Проект катушка тесла. Катушка Тесла: гениальное изобретение, опередившее свое время — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое катушка Тесла и как она работает. Какие эффекты создает катушка Тесла. Где применяется катушка Тесла сегодня. Как собрать катушку Тесла своими руками. Какие опыты можно провести с катушкой Тесла.

Содержание

Никола Тесла — гениальный изобретатель и провидец будущего

Никола Тесла по праву считается одним из величайших изобретателей в истории человечества. Его открытия и изобретения во многом определили развитие электротехники и радиотехники в XX веке и продолжают оказывать влияние на современные технологии.

Тесла родился в 1856 году в Австро-Венгрии (территория современной Хорватии). С юных лет он проявлял незаурядные способности в физике и математике. Получив техническое образование, Тесла работал инженером-электриком в Будапеште и Париже, а в 1884 году переехал в США.

Именно в Америке в полной мере раскрылся изобретательский талант Теслы. За свою жизнь он получил около 300 патентов на изобретения в различных областях техники. Среди его важнейших достижений:

Разработка многофазных систем переменного тока
Создание асинхронного электродвигателя
Изобретение радиоуправляемых устройств
Создание высокочастотного трансформатора (катушки Тесла)
Эксперименты по беспроводной передаче энергии

При этом многие идеи Теслы опережали свое время на десятилетия. Он предвидел развитие беспроводной связи, электромобилей, альтернативной энергетики. Некоторые его проекты до сих пор кажутся фантастическими.

Катушка Тесла — уникальное изобретение с необычными свойствами

Одним из самых известных и эффектных изобретений Николы Теслы является высокочастотный трансформатор, получивший название «катушка Тесла». Что же представляет собой это устройство и каковы его особенности?

Катушка Тесла — это резонансный трансформатор, способный генерировать высокое напряжение высокой частоты. Она была запатентована Теслой в 1891 году. Простейшая катушка Тесла состоит из двух катушек — первичной и вторичной, а также разрядника, конденсатора и терминала.

Принцип работы катушки Тесла основан на явлении резонанса в связанных колебательных контурах. При подаче на первичную обмотку импульсов тока во вторичном контуре возникают резонансные колебания, что приводит к появлению на терминале очень высокого напряжения — до нескольких миллионов вольт.

Удивительные эффекты, создаваемые катушкой Тесла

Катушка Тесла способна создавать впечатляющие визуальные эффекты, связанные с электрическими разрядами в воздухе. Какие явления можно наблюдать при работе этого устройства?

Стримеры — тонкие светящиеся разветвленные каналы, распространяющиеся от терминала катушки в воздух. Это видимая ионизация воздуха под действием сильного электрического поля.
Спарк — яркий искровой разряд между терминалом и заземленным предметом.

Коронный разряд — голубоватое свечение вокруг острых краев проводников, находящихся под высоким напряжением.
Дуговой разряд — мощная электрическая дуга между терминалом и близко расположенным заземленным объектом.

Работа катушки Тесла сопровождается характерным потрескиванием, вызванным множественными микроразрядами в воздухе. При достаточной мощности устройства возможно даже образование настоящих искусственных молний длиной до нескольких метров.

Области применения катушки Тесла в наши дни

Хотя изначально Тесла создавал свой трансформатор для экспериментов по беспроводной передаче энергии, сегодня катушки Тесла находят применение в самых разных сферах. Где используется это необычное устройство в наши дни?

В научных исследованиях для изучения высоковольтных и высокочастотных процессов
В медицине для физиотерапевтических процедур

В промышленности для тестирования высоковольтного оборудования
В образовании для демонстрации физических явлений
В развлекательных шоу и музыкальных представлениях
В киноиндустрии для создания спецэффектов

Кроме того, принципы работы катушки Тесла используются в современных беспроводных зарядных устройствах для мобильной электроники. А идеи Теслы о глобальной беспроводной передаче энергии продолжают вдохновлять ученых и изобретателей.

Как собрать простейшую катушку Тесла своими руками

Сборка катушки Тесла — увлекательный эксперимент, позволяющий на практике изучить принципы работы этого необычного устройства. Какие компоненты потребуются для создания простейшей катушки Тесла?

Первичная обмотка из толстого медного провода (5-10 витков)
Вторичная обмотка из тонкого провода (около 1000 витков)
Конденсатор
Разрядник (искровой промежуток)
Терминал (металлический шар или тороид)

Транзистор и резистор для управления
Источник питания

При сборке катушки важно правильно рассчитать параметры обмоток и согласовать резонансные частоты первичного и вторичного контуров. Это позволит добиться максимальной эффективности устройства.

Важно помнить, что даже небольшая катушка Тесла может генерировать опасно высокое напряжение. При работе с ней необходимо соблюдать все меры предосторожности.

Интересные эксперименты с катушкой Тесла

Катушка Тесла позволяет провести множество эффектных и познавательных опытов по электричеству. Какие эксперименты можно выполнить с помощью этого устройства?

Зажигание газоразрядных ламп на расстоянии без проводов
Демонстрация свечения различных инертных газов
Создание «молний» между терминалом и заземленным предметом

Демонстрация коронного разряда на острых предметах
Получение плазменных нитей и «огненных» фигур
Беспроводная передача энергии на небольшие расстояния

Эти опыты наглядно демонстрируют удивительные свойства высокочастотных токов высокого напряжения. Они позволяют лучше понять принципы работы катушки Тесла и области ее возможного применения.

Почему идеи Теслы актуальны и сегодня

Хотя со времен Николы Теслы прошло уже более века, многие его идеи и изобретения не теряют актуальности и в наши дни. Почему наследие великого изобретателя продолжает вдохновлять ученых и инженеров?

Тесла предвидел развитие беспроводных технологий, которые сегодня повсеместно используются
Его работы в области переменного тока заложили основу современной электроэнергетики
Эксперименты по беспроводной передаче энергии остаются перспективным направлением исследований

Многие идеи Теслы в области альтернативной энергетики сейчас воплощаются в жизнь
Изобретения вроде катушки Тесла позволяют по-новому взглянуть на привычные явления

Никола Тесла был не просто талантливым изобретателем, но и настоящим провидцем, сумевшим заглянуть в технологическое будущее человечества. Многие его идеи еще ждут своего часа и могут привести к новым прорывам в науке и технике.

Исследовательский проект «Катушка Тесла»

Титульный лист

Содержание

Введение………………………………………………………..…………

I. Теоретическая часть

I.1. Никола Тесла и его изобретения…………………..……

I.2. Схема установки катушки Тесла………………………….

II. Практическая часть

II.1. Расчет основных характеристик изготовленной катушки Тесла

II.2. Сборка катушки Тесла …………………..………………….

II.3. Экспериментальные опыты применения катушки Тесла….……

II.4. Современное применение идей Тесла…………………………..

III. Заключение………………………………………………….…………

IV. Список литературы……………………………………….………

V. Приложения………………………………………………….…….

Введение

Физика- удивительная наука, способная дать ответы на великое множество вопросов: от детских “Почему небо синее?” и до взрослых “Как происходит деление ядер?”.

Эта наука изучает всё, что нас окружает, а значит, что каждый найдет себе интересный раздел, который можно познать. Для меня таким разделом стала электродинамика с её многочисленными экспериментами, открытиями и яркими учеными. Я считаю, что нельзя представить себе 21 век без электричества и всех связанных с ним вещей: компьютера, стиральной машины, медицинских устройств и др. Поэтому я решил изучить истоки столь привычных нам приборов, в частности биографию и открытия гениального изобретателя из Сербии- Николы Тесла. Своими работами он поразил тогдашний мир, создал предпосылки для создания и использования сегодняшних электрических устройств. О том, что физик Никола Тесла был гениальным изобретателем и значительно опередил свое время, слышали многие. К сожалению, по ряду причин большинство его изобретений так и не увидели свет. Но одно из самых неоднозначных – катушка Тесла, сохранилось до наших времен и нашло применение в медицине, военной отрасли и световых шоу.

