为什么雷雨天在汽车里是安全的

今天的实用化堵上了不少质疑者的嘴，也使公司股票市值翻番

一些因循守旧看衰电动车的人一般在这种时候都会踊跃的站出来，昂头挺胸的说：“数据再好看电池寿命也不过关，谁敢卖?”、“充电那么慢，想开车还要等一整夜充电。”、“电动车环保?!电也是烧矿石燃料发出来的!”。那架势，像极了100年前火车刚问世时，驾着马车与火车赛跑，讥笑火车的车夫。

至于这些问题，特斯拉给出了回答：电池组享有长达8年或16万公里免费保修政策、如果采用Tesla超级充电方式，最高配车型也大约能在半小时补充50%的电能，基本可以满足长途旅行需要——慢悠悠吃一顿午饭，车子就充好电了。当然快速充电对电池有一定损耗，采用普通充电的话在5-8个小时可以充满、Tesla Model S基础型号的“发电油耗”仅为2.64L/100km。也就是说，一般火电厂用等同于2.64L的化石燃料所发出的电能可足够Tesla Model S行驶100km，其能耗依然远低于同级别汽油车。

Tesla这个名字是我的另一个兴趣点，对第二次工业革命有印象的人都会人得这个名字，一位美国著名的电气发明家-尼古拉·特斯拉。他发明了交流电，磁感强度的单位以他的名字命名，符号为“T”。

特斯拉线圈产生的放电现象

在美国人的心中，特斯拉是一个神奇的存在，一生中共有1000多项发明，包括：收音机、雷达、传真机、真空管、霓虹灯管等等。而古怪的举止和特拉线圈的某些实验产生的磁暴现象则给他蒙上了神秘色彩。一个电动车企业使用“特斯拉”这个名字自然有些寓意。而这个车厂的主人恰恰就是这么一个与特斯拉有些相仿，被人们称为硅谷“钢铁侠”艾伦·穆斯克。

继电器线圈供电的回路中存在线圈供电电压不稳定。特斯拉(Tesla)是美国一家电动汽车及能源公司，特斯拉行驶中继电器声音很大是因为继电器线圈供电的回路中存在线圈供电电压不稳定，总部位于帕洛阿托(PaloAlto)，市值达2100亿美元，产销电动汽车、太阳能板、及储能设备。2003年7月1日，由马丁·艾伯哈德和马克·塔彭宁共同创立，创始人将公司命名为“特斯拉汽车”。

在旷野当中，如果真的遇到了暴风雨。最好的办法就是躲在车里。万一被闪电击中，在车里是安全的。那么，汽车真的是一个安全的防护体吗?8月28日晚8点，央视科学实验节目《加油!向未来》第八期携手明星一起，通过特斯拉线圈闪电为您进行了解读。

本次节目由撒贝宁、王迅、平安、“白话灵犀”等明星亲身试验在特斯拉线圈闪电下不同的神奇现象。试验结果表明：特斯拉线圈产生的闪电可以隔空点亮灯管、可以烤香肠，却不能穿透汽车，是不是很神奇呢?今天，快随小编一起涨姿势吧!

特斯拉线圈是什么?为什么能产生闪电?

特斯拉是英文tesla直接音译过来的，它在电磁学中是磁感应强度的单位,为了纪念在电磁学领域特别是在交流电方面对人类做出过重要贡献的美籍发明家尼古拉·特斯拉而命名。他一生主要的科学成就是他发明了交流发电机，高频发电机和高频变压器，以及节目中提到的著名的人工闪电“特斯拉线圈”。

特斯拉线圈其实是一个加压装置，这个装置由特斯拉在1891年发明。是由一个初级线圈，一个感应圈，以及变压器，打火器，两个电容器组成。利用这种装置，可以产生频率很高的高压电流，但因为电流的数值很小，所以对人体一般不会产生什么危害。

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(图片由央视《加油!向未来》提供)

