Bobina Tesla și demonstrație de proprietăți incredibile

Câmp electromagnetic al bobinei Tesla

Cuprins

Introducere…………………………………………………………………..………..2 pag

Partea teoretică

Nikola Tesla și invențiile sale…………..…………............. 5 p.
Diagrama de instalare a bobinei Tesla…………………………………………..................8 p.

Partea practică

Ancheta sociologică în rândul studenților FSOSH Nr. 5 ... ... 8 p.
Ansamblul bobinei Tesla………….…..………….9 pagina
Calculul principalelor caracteristici ale bobinei Tesla fabricate 9 p.
Experimente experimentale cu utilizarea bobinei Tesla………11 pp.
Aplicarea modernă a ideilor lui Tesla…………………………..13 pp.
Reportaj foto și video al studiului………………..14 p.

Concluzie………………………………………………………….……..15 p.

Referințe…………………………………………………………….…..16 p.

Cereri………………………………………………….…….……….…..18 p.

Introducere

Aș putea împărți globul, dar niciodată

Nu o voi face.

Scopul meu principal a fost să evidențiez fenomene noi

și răspândiți idei care vor deveni

puncte de plecare pentru noi cercetări.

Nikola Tesla

« Am reușit în sfârșit să creez descărcări, a căror putere depășește cu mult puterea fulgerului. Ești familiarizat cu expresia „nu poți sări deasupra capului tău”? Este o iluzie. Un bărbat poate face orice”. În Anul Internațional al Luminii și Tehnologiilor Luminii, cred că merită amintit personalitatea legendară Nikola Tesla, iar semnificația unora dintre invențiile sale este contestată până astăzi. S-au spus multe lucruri diferite despre el, dar în cea mai mare parte oamenii, inclusiv eu, sunt unanimi în opinia lor - Tesla a făcut multe pentru dezvoltarea științei și tehnologiei pentru timpul său. Multe dintre brevetele sale au prins viață, în timp ce unele rămân încă dincolo de înțelegerea esenței. Dar principalele merite ale Tesla pot fi considerate studiul naturii electricității. Mai ales tensiune înaltă. Tesla și-a uimit prietenii și colegii cu experimente uimitoare în care a controlat generatoare de înaltă tensiune care generau sute, și uneori milioane de volți, fără dificultate și teamă. În anii 1900, Tesla putea transmite curent fără fire pe distanțe mari, obține un curent de 100 de milioane de amperi și o tensiune de 10 mii de volți. Și pentru a menține astfel de caracteristici pentru orice timp necesar. Pentru cei care locuiau lângă el, lumea se schimba, transformându-se într-un spațiu fabulos în care nimic nu trebuie surprins. Luminile nordice au fulgerat peste Atlantic, fluturii obișnuiți s-au transformat în licurici strălucitori, mingile de foc au fost scoase cu ușurință din valize și folosite pentru a ilumina camerele de zi. Experimentele sale s-au echilibrat întotdeauna în pragul răului și al binelui. Căderea meteoritului Tunguska, cutremurul de la New York, testarea unei arme monstruoase capabile să distrugă instantaneu armate întregi - asta e altceva, în afară de fluturi luminoși, se atribuie experimentelor lui Tesla. El a fost cel care a servit pentru mulți scriitori de science fiction drept imaginea unui profesor nebun, ale cărui invenții amenință să distrugă întreaga planetă. De fapt, nu știm nimic despre ce fel de persoană a fost Nikola Tesla, ce fel de erou ar trebui să devină pentru biografi, buni sau răi.

Fizica experimentală este de mare importanță în dezvoltarea științei. Mai bine să vezi o dată decât să auzi de o sută de ori. Nimeni nu va contrazice faptul că experimentul este un impuls puternic pentru înțelegerea esenței fenomenelor din natură. Poți admira natura fără să cunoști fizica. Dar este posibil să-l înțelegeți și să vedeți ce se ascunde în spatele imaginilor exterioare ale fenomenelor numai cu ajutorul științei exacte și efectuând un experiment. Astăzi putem spune cu certitudine că numai un fapt împlinit este de natură exactă, adică. experiență sau experiment, sau rezultatele unui proces natural, al cărui curs nu depinde de om. Doar rezultatul obținut prin cutare sau cutare acțiune rămâne de neclintit. După cum sa spus deja, aceasta este singura îndoială din ipoteză. Toata lumea stie astaorice ipoteză se sprijină pe trei piloni: rezultatul experimentului, descrierea și concluzia acestuia , care se bazează pe stereotipuri recunoscute (Anexa 1 ).

Experimente cu electricitate. Dacă te gândești bine, ce altceva mai poate fi descoperit și experimentat? La urma urmei, acum fără electricitate, omenirea nu și-a putut imagina de mult existența. Cu ajutorul acestuia funcționează toate aparatele de uz casnic, întreaga noastră industrie, dispozitivele medicale. Un lucru, însă, curentul în sine vine la noi, vai, doar prin fire. Toate acestea sunt foarte departe de ceea ce Nikola Tesla putea face cu mai bine de 100 de ani în urmă și pe care fizica modernă încă nu poate explica. Fizica modernă pur și simplu nu este capabilă să atingă astfel de indicatori. A pornit și oprit motorul electric de la distanță, în mâinile lui becurile electrice aprinse de la sine. Oamenii de știință moderni au atins doar pragul de 30 de milioane de amperi (în explozia unei bombe electromagnetice) și 300 de milioane într-o reacție termonucleară - și chiar și atunci, pentru o fracțiune de secundă.

