テスラコイルの歴史

ニコラ・テスラは1891年4月25日にテスラコイル回路の特許を取得しました。 ^{[4] [5]}そして1891年5月20日、ニューヨークのコロンビア大学でアメリカ電気学会による講演「超高周波交流電流の実験と人工照明法への応用」で初めて公に実証しました。 ^{[6] [7] [8]}テスラはこの時期に同様の回路の特許を多数取得しましたが、この回路はテスラコイルの要素である高電圧一次変圧器、コンデンサ、スパークギャップ、空芯「発振変圧器」をすべて備えた最初の回路でした。

テスラの時代から 1930 年代まで、テスラコイルは無線送信機、インチキ電気療法、無線電力伝送の実験に広く使用され、最近では映画やショービジネスにも使用されています。

産業革命の間、電気産業は直流（DC）と低周波 交流（AC）を活用しましたが、現在では無線周波数と呼ばれている20kHz以上の周波数についてはあまり知られていませんでした。その4年前の1887年に、ハインリッヒ・ヘルツはヘルツ波（無線波）を発見しました。これは非常に高い周波数で振動する電磁波です。^{[10] [11] [12]}これは大きな注目を集め、多くの研究者が高周波電流の実験を始めました。

テスラは交流電力システムという新しい分野を専門としていたため、変圧器と共鳴について理解していた。 ^{[11] [8]} 1888年に彼は高周波が最も有望な研究分野であると判断し、ニューヨークのサウスフィフスアベニュー33番地に高周波研究のための研究所を設立し、当初はヘルツの実験を繰り返した。

彼は最初、高周波電流源としてオルタネーターを開発したが、1890年までに、その周波数は約20kHzに制限されていることに気付いた。 ^[8]彼はより高い周波数を求めて、火花励起共振回路に目を向けた。^[11]テスラの革新は、共振を変圧器に適用したことであった。^[13] 変圧器は、電力システムで使用される低周波とは高周波で異なる働きをし、低周波変圧器の鉄心は、渦電流とヒステリシスによるエネルギー損失を引き起こした。^[11]テスラ^{[3] [13] [8]}とエリフ・トムソン^{[2] [14] [15]}は、鉄心のない新しいタイプの変圧器「発振変圧器」と、それを駆動して高電圧を生成するテスラコイル回路を独立して開発した。

テスラは、高電圧、高周波電源からの振動電界で光るガス放電電球を備えた「ワイヤレス」照明システムの開発に取り組んでいる最中に、テスラコイルを発明した。 ^{[11] [8]} 高周波電源として、テスラは高周波オルタネーターでルームコルフコイル（誘導コイル）に電力を供給した。彼は、高周波電流によるコア損失がルームコルフコイルの鉄心を過熱し、一次巻線と二次巻線の間の絶縁体を溶かすことを発見した。この問題を解決するために、テスラは巻線の間に絶縁材ではなく空気ギャップがあるように設計を変更し、鉄心をコイルの内外に移動できるように調整可能にした。^{[16]彼は最終的に、鉄心を省略すると最高の電圧を生成できることを発見した。テスラはまた、コイルの焼損を防ぐために、オルタネーターとコイルの一次巻線の間に、ルームコルフ回路で通常使用される}コンデンサを 配置する必要があることに気付いた。テスラはコイルとコンデンサを調整することで、両者の間に生じる共鳴を利用してさらに高い周波数を実現できることを発見した。 ^{[17]彼は、コンデンサを含む「閉じた」一次回路が「開いた」二次巻線と}共鳴したときに最も高い電圧が発生することを発見した。^{[13] [8]}

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  1892 年、ニューヨークのテスラ研究所にあった円錐形の二次コイルを備えた初期のコイルの 1 つ。
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  テスラのニューヨーク研究所で1898年頃に250万ボルトを発生するプロトタイプの「拡大送信機」^{[18] [19] 。背景には丸い「蜘蛛の巣」型の二次コイルが見える。}
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  テスラが水処理用のオゾン発生器として設計した小型コイル^[20]