Одним из знаменитых изобретений Николы Тесла была катушка Тесла.

Это изобретение представляет собой резонансный трансформатор, который образует высокочастотное повышенное напряжение. В 1896 году на изобретение выдан патент, который имел название аппарата для образования электрического тока высокого потенциала и частоты.

Что такое катушка тесла? Катушка Тесла (КТ) – это резонансный трансформатор, создающий высокочастотный ток. Эксперименты с электричеством. Если рассуждать, ну что еще можно открывать и экспериментировать? Ведь сейчас без электричества человечество уже давно не мыслит своего существования. С помощью него работают все бытовые приборы, вся наша промышленность, медицинские приборы. Одно но, сам ток доходит к нам, увы, лишь по проводам. Это все очень далеко от того, что Никола Тесла мог делать более 100 лет назад, и чего современная физика и не может объяснить до сих пор- он включал и выключал электродвигатель дистанционно, в его руках сами собой загорались электрические лампочки. Современная физика достичь таких показателей просто не в состоянии.

Я решил сделать упрощенную версию катушки Тесла, чтобы наглядно рассмотреть принцип ее работы и провести несколько экспериментов, а также для того, чтобы продемонстрировать своему окружению увлекательную сторону физики.

Актуальность: в современных технологиях используют идеи и принципы Николы Тесла, а значит его изобретения можно применять в образовательных и популистских целях.

Объект исследования: катушка Тесла.

Предмет исследования: свойства катушки, ее электромагнитное поле.

Цель исследования: изготовление и проведение опытов с катушкой.

Главное предположение заключалось в том, что электромагнитное поле, окружающее катушку, достаточно мощное для того, чтобы передавать электрический ток по воздуху. Для того, чтобы убедиться в этом я собрал катушку Тесла и провел серию опытов с использованием разных видов лампочек.

Этапы исследования:

1) Теоретическое (изучение материалов по данной теме)

2) Практическое (изготовление катушки и проведение опытов)

Теоретическая часть.

Николо Тесла и его изобретения.

Что мы знаем о Николе Тесла и его работах? Простому обывателю деятельность Тесла безразлична и неинтересна. В школах и институтах о Тесла упоминается только когда говорят об одноименной единице индуктивности. Так общество «отблагодарило» великого практика за весь вклад, который он внес в развитие электротехники. Вся его деятельность окутана завесой таинственности, а многие просто считают его шарлатаном от науки. Попытаемся рассмотреть значимость «наследия» Тесла.

НИКОЛА ТЕСЛА — изобретатель в области электротехники и радиотехники, инженер, физик. Родился и вырос в Австро-Венгрии, в последующие годы в основном работал во Франции и США.

Также он известен как сторонник существования эфира: известны многочисленные его опыты и эксперименты, целью которых было показать наличие эфира как особой формы материи, поддающейся использованию в технике. Именем Н. Тесла названа единица измерения плотности магнитного потока. Современники-биографы считали Тесла «человеком, который изобрёл XX век» и «святым заступником» современного электричества. Ранние работы Тесла проложили путь современной электротехнике, его открытия раннего периода имели инновационное значение.

До 1882 года Тесла работал инженером-электриком в правительственной телеграфной компании в Будапеште. В феврале 1882 года Тесла придумал, как можно было бы использовать в электродвигателе явление, позже получившее название вращающегося магнитного поля. В свободное время Тесла работал над изготовлением модели асинхронного электродвигателя, а в 1883 году демонстрировал работу двигателя в мэрии Страсбурга.

6 июля 1884 года Тесла прибыл в Нью-Йорк. Он устроился на работу в компанию Томаса Эдисона в качестве инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока. Эдисон довольно холодно воспринимал новые идеи Тесла и всё более открыто высказывал неодобрение направлению личных изысканий изобретателя. Весной 1885 года Эдисон пообещал Тесле 50 тыс. долларов, если у него получится конструктивно улучшить электрические машины постоянного тока, придуманные Эдисоном. Никола активно взялся за работу и вскоре представил 24 разновидности машины Эдисона, новый коммутатор и регулятор, значительно улучшающие эксплуатационные характеристики. Одобрив все усовершенствования, в ответ на вопрос о вознаграждении Эдисон отказал Тесле. Оскорблённый Тесла немедленно уволился.

В 1888—1895 годах Тесла занимался исследованиями магнитных полей и высоких частот в своей лаборатории. Эти годы были наиболее плодотворными, именно тогда он запатентовал большинство своих изобретений.

В конце 1896 года Тесла добился передачи радиосигнала на расстояние 48 км.

В Колорадо Спрингс Тесла организовал небольшую лабораторию. Для изучения гроз Тесла сконструировал специальное устройство, представляющее собой трансформатор, один конец первичной обмотки которого был заземлён, а второй соединялся с металлическим шаром на выдвигающемся вверх стержне. К вторичной обмотке подключалось чувствительное самонастраивающееся устройство, соединённое с записывающим прибором. Это устройство позволило Николе Тесле изучать изменения потенциала Земли, в том числе и эффект стоячих электромагнитных волн, вызванный грозовыми разрядами в земной атмосфере. Наблюдения навели изобретателя на мысль о возможности передачи электроэнергии без проводов на большие расстояния.

Следующий эксперимент Тесла направил на исследование возможности самостоятельного создания стоячей электромагнитной волны. На огромное основание трансформатора были намотаны витки первичной обмотки. Вторичная обмотка соединялась с 60-метровой мачтой и заканчивалась медным шаром метрового диаметра. При пропускании через первичную катушку переменного напряжения в несколько тысяч вольт во вторичной катушке возникал ток с напряжением в несколько миллионов вольт и частотой до 150 тысяч герц.

При проведении эксперимента были зафиксированы грозоподобные разряды, исходящие от металлического шара. Длина некоторых разрядов достигала почти 4,5 метров, а гром был слышен на расстоянии до 24 км.

На основании эксперимента Тесла сделал вывод о том, что устройство позволило ему генерировать стоячие волны, которые сферически распространялись от передатчика, а затем с возрастающей интенсивностью сходились в диаметрально противоположной точке земного шара, где-то около островов Амстердам и Сен-Поль в Индийском океане.

В 1917 году Тесла предложил принцип действия устройства для радиообнаружения подводных лодок.

Одним из его самых знаменитых изобретений является Трансформатор (катушка) Тесла.

Трансформатор Тесла, также катушка Тесла — устройство, изобретённое Николой Тесла и носящее его имя. Является резонансным трансформатором, производящим высокое напряжение высокой частоты. Прибор был запатентован 22 сентября 1896 года как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».

Простейший трансформатор Тесла состоит из двух катушек — первичной и вторичной, а также разрядника, конденсаторов, тороида и терминала.

Первичная катушка обычно содержит несколько витков провода большого диаметра или медной трубки, а вторичная около 1000 витков провода меньшего диаметра. Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в который включён нелинейный элемент — разрядник.

Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора главным образом выполняют ёмкость тороида и собственная межвитковая ёмкость самой катушки. Вторичную обмотку часто покрывают слоем эпоксидной смолы или лака для предотвращения электрического пробоя.

Таким образом, трансформатор Тесла представляет собой два связанных колебательных контура, что и определяет его замечательные свойства и является главным его отличием от обычных трансформаторов.

После достижения между электродами разрядника напряжения пробоя, в нём возникает лавинообразный электрический пробой газа. Конденсатор разряжается через разрядник на катушку. Поэтому цепь колебательного контура, состоящего из первичной катушки и конденсатора, остаётся замкнутой через разрядник, и в ней возникают высокочастотные колебания. Во вторичной цепи возникают резонансные колебания, что приводит к появлению на терминале высокого напряжения.

Во всех типах трансформаторов Тесла основной элемент трансформатора — первичный и вторичный контуры — остается неизменным. Однако одна из его частей — генератор высокочастотных колебаний может иметь различную конструкцию.

