[图文]“人造闪电”其实很简单特斯拉线圈【ansys maxwell可模拟】

2016-11-03 by:CAE仿真在线来源:互联网

■ 特斯拉线圈的发明者

■ 绚烂如喷泉的人造闪电

■ 玩人造闪电需要特别防护

■ 围绕笔记本电脑的人造闪电

■ 出现在铁丝圈上的人造闪电

■ 特斯拉线圈结构图

■ 梯子和篮球架中出现的人造闪电

■ 绚丽的人造闪电

在东方卫视最近热播的综艺节目《中国达人秀》第二季首期节目中,一位来自深圳的16岁男孩卢驭龙一夜走红。他用自己制造的特斯拉线圈在舞台上制造出了炫目的人造闪电,赢得了观众的惊叹和称赞,并被网民誉为“闪电男孩”。在那万众瞩目的舞台上,蓝色的闪电在卢驭龙的手指上、宝剑上缠绕,甚至穿过他的身体接通了高台上的彩灯。

在世界各国,都有一些爱好者玩人造闪电的游戏,其原理其实十分简单,是利用高压电进行尖端放电。不过,不能直接用高压电线来玩这种游戏,需要把常规的220伏家用电进行升压。给电升压的装备就是“闪电男孩”所用到的特斯拉线圈,它实际上就是人造闪电的发生器。与不可控的高压电线相比,这种装置产生的高压是可控的。

特斯拉线圈是一种使用共振原理运作的变压器,是美国科学家尼古拉·特斯拉在1891年发明的。特斯拉当时发明这种线圈当然不是用来制造闪电,而是希望用这种线圈进行一些实用性实验,比如用它来开发高亮度照明器、产生荧光光谱和X射线的仪器、电疗仪器、无线电力传输等。

然而,特斯拉期盼中的这些实际用途直到现在都没有实现,特斯拉线圈也一度在科学史上默默无名。直到有人发现可以利用特斯拉线圈制造人造闪电之后,人们才又不断关注这种奇特的装置,世界各地的一些爱好者开始以游戏或艺术的目的来制造特斯拉线圈。

特斯拉线圈的主体部分是盘成蚊香状的主线圈和一根柱状的二极管圈,顶端有一个球状的放电装置。闪电制造者身穿特殊制造的绝缘防护服,就可以避免闪电对自己的危害了。特斯拉线圈除了可以在人体表面放电外,一些物品经过特殊防护后也可以放电。一些艺术家为了人造闪电的照片呈现节日烟花般的绚丽效果,特意在照相机上方安装了一个滤色转盘,让人造闪电呈现出不同的颜色。如果利用超长曝光的摄影技术,可以在同一张照片中展示长达十几秒的闪电叠加出来的效果。

特斯拉线圈的制造需要深厚的电工基础,而且需要合适的防护措施,最好是有专业人士的指导,否则将十分危险,因为这种装置可以轻易将普通电压升至几十万伏高压,如果不小心触电,实验者连同周围的人很可能会在瞬间烧焦成灰。因此,对于这种危险度极高的游戏,特斯拉线圈爱好者常常警告观众:“敬请欣赏,严禁模仿!”我们也希望家长对孩子进行正确引导,让孩子在看过有关“闪电男孩”的节目之后不要贸然地去制造人造闪电。

在特斯拉线圈的各种可能的实际用途中,被人们最看好的是无线电力传输,因为这种线圈不但可以无线发射电力,也可以无线接收电力。因此,“闪电男孩”的一个愿望是将来能够利用特斯拉线圈来接收来自天空中的闪电,并把这些闪电的能量转化为电力传输给千家万户。

闪电中蕴含的能量十分惊人,一次闪电的功率就可能达到几十万瓦。但是,为什么至今人们还没有利用闪电来提供能源,这是因为闪电发生时间短至几十毫秒,电压则高达数百万伏,可以说很难捕捉。而特斯拉线圈则是捕捉闪电的可能性工具之一。虽然“闪电男孩”的愿望实现起来比较难,但也并非完全不可能。我们期盼着他获得成功的那一天。

这种人造闪电,我们已经通过ansys maxwell模拟了出来,而且可以仿真各种不同的效果,我们仿真在线会适时公开给各位网友。

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