テスラがこの回路を発明したのは初めてではない。^{[21] [15]} ヘンリー・ローランドは1889年に火花励起共振変圧器回路（上記）を構築し^[2]、エリヒュー・トムソンは1890年に同様の回路の実験を行っており、その中には64インチ（1.6メートル）の火花を発生できるものも含まれていた^{[9] [22] [23] [1]}、その他の情報源からもテスラが最初ではなかったことが確認されている。^{[14] [24] [15]}しかし、テスラは実際にその応用を見出し特許を取得した最初の人物であった。テスラは回路の詳細な数学的分析は行わず、代わりに試行錯誤と共振に対する直感的な理解に頼った。^[8]彼は二次コイルが四分の一波長共振器として機能することにも気付いており、二次コイルのワイヤの長さは共振周波数で四分の一波長でなければならないと指定した。 ^{[25] [8]}回路の最初の数学的解析は、アントン・オーバーベック（1895）^{[26] [15]}とポール・ドルーデ（1904）によって行われた。^{[27] [4]}

カリスマ的な興行師で自己宣伝家でもあったテスラは、1891年から1893年にかけて、高電圧、高周波電気という新しい科学をドラマチックに披露する公開講演でテスラコイルを使用した。^{[28]テスラコイルによって生成される}無線周波交流電流は、当時の科学者が慣れ親しんでいた直流または低周波交流電流とは異なる動作をした。 1891年5月20日のコロンビア大学での講演、^[6] 1892年のヨーロッパ講演旅行中にイギリスとフランスの科学団体で、^{[30] 1893年2月のフィラデルフィアの}フランクリン研究所、および1893年3月のセントルイスの全米電灯協会での講演、 ^[31]で、彼は、見事なブラシ放電とストリーマー、誘導加熱による鉄の加熱で聴衆を感動させ、高周波電流が絶縁体を通過して戻り経路なしで1本の電線で伝導できることを示し、電線なしで電球とモーターに電力を供給できることを示した。^[28]彼は高周波電流が電気ショックの感覚を引き起こさないことを実証し、数十万ボルトの電流を自分の体に流し、^{[32] [28]暗い部屋の中で}コロナ放電で体が光った。これらの講義により「テスラ発振器」が科学界に紹介され、テスラは国際的に有名になった。^{[33] [12]}

^{テスラは、生涯の夢であった}無線電力伝送を実現するため、テスラコイルを採用した。1891年から1900年にかけて、彼はこれを用いて無線電力に関する最初の実験のいくつかを実行し、^{[37] [38] [39]}電線のコイル間の誘導結合によって短距離に無線周波数電力を伝送した。 ^{[38] [39] [40]} 1890年代初頭のアメリカ電気学会でのデモンストレーション^[40]や、1893年のシカゴ万国博覧会でのデモンストレーションでは、彼は部屋の向こう側から電球を点灯した。^[39]彼は、テスラコイルのLC回路と共振するように調整された受信LC回路を使用することで距離を延ばし、 ^[13]共鳴誘導結合によってエネルギーを伝送できることを発見した。^{[39] 1899年から1900年にかけてコロラドスプリングスの研究所で、テスラは巨大な}拡大送信コイル（後述）で発生した1000万ボルト程度の電圧を利用して、約100フィート（30メートル）離れたところにある白熱電球3個を点灯させることができました。 ^{[34] [41] [42]今日、テスラが発見した共鳴誘導結合は電子工学ではおなじみの概念であり、} IFトランスや短距離無線電力伝送システム^{[39] [43]}（携帯電話の充電パッドなど） に広く使用されています。

現在では誘導結合と静電結合は「近接場」効果であることが分かっており、 ^[39]長距離伝送には使用できない。^{[34] [44] [45] [46]}しかし、テスラは、発電所から家庭や工場に電線を使わずに電力を直接送電できる長距離無線電力伝送システムを開発できると確信しており、これは1900年6月のセンチュリー・マガジンの先見的な記事「人間のエネルギー増大の問題」で説明されている。^[47]彼は、地球と大気を介した伝導を伴う方法を使用して、世界規模で電力を伝送できると主張した。 ^{[35] [48] [49] [36] [50]}テスラは、地球全体が電気共振器として機能し、接地された静電容量の高いテスラコイルから地球の共振周波数で電流パルスを地球に送り込むことで、地球の電位を振動させて地球全体の定在波を作成し、この交流電流を地球上の任意の地点で共振するように調整された容量性アンテナで受信できると信じていました。^{[51] [52] [53] [48]}彼の別のアイデアは、送信端末と受信端末を高度30,000フィート（9,100メートル）の気圧が低い場所に風船で吊るすというものでした。^{[52] [18] [35] [36]}この高度では、導電性の希薄な空気の層により、高電圧（数億ボルト）で長距離にわたって電気を送ることができると彼は考えました。テスラは、地球上のすべての人に情報と電力の両方を送信する「ワールドワイヤレスシステム」と名付けた無線発電所のグローバルネットワークの構築を構想していました。 ^[54] 上記の短距離デモンストレーションを超えて、彼が大量の電力を送信したという信頼できる証拠はありません。^{[34] [55] [38] [56] [11] [57] [58] [59]}