I.2. Схема установки катушки Тесла

Резонансный генератор, катушка или трансформатор Тесла – гениальное изобретение великого сербского изобретателя, физика и инженера. Трансформатор состоит из двух катушек, у которых нет общего железного сердечника. На первичной обмотке должно быть не менее десятка витков толстой проволоки. На вторичную наматывают уже как минимум 1000 витков. Учтите, что катушка Тесла обладает таким коэффициентом трансформации, который в 10-50 раз больше, чем отношение количества витков на второй обмотке к первой. На выходе напряжение такого трансформатора может превышать несколько миллионов вольт. Именно это обстоятельство и обеспечивает возникновение зрелищных разрядов.

Изготовление катушки

Для сборки катушки были использованы:

1) Печатная плата (информация о плате)

2) Источник питания 9В(маркировка ?)

3) Медная проволока (диаметр и длина тонкой и толстой)

4) Резистор 3кОм

5) Транзистор (маркировка ?)

Собираем катушку по схеме (рис. 1).

1. Вторичная катушка. Небольшим кусочком скотча зафиксировать тонкий медный провод на шприце и произвести намотку, виток к витку. Высота катушки должна составлять 4-5 см (это 200-250 витков).

2. Первичная катушка. Обернуть вокруг шприца толстую медную проволоку.

3. Транзистор. Коллектор присоединяем к одному из концов провода первичной обмотки.

4. Резистор. Присоединяем одну ножку ко второму концу первичной обмотки, вторую ножку — к базе транзистора.

5. Подключение вторичной катушки. Вдеваем вторичную катушку в первичную. Торчащий провод вторичной катушки подсоединяем к базе транзистора.

Какая информация имеется из перечня ниже, либо другая информация по катушке ( то что возможно измерить или вычислить)

Расчет основных характеристик изготовленной катушки Тесла

Ø ЭДС: 24 В. Два аккумулятора от шуруповёрта по 12 В каждый.

Ø Сопротивление: R=50075 Ом. R= R₁+ R₂ (последовательное соединение) Внутренним сопротивлением источника, проводов, обмоток посчитано необходимым, пренебречь. 1)Переменный резистор (Реостат) 50 КОм. 2)Резистор 75 Ом.

Ø Сила тока: 0,5 мА. Рассчитано из закона Ома для полной цепи I= ЭДС/ R+r

и проверено амперметром.

Ø Частота колебаний: 200 МГц. Расчеты произведены при помощи CircutLab.

Ø Входное напряжение: 24 В.

Ø Выходное напряжение: ~2666,7 В.

Ø Коэффициент трансформации – это величина, равная отношению напряжений в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

K=U₁/U₂=N₁/N₂, где

N₁— число витков на первичной обмотке трансформатора

N2— число витков на вторичной обмотке трансформатора

U1 — напряжение на первичной обмотке трансформатора

U2— напряжение на вторичной обмотке трансформатора

при условии K < 1, U2 > U1, N2> N1 – повышающий трансформатор

при условии K >1, U1> U2, N1> N2 – понижающий трансформатор

K=U₁/U₂=24/2667=0,009 < 1 повышающий трансформатор

K= N₁/N₂=9/1000=0,009 < 1 повышающий трансформатор

Построим график зависимости выходного напряжения от числа витков вторичной катушки (Приложение 4). Из диаграммы видно, чем больше число витков на вторичной обмотке, тем больше выходное напряжение катушки.

Проведение опытов

Как было сказано ранее, одна из гипотез заключалась в том, сможет ли лампочка загореться, находясь в электромагнитном поле катушки, без проводов. Проведенные опыты совпали и теорией и лампочки действительно начали светиться (рис. 2-5).

Экспериментальные опыты применения катушки Тесла

С готовой катушкой Тесла можно провести ряд интересных опытов, соблюдая правила безопасности.

Во время работы катушка Тесла создаёт красивые эффекты, связанные с образованием различных видов газовых разрядов. Многие люди собирают катушки Тесла ради того, чтобы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления. В целом катушка Тесла производит несколько видов разрядов:

ü Спарк — это искровой разряд. Также имеет место особый вид искрового разряда — скользящий искровой разряд.

ü Стримеры — тускло светящиеся тонкие разветвленные каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщепленные от них свободные электроны. Протекает от терминала катушки прямо в воздух, не уходя в землю. Стример — это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая ВВ-полем трансформатора.

ü Коронный разряд — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструкции с сильной кривизной поверхности.

ü Дуговой разряд — образуется во многих случаях. Например, при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет, между ним и терминалом может загореться дуга

Работа резонансного трансформатора сопровождается характерным электрическим треском. Появление это связано с превращением стримеров в искровые каналы, который сопровождается резким возрастанием силы тока и энергии, выделяющейся в них.

С помощью изготовленной катушки Тесла демонстрирую множество красивых и эффектных экспериментов. Демонстрации с использованием трансформатора.

Какие из опытов возможно воспроизвести? Необходимо их выполнить и сделать фото или видео( фото обязательно).

Демонстрация №1. Демонстрация газовых разрядов. Стример, спарк, дуговой разряд.

Оборудование: катушка (трансформатор) Тесла, отвертка.

При включении катушки, с терминала начинает выходить разряд, который в длину 6-7 мм. (Приложение 5, Рис.7, 8).

Демонстрация №2. Демонстрация тлеющего разряда. Свечение спектральных трубок, наполненных инертными газами: гелием, водородом, неоном.

Оборудование: катушка (трансформатор) Тесла, набор спектральных трубок.

При поднесении этих ламп к катушке Тесла, мы будем наблюдать, как газ, которыми наполнены трубки, будет светиться (Приложение 6, Рис.9, 10,11).

Демонстрация №3. Демонстрация разряда в люминесцентной лампе и лампе дневного света (ЛДС).

Оборудование: катушка (трансформатор) Тесла, люминесцентная лампа, лампа дневного света.

Наблюдается разряд в люминесцентной лампе (Приложение 7, Рис.12, 13).

Демонстрация №4. Эксперимент с линейками.

Оборудование: катушка (трансформатор) Тесла, металлическая линейка, деревянная линейка.

При внесении металлической линейки в разряд стример ударяется об нее, при этом линейка остается холодной. При внесении деревянной линейки в разряд, стример быстро охватывает ее поверхность и через несколько секунд линейка загорается (Приложение 8, Рис.14, 15, 16).

Демонстрация №5. Эксперимент с бумагой.

Оборудование: катушка (трансформатор) Тесла, бумага.

При внесении бумаги в разряд, стример быстро охватывает ее поверхность и через несколько секунд бумага вспыхивает (Приложение 9, Рис.17).

Демонстрация №6. Эксперимент с венчиком.

Оборудование: катушка (трансформатор) Тесла, тонкий многожильный провод.

Разветвляем жилы, заранее припаиваем к терминалу (Приложение 10, рис.18).

Демонстрация №7. Дерево из плазмы.

Оборудование: катушка (трансформатор) Тесла, тонкий многожильный провод.

Разветвляем жилы, у заранее зачищенного от изоляции провода, и прикручиваем к терминалу (Приложение 11, Рис.19,20, 21, 22).

Современное применение идей Тесла

Переменный ток является основным способом передачи электроэнергии на большие расстояния.

Электрогенераторы являются основными элементами в генерации электроэнергии на ГЭС, АЭС, ТЭС и т. д.

Электродвигатели, впервые созданные Николой Тесла, используются во всех современных станках, электропоездах, электромобилях, трамваях, троллейбусах.

Радиоуправляемая робототехника получила широкое распространение не только в детских игрушках и беспроводных телевизионных и компьютерных устройствах (пульты управления), но и в военной сфере, в гражданской сфере, в вопросах военной, гражданской и внутренней, а также и внешней безопасности стран и т. п.

Беспроводные заряжающие устройства начинают использоваться для зарядки мобильных телефонов или ноутбуков.

