共振を用いることにより効率を劇的に向上させることができる。共振結合を使う場合、二次コイルに容量性負荷が接続され、LC回路が形成される。一次コイルの駆動周波数と二次コイルの共振周波数が一致する場合、コイル長の数倍の距離を隔てたコイル間でも相当のエネルギーを伝送しうる。共振条件下では結合係数が増大すると説明されることが多いが、正しくない。
共振条件下での結合係数.
結合係数は系の幾何配置の関数であり、二つのコイルの位置関係により定まる。結合係数は系が共振状態にあるかないかに関わらず一定である。共振状態においてコイル巻数比よりも大きな二次電圧が生じている場合でも結合係数は変化しない。すなわちこれは、結合係数は変化せずに主磁束が大幅に増加している状態である。
一般的に、非共振結合コイルの電圧利得は二次コイルと一次コイルのインダクタンスの比の平方根に直接比例する。しかし、共振結合状態では次の式よりも大きな電圧が発生する。
二次側の短絡インダクタンス は次の式により得られる。
短絡インダクタンス と二次側共振キャパシタ が共振する。共振周波数 は次のように求められる。
エネルギー伝送と効率.
効率性能指数は次のように書けることが示される。
また、達成可能な最大効率は以下のように書ける。
電力伝送.
送電コイルと送電回路.
テスラコイルの場合、断続的にスイッチングする「回路制御器」もしくは「ブレーカ」と呼ばれるシステムが一次コイルに瞬発的信号を注入するために用いられる。二次コイルはこれにリンギングし、減衰する。
受電コイルと受電回路.
二次受電コイルは一次送電コイルと類似の設計がなされる。一次側と同じ共振周波数で二次側を共振させることにより送信周波数において二次側が低インピーダンスを持つことが保証され、エネルギーの理想的な吸収が実現される。
二次コイルからエネルギーを取り出す方法としては様々なものがある。交流電力をそのまま用いる方法もあれば、整流した上でレギュレータ回路を通し、一定の直流電圧にして用いることもある。
歴史.
他技術との比較.
規制と安全性.
主流の有線設備と異なり、直接電気的に接続する必要が無いため、感電の可能性を避けるため設備を遮蔽する必要のある場合もある。