Relevanţă constă în faptul că, în timpul nostru, entuziaștii și oamenii de știință ai lumii încearcă să repete experimentele unui om de știință genial și să le găsească aplicația. Nu voi intra în misticism, am încercat să fac ceva spectaculos după „rețetele” lui Tesla. Aceasta este o bobină Tesla. Văzând-o o dată, nu vei uita niciodată această priveliște incredibilă și uimitoare.

Obiectul de studiu: Bobina Tesla.

Subiect de studiu: Câmp electromagnetic al bobinei Tesla, descărcări de înaltă frecvență în gaz.

Scopul studiului: faceți o bobină Tesla de înaltă frecvență și efectuați experimente bazate pe instalația de funcționare asamblată.

Obiectul, subiectul și scopul studiului au condus la formularea următoareloripoteze: în jurul bobinei Tesla se formează un câmp electromagnetic de o intensitate enormă, capabil să transmită curent electric fără fir.

Sarcini:

Examinați literatura despre problema de cercetare.

Pentru a face cunoștință cu istoria invenției și principiul de funcționare al bobinei Tesla.

Găsirea pieselor și realizarea unei bobine Tesla.

Efectuați un sondaj sociologic în rândul elevilor din clasele 7-11 ale Școlii Gimnaziale Fedorov nr. 5.

Efectuați calcule ale caracteristicilor bobinei Tesla și experimente care să demonstreze funcționarea acesteia.

Pregătiți un reportaj foto și video despre munca depusă pentru familiarizarea elevilor din clasele 9-11.

Metode de cercetare:

Empiric: observarea descărcărilor electrice de înaltă frecvență într-un mediu gazos, cercetare, experiment.

Teoretic: Proiectarea bobinei Tesla, analiza literaturii, prelucrarea statistică a rezultatelor.

Etape de cercetare:

Partea teoretică. Studiul literaturii despre problema cercetării.

Partea practică. Realizarea unui transformator Tesla și demonstrarea proprietăților incredibile ale câmpului electromagnetic al unei bobine Tesla

Noutate: este că, la fel ca mulți inventatori experimentali, eu

pentru prima dată, după ce a studiat literatura științifică populară, a asamblat o bobină Tesla și, ca parte a Anului Internațional al Tehnologiilor Luminii și Luminii-2015, a efectuat o serie de experimente și a arătat astfel semnificația lucrărilor lui Tesla.

Semnificație practică: rezultatul muncii este de natură educațională, acest lucru va crește interesul studenților pentru un studiu aprofundat al unor subiecte precum fizica, tinerii cercetători în activități de cercetare și, eventual, pentru cineva va determina zona viitorului activitate.

Partea teoretică

eu .1.Nikola Tesla și invențiile sale

Ce știm despre Nikola Tesla și munca lui? Pentru un simplu profan, activitățile lui Tesla sunt indiferente și neinteresante. În școli și institute, Tesla este menționată doar atunci când se vorbește despre unitatea de inductanță cu același nume. Așa că societatea i-a „mulțumit” marelui practicant pentru tot ceea ce a contribuit la dezvoltarea ingineriei electrice. Toate activitățile sale sunt învăluite într-un văl de mister și mulți îl consideră pur și simplu un șarlatan din știință. Să încercăm să luăm în considerare semnificația „moștenirii” Tesla.

NIKOLA TESLA - Inventor în domeniul ingineriei electrice și radio, inginer, fizician. Născut și crescut în Austro-Ungaria, în anii următori a lucrat mai ales în Franța și SUA.

El este cunoscut și ca susținător al existenței eterului: sunt cunoscute numeroasele sale experimente și experimente, al căror scop a fost să arate prezența eterului ca formă specială de materie care poate fi folosită în tehnologie. Unitatea de măsură a densității fluxului magnetic este numită după N. Tesla. Tesla a fost considerată de biografii contemporani „omul care a inventat secolul al XX-lea” și „sfântul patron” al electricității moderne. Lucrările timpurii ale lui Tesla au deschis calea pentru inginerie electrică modernă, iar descoperirile sale timpurii au fost inovatoare.

Până în 1882, Tesla a lucrat ca inginer electrician pentru compania guvernamentală de telegraf din Budapesta. În februarie 1882, Tesla și-a dat seama cum să folosească fenomenul, numit mai târziu câmp magnetic rotativ, într-un motor electric. În timpul liber, Tesla a lucrat la fabricarea unui model de motor electric asincron, iar în 1883 a demonstrat funcționarea motorului la Primăria din Strasbourg.