特斯拉线圈从电学角度讲就是一个谐振变压器，利用它可以获得上百万伏的高频高压。特斯拉线圈里有一个变压器，它可以使普通电压升高，当给特斯拉初级回路电容充电到放电阈值时，就会产生火花隙，火花隙再通过放电而导通，从而建立起初级谐振回路。而次级线圈的顶罩和大地之间也可以等效为一个电容，因此也会发生振荡。当这两个线圈振荡频率相同时，就会发生谐振，初级回路的能量就会不断涌向次级线圈，结果使放电端的电压逐渐增大，并使附近的空气电离，从而放电顶端与附近接地的物体之间就会放出一道电弧，这就是人工闪电。

特斯拉线圈工作原理图(图片来自网络)

在节目的实验中具体体现如下：

实验的这个部分(如上图所示)就是装置中的线圈，它就能把普通电压升高，经过两个线圈之后，通过放电终端，也就是两个实验员，放出电来。

在日常生活中，对我们常用的220v市电来说，空气是很绝缘的。但是空气不导电也是相对的，在高压下空气也会变成导体，像脱衣服的静电就有几千伏电压，会打出一个小小的火花。大家在节目中看到的闪电就是特斯拉线圈产生的高压击穿空气形成的。

为什么汽车可以抵挡强大的闪电呢?

节目中，参与特斯拉闪电实验的工具有三种：灯管、汽车、香肠。闪电可以点亮灯管、可以烤香肠，却不能穿透汽车，为什么呢?寻车网

1. 能点亮灯管

特斯拉线圈可以说是一个放大发射机，根据无线能量传输的原理，这种放大发射机通过空气芯多级谐振的变压器，可以产生出极高的电压，那么周边的空气在高压作用下就会电离成导体，从而特斯拉线圈产生的人工闪电通过电离成导体的空气，在发送(特斯拉线圈)和接收(灯管)这两个导体之间，将电能输送到灯管，从而点亮灯管的。

2. 能烤香肠

电阻是物体的一种属性，所以任何物体都有电阻，电阻很小的称为导体，而电阻很大的则称为绝缘体。因此香肠本身也是有电阻的。而根据电学原理，任何电流通过电阻时都会发热。所以当特斯拉线圈产生人工闪电，并且闪电扫过香肠时，人工闪电产生的电流就会通过香肠这个有电阻的物体而发热并产生热量。这种热量就可以烤熟香肠等其他食品了。这跟家用烤箱来烤熟食品的原理是一样的。

3. 不能穿透汽车

法拉第笼是一个由金属或良导体形成的笼子，而汽车外壳由一个大金属壳组成，故也可看成是一个法拉第笼。利用外壳接地的法拉第笼(汽车)，我们可以有效地隔绝笼体(汽车)外电磁场的干扰，防止电磁场进入壳内。因此利用这种法拉第笼的电磁屏蔽原理，当驾驶员在雷雨天行驶时，车里的人就不用担心遭到雷击。同样因为汽车的电磁屏蔽作用，特斯拉线圈产生的闪电(电磁场)是不能穿透汽车而进入车子内部的。故在汽车里面的人是安全的。

不过要提醒大家的是，雷雨天开车在开阔地面时。虽然车体可以有效将雷电屏蔽在车外，但是如果车体没有良好的接地，车体外表面的高压很可能造成轮毂和地面之间的放电。电弧可能导致爆胎。因此，雷雨天行驶在旷野中时，一定要放慢车速或者停车。

看了《加油!向未来》的节目，读了小编的解读文章，又get了一项知识，是不是心里亮堂堂呢!不过小编在这里要提醒大家：专业实验需在专业人士指导下完成，不可随意模仿哦!

充实实用科学知识，敬请继续收看央视节目《加油!向未来》，同时关注科普中国精心的解读。好玩、有趣、实用，您还不速度跟上?!

编辑：赵翠

(本视频由央视《加油!向未来》提供，解读内容作者：刘晨，合肥工业大学仪器学院副教授，工学博士，科普中国微平台原创首发)