[圖文]“人造閃電”其實(shí)很簡單 特斯拉線圈【ansys maxwell可模擬】

2016-11-03  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

■ 特斯拉線圈的發(fā)明者

■ 絢爛如噴泉的人造閃電

■ 玩人造閃電需要特別防護(hù)

■ 圍繞筆記本電腦的人造閃電

■ 出現(xiàn)在鐵絲圈上的人造閃電

■ 特斯拉線圈結(jié)構(gòu)圖

■ 梯子和籃球架中出現(xiàn)的人造閃電

■ 絢麗的人造閃電

  在東方衛(wèi)視最近熱播的綜藝節(jié)目《中國達(dá)人秀》第二季首期節(jié)目中,一位來自深圳的16歲男孩盧馭龍一夜走紅。他用自己制造的特斯拉線圈在舞臺(tái)上制造出了炫目的人造閃電,贏得了觀眾的驚嘆和稱贊,并被網(wǎng)民譽(yù)為“閃電男孩”。在那萬眾矚目的舞臺(tái)上,藍(lán)色的閃電在盧馭龍的手指上、寶劍上纏繞,甚至穿過他的身體接通了高臺(tái)上的彩燈。

  在世界各國,都有一些愛好者玩人造閃電的游戲,其原理其實(shí)十分簡單,是利用高壓電進(jìn)行尖端放電。不過,不能直接用高壓電線來玩這種游戲,需要把常規(guī)的220伏家用電進(jìn)行升壓。給電升壓的裝備就是“閃電男孩”所用到的特斯拉線圈,它實(shí)際上就是人造閃電的發(fā)生器。與不可控的高壓電線相比,這種裝置產(chǎn)生的高壓是可控的。

  特斯拉線圈是一種使用共振原理運(yùn)作的變壓器,是美國科學(xué)家尼古拉·特斯拉在1891年發(fā)明的。特斯拉當(dāng)時(shí)發(fā)明這種線圈當(dāng)然不是用來制造閃電,而是希望用這種線圈進(jìn)行一些實(shí)用性實(shí)驗(yàn),比如用它來開發(fā)高亮度照明器、產(chǎn)生熒光光譜和X射線的儀器、電療儀器、無線電力傳輸?shù)取?

  然而,特斯拉期盼中的這些實(shí)際用途直到現(xiàn)在都沒有實(shí)現(xiàn),特斯拉線圈也一度在科學(xué)史上默默無名。直到有人發(fā)現(xiàn)可以利用特斯拉線圈制造人造閃電之后,人們才又不斷關(guān)注這種奇特的裝置,世界各地的一些愛好者開始以游戲或藝術(shù)的目的來制造特斯拉線圈。

  特斯拉線圈的主體部分是盤成蚊香狀的主線圈和一根柱狀的二極管圈,頂端有一個(gè)球狀的放電裝置。閃電制造者身穿特殊制造的絕緣防護(hù)服,就可以避免閃電對(duì)自己的危害了。特斯拉線圈除了可以在人體表面放電外,一些物品經(jīng)過特殊防護(hù)后也可以放電。一些藝術(shù)家為了人造閃電的照片呈現(xiàn)節(jié)日煙花般的絢麗效果,特意在照相機(jī)上方安裝了一個(gè)濾色轉(zhuǎn)盤,讓人造閃電呈現(xiàn)出不同的顏色。如果利用超長曝光的攝影技術(shù),可以在同一張照片中展示長達(dá)十幾秒的閃電疊加出來的效果。

  特斯拉線圈的制造需要深厚的電工基礎(chǔ),而且需要合適的防護(hù)措施,最好是有專業(yè)人士的指導(dǎo),否則將十分危險(xiǎn),因?yàn)檫@種裝置可以輕易將普通電壓升至幾十萬伏高壓,如果不小心觸電,實(shí)驗(yàn)者連同周圍的人很可能會(huì)在瞬間燒焦成灰。因此,對(duì)于這種危險(xiǎn)度極高的游戲,特斯拉線圈愛好者常常警告觀眾:“敬請(qǐng)欣賞,嚴(yán)禁模仿!”我們也希望家長對(duì)孩子進(jìn)行正確引導(dǎo),讓孩子在看過有關(guān)“閃電男孩”的節(jié)目之后不要貿(mào)然地去制造人造閃電。

  在特斯拉線圈的各種可能的實(shí)際用途中,被人們最看好的是無線電力傳輸,因?yàn)檫@種線圈不但可以無線發(fā)射電力,也可以無線接收電力。因此,“閃電男孩”的一個(gè)愿望是將來能夠利用特斯拉線圈來接收來自天空中的閃電,并把這些閃電的能量轉(zhuǎn)化為電力傳輸給千家萬戶。

  閃電中蘊(yùn)含的能量十分驚人,一次閃電的功率就可能達(dá)到幾十萬瓦。但是,為什么至今人們還沒有利用閃電來提供能源,這是因?yàn)殚W電發(fā)生時(shí)間短至幾十毫秒,電壓則高達(dá)數(shù)百萬伏,可以說很難捕捉。而特斯拉線圈則是捕捉閃電的可能性工具之一。雖然“閃電男孩”的愿望實(shí)現(xiàn)起來比較難,但也并非完全不可能。我們期盼著他獲得成功的那一天。

這種人造閃電,我們已經(jīng)通過ansys maxwell模擬了出來,而且可以仿真各種不同的效果,我們仿真在線會(huì)適時(shí)公開給各位網(wǎng)友。

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