Pe 6 iulie 1884, Tesla a sosit la New York. A luat un loc de muncă la Thomas Edison Company ca inginer reparator pentru motoare electrice și generatoare de curent continuu. Edison a perceput destul de rece noile idei ale lui Tesla și și-a exprimat din ce în ce mai deschis dezaprobarea față de direcția cercetării personale a inventatorului. În primăvara anului 1885, Edison i-a promis Tesla 50.000 de dolari dacă ar putea îmbunătăți constructiv mașinile electrice DC ale lui Edison. Nikola s-a pus repede pe treabă și a introdus în curând 24 de variante ale mașinii Edison, un nou comutator și regulator care a îmbunătățit considerabil performanța. După ce a aprobat toate îmbunătățirile, ca răspuns la o întrebare despre remunerație, Edison a refuzat Tesla. Insultă, Tesla și-a dat imediat demisia.

În 1888-1895, Tesla a fost angajat în cercetarea câmpurilor magnetice și a frecvențelor înalte în laboratorul său. Acești ani au fost cei mai rodnici, atunci a brevetat majoritatea invențiilor sale.

La sfârșitul anului 1896, Tesla a realizat transmisia radio pe o distanță de 48 km.

Tesla a înființat un mic laborator în Colorado Springs. Pentru a studia furtunile, Tesla a proiectat un dispozitiv special, care este un transformator, un capăt al înfășurării primare a căruia era împământat, iar celălalt a fost conectat la o bilă de metal pe o tijă care se extinde în sus. La înfășurarea secundară a fost conectat un dispozitiv sensibil cu auto-ajustare conectat la un dispozitiv de înregistrare. Acest dispozitiv i-a permis lui Nikola Tesla să studieze modificările potențialului Pământului, inclusiv efectul undelor electromagnetice staționare cauzate de descărcările de fulgere în atmosfera terestră. Observațiile l-au condus pe inventator la ideea posibilității de a transmite electricitate fără fire pe distanțe lungi.

Tesla și-a direcționat următorul experiment pentru a explora posibilitatea de a crea în mod independent o undă electromagnetică staționară. Pe baza uriașă a transformatorului erau spire înfăşurate ale înfăşurării primare. Înfășurarea secundară era conectată la un catarg de 60 de metri și se termina cu o bilă de cupru cu diametrul unui metru. Când o tensiune alternativă de câteva mii de volți a fost trecută prin bobina primară, în bobina secundară a apărut un curent cu o tensiune de câteva milioane de volți și o frecvență de până la 150 de mii de herți.

În timpul experimentului, au fost înregistrate descărcări asemănătoare unui fulger care emană dintr-o bilă de metal. Lungimea unor descărcări a ajuns la aproape 4,5 metri, iar tunetul s-a auzit la o distanță de până la 24 km.

Pe baza experimentului, Tesla a concluzionat că dispozitivul i-a permis să genereze unde staționare care s-au propagat sferic de la transmițător și apoi au converjat cu o intensitate crescândă într-un punct diametral opus de pe glob, undeva în apropierea insulelor Amsterdam și St. Paul din Oceanul Indian.

În 1917, Tesla a propus principiul de funcționare a unui dispozitiv pentru detectarea radio a submarinelor.

Una dintre cele mai faimoase invenții ale sale este transformatorul Tesla (bobina).

Transformatorul Tesla, cunoscut și sub numele de bobina Tesla, este un dispozitiv inventat de Nikola Tesla și care îi poartă numele. Este un transformator rezonant care produce tensiune înaltă la frecvență înaltă. Dispozitivul a fost brevetat la 22 septembrie 1896 ca „Aparat pentru producerea de curenți electrici de înaltă frecvență și potențial”.

Cel mai simplu transformator Tesla este format din două bobine - primar și secundar, precum și un eclator, condensatori, un toroid și un terminal.

Bobina primară conține de obicei mai multe spire de sârmă de diametru mare sau tub de cupru, iar secundara aproximativ 1000 de spire de sârmă de diametru mai mic. Bobina primară, împreună cu condensatorul, formează un circuit oscilator, care include un element neliniar - un eclator.

Bobina secundară formează, de asemenea, un circuit oscilator, unde rolul condensatorului este îndeplinit în principal de capacitatea toroidului și de propria capacitate interturn a bobinei în sine. Înfășurarea secundară este adesea acoperită cu un strat de epoxid sau lac pentru a preveni defecțiunea electrică.

Astfel, transformatorul Tesla constă din două circuite oscilatoare conectate, ceea ce determină proprietățile sale remarcabile și este principala sa diferență față de transformatoarele convenționale.

După atingerea tensiunii de defalcare între electrozii descărcătorului, în acesta are loc o defecțiune electrică asemănătoare avalanșei. Condensatorul este descărcat prin descărcător către bobină. Prin urmare, circuitul circuitului oscilator, constând dintr-o bobină primară și un condensator, rămâne închis prin eclator, iar în el apar oscilații de înaltă frecvență. În circuitul secundar apar oscilații rezonante, ceea ce duce la apariția unei tensiuni înalte la bornă.