Переменный ток, впервые полученный Тесла, является основным способом передачи электроэнергии на большие расстояния

Оригинальные современные противоугонные средства для автомобилей работают по принципу все тех же катушек.

Использование в развлекательных целях и шоу.

Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов, беспроводной передачи данных и беспроводной передачи энергии.

В фильмах эпизоды строятся на демонстрации трансформатора Тесла, в компьютерных играх.

В начале XX века трансформатор Тесла также нашёл популярное использование в медицине. Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые протекая по тонкому слою поверхности кожи, не причиняли вреда внутренним органам, оказывая при этом «тонизирующее» и «оздоравливающее» влияние.

Он используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах.

Заключение

Одной из самых ярких, интересных и неординарных личностей среди ученых-физиков является Никола Тесла. Почему-то его несильно жалуют на страницах школьных учебников физики, хотя без его трудов, открытий и изобретений трудно представить себе существование обыденных, казалось бы, вещей, таких как, например, наличие электротока в наших розетках. Подобно Ломоносову, Никола Тесла опередил своё время и не получил заслуженного признания при жизни, впрочем, и поныне его труды не оценены по достоинству.

Тесла удалось соединить в одном приборе свойства трансформатора и явление резонанса. Так был создан знаменитый резонанс-трансформатор, сыгравший огромную роль в развитии многих отраслей электротехники, радиотехники и широко известный под названием «трансформатора Тесла«.

Трансформатор (катушка) Тесла — удивительное устройство, позволяющее получить мощный интенсивный поток автоэлектронной эмиссии чрезвычайно экономичным способом. Однако его уникальные свойства и полезные применения далеко еще не исчерпаны.

Бесспорно, Никола Тесла является интересной фигурой с точки зрения на перспективу использования на практике его нетрадиционных идей. Сербскому гению удалось оставить заметный след в истории науки и техники.

Его инженерные разработки нашли применение в области электроэнергетики, электротехники, кибернетики, биофизике, медицине. Деятельность изобретателя окутана мистическими рассказами, среди которых надо выбрать именно те, в которых содержится правдивая информация, действительные исторические факты, научные достижения и конкретные результаты.

Вопросы, которыми занимался Никола Тесла, остаются актуальными и сегодня. Их рассмотрение позволяет творческим инженерам и студентам физических специальностей шире смотреть на проблемы современной науки, отказаться от шаблонов, научиться отличать правду от вымысла, обобщать и структурировать материал. Поэтому взгляды Н. Тесла можно считать актуальными ныне не только для исследований в области истории науки и техники, но как достаточно действенной средство поисковых работ, изобретение новых технологических процессов и использования новейших технологий.

В результате моих исследований гипотеза подтвердилась: вокруг катушки Тесла образуется электромагнитное поле огромной напряженности, способное передавать электрический ток беспроводным способом:

ü лампочки, наполненные инертным газом светятся вблизи катушки, следовательно, вокруг установки действительно существует электромагнитное поле высокой напряженности;

ü лампочки загорались сами по себе у меня в руках на определенном расстоянии, значит, электрический ток может передаваться без проводов.

Необходимо отметить и еще одну важную вещь: действие этой установки на человека: как Вы заметили при работе меня не било током: токи высокой частоты, которые проходят по поверхности человеческого организма не причиняют ему вреда, наоборот, оказывают тонизирующее и оздоровительное действие, это используется даже в современной медицине (из научно-популярной литературы). Однако надо заметить, что электрические разряды, которые Вы видели, имеют высокую температуру, поэтому долго ловить молнию руками не рекомендуется!

Никола Тесла заложил основы новой цивилизации третьего тысячелетия и его роль нуждается в переоценке. Только будущее даст настоящее объяснение явлению Теслы.

В ходе написания исследовательской работы по изучению катушки Теслы я собрал катушку и проделал с ее помощью несколько опытов по передачи электрического тока по воздуху. Теперь ее можно использовать в образовательных целях, для привлечения внимания людей к физике и ее изучению. Как было сказано ранее, даже спустя более ста лет идеи Николы Тесла не устарели, катушку можно использовать для поджога газоразрядных ламп.

В процессе сборки я столкнулся с некоторыми сложностями: не все модели работали исправно или работали вообще. Собирая одну модель за другой, в конечном итоге я нашел правильную комбинацию. Изображение одной из катушек, которая не подошла в Приложении (рис. 6).

Зачем Тесла ее изобрел? Согласно записям ученый работал над технологией беспроводной передачи электроэнергии. Вопрос крайне актуальный для всего человечества. В теории с помощью эфира две мощные КТ, размещенные в паре километров друг от друга, смогут передавать электричество. Для этого они должны быть настроены на одинаковую частоту. Также существует мнение, что КТ может стать своего рода вечным двигателем.

Внедрение данной технологии, возможно, сделает все имеющиеся сегодня АЭС, ТЭС, ГЭС и прочие просто ненужными. Человечеству не придется сжигать твердые ископаемые, подвергаться риску радиационного заражения, перекрывать русла рек. Но ответ на вопрос, почему никто не развивает данную технологию, остается открытым.

Список использованных источников и литературы

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Трансформатор_Тесла

Приложение

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

«Катушка Тесла — изобретение обогнавшее время»

МБОУ «СОШ с. Михайловское имени Героя Советского Союза А.М. Селютина»

Индивидуальный проект на тему:

«Катушка Тесла — изобретение обогнавшее время»

Работа ученика 11 «Б» класса

Бирагова Марата Арутюновича

Научный руководитель: преподаватель физики

Козаева Татьяна Анатольевна

г. Владикавказ, село Михайловское

2021-2022

Введение…………………………………………………………………………………………………….3

Глава 1. Биография ученого Николы Тесла………………………………………………….4

Электричество без проводов………………………………………………………………9

Глава 2. Катушка Теслы…………………………………………………………………………….13

Эксперимент. Создание катушки Тесла…………………………………………….17

Демонстрация устройства учащимся школы…………………………………..18

Применение идей Теслы в современном мире……………………………………19

Заключение……………………………………………………………………….20

Список используемой литературы и Интернет-ресурсов…………………………….21

Введение

(Слайд 2) Актуальность:

Проделанная работа направлена на более подробное изучение физики в целом, узнать много нового о деятельности великого ученого-физика и инженера Николы Тесла, понять и продемонстрировать работу и устройство катушки Тесла.

(Слайд 3) Цель проекта:

1. Собрать катушку Тесла, продемонстрировать ее работу, пронаблюдать физические электромагнитные явления катушки.

2. Узнать о создателе изобретения, узнать, как была изобретена катушка.

3. Провести несколько занимательных экспериментов с катушкой Тесла.

(Слайд 4) Гипотеза:

С помощью электромагнитных явлений катушки, возможно передавать ток беспроводным способом.

(Слайд 5) Задачи:

1. Изучить и проанализировать литературу о Николе Тесла и его достижениях в области физики.

2. Сделать презентацию с процессом создания катушки.

3. Ознакомить учащихся школы с проектом и презентацией.

4. Подвести итоги и сделать выводы.

Глава 1. Биография Николы Тесла

(Слайд 6) Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в Смиляне, Австрийская империя (ныне в Хорватии) — умер 7 января 1943 года в Нью-Йорке (США). Изобретатель в области электро- и радиотехники, инженер, а также физик. Родился и вырос в Австро-Венгрии, в последующие годы в работал во Франции и Соединенных Штатах Америки. В 1891 году получил гражданство США. По национальности — серб. Всемирно известен благодаря своему вкладу в создание устройств, работающих на переменном токе, многофазных систем и электродвигателя, позволивших совершить так называемый второй этап промышленной революции. Именем Н. Теслы названа единица измерения плотности магнитной индукции.

Отца семейства звали Милутин Тесла (1819-1879), являлся священником сербской православной церкви, мать звали Георгина Тесла (1822-1892). Никола был четвертым ребенком в семье. Всего в семье было пять детей: три дочери — Милка, Ангелина и Марица и два сына — Никола и его старший брат Дане.

