テスラコイルとは？
テスラコイル(Tesla Coil)とは高周波、高電圧を発生させることの出来る特殊な変圧器です。
天才発明家、ニコラテスラが発明したものです。
超高電圧を発生することができるため、幻想的なコロナ放電を見ることができます。
海外では以前よりパフォーマンスなどに使われており、映画「ターミネーター２」では実際にテスラコイルが使われているとのこと。
個人で製作している人も多数いるようです。
テスラコイルの種類
スパークギャップテスラコイル [SGTC: Spark Gap Tesla Coil]
これはニコラテスラが発明した方式で、テスラコイルの原型となっています。
スパークギャップを用い共振する最も一般的なテスラコイルです。
部品数が少なく済むという特徴があります。
以下、基本回路図を示します。
ここでテスラコイルの原理解説に移ります。
テスラコイルを動作させるには主に100Vの電源を使用します。
これは一般的な家庭用コンセントの電圧です。
通常のコンセントでは１つに付き[100V/15A(1500W)]までの電力しか取れないため、
ハイパワーなテスラコイルでは200V電源などを使用します。
コンセントからの電力はトランス（変圧器）の１次側に送られます。
大抵の場合、電圧を得やすいネオンサイントランス(NST)を使用します。
１次側と２次側の比率は主に[1:150]なので100V入力で15000V(=15KV)が出力されます。
出力された電力はコンデンサーを充電していきます。それに従い回路の電圧も上がります。
ある程度まで上がるとスパークギャップでアーク放電が起こり、コンデンサと１次コイルが共振回路というものを作り出します。
すると特定の周波数でコンデンサは充電、放電を繰り返し行い、コイルでは自己誘導起電力が発生。
流れる電流は逆位相になり互いにリアクタンスを打ち消しあうため、共振回路中のインピーダンス（抵抗）が最小となります。
つまり、流れる電流が非常に大きくなり１次コイルに大きな電圧が発生します。
そして１次コイルに集まった電気エネルギーは磁気的なカップリング（結合）で２次コイルへと伝えられます。
２次コイルのほうが比率が大きいため、超高電圧となった電気エネルギーが放電球（トロイド）に溜められていきます。
そして空気の絶縁が破れたときにスパークとなって観察されることになります。
テスラコイルでは放電球を導体、空間を絶縁体、地面を導体とするとコンデンサに置き換えることができます。
実際のテスラコイル設計、製作方法はこちらをご覧ください。
直流テスラコイル [DCTC: Direct Current Tesla Coil]
上記スパークギャップ式の回路を直流仕様にしたものです。
オフラインテスラコイル [OLTC: Off Line Tesla Coil]
直流テスラコイルのスパークギャップ部分を半導体に置き換えたものです。
真空管テスラコイル [VTTC: Vacuum Tube Tesla Coil]
送信管を使ったテスラコイルです。
ソリッドステートテスラコイル [SSTC: Solid State Tesla Coil]
ソリッドステートとは「固体、固体物理の」という意味です。
つまりスパークギャップ式に代わり半導体で構成されたテスラコイルのことを指します。
半導体制御のため、より安全そして放電音も小さいなど様々な特徴があります。
２共振ソリッドステートテスラコイル [DRSSTC: Dual Resonant Solid State Tesla Coil]
２共振となっていてSSTCよりも力強い放電をすることができます。
その他の高電圧実験はこちら