În toate tipurile de transformatoare Tesla, elementul principal al transformatorului - circuitele primar și secundar - rămâne neschimbat. Cu toate acestea, una dintre părțile sale - generatorul de oscilații de înaltă frecvență - poate avea un design diferit.

eu .2. Diagrama de instalare a bobinei Tesla

Generatorul de rezonanță, bobina Tesla sau transformatorul este o invenție genială a marelui inventator, fizician și inginer sârb. Transformatorul este format din două bobine care nu au un miez comun de fier. Trebuie să existe cel puțin o duzină de spire de sârmă groasă pe înfășurarea primară. Cel puțin 1000 de spire sunt deja înfășurate pe secundar. Vă rugăm să rețineți că bobina Tesla are un raport de transformare care este de 10-50 de ori mai mare decât raportul dintre numărul de spire de pe a doua înfășurare față de prima. Tensiunea de ieșire a unui astfel de transformator poate depăși câteva milioane de volți. Tocmai această împrejurare asigură apariția unor descărcări spectaculoase, a căror lungime poate ajunge la câțiva metri deodată. Este foarte important: atât condensatorul, cât și înfășurarea primară trebuie, în ultimă instanță, să formeze un circuit oscilator specific intrând în stare de rezonanță cu înfășurarea secundară. Schema de instalare a bobinei Tesla presupune o putere curentă de 5-8 A. Valoarea maximă a acestei valori, care încă lasă o șansă de supraviețuire, este de 10 A. Deci, atunci când lucrați, nu uitați pentru o secundă de cele mai simple precauții.

Pe Internet, puteți găsi diferite opțiuni pentru fabricarea surselor de înaltă frecvență și tensiune. Am ales una dintre scheme (Anexa 2 ), care constă din:

Alimentare (220V - 24V)

Rezistor variabil

Rezistor

Bobina primara (9 spire)

Bobina secundara (1000 de spire)

tranzistor pe radiatorMJE 13007)

Partea practică

II .1 Ancheta sociologică în rândul elevilor claselor 7-11 FSOSH Nr.5

La sondaj au participat 325 de persoane. Au fost puse întrebări:

1 . Ați auzit despre invențiile lui Nikola Tesla (bobina Tesla)?

2. Ați dori să vedeți o serie de experimente folosind bobina Tesla?

După procesarea rezultatelor, rezultatul este următorul: 176 de studenți au auzit despre invențiile lui Tesla, 156 de studenți nu. 97 de persoane au văzut videoclipuri cu experimente pe Internet, 228 habar nu au cum arată bobina și aplicația ei. Toți cei 325 de studenți ar dori să vadă rezultatul cercetării și o serie de experimente folosind bobina Tesla.

II .2 Asamblarea bobinei Tesla

Să ne întoarcem la dispozitiv, care este acum cunoscut sub numele de transformator (bobină) Tesla. Peste tot în lume, „constructorii Tesla” reproduc anual numeroasele sale modificări.Scopul principal al majorității acestor radioamatori Tesla este obținerea de efecte de lumină și sunet. , realizat în experimente cu tensiune înaltă, care este prezentă la ieșirea bobinei de înaltă tensiune a transformatorului Tesla (TT). Mulți sunt, de asemenea, atrași de ideile Tesla pentru generarea de energie înaltă și și mai atractivă este încercarea de a crea un dispozitiv „over unity” (CE) bazat pe CT. Acesta este domeniul științei alternative.

Am asamblat singur instalația pe baza schemei (Anexa 2, Fig.1, 2, 3, 4, 5 ). O bobină înfășurată pe un cadru dintr-o țeavă de plastic (instalație) cu un diametru de 5 cm. Înfășurarea primară conține doar 9 spire, un fir cu diametrul de 1,5 mm, a fost folosit un fir de cupru cu un singur miez în izolație de cauciuc. Înfășurarea secundară conține 1000 de spire de sârmă de 0,1 mm. Înfășurarea secundară este înfășurată îngrijit, rând pe rând. Acest dispozitiv produce tensiune înaltă la frecvență înaltă. Bobina Tesla este un generator de curent demonstrativ de înaltă tensiune de înaltă frecvență. Dispozitivul poate fi folosit pentru a transmite fără fir curent electric pe distanțe lungi. Pe parcursul studiului, voi demonstra efectul bobinei Tesla pe care am făcut-o.(Anexa 3, Fig.6).

II.3 Calculul principalelor caracteristici ale bobinei Tesla fabricate

EMF: 24 V . Două baterii de la o șurubelniță, de 12 V fiecare.

Rezistenţă: R \u003d 50075 ohmi. R= R 1 + R 2 (conexiune în serie) Se consideră necesară rezistența internă a sursei, fire, înfășurări, neglijare. 1) Rezistor variabil (Reostat) 50 KΩ. 2) Rezistor de 75 ohmi.

Puterea curentă: 0,5 mA. Calculat din legea lui Ohm pentru un circuit completeu = EMF/ R + r

si verificat cu un ampermetru.

Frecvența de oscilație: 200 MHz . Calculele s-au făcut folosindCircutlab.

Tensiune de intrare: 24 V.

Tensiune de ieșire : ~2666,7 V.

Raportul de transformare - aceasta este o valoare egală cu raportul tensiunilor din înfășurările primare și secundare ale transformatorului.