Первый класс начальной школы Никола закончил в Смилянах, но после гибели старшего брата и повышения сана отца, семья переезжает в город Госпич, где заканчивает оставшиеся три класса начальной школы, а после и трехлетнюю гимназию, которую заканчивает в 1870 году. В 1875 году Никола поступает в высшее техническое училище в Граце, где начинает изучать электротехнику. Тесла устраивается преподавателем в гимназию в Госпиче, где он и учился, но эта работа его не устраивала. Вскоре при финансовой поддержке своих родственников в 1880 году он уезжает в Прагу, где поступает на философский факультет Пражского университета. После окончания первого семестра, Никола вынужден искать работу.

До 1882 года Тесла работал инженером-электриком в правительственной телеграфной компании в Будапеште, которая в то время занималась проведением телефонных линий и строительством центральной телефонной станции. В феврале 1882 года Тесла придумал, как можно было бы использовать в электродвигателе явление, позже получившее название вращающегося магнитного поля. Но работа в телеграфной компании не давала Тесле осуществить свои планы по созданию электродвигателя переменного тока. В конце 1882 года он устроился в Континентальную компанию Эдисона в Париже. В начале 1883 года компания направила Николу в Страсбург для решения ряда рабочих проблем. В свободное время Тесла работал над изготовлением модели асинхронного электродвигателя, а в 1883 году демонстрировал работу двигателя в мэрии Страсбурга.

Весной 1884 года работы в Страсбурге были закончены, и Тесла вернулся в Париж, ожидая от компании премии в размере 25 тыс. долларов. Попробовав получить причитающиеся ему премиальные, он понимает, что этих денег ему не видать и, оскорблённый, уволился.

6 июля 1884 года Тесла прибыл в Нью-Йорк. Он устроился на работу в компанию Томаса Эдисона в качестве инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.

Эдисон не воспринимал новые идеи Теслы и всё более часто и открыто высказывал неодобрение по поводу личной деятельности изобретателя. Весной 1885 года Эдисон пообещал Тесле 50 тыс. долларов (по тем временам сумма была внушительная, примерно эквивалентная 1 млн современных долларов), если у него получится конструктивно модифицировать электромашины постоянного тока, придуманные Томасом. Изобретатель активно взялся за работу и вскоре представил 24 разновидности машины Эдисона, которые были значительно улучшены предшествующих. Одобрив все усовершенствования, в ответ на вопрос о вознаграждении Эдисон отказал Николе (это была неудачная шутка Эдисона), оскорбившись, Тесла немедленно уволился.

Проработав всего год в компании Томаса Эдисона, Тесла приобрёл известность в деловых кругах. Узнав о его увольнении, группа электротехников предложила Николе организовать свою компанию, которая решала бы проблемы и вопросы, связанные с электрическим освещением. Проекты Теслы по использованию переменного тока их не устроили, и тогда они изменили первоначальное предложение, ограничившись лишь предложением разработать проект дуговой лампы для уличного освещения. Через год проект был завершен. Вместо денег предприниматели предложили изобретателю часть акций компании, созданной для эксплуатации новой лампы. Такой вариант не устроил изобретателя. Компания же в ответ решила избавиться от него, он был оклеветан и уволен.

В период с осени 1886 года до весны следующего года, Тесла был вынужден работать на подсобных работах, так как был в беднейшем положении. Там же он подружился с находившимся в подобной же ситуации инженером Брауном, который смог уговорить нескольких своих знакомых оказать небольшую финансовую поддержку Тесле. В апреле 1887 года, созданная на эти деньги «Тесла Арк Лайт Компани», начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами. Вскоре перспективность компании была доказана большими заказами из многих городов США. Первый заказ был получен почти случайно – Тесла вышел на муниципальные власти одного из районов Нью-Йорка и по очень соблазнительной цене предложил электрифицировать пока всего лишь одну улицу. Работа завершилась в рекордные сроки. Начальство осмотрело залитую ярким светом дуговых ламп улицу и осталось довольно. А спустя неделю рассыльный принёс в офис Теслы пухлый пакет. Это был проект договора на электрификацию ещё десятка улиц. Потихоньку известность компании Теслы приобретала более крупные масштабы. Заказы приходили не только из Нью-Йорка, но и из Филадельфии, Бостона, Чикаго. И Тесла изменил методику работы своей компании. Отныне «Тесла Арк Лайт Компани» не занималась монтажом систем освещения. Она лишь изготовляла готовые к монтажу комплекты оборудования, сопровождая их подробными инструкциями по установке. Жизнь молодого ученого стала налаживаться.

Вскоре для своей компании, Тесла снял дом для создания лаборатории в Нью-Йорке, которая была расположена рядом с одним из демонстрационных залов Эдисона, эта лаборатория занимала весь четвертый этаж шестиэтажного здания на Южной Пятой авеню, 33–35, которая сегодня носит название Вест-Бродвей. Между двумя компаниями развязалась острая конкурентная борьба, известная в Америке под названием «Война токов» (War of Currents). Одновременно Тесла поменял отель, переехав в «Астор-Хаус» — роскошное пятиэтажное строение в центре города, рядом с трамвайной линией.

В июле 1888 года известный американский промышленник Джордж Вестингауз выкупил у Теслы более 40 патентов, заплатив в среднем по 25 тыс. долларов за каждый. Вскоре Тесла съездил в Европу, где посетил Всемирную выставку 1889 года, которая проходила в Париже, там же он навестил свою мать и сестру.

В 1888-1895 годах Тесла занимался исследованиями магнитных полей высокой частоты в своей лаборатории. Эти годы были наиболее плодотворными: он получил множество патентов на изобретения. Руководство Американского института электроинженеров (American Institute of Electrical Engineers) пригласило Теслу прочитать лекцию о своих работах. 20 мая 1892 года он выступил перед аудиторией, включавшей выдающихся электротехников того времени, и имел большой успех.

13 марта 1895 года в лаборатории на Пятой авеню случился пожар, пламя уничтожило последние достижения ученого: механический осциллятор, стенд для испытаний новых ламп для электрического освещения, макет устройства для беспроводной передачи сообщений на далёкие расстояния и установку для исследования природы электричества. Благодаря финансовой поддержки Эдварда Адамса, Тесла добился передачи радиосигнала на расстояние 30 миль.

В мае 1899 года по приглашению местной электрической компании Тесла переехал в Колорадо-Спрингс в штате Колорадо.

Электричество без проводов

(Слайд 7) В Колорадо-Спрингс по заказу изобретателя построили 60-метровую антенну, с помощью которой Никола собирался экспериментировать с беспроводной передачей электричества. Но пока его башня, на которую с подозрением и опаской смотрели местные, только генерировала молнии — толщиной в руку и длиной более четырех метров.

«В Колорадо-Спрингс Тесла провел первые испытания беспроводной передачи электроэнергии. Он смог питать током, извлекаемым из Земли во время работы гигантского вибратора, 200 электрических лампочек накаливания, расположенных на расстоянии 42 километров от его лаборатории. Мощность каждой составляла 50 ватт, так что суммарный расход энергии составлял 10 кВт, или 13 л.с. Тесла был убежден, что с помощью более мощного вибратора он смог бы зажечь дюжину электрических гирлянд по 200 лампочек в каждой, разбросанных по всему земному шару» — выдержка из книги Джона О’Нейла — «Электрический Прометей». Известно по многочисленным фотографиям и описаниям очевидцев и помощников изобретателя, что представлял собой генератор энергии, передаваемой на 42 километра без проводов. То, что Тесла называл вибратором, было гигантским трансформатором его системы, имевшим первичную обмотку из нескольких витков толстого провода, намотанных на ограде диаметром 25 метров, и размещенную внутри нее многовитковую однослойную вторичную обмотку на цилиндре из диэлектрика. Первичная обмотка вместе с конденсатором, индукционной катушкой и искровым промежутком образовывала колебательный контур-преобразователь частоты.
Над трансформатором, располагавшимся в центре лаборатории, возвышалась деревянная башня высотой 60 метров, на кроне которой, возвышался большой медный шар. Один конец вторичной обмотки трансформатора соединялся с этим шаром, другой — заземлялся. Все устройство питалось от отдельной динамо-машины мощностью 300 л.с. В нем возбуждались электромагнитные колебания частотой 150 килогерц (длина волны 2000 метров). Рабочее напряжение в высоковольтной цепи составляло 30 000 В, а резонирующий потенциал шара достигал 100 000 000 В, порождая искусственные молнии длиной в десятки метров!

