電容陣。當電容充電過程持續時,電容二級電勢差會不斷增加,當該電容二級電勢差超過擊穿電壓值時,電容二級電容就會被點燃,從而在電容陣列與主線圈之間形成一個閉合回路,利用電磁效應将電能通過耦合電路由主線圈耦合到副線圈。

  采用特斯拉線圈可将一般交流電壓耦合到高頻高壓範圍内,因此使用該線圈時應注意防護,以免發生意外。

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