K = U 1 / U 2 = N 1 / N 2 , Unde

N 1 - numărul de spire pe înfășurarea primară a transformatorului

N2 - numărul de spire pe înfășurarea secundară a transformatorului

U1 - tensiunea pe infasurarea primara a transformatorului

U2 - tensiunea pe infasurarea secundara a transformatorului

dat fiindK< 1, U2 >U1, N2> N1 - transformator de creștere

dat fiindK>1, U1>U2, N1>N2 - un transformator coborâtor

K = U 1 / U 2 =24/2667=0,009 < 1 transformator step-up

K = N 1 / N 2 = 9/1000=0,009 < 1 transformator step-up

Să diagramăm dependența tensiunii de ieșire de numărul de spire ale bobinei secundare (Anexa 4 ) . Diagrama arată că cu cât este mai mare numărul de spire pe înfășurarea secundară, cu atât este mai mare tensiunea de ieșire a bobinei.

CONCLUZIE: Descărcările bobinei nu sunt periculoase pentru corpul uman în timpul expunerii pe termen scurt, deoarece puterea curentului este neglijabilă, iar frecvența și tensiunea sunt prea mari.

II.4 Experimente experimentale cu utilizarea bobinei Tesla

Cu bobina Tesla finită, puteți efectua o serie de experimente interesante, respectând regulile de siguranță.. Pentru a efectua experimente, trebuie să aveți cablaje foarte fiabile, altfel problemele nu pot fi evitate. Puteți chiar să atingeți bobina de ieșire de înaltă tensiune cu o bucată de metal. De ce nu i se întâmplă nimic experimentatorului când atinge o sursă de tensiune de 250.000 V la o frecvență înaltă de 500 kHz? Răspunsul este simplu. Nikola Tesla a fost descoperit și acest secret „îngrozitor”. – curenții de înaltă frecvență la tensiuni înalte sunt siguri.

În timpul funcționării, bobina Tesla creează efecte frumoase asociate cu formarea diferitelor tipuri de descărcări de gaze. Mulți oameni colectează bobine Tesla pentru a vedea aceste fenomene impresionante și frumoase. În general, bobina Tesla produce mai multe tipuri de descărcări:

scânteie este o descărcare de scânteie. Există, de asemenea, un tip special de descărcare de scânteie - o descărcare de scânteie glisantă.

streamers - canale subțiri ramificate slab strălucitoare care conțin atomi de gaz ionizat și electroni liberi despărțiți de ei. Curge de la terminalul bobinei direct în aer fără a intra în pământ. Streamerul este, de fapt, ionizarea vizibilă a aerului (strălucirea ionilor) creată de câmpul HV al transformatorului.

descărcare corona - strălucirea ionilor de aer într-un câmp electric de înaltă tensiune. Creează o strălucire albăstruie frumoasă în jurul părților BB ale structurii cu o curbură puternică a suprafeței.

descărcare cu arc - format în multe cazuri. De exemplu, cu o putere suficientă a transformatorului, dacă un obiect împământat este adus aproape de terminalul său, se poate aprinde un arc între acesta și terminal.

Este interesant de observat că anumite substanțe chimice ionice aplicate terminalului de descărcare sunt capabile să schimbe culoarea descărcării. De exemplu, ionii de sodiu schimbă culoarea obișnuită a scânteii în portocaliu, bor în verde, mangan în albastru, litiu în purpuriu.

Funcționarea unui transformator rezonant este însoțită de un trosnet electric caracteristic. Această apariție este asociată cu transformarea streamerelor în canale de scânteie, care este însoțită de o creștere bruscă a puterii curentului și a energiei eliberate în ele.

Cu ajutorul bobinei Tesla fabricate, demonstrez multe experimente frumoase și spectaculoase. Demonstrație folosind un transformator.Să ne uităm la rânduri.

Demo #1 . Demonstrarea evacuărilor de gaze. Streamer, scânteie, descărcare cu arc.

Echipamente : bobină (transformator) Tesla, șurubelniță.

Când bobina este pornită, din terminal începe să iasă o descărcare, care în lungime6-7 mm. ( Anexa 5, Fig.7, 8 ).

Demo #2. Demonstrarea unei descărcări strălucitoare. Strălucirea tuburilor spectrale umplute cu gaze inerte: heliu, hidrogen, neon.

Echipamente : bobină (transformator) Tesla, un set de tuburi spectrale.

Când aducem aceste lămpi la bobina Tesla, vom observa cum va străluci gazul plin cu tuburi (Anexa 6, Fig.9, 10,11 ).

Demo #3. Demonstrarea unei descărcări într-o lampă fluorescentă și o lampă fluorescentă (LDS).

Echipamente : bobină (transformator) Tesla, lampă fluorescentă, lampă fluorescentă.

Se observă o descărcare într-o lampă fluorescentă (Anexa 7, Fig.12, 13 ).

Demo #4. Experimentați cu linii.

Echipamente : bobină (transformator) Tesla, riglă de metal, riglă de lemn.