Осенью 1899 года Тесла вернулся в Нью-Йорк.

В 60 км севернее Нью-Йорка на острове Лонг-Айленд Никола Тесла приобрёл участок земли, граничащий с владениями Чарльза Вардена. Участок площадью 0,8 км² находился на значительном удалении от поселений. Здесь Тесла планировал построить лабораторию и научный городок. По его заказу архитектором В. Гроу был разработан проект радиостанции — 47-метровой деревянной каркасной башни с медным полушарием наверху. Сооружение подобной конструкции из дерева порождало множество сложностей: из-за массивного полушария центр тяжести здания сместился вверх, лишая конструкцию устойчивости. С трудом удалось найти строительную компанию, взявшуюся за реализацию проекта. Строительство башни завершилось в 1902 году. Тесла поселился в небольшом коттедже неподалёку. Изготовление необходимого оборудования затянулось, поскольку финансировавший его промышленник Джон Пирпонт Морган разорвал контракт после того, как узнал, что вместо практических целей по развитию электрического освещения Тесла планирует заниматься исследованиями беспроводной передачи электричества. Узнав о прекращении Морганом финансирования проектов изобретателя, другие промышленники также не захотели иметь с ним дела. Тесла вынужден был прекратить строительство, закрыть лабораторию и распустить штат сотрудников. Расплачиваясь с кредиторами, Тесла вынужден был продать земельный участок. Башня оказалась заброшенной и простояла до 1917 года, когда федеральные власти заподозрили, что немецкие шпионы используют её в своих целях. Недостроенный проект Теслы взорвали. После 1900 года Тесла получил множество других патентов на изобретения в различных областях техники: электрический счётчик, частотомер, ряд усовершенствований в радиоаппаратуре, паровых турбинах и т.д.

В 1915 году в газетах писали, что Тесла был номинирован на Нобелевскую премию по физике. 18 мая 1917 года Тесле была вручена медаль Эдисона, хотя сам он решительно отказывался от её получения. В том же году Тесла предложил принцип действия устройства для радиообнаружения подводных лодок. В 1917-1926 годах Никола Тесла работал в разных городах Америки. В 1934 году в журнале Scientific American была опубликована статья Теслы, вызвавшая широкий резонанс в научных кругах.

Осенью 1937 года в Нью-Йорке 81-летний Тесла вышел из отеля «Нью-Йоркер», чтобы, как обычно, покормить голубей у собора и библиотеки. Переходя улицу в паре кварталов от отеля, Тесла не смог увернуться от движущегося такси и упал, получив травму спины и перелом трёх рёбер. Тесла отказался от услуг врача, чему следовал и прежде, и так полностью не оправился. Происшествие вызвало острое воспаление легких, перешедшее в хроническую форму. Тесла оказался на несколько месяцев прикован к постели и смог снова встать в начале 1938 года.

Никола Тесла скончался в занимаемом им номере отеля «Нью-Йоркер» в ночь с 7 на 8 января 1943 года, на 87-м году жизни. Тело обнаружила 8 января горничная, которая вошла в комнату вопреки вывешенной Теслой ещё 5 января табличке «не беспокоить». 12 января тело кремировали, и урну с прахом установили на Фернклиффском кладбище в Нью-Йорке. В 1957 году она перенесена в Музей Николы Теслы в Белграде.

Тесла отличался экстравагантным характером и странными привычками. В него влюблялось много женщин, но он не отвечал взаимностью и не был женат. Придерживался убеждений, что семейная жизнь, рождение детей несовместимы с научной работой. Незадолго до смерти ученый признается, что отказ от личной жизни был неоправданной жертвой.

Глава 2. Катушка Теслы

(Слайд 8) Трансформатор Теслы, или катушка Теслы (англ. Tesla coil)— устройство, изобретённое Николой Теслой, которое является резонансным конденсатором, производящим высокое напряжение высокой частоты. Прибор был запатентован 22 сентября 1896 года как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».

Трансформатор Теслы основан на использовании резонансных стоячих электромагнитных волн в катушках. Его первичная обмотка содержит небольшое число витков и является частью искрового колебательного контура (электрическая цепь, содержащая катушку индуктивности, конденсатор и источник электрической энергии), включающего в себя также конденсатор и искровой промежуток. Вторичной обмоткой служит прямая катушка провода. При совпадении частоты колебаний колебательного контура первичной обмотки с частотой одного из собственных колебаний (стоячих волн) вторичной обмотки вследствие явления резонанса во вторичной обмотке возникнет стоячая электромагнитная волна и между концами катушки появится высокое переменное напряжение.

Работу резонансного трансформатора можно объяснить на примере обыкновенного маятника. Если его раскачивать в режиме принудительных колебаний, то максимально достигаемая амплитуда будет пропорциональна прилагаемому усилию. Если раскачивать в режиме свободных колебаний, то при тех же усилиях максимальная амплитуда вырастает многократно. Так и с катушкой Теслы — в роли маятника выступает вторичный колебательный контур, а в роли прилагаемого усилия — генератор. Их согласованность («подталкивание» строго в нужные моменты времени) обеспечивает первичный контур или задающий генератор (в зависимости от устройства).

Простейший трансформатор Теслы включает в себя входной трансформатор, катушку индуктивности, состоящую из двух обмоток — первичной и вторичной, разрядник (прерыватель, английский вариант Spark Gap) конденсатор, тороид (используется не всегда) и терминал.

Первичная обмотка обычно содержит всего несколько витков медной трубки или провода большого диаметра, а вторичная около 1000 витков провода меньшей площади сечения. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической (вертикальной). В отличие от обычных трансформаторов, здесь нет ферромагнитного сердечника. Таким образом, взаимоиндукция между двумя катушками гораздо меньше, чем у трансформаторов с ферромагнитным сердечником. Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в который включён нелинейный элемент — разрядник. Разрядник, в простейшем случае, обыкновенный газовый, представляет собой два массивных электрода с регулируемым зазором. Электроды должны быть устойчивы к протеканию больших токов через электрическую дугу между ними и иметь хорошее охлаждение.

Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора, главным образом, выполняют ёмкость тороида и собственная межвитковая ёмкость самой катушки. Вторичную обмотку часто покрывают слоем эпоксидной смолы или лака для предотвращения электрического пробоя.

Терминал может быть выполнен в виде диска, заточенного штыря или сферы и предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов большой длины.

Таким образом, катушка Теслы представляет собой два связанных колебательных контура, что и определяет его невероятные свойства и является главным его отличием от обычных трансформаторов. Для полноценной работы трансформатора эти два колебательных контура должны быть настроены на одну резонансную частоту. Обычно в процессе настройки подстраивают первичный контур под частоту вторичного путём изменения ёмкости конденсатора и числа витков первичной обмотки до получения максимального напряжения на выходе трансформатора. Во время работы катушка Теслы создаёт красивые впечатляющие эффекты. В целом катушка Теслы производит 4 вида разрядов:

(Слайд 9) Стример (от англ. Streamer) — тускло светящиеся тонкие разветвлённые каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Протекает от терминала (или от наиболее острых, искривлённых ВВ-частей) катушки прямо в воздух, не уходя в землю, так как заряд равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример — это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая ВВ-полем трансформатора.