テスラの無線研究にはますます高電圧が必要となり、ニューヨークの研究室のスペース内で生成できる電圧の限界に達していた。1899年から1900年にかけて、彼はコロラドスプリングスに研究室を建設し、そこで無線送信の実験を行った。^[62]彼がこの場所を選んだのは、多相交流配電システムが導入されており、必要な電力を無償で提供してくれる仲間がいたためである。^[63] コロラドスプリングスの研究室には、これまで作られた中で最大のテスラコイルの1つがあり、テスラはそれを「拡大送信機」と呼んだ。これは、遠くの受信機に電力を送信することを目的としていたからである。^[64]入力電力が300キロワットの場合、50～150kHzの周波数で1000万ボルトのオーダーの電位を生成でき、^{[62] [51]}最大135フィートの長さの巨大な「稲妻」を作り出すことができたと伝えられている。^{[65] [56]}実験中に過負荷が発生し、コロラドスプリングスの電力会社のオルタネーターが破壊され、テスラはオルタネーターを再構築しなければならなかった。^[65]

拡大送信機では、テスラはニューヨークの研究室で1895年から1898年にかけて開発し、1902年に特許を取得した改良設計（回路を参照）を使用した^。 [ 66 ] ^{[ 68]これは、以前の二重同調回路とは異なる。一次コイル（} L1）と二次コイル（L2 ）に加えて、二次コイルの上部端子に取り付けられた、他のコイルとは磁気的に結合していない「追加」コイルと彼が呼んだ第3のコイル（L3 ）があった。 ^[62]二次コイルによって駆動されると、共鳴によって追加の高電圧が発生し、自身の寄生容量（C2）と共鳴するように調整された。 ^[62]直列給電共振コイルを使用して高電圧を生成することは、 1893年にポール・マリー・ウーダンによって独立して発見され、ウーダンコイルに採用された。^[69]

コロラドスプリングスの装置は、直径51フィート（15.5メートル）のテスラ変圧器で構成されており、実験室の周囲を囲む高さ6フィート（2メートル）の円形の木製の「フェンス」に50ターンの太いワイヤを巻いた二次巻線（ L2 ）と、フェンス上に取り付けられているか、フェンスの下の地面に埋められた単巻の一次巻線（L1）で構成されていました。[ 70 ] ^{[ 71]}一次巻線は、強力なユーティリティステップアップトランス（T）から20〜40キロボルトの電力を供給される回転式スパークギャップ（SG）を備えた同調回路を形成するために、オイルコンデンサーバンク（C1）に接続されていました。二次巻線の上部は、部屋の中央にある直径100ターンの「追加」または「共振器」コイル（L3）に接続されていました。その高電圧端は、長さ143フィート（43.6メートル）の伸縮式「アンテナ」ロッドに接続されており、その上部には長さ30インチ（1メートル）の金属球が付いており、実験室の天井から突き出ている。ロッドを上下に回すことで、追加コイルの回路の静電容量を調整し、回路の残りの部分と共鳴するように調整することができた。^[60]

1901年、テスラは自身の無線理論が正しいと確信し、銀行家JPモルガンの資金援助を得て、ニューヨーク州ショアハムに現在ウォーデンクリフ塔と呼ばれる高電圧無線局の建設を開始した。^{[48] [72]大西洋横断}無線電信局として建設されたが、テスラは彼が提案した「世界無線システム」のプロトタイプ送信機として、ワイヤーなしで電力を送信することも意図していた。^{[64] [54]}本質的には巨大なテスラコイルで、400馬力の発電機を備えた発電所と、直径68フィート（21メートル）の金属ドーム容量性電極を備えた高さ187フィート（57メートル）の塔で構成されていた。^{[64] [73]彼が使用した回路は、コロラドスプリングス}（上図） に彼が建設した「拡大送信機」のバージョンであった。地表の下には精巧な接地システムがあり、テスラはそれが「地球を掴む」ために必要であり、振動する地電流を作り出して電力を伝達すると信じていた。

