特斯拉线圈参数计算器

计算特斯拉线圈的初级和次级谐振频率、线圈匝数、线径选择和放电间隙参数。支持圆柱形和圆锥形次级线圈。

实时计算 — 输入参数后自动显示结果

次级线圈参数

次级线圈半径 r

次级线圈高度 h

线径 d_w

顶端电容 C_top

初级线圈参数

初级线圈平均半径

初级匝数 N₁

turns

初级电容 C₁

输入电压（变压器）

计算结果

次级匝数 N₂
—

次级电感 L₂
—

次级谐振频率 f₂
—

次级自电容 C₂

—

初级电感 L₁

—

初级谐振频率 f₁

—

线材总长度

—

预估放电距离

—

特斯拉线圈原理

特斯拉线圈（Tesla Coil）是一种谐振变压器，由Nikola Tesla于1891年发明。它通过两个耦合的LC谐振电路产生高压高频交流电，在顶端电极放电产生电弧。初级回路储存能量并通过磁耦合传递给次级回路，当两者谐振频率匹配时传输效率最高。

核心公式

次级线圈电感（圆柱形单层螺线管）

L₂ = (r²·N²) / (9r + 10h) (μH, r和h单位: 英寸)

或使用国际单位制（公制）：L₂ = 0.01·r²·N² / (9r + 10h) (μH, r和h单位: cm)

次级线圈匝数

N₂ = h / (导线直径 × 1.1) (考虑排绕系数)

次级自电容（近似）

C₂ ≈ 0.5 × π × ε₀ × r × (r + h) / h ≈ 0.3 × r (pF, r单位: cm)

总电容 = 自电容 + 顶端电容（环/球）

谐振频率

f = 1 / (2π√(LC))

次级和初级各自谐振在相同频率，通过调整初级电容或匝数抽头实现调谐。

初级线圈电感（平面螺旋）

L₁ = (N₁² × r_avg²) / (8r_avg + 11w) (μH, r_avg和w单位: 英寸)

r_avg为平均半径，w为线圈宽度（外径-内径）。

设计要点

频率匹配 — 最关键参数！初级和次级必须谐振在同一频率，否则效率极低
线径选择 — 次级用细线（0.2-0.8mm）密绕，初级用粗线/铜管（2-6mm）
顶端电容 — 环形或球形电极，提高储能和放电效率
耦合系数 — k值通常0.1-0.3，过高会导致能量分裂（双峰），过低效率差
放电间隙 — 串联在初级回路中，电压达到间隙击穿电压时导通
安全 — 高压危险！输出电压可达数十万伏，注意防火、防触电

常用参数范围

规模	次级高度	次级半径	输入电压	放电距离	频率
小型	10-20 cm	3-5 cm	3-9 kV	5-15 cm	200-500 kHz
中型	30-60 cm	5-10 cm	9-15 kV	20-60 cm	100-300 kHz
大型	100+ cm	15+ cm	15+ kV	100+ cm	50-150 kHz