Când o riglă de metal este introdusă în descărcare, streamerul îl lovește, în timp ce rigla rămâne rece. Când o riglă de lemn este introdusă în descărcare, streamerul își acoperă rapid suprafața și după câteva secunde rigla se aprinde.( Anexa 8, Fig.14, 15, 16 ).

Demo #5. Experiment pe hârtie.

Echipamente : bobină (transformator) Tesla, hârtie.

Când hârtie este introdusă în descărcare, streamerul își acoperă rapid suprafața și după câteva secunde hârtia clipește (Anexa 9, Fig.17 ).

Demo #6. Bate experimentul.

Echipamente

Ramificăm miezurile, le lipim la terminal în avans (Anexa 10, fig.18 ).

Demo #7. Arborele cu plasma.

Echipamente : bobină (transformator) Tesla, sârmă subțire.

Ramificăm firele, la firul dezbrăcat de izolație în prealabil, și îl fixăm pe terminal (Anexa 11, Fig.19,20, 21, 22 ).

Demonstrația #8. Motor ionic.

Echipamente : bobină (transformator) Tesla, placă-cruce.

Fixăm acul la terminalul transformatorului, instalăm placa transversală de sus în centru. După pornirea bobinei, streamers încep să iasă din cele 4 capete ale crucii și sub acțiunea lor placa începe să se rotească (Anexa 12, Fig.23).

II.5 Aplicarea modernă a ideilor lui Tesla

Curentul alternativ este principala modalitate de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi.

Generatoarele electrice sunt elementele principale în producerea energiei electrice la hidrocentrale, centrale nucleare, termocentrale etc.

Motoarele electrice, create pentru prima dată de Nikola Tesla, sunt folosite în toate mașinile-unelte moderne, trenurile electrice, mașinile electrice, tramvaiele, troleibuzele.

Robotica radiocontrolată s-a răspândit nu numai în jucăriile pentru copii și în dispozitivele de televiziune și computer fără fir (panouri de control), ci și în sfera militară, în sfera civilă, în chestiuni de securitate militară, civilă și internă, precum și externă a ţări, etc.

Încărcătoarele wireless încep să fie folosite pentru a încărca telefoanele sau.

Curentul alternativ, inițiat de Tesla, este principala modalitate de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi.

Produsele antifurt moderne originale pentru mașini funcționează pe principiul tuturor acelorași bobine.

Divertisment și utilizarea spectacolului.

Transformatorul a fost folosit de Tesla pentru a genera și propaga oscilații electrice care vizează controlul dispozitivelor la distanță fără fire, transmisie wireless de date și transmisie wireless de putere.

În filme, episoadele se bazează pe demonstrația transformatorului Tesla, în jocurile pe calculator.

La începutul secolului al XX-lea, transformatorul Tesla și-a găsit o utilizare populară în medicină. Pacienții au fost tratați cu curenți slabi de înaltă frecvență, care, curgând printr-un strat subțire al suprafeței pielii, nu dăunau organelor interne, exercitând în același timp un efect de „tonifiere” și „vindecare”.

Este folosit pentru a aprinde lămpile cu descărcare în gaz și pentru a găsi scurgeri în sistemele de vid.

Utilizarea sa principală astăzi este cognitivă și estetică. Acest lucru se datorează în principal dificultăților semnificative atunci când este necesar să scoateți puterea de înaltă tensiune într-o manieră controlată sau chiar mai mult să o transferați la o distanță de transformator, deoarece în acest caz dispozitivul iese inevitabil din rezonanță și factorul de calitate al circuitului secundar este de asemenea redus semnificativ.

Concluzie: este greșit să presupunem că bobina Tesla nu are o aplicație practică largă. Exemplele pe care le-am enumerat mai sus mărturisesc clar acest lucru. Cu toate acestea, utilizarea sa principală astăzi este cognitivă și estetică (Anexa 13, Fig.24 ).

II .6. Raport foto și video al studiului

În aplicația de reportaj foto, reportajul video este atașat lucrării pe suport electronic. Broșură-memo „Aplicarea modernă a ideilor lui Tesla”(Anexa 14).

Concluzie

Una dintre cele mai strălucitoare, interesante și extraordinare personalități dintre fizicieni esteNikola Tesla . Din anumite motive, el nu este foarte favorizat pe paginile manualelor școlare de fizică, deși fără lucrările, descoperirile și invențiile sale este greu de imaginat existența unor lucruri aparent obișnuite, cum ar fi, de exemplu, prezența curentului electric în prize. La fel ca și Lomonosov, Nikola Tesla a fost înaintea timpului său și nu a primit recunoașterea meritată în timpul vieții, cu toate acestea, nici astăzi lucrările sale nu sunt apreciate.

Tesla a reușit să combine proprietățile unui transformator și fenomenul de rezonanță într-un singur dispozitiv. Așa a fost creat faimosul transformator de rezonanță, care a jucat un rol imens în dezvoltarea multor ramuri ale ingineriei electrice, ingineriei radio și este cunoscut pe scară largă sub numele "transformator Tesla ".

Transformatorul (bobina) Tesla este un dispozitiv uimitor care vă permite să obțineți un flux intens puternic de emisie de câmp într-un mod extrem de economic. Cu toate acestea, proprietățile sale unice și aplicațiile utile sunt departe de a fi epuizate.

