特斯拉線圈（Tesla   coil）是一種通過諧振原理工作的變壓器（共振變壓器）其原理是用變壓器將普通電壓升壓，然后通過兩極線圈從放電端子放電。所有特斯拉線圈由四個基本組件組成：初級線圈、次級線圈、放電尖端和控制電路。1826年，法國科學(xué)家菲利克斯·薩瓦里（Felix   Savari）這是第一次發(fā)現(xiàn)電容器能產(chǎn)生電振蕩的證據(jù)。1857年，德國物理學(xué)家巴赫倫德·威廉·費德森（地址berend   Wilhelm   feddersen）萊頓瓶共振電路產(chǎn)生的火花被拍攝在旋轉(zhuǎn)的鏡子里，提供了振蕩的可見證據(jù)。1891年，塞爾維亞裔美國科學(xué)家尼古拉·特斯拉（Nikolai   Tesla）發(fā)明了特斯拉線圈，主要用來產(chǎn)生高電壓高頻率低電流的交流電。1893年，特斯拉做了一場關(guān)于無線傳輸?shù)闹v座并進(jìn)行演示他提出將信號傳輸與電力傳輸結(jié)合起來，并同時獲得了專利，這是第一個無線電專利。

2001年5月，在國際無線電力傳輸技術(shù)會議期間，法國國家科學(xué)研究中心的皮格諾萊利用特斯拉線圈的無線傳輸功率點亮了約45米外的一個200瓦燈泡。

根據(jù)開關(guān)元件的不同，特斯拉線圈主要包括火花隙特斯拉線圈和固態(tài)特斯拉線圈特斯拉線圈廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)，例如使用特斯拉線圈為手機(jī)無線充電；在藝術(shù)上也有運用，比如用音樂特斯拉線圈讓不同頻率的電弧擊穿不同程度的空氣，發(fā)出不同頻率的聲音；它還可以用于鋁焊接等。

特斯拉線圈的原理是用變壓器將普通電壓升壓，然后通過雙極線圈從放電端放電。特斯拉線圈通過兩個線圈耦合。首先，電源給電容器C1充電當(dāng)電容器的電壓足夠高，超過點火間隙的閾值時，點火間隙突破空氣撞擊點火，形成變壓器初級繞組的路徑能量在電容器C1和初級繞組L1之間振蕩，并通過耦合傳遞到次級繞組。次級線圈也是一個電感，放電頂部C2和地可以等效為一個電容，所以LC振蕩也會發(fā)生。當(dāng)兩級振蕩頻率在同一水平共振時，初級電路的能量將沖向次級電路，放電端的電壓峰值將不斷增加，直到放電。

振蕩電路主要由感應(yīng)線圈和電容組成。感應(yīng)線圈在通電時產(chǎn)生與原始電流方向相反的電流（強(qiáng)度較弱）停電瞬間，產(chǎn)生與原電流同方向的電流。

所有特斯拉線圈由四個基本組件組成：初級線圈、次級線圈、放電尖端和控制電路。當(dāng)正確組合時，這些元件可以使特斯拉線圈在頂部負(fù)載中產(chǎn)生極端電壓，從而在空中產(chǎn)生大電弧。

初級線圈

初級線圈是纏繞在特斯拉線圈下方的線圈，通常由高功率銅線制成。它連接到電源并傳輸電流和能量。初級線圈的作用是提供電源能量產(chǎn)生磁場和調(diào)節(jié)次級線圈的諧振頻率。它通常比次級繞組的匝數(shù)少，因此可以傳輸更多的電流和功率。初級線圈和次級線圈之間的電磁耦合使能量能夠從初級線圈轉(zhuǎn)移到次級線圈，形成高頻交變電場和磁場。

次級線圈

次級線圈是纏繞在初級線圈上方的線圈，通常由絕緣細(xì)線制成。它通過電磁感應(yīng)從初級線圈獲得能量，并將能量轉(zhuǎn)化為高壓、高頻信號輸出。次級線圈是特斯拉線圈的關(guān)鍵部件次級線圈通常比初級線圈匝數(shù)多，所以產(chǎn)生的電壓較高。次級線圈通過共振現(xiàn)象增強(qiáng)輸出信號，并產(chǎn)生閃電放電或電火花等效果。

放電頂端

放電尖端在特斯拉線圈的頂部是一個大圓環(huán)的形狀。首先，它提供了一個形狀良好的電場來防止火花和閃絡(luò)。放電尖端的大而光滑的表面可以防止火花在機(jī)器上形成。由于火花容易出現(xiàn)在尖銳點或邊緣，放電尖端的設(shè)計有助于防止這種情況發(fā)生并保護(hù)機(jī)器。其次，放電尖端充當(dāng)電容器。它的大小和形狀決定了它的電容?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)放電尖端的尺寸來調(diào)節(jié)線圈的頻率。通過選擇合適的放電尖端，可以提高特斯拉線圈的性能和效率。

控制電路

以火花隙特斯拉線圈為例作為最傳統(tǒng)的特斯拉線圈，火花隙特斯拉線圈的控制電路比固態(tài)電路簡單，它僅由初級電容器和火花隙組成。

電容器

主電容器是與特斯拉線圈中的主線圈一起使用的元件，用于創(chuàng)建主LC電路。初級電容器通常由幾十個串聯(lián)電容器組成/并聯(lián)電容器具有高可調(diào)性和易于更換的優(yōu)點。1通常用于初級電容器陣列.6kV至2kV電容器和多個串聯(lián)電容器用于提供足夠的額定電壓。

