特斯拉线圈是什么？

特斯拉线圈是一种使用共振原理运作的变压器，由尼古拉·特斯拉在1891年发明：

它的主要作用是产生高压高频低电流的交流电，由初级线圈、次级线圈、放电顶端、控制电路等组成。

特斯拉线圈的原理是电源对电容充电，当电压超过打火间隙阈值时，初级线圈通路形成能量在电容和初级线圈之间振荡并耦合到次级线圈。次级线圈也会发生LC振荡，当两级振荡频率一致并谐振时，初级回路能量涌到次级放电端，电压峰值增加直至放电。

特斯拉线圈的基本结构包括：初级线圈由大功率铜线制成，与电源相连，承载电流和能量传输，匝数较少，电流和功率大。次级线圈由绝缘细电线绕制，匝数多，电压高，通过共振增强输出信号。放电顶端呈大圆环形状，能提供良好电场，防止火花闪络，还充当电容器，调整大小可改变线圈频率。

控制电路以火花间隙特斯拉线圈为例，由初级电容器和火花间隙组成，初级电容器由多个串联/并联电容器组成，可调节性高。火花间隙有静态和旋转两种，宽度要根据电容器电压确定。

特斯拉线圈分为两种类型：火花间隙特斯拉线圈和固态特斯拉线圈。火花间隙特斯拉线圈是传统的结构，由线圈、主电容和打火器构成，结构简单，易制作，但噪音大、寿命短，且操作稍有错误会危及生命。固态特斯拉线圈通过集成芯片振荡实现高频交流电，具有低噪音、高效率、寿命长的优点。

特斯拉线圈的参数指标包括耦合系数、振荡频率和品质因数。耦合系数描述初级和次级线圈能量传输，增加耦合系数能提升能量传递效率和放电效果。振荡频率通过电路电感和电容计算，谐振频率在50kHz到1MHz的低射频范围，也可在宽带范围。品质因数反映谐振电路储能效率，提高品质因数能提升能量传递效率和输出电压。

特斯拉线圈用途广泛，用于电子产业如手机无线充电，艺术领域如音乐，还能用于铝焊接等。