1904年までに投資家たちは撤退し^[54]、施設は完成することなく1916年に取り壊された。^{[49] [64]}テスラは無線電力供給のアイデアが実証されていると信じていたようだが^[56]、実験で確認していない主張を繰り返してきた経歴があり^{[74] [75] [76]}、彼が上記の短距離デモンストレーション以外にかなりの電力を送電したという証拠はないようだ。^{[34] [55] [38] [56] [11] [58] [59] [57]}テスラによる長距離電力伝送に関する数少ない報告は、信頼できる情報源からのものではない。例えば、1899年に彼が26マイル（42km）離れたところから200個の電球を無線で点灯させたという伝説が広く語られている。 ^{[55] [56] [55] [56]}テスラはこれについて言及しておらず、^[56]彼の研究ノートにも記載されていない。^{[51] [77]}これは1944年にテスラの最初の伝記作家であるジョン・J・オニールが^[41]「多数の出版物の断片的な資料」からこれをまとめたと述べたことに由来する。^[78]

^{それから100年の間に、ロバート・ゴルカ[70] [79] [80]}などの他の人々がテスラのものと似た装置を作ったが、長距離電力伝送は実証されておらず、^{[81] [39] [41] [56]}彼のワールドワイヤレスシステムは機能しなかったというのが科学的コンセンサスである。^{[82] [37] [38] [49] [56] [75] [57]現代の科学者は、テスラのコイル（適切なアンテナ付き）は無線送信機として機能し、}電波の形でエネルギーを送信できるが、彼が使用した約150kHzの周波数は、実用的な長距離電力伝送にははるかに低すぎると指摘している。^{[38] [56] [58]}これらの波長では、電波はあらゆる方向に広がり、遠くの受信機に集中することができない。^{[37] [38] [56] [75]}テスラの世界送電計画は、テスラの時代と同じように、今日でも大胆で魅力的な夢のままである。^[49]

「[テスラコイル]は無線用ではなく、外部電極なしで真空ランプを点灯させるために発明されましたが、後に大きな火花ステーションの運用において重要な役割を果たしました。」--ウィリアム・H・エクルズ、1933年^[85]

テスラコイル回路の最も大きな応用例の1つは、スパークギャップ送信機と呼ばれる初期の無線送信機であった。1887年にハインリッヒ・ヘルツが発明した最初の電波発生器は、誘導コイルで駆動され、アンテナに直接接続されたスパークギャップであった。^{[86] [87] [12]}共振回路がなかったため、これらの送信機は非常に減衰した電波を生成した。その結果、その送信は極めて広い周波数帯域を占有した。複数の送信機が同じエリアで動作している場合、それらの周波数が重なり合って互いに干渉し、受信が乱れた。受信機が1つの信号を他の信号よりも優先する方法はなかった。^{[87] [86]}

1892年、テスラの友人ウィリアム・クルックスは、電波の利用に関する講義^[88]で、共振を利用して送信機と受信機の帯域幅を減らすことを提案した。共振回路を使用することで、異なる送信機を異なる周波数で送信するように「調整」できる。帯域幅が狭くなると、別々の送信機の周波数が重ならなくなるため、受信機は共振回路を送信機と同じ周波数に「調整」することで特定の送信を受信できる。^{[86] [12] [84]}これは現代のすべてのラジオで使用されているシステムである。

