雙諧振特斯拉線圈工作原理的疑問

在weixin_30617737的博文特斯拉線圈的工作原理中使用了**和**的的曲線說明了雙諧振特斯拉工作的過程。但對於其中原理的解釋還是令人存在這疑問的。

在原文中給出的特斯拉線圈的工作圖以及對應的裝置的組成結構圖都非常清晰和形象。

▲ 雙諧振特斯拉工作的原理圖

▲ 漂亮形象的特斯拉線圈的結構圖

原圖中給出的**展示了初級和次級線圈中間的能量互動過程也比較形象與自然。這個過程很容易讓人們聯想到乙個小的打氣筒給輪胎打氣的過程，每一次打氣筒給輪胎充進一小部分氣體。經過多次迴圈之後便可使得輪胎充滿高壓氣體了，這是只乙個比喻。

▲ 特斯拉工作原理**表示

這其中對於特斯拉變壓器與普通變壓器的工作原理的不同，原文中指出了以下幾個方面：

普通變壓器初級和次級線圈的耦合係數k接近於1左右，這樣可以最大減少無用的漏磁所帶來的額外的無用功率；而特斯拉線圈的耦合係數小於50%。比如在它的**實驗中所使用的k只有14%左右。

普通變壓器不需要特定的工作頻率；而特斯拉變壓器則需要工作在初級和次級諧振的頻率。特別是，需要初級線圈的諧振頻率與次級高壓線圈的諧振頻率需要一致；

普通變壓器的初級和次級的之比為固定的值，它基本上與兩個線圈的匝數之比成正比。而特斯拉變壓器的初級電壓與次級電壓的比值是變化著的。

下面是原文給出的初級電壓與次級電壓的**後的電壓變化曲線：

▲ 特斯拉變壓器的初級電壓與次級電壓**波形圖

**引數為：

l1=11uh,  c1=230nf;     l2=60mh, c2=42pf;
主電容工作電壓：v=10kv     耦合係數：k=0.14;
諧振頻率：f=100khz;

原文的文字對於特斯拉線圈工作的原理也進行了形象的描述，對於科普大眾來說比較清晰傳達了基本的科學道理。但是對於專業工科人員來立即特斯拉線圈工作原理，不免收到普通變壓器、互感器等工作特性的理解的束縛，所以就會對前面的敘述中產生一些疑問：

第乙個就是前面在**波形的時候，具體的**模型是如何搭建的，如何能夠解釋對應的能力在初級線圈與次級線圈之間的轉換過程。

如果能量能夠在初級和次級之間完全轉換。而且各自有工作在諧振狀態下，那麼兩個線圈上的電容儲能應該是一致的。根據**中的引數，c1=230nf; c2=42pf,之間相差5000倍（5476.2）左右。根據電容的儲能與其電壓的平方成正比，與容量成正比，那麼兩者之間的電壓差別應該是：5476=74

\sqrt = 74

5476=

74倍左右。從圖中的波形峰值來看，的確兩者之間的電壓相差是在74倍左右。這需要考慮到整個波形還在衰減的因素。

那麼問題所在就是兩個線圈之間的能量轉換過程，即經過幾個週期完成能量轉換？這與兩者之間的耦合係數k是否有關係？

兩者之間按照前面給定的實驗引數：k= 0.14，那麼1/k = 7.14。從原圖中可以看到，大體上沒經過7次振盪波形，能量就從初級到次級完成了一次的轉換。