Fără îndoială, Nikola Tesla este o figură interesantă în ceea ce privește perspectiva de a-și folosi ideile neconvenționale în practică. Geniul sârb a reușit să lase o amprentă notabilă în istoria științei și tehnologiei.

Dezvoltarile sale de inginerie și-au găsit aplicații în domeniul energiei electrice, ingineriei electrice, ciberneticii, biofizicii și medicinei. Activitatea inventatorului este învăluită în povești mistice, dintre care se impune alegerea celor care conțin informații adevărate, fapte istorice reale, realizări științifice și rezultate specifice.

Problemele de care s-a ocupat Nikola Tesla rămân actuale și astăzi. Luarea în considerare a acestora permite inginerilor creativi și studenților specialităților fizice să arunce o privire mai amplă asupra problemelor științei moderne, să abandoneze șabloanele, să învețe să distingă adevărul de ficțiune, să generalizeze și să structureze materialul. Prin urmare, opiniile lui N. Tesla pot fi considerate relevante acum nu numai pentru cercetarea în domeniul istoriei științei și tehnologiei, ci ca un mijloc destul de eficient de muncă de căutare, inventarea de noi procese tehnologice și utilizarea celor mai recente. tehnologii.

În urma cercetărilor mele, ipoteza a fost confirmată:în jurul bobinei Tesla se formează un câmp electromagnetic de o intensitate enormă, capabil să transmită curent electric fără fir:

becurile umplute cu un gaz inert strălucesc lângă bobină, prin urmare, există într-adevăr un câmp electromagnetic de înaltă tensiune în jurul instalației;

becurile s-au aprins singure în mâinile mele la o anumită distanță, ceea ce înseamnă că curentul electric poate fi transmis fără fire.

Este necesar să remarcăm încă un lucru important: efectul acestei instalații asupra unei persoane: așa cum ați observat în timpul lucrului, nu am fost șocat: curenții de înaltă frecvență care trec pe suprafața corpului uman nu îi dăunează, asupra dimpotrivă, au un efect tonic și vindecator, acesta fiind folosit chiar și în medicina modernă (din literatura științifică populară). Totuși, trebuie menționat că descărcările electrice pe care le-ați văzut au o temperatură ridicată, așa că nu este recomandat să prindeți fulgerul cu mâinile pentru o perioadă lungă de timp!

Nikola Tesla a pus bazele unei noi civilizații a mileniului al treilea și rolul său trebuie reevaluat. Doar viitorul va da o explicație reală pentru fenomenul Tesla.

Transformator (bobină) Tesla (Tesla Coil, TC) este o bobină de înaltă frecvență transformator rezonant- două circuite oscilatorii acordate la aceeași frecvență de rezonanță. ÎN Puteți găsi multe exemple de implementări izbitoare ale acestui dispozitiv neobișnuit pe net.

O bobină fără miez feromagnetic, formată din multe spire de sârmă subțire, acoperită cu un tor, emite un fulger adevărat, impresionând spectatorii uluiți.

Din punctul de vedere al ingineriei electrice în sensul nostru primitiv, un transformator Tesla este o înfășurare primară și secundară, cel mai simplu circuit care furnizează energie înfășurării primare la frecvența de rezonanță a înfășurării secundare, dar tensiunea de ieșire crește de sute de ori. . Este greu de crezut, dar fiecare poate vedea singur.

Cum funcționează un transformator Tesla?

Bobina Tesla numit după inventatorul său Nikola Tesla(circa 1891). Istoria acestei invenții începe la sfârșitul secolului al XIX-lea, când genialul om de știință experimental Nikola Tesla, care lucra în SUA, și-a propus doar să învețe cum să transmită energie electrică pe distanțe lungi fără fire. Aparatul pentru obținerea de curenți de înaltă frecvență și potențial ridicat a fost brevetat de Tesla în 1896.

În ciuda faptului că există mai multe tipuri de bobine Tesla, toate au caracteristici comune.

Transformatorul Tesla este o jucărie grozavă pentru cei care doresc să facă așa ceva. Acest dispozitiv nu încetează să-i uimească pe alții cu puterea descărcărilor sale uriașe. Mai mult, procesul de construire a unui transformator este foarte interesant - nu se întâmplă adesea să fie combinate atât de multe efecte fizice într-un design simplu.

În ciuda faptului că Tesla în sine este foarte simplă, mulți dintre cei care încearcă să-l proiecteze nu înțeleg cum funcționează transformatorul Tesla.

Principiul de funcționare al transformatorului Tesla este similar cu funcționarea unuia convențional. Transformatorul Body este format din două înfășurări - primar (Lp) și secundar (Ls) (acestea sunt adesea numite „primar” și „secundar”). O tensiune alternativă este aplicată înfășurării primare și creează un câmp magnetic. Cu ajutorul acestui câmp, energia din înfășurarea primară este transferată în secundar.

fluctuațiile de tensiune într-un transformator Tesla

Tesla are trei caracteristici principale:

frecvența de rezonanță a circuitului secundar,
coeficientul de cuplare al înfășurărilor primare și secundare,
factorul de calitate al circuitului secundar.