適切なワイヤアンテナがあれば、テスラコイル回路はそのような狭帯域無線送信機として機能することができる。^{[89] [14] [65] [90]} 1893年3月のセントルイスでの講演で、^{[31]テスラは無線システムを実演したが、これは無線で}同調回路を初めて使用したものであるが、彼が使用したのは無線通信ではなく、無線電力伝送であった。^{[33] [12] [91] [84] [92] [93]}接地された火花励起コンデンサ同調テスラ変圧器を高架ワイヤアンテナに接続して電波を送信し、その電波は部屋の反対側にあるワイヤアンテナに接続した受信機で受信された。受信機は送信機の周波数に同調した第2の接地共振変圧器で構成され、ガイスラー管を点灯させた。^{[94] [86] [84] [93]}このシステムは1897年9月2日にテスラによって特許取得され、^[35]後にグリエルモ・マルコーニによって主張された「4回路」コンセプトの最初の使用でした。^{[95] [93] [33] [92]}しかし、テスラは主に無線電力に興味があり、実用的な無線通信システムを開発することはありませんでした。^{[56] [96] [94] [86]}彼は電波が実用的な通信に使用できるとは信じず、無線通信は地球の電流によるものだという誤った理論に固執していました。^[97]

実用的な無線電信通信システムは、1895年からマルコーニによって開発されました。1897年までに、クルックスによって指摘された狭帯域（軽度減衰）システムの利点が認識され、共振回路、コンデンサ、インダクタが送信機と受信機に組み込まれました。^[91]テスラが使用した「一次側は閉じ、二次側は開いた」共振トランス回路は、優れた送信機であることが証明されました。 ^[92]疎結合のトランスが、振動する一次回路をエネルギーを放射するアンテナ回路から部分的に分離し、減衰を減らして、より狭い帯域幅の長い「リンギング」波を生成できるためです。^[15] [ ^{14] [86] [98]この回路のバージョンは、マルコーニ[83] [92]、} ジョン・ストーン^[99]、オリバー・ロッジ^[100]によって特許が取得され、20年間無線で広く使用されました。^{[12] [91] [36] [86] [84]} 1906年にマックス・ウィーンは、エネルギーが二次側に伝達された後に火花を消す、消火型または「直列」火花ギャップを発明し、二次側がその後自由に振動できるようにして、減衰と帯域幅をさらに低減しました。

スパーク送信機は減衰が可能な限り低減されていたが、それでも広い帯域幅を持つ減衰波を生成し、他の送信機との干渉を引き起こした。1920年頃にはスパーク送信機は時代遅れとなり、単一周波数で連続波を生成し、音を運ぶために変調することもできる真空管送信機に取って代わられた。テスラの共振変圧器は真空管送信機と受信機で引き続き使用され、今日までラジオの重要な部品となっている。^[101]

「火花の時代」には、無線工学の専門家はテスラの功績を認めた。^[86]彼の回路は「テスラコイル」または「テスラ変圧器」として知られるようになった。^{[12] [14] [102]}しかし、特許の競合により、テスラは経済的に利益を得ることはなかった。マルコーニは、物議を醸した1900年の「4回路」無線特許で「閉一次開放二次」送信回路の権利を主張していた。^{[83] [95] [92] [36] [84]}テスラは1915年に特許侵害でマルコーニを訴えたが、訴訟を継続する資金がなかった。^{[86] [92] [91] [36]}しかし、1943年にマルコーニ社が米国政府に対して第一次世界大戦での特許の使用を理由に起こした別の訴訟で、米国最高裁判所はマルコーニの1900年の「4回路」コンセプトの特許請求を無効とした。^{[103] [12] [36] [84] [104]}判決ではテスラ、ロッジ、ストーンの先行特許が引用されたが、^{[86] [12]}これらのうち誰が回路の権利を持っているかは決定されなかった。^{[36] [92] [84]}その時点では、問題は議論の余地があった。特許は1915年に失効しており、火花送信機はずっと前に廃止されていた。

テスラ自身が無線の発明に果たした役割については意見の相違があるが、^{[105] [12] [36] [104]}初期の無線送信機における彼の回路の重要性については意見が一致している。^{[84] [106] [65] [90] [92] [86] [101]}現代の観点から見ると、ほとんどのスパーク送信機はテスラコイルとみなすことができる。^{[65] [89]}