(Слайд 10) Спарк (от англ. Spark) — это искровой разряд. Идёт с терминала (или с наиболее острых, искривлённых ВВ частей) непосредственно в землю или в заземлённый предмет. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвлённых полосок — искровых каналов. Также имеет место особый вид искрового разряда — скользящий искровой разряд.

(Слайд 11) Коронный разряд — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструкции с сильной кривизной поверхности.

(Слайд 12) Дуговой разряд — образуется во многих случаях. Например, при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет, между ним и терминалом может загореться дуга (иногда нужно непосредственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, отводя предмет на большее расстояние). Особенно это свойственно ламповым катушкам Теслы. Если катушка недостаточно мощна и надёжна, то спровоцированный дуговой разряд может повредить её компоненты.

Неверно считать, что трансформатор Тесла не имеет широкого практического применения. Он используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах. Тем не менее, основное его применение в наши дни — познавательно-эстетическое. В основном это связано со значительными трудностями при необходимости управляемого отбора высоковольтной мощности или тем более передачи её на расстояние от трансформатора, так как при этом устройство неизбежно выходит из резонанса, а также значительно снижается добротность вторичного контура . Выходное напряжение трансформатора Тесла может достигать нескольких миллионов вольт. Это напряжение в частоте минимальной электрической прочности воздуха способно создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь многометровую длину. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому трансформатор Тесла используется как декоративное изделие.

Теперь же, перейдем к созданию этого невероятного устройства!

(Слайд 13) Эксперимент. Создание катушки Теслы

(Слайд 14) Цели эксперимента:

Собрать действующую катушку Теслы.

Продемонстрировать ее свойства электромагнитного поля катушки.

(Слайд 15) Детали, которые нам потребуются:

Медный провод обмоточный, 32 метра, D0,2 мм

Медный провод обмоточный, 20 см, D1 мм

Биполярный транзистор NPN

Резистор 20-50 кОм

Шприц 20 мл

Колодка для батарейки

Батарейка крона

(Слайд 16-19) Сборка катушки Теслы (фото и видеоотчет в презентации).

Результаты эксперимента и итоги:

Действительно, при поднесении газовой мини-лампочки, она загорается и светится вблизи катушки, а из этого следует, что вокруг устройства существует электромагнитное поле. Гипотеза подтверждена!

Лампочка зажглась прямо у нас в руках, это значит, что электрический ток может передаваться без проводов.

Эксперимент проведен успешно!

Демонстрация устройства учащимся школы

Как было заявлено в «Задачах проекта» — продемонстрировать учащимся нашей школы работу катушки Теслы, а также ознакомить с биографией Николы Тесла и его изобретений.

(Слайд 20-22) Для демонстрации был выбран 8 «А» класс нашей школы.

Ребята проявили интерес к работе, отвечали на вопросы, а мы — на их.

Применение идей в современном мире:

Электрогенераторы, которые изобрел Никола Тесла, являются основными элементами в генерации электроэнергии на ГЭС, АЭС, ТЭС и т. д.

Электродвигатели используются во всех современных электропоездах, электромобилях, трамваях, троллейбусах

Беспроводные заряжающие устройства начинают использоваться для зарядки мобильных телефонов или ноутбуков.

Оригинальные современные противоугонные средства для автомобилей работают по принципу все тех же катушек.

Использование в развлекательных целях и в медицине.

Заключение

Одной из самых ярких, интересных и неоднозначных личностей среди ученых-физиков является Никола Тесла. Почему-то его несильно жалуют на страницах школьных учебников физики, хотя без его трудов, открытий и изобретений трудно представить себе существование обыденных, казалось бы вещей, таких как, например, наличие электротока в наших розетках. Никола Тесла опередил своё время и не получил заслуженного признания при жизни, впрочем, и поныне его труды не оценены по достоинству. Тесле удалось соединить в одном приборе свойства трансформатора и явление резонанса. Так был создан знаменитый резонанс-трансформатор, сыгравший огромную роль в развитии многих отраслей электротехники, радиотехники и широко известный под названием «трансформатора Теслы«.

Трансформатор Тесла — удивительное устройство, позволяющее получить мощный интенсивный поток автоэлектронной эмиссии чрезвычайно экономичным способом. Однако его уникальные свойства и полезные применения далеко еще не исчерпаны.

Бесспорно, Н. Тесла является интересной фигурой с точки зрения на перспективу использования на практике его нетрадиционных идей. Сербскому гению удалось оставить заметный след в истории науки и техники. Его инженерные разработки нашли применение в области электроэнергетики, электротехники, кибернетики, биофизике, медицине. Деятельность изобретателя окутана мистическими рассказами, среди которых надо выбрать именно те, в которых содержится правдивая информация, действительные исторические факты, научные достижения и конкретные результаты. Вопросы, которыми занимался Николай Тесла, остаются актуальными и сегодня. Их рассмотрение позволяет творческим инженерам и студентам физических специальностей шире смотреть на проблемы современной науки, отказаться от шаблонов, научиться отличать правду от вымысла, обобщать и структурировать материал. Поэтому взгляды Н. Тесла можно считать актуальными ныне не только для исследований в области истории науки и техники, но как достаточно действенной средство поисковых работ, изобретение новых технологических процессов и использования новейших технологий.

Литературные источники:

Надеждин Николай Яковлевич — «Никола Тесла. Секрет успеха»

Сейфер Марк — «Никола Тесла. Повелитель Вселенной»

Джон О’Нейл — «Электрический Прометей»

Интернет-ресурсы:

«Никола Тесла — биография» — https://stuki-druki.com/authors/Tesla.php

«Биография Тесла, Никола» — https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%81%D0%BB%D0%B0,_%D0%9D%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B0

«История изобретений. Как Никола Тесла изменил мир и умер в одиночестве» — https://tech.onliner.by/2017/04/23/nikola-tesla

«Электричество без проводов» — https://www.eprussia.ru/epr/31/2008.htm

«Трансформатор (катушка) Теслы» — https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80_%D0%A2%D0%B5%D1%81%D0%BB%D1%8B

«Никола Тесла» — https://24smi.org/celebrity/4623-nikola-tesla.html

Как сделать мини-катушку Тесла в домашних условиях

Если вы заинтересованы в создании собственной мини-катушки Тесла, то эта статья шаг за шагом покажет вам, как это сделать.

Сборка собственной мини-катушки Теслы — это очень практичный и увлекательный проект, в котором используются базовые материалы для создания необычного устройства, отлично подходящего для любителей науки и любителей любого возраста. В этом руководстве показано, как сделать мини-катушку Тесла в домашних условиях из основных материалов.

Никола Тесла был человеком со множеством загадок и архетипом того, что мы называем безумным ученым!

А ведь он был гениальным ученым, инженером и футуристом, разработавшим первую в мире гидроэлектростанцию на Ниагарском водопаде в сотрудничестве с Джорджем Вестингаузом.