火花間隙

火花隙是一個開關(guān)，可瞬間將初級電容器連接到初級線圈。它允許電容器中的電荷通過間隙釋放到線圈中?；鸹ㄏ队袃煞N基本設(shè)計：靜態(tài)間隙和旋轉(zhuǎn)間隙。靜態(tài)間隙是指電極靜止的間隙，而旋轉(zhuǎn)間隙使用旋轉(zhuǎn)電極。

靜態(tài)間隙由兩個螺栓組成、電線或其他導(dǎo)體。間隙的寬度需要根據(jù)電容器的電壓來確定，并且應(yīng)該容易調(diào)節(jié)。室電（220V交流電）經(jīng)過整流器處理后變成直流電，經(jīng)過處理的直流電在高頻振蕩器的作用下變成頻率更高的交流電，產(chǎn)生的高頻交流電通過升壓變壓器上升到1萬伏以上，從而達(dá)到空氣擊穿的效果。點火器由兩個光滑的表面組成，表面之間有幾毫米的距離，具體距離取決于高壓輸出的端電壓。當(dāng)主電容的兩個極板之間的電位差達(dá)到一定水平時，它將在點火器處突破空氣，并與初級線圈形成LC振蕩回路。

根據(jù)開關(guān)元件的不同，特斯拉線圈主要包括火花隙特斯拉線圈和固態(tài)特斯拉線圈。

火花隙特斯拉線圈

火花隙特斯拉線圈（SSTC solid state   Tesla   coil），是最傳統(tǒng)的特斯拉線圈，也是特斯拉自己做的線圈。火花隙特斯拉線圈主要由線圈組成、組成主電容器和點火器勵磁電源給主電容充電，電容兩端電壓上升當(dāng)達(dá)到一定值時，可以突破點火器的間隙，與初級線圈形成回路能量在電容和初級線圈之間振蕩，從而在線圈初級形成高頻交流電。

特斯拉線圈

這種線圈結(jié)構(gòu)簡單、制作起來很簡單，但是會產(chǎn)生很大的噪音，壽命也很短。這種特斯拉線圈的另一個缺點是初級線圈必須產(chǎn)生火花隙，電能通過火花隙產(chǎn)生的諧振頻率傳輸，這使得電路中必須有大電壓和大電流。當(dāng)用戶操作火花隙特斯拉線圈時，稍有不慎就會危及生命安全。

固態(tài)特斯拉線圈

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，實心特斯拉線圈出現(xiàn)（SSTC solid state   Tesla   coil）SSTC和SGTC的主要區(qū)別在于發(fā)射機(jī)SSTC通過集成芯片的振蕩實現(xiàn)高頻交流電，并通過功率放大器電路放大后驅(qū)動次級線圈，而SGTC直接使用初級LC振蕩實現(xiàn)的高頻交流電激勵次級線圈與SGTC相比，SSTC噪音小、高效率、壽命長的特點。

雙諧振特斯拉線圈

雙共振固態(tài)特斯拉線圈（Double   resonant solid   Tesla   coil, DRSSTC），具有高功率和可調(diào)制音樂的優(yōu)點，其主要原理是電共振。雙諧振固態(tài)特斯拉線圈的主要組件包括：初級線圈、次級線圈、滅弧控制器、全橋驅(qū)動電路和全橋振蕩電路。

DRSSTC的初級線圈與初級電容器串聯(lián)以形成LC振蕩電路當(dāng)電源接通時，初級線圈充電形成LC振蕩電流，由驅(qū)動板接收驅(qū)動板接收到其諧振信息后，將該信息作為驅(qū)動全橋初級線圈的信號，使初級線圈和電容形成的LC振蕩與驅(qū)動板輸出的信號發(fā)生諧振。滅弧控制器是一種輸入信號的裝置，一般由芯片組成它通過NE555或TL494等元件輸出振蕩信號，并將信號傳輸?shù)饺珮蝌?qū)動電路。

特斯拉線圈廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)，例如使用特斯拉線圈為手機(jī)無線充電；在藝術(shù)上也有運用，比如用音樂特斯拉線圈讓不同頻率的電弧擊穿不同程度的空氣，發(fā)出不同頻率的聲音；它還可以用于鋁焊接等。

音樂特斯拉線圈

音樂特斯拉線圈根據(jù)輸入的音頻信號控制電弧的釋放頻率因為電弧穿透空氣的程度不同，所以會發(fā)出不同的聲音，從而形成完整的音樂。在原有特斯拉線圈裝置的基礎(chǔ)上，增加了音樂播放控制組件，包括移動終端和滅弧控制器移動終端為滅弧控制器提供音樂頻率，滅弧控制器調(diào)節(jié)振蕩電路的輸出功率來控制電弧的釋放頻率因為不同頻率的電弧對空氣的穿透程度不同，所以它們會發(fā)出不同頻率的聲音。

手機(jī)無限充電

通過發(fā)射器線圈（充電底座）與接收器線圈（手機(jī)）它們之間發(fā)生了一種稱為磁感應(yīng)的過程，以無線方式傳輸電能。發(fā)射器線圈產(chǎn)生的磁場在接收器線圈中感應(yīng)出電壓最后，接收器電路將交流信號轉(zhuǎn)換為DC信號，供設(shè)備中的電池或電子元件使用。用來給手機(jī)電池充電。

焊接設(shè)備

特斯拉線圈也可以用于焊接設(shè)備。在鋁焊接的情況下，有少數(shù)裝置利用特斯拉線圈產(chǎn)生高頻電流，使電弧在不接觸金屬電極的情況下形成。