テスラは1891年という早い時期に、100kHz以上の高周波電流は感電の感覚を引き起こさず、実際、より低い周波数では致命的な電流でも人体に流しても明らかな害はないことを発見していた。^{[108] [109]}彼は自分自身で実験し、高電圧を毎日流すとうつ病が緩和されると主張した。^[110]彼は高周波電流が人体に与える加熱効果を観察した最初の一人で、これがジアテルミーの基礎となった。^{[111] [112]} 1890年代初頭の彼の大々的に宣伝されたデモンストレーションでは、何十万ボルトもの電流を自分の体に流した。^{[32] [28]}彼は特徴的な誇張表現で電気を「最も偉大な医者」と呼び、 ^[110]教室の下に電線を埋めてその刺激効果で「鈍い」児童の成績を向上させることを提案した。^{[112] [113]}テスラは1891年^[114]と1898年^{[108] [109]}に高周波電流の医療用途に関する2つの先駆的な論文を執筆したが、この主題についてそれ以上の研究はほとんど行わなかった。

当時、他の数人の研究者も高周波電流を人体に実験的に流していた。^{[115] [116] [117] [2] [118]テスラコイルの共同発明者である} エリヒュー・トムソンもその一人であったため、医学ではテスラコイルは「テスラ・トムソン装置」として知られるようになった。^[2]フランスでは、1889年から医師であり先駆的な生物物理学者であるジャック・ダルソンバルが、高周波電流の人体に対する生理学的影響を記録しており、テスラと同じ発見をしていた。^{[119] [111] [118]} 1892年のヨーロッパ旅行中にテスラはダルソンバルと会い、彼らが同様の回路を使用していることを知って喜んだ。ダルソンバルの火花励起共振回路（上図）は、テスラ変圧器ほどの高電圧を生成しなかった。^[2] 1893年、フランスの医師ポール・マリー・ウダンは、ダルソンバル回路に「共振器」コイルを追加して高電圧ウダンコイルを作成しました。^{[118] [120]}これは、ヨーロッパで患者の治療に広く使用されていたテスラコイルに非常によく似た回路です。^[2]

この時期、人々は電気という新しい技術に魅了され、多くの人が電気には奇跡的な治癒力や「活力を与える」力があると信じていました。^{[121] [122] [123]} 医療倫理も緩やかで、医師は患者に実験を行うことができました。世紀の変わり目までに、高電圧の「高周波」電流を人体に流すことは、一部は正当な実験医学、一部はインチキ医療であり、^[109]電気療法と呼ばれるビクトリア朝時代の医療分野の一部になりました。^{[123] [69] [124]}メーカーは、医師のために「テスラ電流」、「ダルソンバル電流」、「オーダン電流」を生成する医療機器を製造しました。電気療法では、コイルの高電圧端子に取り付けられた尖った電極を患者の近くに置き、そこからの発光ブラシ放電（「エフルーブ」と呼ばれる）を体の部分に当てて、さまざまな病状を治療しました。電極を皮膚や口、肛門、膣内の組織に直接当てるために、「真空電極」が使われた。これは部分的に真空にされたガラス管の中に金属電極が封入されており、劇的な紫色の輝きを放つ。ガラス管のガラス壁と皮膚表面はコンデンサーを形成し、患者への電流を制限して不快感を防いだ。これらの真空電極は後に、携帯型テスラコイルで製造され、「紫色光線」の杖が作られ、いんちき家庭用医療機器として一般に販売された。^{[125] [126]}

電気療法の人気は第一次世界大戦後にピークを迎えたが、^{[111] [123]} 1920年代までに当局は不正な医療行為を取り締まり始め、電気療法はほぼ廃れた。生き残った分野の一部は、高周波電流を体の組織に流して温めるジアテルミー^{で、1907年にドイツの医師カール・ナーゲルシュミットが開拓した。 [111] [118]} 1920年代には「長波」（0.5〜2MHz）テスラコイルスパークジアテルミー装置が使用され、電流は電極によって体に流された。 1930年代までに、これらは「短波」（10〜100MHz）真空管ジアテルミー機器に置き換えられました。^{[111] [118]これは火傷を引き起こす危険性が低かったが、テスラコイルはジアテルミー[111]と}バイオレット線^[125]のようなインチキ医療機器の両方で第二次世界大戦まで使用され続けました。1926年にウィリアム・T・ボビーは、外科手術でメスに適用されるRF電流が組織を切断および焼灼できることを発見し、スパーク発振器は1980年代まで電気外科用発電機または「ボビー」として使用されました。 ^[127]

1920年代から30年代にかけて、すべての単極（単端子）高電圧医療用コイルはオーダンコイルと呼ばれるようになり、今日の単極テスラコイルは「オーダンコイル」と呼ばれることもあります。^[128]