Среди многих других изобретений он изобрел увеличительный передатчик и катушку Тесла.
Внес решающий вклад в мир науки, который наполняет мир вокруг нас, и заработал около 700 патентов за свою жизнь. 9
Принцип работы
Что нам нужно Тесла всегда был вдохновлен, чтобы принести беспроводной технологии в мире.
Хотел создать устройство, которое помещалось бы в руке и могло бы получать биржевые котировки и телеграммы, которые были зашифрованы в его лаборатории.
Много лет назад предложил идею современного смартфона.
Тесла изобрел знаменитую катушку Тесла – Высокочастотный аппарат, производящий ток очень высокого напряжения. Эта катушка построена со сложными схемами и поэтому широко используется.
Используемые материалы
Эмалированная медная проволока
Непроводящий цилиндрический объект, такой как труба из ПВХ или рулон картона
Транзистор MJE3055T с радиатором или транзистор 2N2222 (NPN)
Обычный провод для макета
Конденсатор
Батарея 9 В (или источник питания 5 В)
Картон или панированная плата
Сопротивление 22 кОм
Светодиод
Индикатор включения/выключения C5 9001 (опция)
Клеи
Тефлоновая лента
Винты, гайки и т. д.
*Ссылки на продукты являются партнерскими ссылками – ваша поддержка приветствуется
Инструкция по сборке
Шаги0063
Шаг 1 : Начнем с намотки вторичной обмотки. Этот шаг требует времени и терпения. В противном случае катушка не будет работать должным образом.
Начните с прорези в верхней части трубы из ПВХ или любого другого непроводящего цилиндрического предмета и намотайте эмалированный медный провод (также называемый магнитным проводом).
Повторное использование магнитных проводов, присутствующих в двигателях, трансформаторах или катушках реле. Лучше использовать более тонкую проволоку, чтобы на трубе можно было разместить больше витков. Зачистите концы трубы, чтобы сделать электрические контакты.
Позаботьтесь о следующих вещах:
Для достижения наилучших результатов намотайте катушки как можно туже.
Убедитесь в отсутствии зазоров на перекрывающихся проводах во время намотки.
Сделайте более 200 поворотов.
Закрепите катушку лентой после нескольких оборотов, чтобы она оставалась прочной.
Шаг 2 : Далее необходимо намотать первичную обмотку на трубу из ПВХ в 3-4 витка. Один его конец подключен к транзистору, а другой электрический контакт остается открытым.
Шаг 3: Теперь вам просто нужно следовать схеме, приведенной в следующем разделе, и соответствующим образом собрать материалы.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ : Это устройство производит очень высокое напряжение, и необходимо убедиться, что именно вы делаете. Не прикасайтесь к катушке в любой момент, когда переключатель включен.
Описание схемы
Компоненты схемы:
Выключатель
Батарея 9 В
Светодиодная лампа
2N2222A Транзистор
Сопротивление 22 кОм
Соединительный провод
Магнитный провод 22 SWG
Подсоедините сопротивление к клемме базы 2 Ом. Как упоминалось ранее, один конец вторичной катушки должен быть соединен с транзистором, а другой конец должен быть оставлен открытым.
Подсоедините клемму аккумулятора к первичной обмотке и базе транзистора через переключатель ВКЛ/ВЫКЛ, как показано на принципиальной схеме.
Подключите светодиодную лампочку для индикации уровня колеблющихся импульсов. Теперь перепроверьте все соединения.
Из-под вторичного змеевика медленно поднимите первичный змеевик к верхней части трубы. Остановитесь там, где светодиодная лампа имеет максимальное свечение. Если ваша лампочка вообще не светится, попробуйте переключить соединения на первичную катушку. Отметьте это место кусочком скотча и приклейте первичную обмотку навсегда.
Принцип работы
Катушка Тесла предназначена для получения очень высокого выходного напряжения на основе принципа, называемого резонанс . Чтобы достичь резонанса, первичная катушка имеет внутри себя большое количество электрического потока, который, в свою очередь, в нужное время передает вторичной катушке, чтобы максимизировать энергию. Мы можем связать это с определением идеального момента, чтобы столкнуть кого-то с качелей, чтобы он прыгнул как можно выше.
Теория катушки Тесла
Фундаментальная теория работы катушки Тесла электромагнитная индукция . Это означает, что небольшой ток возникает, когда проводник помещается в переменное магнитное поле. В случае этого устройства вторичная катушка действует как проводник, а первичная катушка создает переменное магнитное поле.
Как работает катушка Тесла
В катушке Теслы используется радиочастотный преобразователь. Батарея подключена к первичной катушке, а вторичная катушка подключена слабо, так что возникает резонанс. Параллельное соединение конденсатора с радиочастотным трансформатором действует как LC-контур. Это схема настройки, которая индуцирует сигналы на определенных частотах.
Конденсатор заряжается высоким напряжением, создаваемым трансформатором, которое разрушает воздух искрового промежутка, когда он достигает точки насыщения. Конденсатор генерирует огромное значение электрического потока через катушку Тесла, что приводит к высокому выходному напряжению.
Использование мини-катушек Теслы
Несмотря на то, что в наши дни не так много практических применений катушек Тесла, мы видим их во многих отраслях из-за простоты их работы для генерации высокого напряжения. Несмотря на то, что их заменили современные технологии в беспроводной телеграфии, радиопередатчиках, телевидении и т. д., они все еще используются во многих секторах.
Катушки Тесла широко используются в нефтегазовой промышленности, строительстве и т. д., они до сих пор инициируют сгорание топлива в транспортных средствах в качестве свечей зажигания. Они также используются для обнаружения утечек газа.
Опасны ли мини-катушки Теслы?
Напряжение переменного тока, создаваемое катушкой Теслы, не проходит через наши тела из-за его высокой частоты. Никакой боли не ощущается, но это может привести к серьезному повреждению нервов и тканей при прямом контакте с дугами. Таким образом, они являются опасным устройством, и при их сборке и последующем использовании необходимо соблюдать все меры предосторожности.
Отказ от ответственности : Этот пост содержит партнерские ссылки с Amazon. Партнерская ссылка означает, что при покупке по ссылке, представленной на этой странице, я получу небольшую реферальную плату БЕЗ каких-либо дополнительных затрат для вас. Я очень ценю ваше понимание и поддержку.
Музыкальная катушка Теслы «Сделай сам» Эталонный дизайн 1.0
Описание продукта

Дуги до 6 футов!
Секреты, секреты, секреты. Обычно это название игры, когда речь идет о передовой технологии DRSSTC. Если вы начали искать в Интернете и других источниках подробную информацию о конструкциях катушек Теслы DRSSTC средней и высокой мощности, вам, несомненно, не повезло найти что-либо очень полезное для создания собственного DRSSTC, кроме нескольких фотографий и кратких описаний. .
К счастью, мы решили эту проблему, выпустив очень подробный пакет эталонного проекта, который содержит всю необходимую информацию для проектирования и создания вашей собственной системы DRSSTC высокой мощности. Наши инженеры более двух лет работали над проектированием и определением характеристик высоконадежной системы DRSSTC коммерческого класса, способной воспроизводить до шести (6) футовых дуг и воспроизводить музыку с использованием соответствующего прерывателя MIDI. Мы прилагаем как схемы, так и механические чертежи первичной и вторичной катушек, чтобы у вас было все необходимое для воспроизведения этой невероятной системы DRSSTC. Мы также предоставляем полные списки деталей всех компонентов, которые легко доступны у многих различных поставщиков. Мы в Eastern Voltage Research также поставляем многие из этих компонентов и предлагаем их непосредственно вам. Это делает проектирование и заказ компонентов и расходных материалов для вашего DRSSTC простым нажатием нескольких кнопок на компьютере!
<noscript><img loading='lazy' src='/800/600/http/fsd.multiurok.ru/html/2018/02/01/s_5a736ca5c5599/img6.jpg' /></noscript> youtube.com/embed/TgF6YNx-qbk?rel=0&controls=0&showinfo=0″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>
Dual Reference Design 1.0 Катушки Теслы в действии, играя в Legend of Zelda
Как мы уже говорили ранее, наши инженеры потратили сотни часов на тестирование и усовершенствование этой конструкции, чтобы создать одну из самых высокоэффективных конструкций DRSSTC из когда-либо созданных. . Эта конструкция изначально создавалась для коммерческого и университетского использования, поэтому она чрезвычайно надежна по своей конструкции. Мы еще не сталкивались с отказом IGBT при использовании этой конструкции, и у нас буквально более 1000 часов работы на нашем исходном тестовом образце!
В этой конструкции рекомендуется использовать универсальный контроллер DRSSTC компании Eastern Voltage Research. Можно использовать сторонние универсальные драйверы DRSSTC, но мы не можем гарантировать их совместимость.
В комплект эталонного проекта входят:
Схемы, список деталей и механические чертежи, напечатанные на высококачественной бумаге 11×17.