テスラコイルは、火花を散りばめる見事な演出と、その電流が人体に電気ショックを与えることなく通過できるという事実から、エンターテインメント業界で利用されるようになりました。

20世紀初頭には、移動遊園地や見世物小屋、サーカスやカーニバルのサイドショーに登場し、演者が自分の体に高電圧を流す演目がよくありました。 ^{[32] [131] [129] [132] [133]}「ドクター・レジスト」、「ヒューマン・ダイナモ」、「エレクトリス」、「グレート・ボルタ」、「マダモワゼル・エレクトラ」などの演者は、隠されたテスラコイルの高電圧端子に自分の体を接続して、指先や体の他の部分から火花を散らし、近づけるとネオンライトや蛍光灯を点灯させました。 ^{[130] [134] [135]}彼らはまた、指でろうそくやタバコに火をつけることもできました。^[129]通常は感電することはありませんが、これを防ぐため、演者は指先に金属製の指ぬきをすることもあった^[129] （文鮮明師（上記写真中央）がそれを使用している）。こうした芸は非常に危険で、テスラコイルの調整を誤ると演者が死亡する可能性もあった。^[132]カーニバル用語では、これは「電気椅子芸」と呼ばれていた。なぜなら、電気椅子に座った演者を火花を散らしながら「感電死」させるという演出が含まれることが多かったからである^{[132] [133] 。}これは、1900年頃に米国で主流の処刑方法となったこのエキゾチックな新しい死刑執行方法に対する大衆の関心を利用したものであった。今日でも、演者はテスラコイルを使って高電圧の芸を行っているが^{[136] [137]}、現代の生体電磁気学によってテスラコイルの電流の危険性が改めて認識され、今日では電流を体内に通すことは非常に危険であると考えられている。

テスラコイルは、サイレント時代から、初期のミステリー映画やSF映画の劇的な小道具としても使われました。^[32]巨大なテスラコイルの電極から発せられるパチパチと音を立ててうねる火花は、ハリウッドの「マッドサイエンティスト」研究室の象徴となり、世界中で知られるようになりました。^[138]これはおそらく、高電圧のデモンストレーションで有名なニコラ・テスラ自身と、コロラドスプリングスの謎めいた研究室が、「マッドサイエンティスト」の定番キャラクターの原型となったためでしょう。^{[138] [139]}テスラコイルが登場した初期の映画には、『文化の狼』（1918年）、『魔界の神』（1926年）、『メトロポリス』（1927年）、『フランケンシュタイン』（1931年）とその続編である『フランケンシュタインの息子』 （1939年）、『フー・マンチューの仮面』（1932年）、『魔術師チャンドゥ』（1932年）、『失われた都市』（1935年）、『つかみかかる手』（1936年）^{[140] [32]や、その後の多くの映画やテレビ番組などがある。1980年代までには、高電圧スパークなどの効果が、}ポストプロダクションの視覚効果としてCGIによって映画に追加されるようになり、セットでの危険な高電圧テスラコイルの必要性がなくなった。

これらの映画の多くに使われたテスラコイルは、ケネス・ストリックファーデン（1896-1984）によって製作された。彼は1931年の『フランケンシュタイン』でスペクタクルな特殊効果を手がけ、ハリウッドの傑出した電気特殊効果の専門家となった。^{[32] [141]}これらの映画の多くに登場した彼の大型「メグ・シニア」テスラコイルは、6フィートの1000ターンの円錐状の二次コイルと10ターンの一次コイルで構成され、回転スパークギャップを介してコンデンサに接続され、20kVの変圧器で駆動されていた。^[141]このコイルは6フィートの火花を発生させることができた。彼の最後の仕事には、メル・ブルックスの風刺映画『ヤング・フランケンシュタイン』（1974年）のためにオリジナルの1931年製フランケンシュタイン高電圧装置を組み立て直すことや、ロックバンドのキッスの1976年の舞台ショーのために12フィートの火花を発生させた100万ボルトのテスラコイルを製作することなどがある。^[140]

1890年代のテスラの講義以来、テスラコイルは教育展示や科学フェアのアトラクションとして使用されてきました。科学は退屈であるという固定観念に対抗する手段となっています。^[143] 20世紀初頭には、ヘンリー・トランストロムやアール・オービントンなどの専門家が「電気フェア」で高電圧のデモンストレーションを行いました。^[130]高校の授業でテスラコイルが作られました。

1933年から1980年代にかけて、ハリウッドの特殊効果の専門家ケン・ストリックフェーデンは映画の仕事の合間に、高電圧装置を携えて「サイエンス・オン・パレード」、後に「ケンストリック・スペース・エイジ・サイエンス・ショー」と呼ばれる展示会を高校、大学、世界博覧会、博覧会に持ち込んだ。[ ^{143] 48州にまで及んだこれらの壮大なショーは、現代の「コイル化」運動の誕生に重要な影響を与えた。 [140]}ウィリアム・ワイソックなど、現代のテスラ愛好家の多くは、ストリックフェーデンのショーを見てテスラコイルを作る気になったと語っている。^[143]

現在も稼働している最も古く有名なコイルの一つは、ロサンゼルスのグリフィス天文台にある「GPO-1」である。これは元々 、テスラの友人で高電圧電気治療装置の製造業者であったアール・L・オヴィントンが1910年に製作した一対のコイルのうちの1つであった。 ^{[144] [ 32]}オヴィントンは長年にわたり、ニューヨーク市のマディソン・スクエア・ガーデンで12月に開催される電気見本市でこれらのコイルを展示し、テスラ自身も時々出席していた高電圧科学のデモンストレーションに使用していた。 ^{[32] 「}ミリオン・ボルト・オシレーター」 と呼ばれるこの2つのコイルは、展示会のバルコニーに設置された。1時間ごとに照明が暗くなり、観客は10フィートのアークの展示を楽しんだ。^{[要出典]オヴィントンは、代替医療としての}電気治療 に焦点を当てた研究を行っていた友人のフレデリック・フィンチ・ストロング博士にこれらのコイルを譲った。1937年、ストロングはこれらのコイルをグリフィス天文台に寄贈した。博物館には両方を展示する余裕はなかったが、一方のコイルはケネス・ストリックファーデンによって修復され、それ以来毎日稼働している。^[32]これは、高さ48インチ（1.2メートル）の円錐形の二次コイルと、その上に直径12インチ（30センチ）の銅球電極、2インチの銅ストリップの9回転スパイラル一次コイル、ガラス板コンデンサ（オリジナルのライデン瓶に代わる）、回転スパークギャップで構成されている。^[144]その出力は130万ボルトと推定されている。^[要出典]

テスラコイル回路は、上述のスパークギャップ無線送信機や電気療法での使用に加えて、20世紀初頭にはX線装置、浄水用オゾン発生器、誘導加熱装置にも使用されていました。しかし、1920年代には、これらすべての用途で真空管発振器がこれに取って代わりました。[89] 三極真空 管^は、ノイズが多く、高温でオゾンを発生させるスパークよりもはるかに優れた無線周波数電流発生器であり、連続波を生成することができました。その後、テスラコイルの産業用途は、高電圧絶縁試験など、その独自の特性に適したいくつかの特殊な用途に主に限られました。

1926年、先駆的な加速器物理学者であるマール・チューブとグレゴリー・ブライトは、線形粒子加速器として500万ボルトのテスラコイルを製作した。^{[145] [146] [147]}この双極コイルは、8000回巻かれた細いワイヤが1メートルの長さのパイレックス管と、その両端に丸いコロナキャップ、そしてその中央を囲む5回巻かれた螺旋状の一次コイルで構成されていた。このコイルは500psiに加圧された絶縁油タンク内で動作し、5.2メガボルトの電位に達することができた。1929年から1930年にかけて短期間使用されたが、粒子の加速をRF電圧の半サイクルという短い期間内に完了させる必要があったため、成功しなかった。

1970年、ロバート・K・ゴルカは、セルビアのベオグラードにあるニコラ・テスラ博物館に保管されているテスラの研究ノートで見つけたデータを使って、ユタ州ウェンドーバー空軍基地の小屋にテスラの巨大なコロラドスプリングスの拡大送信機のレプリカを作った。^{[70] [79] [80] [148]これはテスラの時代以来の拡大回路を使った最初の実験の一つだった。コイルは1200万ボルトを発生した。ゴルカはこれを使って、テスラが報告した}球電の合成を再現しようとした。