Coeficientul de cuplare determină cât de repede este transferată energia de la înfășurarea primară la secundară, iar factorul de calitate determină cât de mult timp circuitul oscilator poate stoca energie.

Principalele părți și modele ale transformatorului Tesla

Design transformator Tesla

Toroid

Toroid - îndeplinește trei funcții.

Prima este reducerea frecvenței de rezonanță - acest lucru este relevant pentru SSTC și DRSSTC, deoarece semiconductorii de putere nu funcționează bine la frecvențe înalte.

Al doilea este acumularea de energie înainte de formarea unui streamer.

Streamerul este, de fapt, ionizarea vizibilă a aerului (strălucirea ionilor) creată de câmpul HV al transformatorului.

Cu cât toroidul este mai mare, cu atât se acumulează mai multă energie în el și, în momentul în care aerul pătrunde, toroidul dă această energie streamerului, crescând-o astfel. Pentru a profita de acest fenomen în Tesla cu pompare continuă, se folosește un tocător.

Al treilea este formarea unui câmp electrostatic care respinge streamerul din înfășurarea secundară a tesla. În parte, această funcție este îndeplinită de înfășurarea secundară în sine, dar toroidul îl poate ajuta bine. Tocmai din cauza repulsiei electrostatice a streamerului, acesta nu lovește calea cea mai scurtă către secundar.

Din utilizarea toroidilor, tesla-urile cu pompare în impulsuri - SGTC, DRSSTC și tesla-urile cu chopper vor beneficia cel mai mult. Un diametru exterior tipic al unui toroid este de două diametre secundare.

Toroidii sunt de obicei fabricați din aluminiu ondulat, deși există multe alte tehnologii

Înfășurarea secundară este partea principală a Tesla

Raportul tipic dintre lungimea unei înfășurări Tesla și diametrul acesteia este de 4:1 - 5:1.

Diametrul firului pentru înfășurarea Tesla este de obicei ales astfel încât 800-1200 de spire să se potrivească pe secundar.

ATENŢIE!

Nu înfășurați prea multe ture pe secundar cu un fir subțire. Bobinele de pe secundar ar trebui să fie amplasate cât mai aproape una de cealaltă.

Pentru a proteja împotriva zgârieturilor și ruperii spirelor, înfășurările secundare sunt de obicei lăcuite. Cel mai adesea, rășina epoxidică și lacul poliuretanic sunt folosite pentru aceasta. Lăcuirea trebuie făcută în straturi foarte subțiri. De obicei, pe secundar se aplică cel puțin 3-5 straturi subțiri de lac.

Ele înfășoară înfășurarea secundară pe conducte de aer (albe) sau, mai rău, țevi din PVC de canalizare (gri). Puteți găsi aceste țevi la orice magazin de hardware.

Inel de protectie

Inel de protectie - conceput pentru a se asigura ca streamerul, odata ajuns in infasurarea primara, nu dezactiveaza electronica. Această parte este instalată pe tesla dacă lungimea streamerului este mai mare decât lungimea înfășurării secundare. Este o bobină deschisă de sârmă de cupru (cel mai adesea, puțin mai groasă decât cea din care este realizată înfășurarea primară a transformatorului Tesla). Inelul de protecție este împământat la o masă comună cu un fir separat.

Înfășurare primară

Înfășurare primară - de obicei realizată din țeavă de cupru pentru aparatele de aer condiționat. Trebuie să aibă o rezistență foarte mică, astfel încât să poată trece un curent mare prin el. Grosimea tubului este de obicei aleasă cu ochiul, în marea majoritate a cazurilor, alegerea cade pe un tub de 6 mm. De asemenea, firele cu o secțiune transversală mai mare sunt folosite ca element primar.

În raport cu înfășurarea secundară, acesta este setat astfel încât să asigure coeficientul de cuplare dorit.

Joacă adesea rolul unui element de construcție în acele Tesla unde circuitul primar este rezonant. Punctul de conectare la primar se face mobil și prin deplasarea acestuia se modifică frecvența de rezonanță a circuitului primar.

Înfășurările primare sunt de obicei realizate cilindrice, plate sau conice. De obicei, primarul plat este utilizat în SGTC, conic în SGTC și DRSSTC și cilindric în SSTC, DRSSTC și VTTC.

împământare

Împământarea - destul de ciudat, este, de asemenea, o parte foarte importantă a Tesla. Foarte des pun întrebarea - unde lovesc streamerii? - streamers au lovit pământul!

Streamers închid curentul prezentat în imagine în albastru

Astfel, dacă împământarea este proastă, streamers-urile nu vor avea unde să meargă și vor trebui să lovească adze (scurtcircuit curentul), în loc să erupă în aer.

Prin urmare, atunci când puneți întrebarea, este necesară împământarea Tesla?

Împământarea pentru Tesla este o necesitate.

Există transformatoare Tesla fără înfășurare primară. Ele furnizează energie direct la capătul „împământat” al secundarului. Această metodă de a mânca se numește basefeed.

Uneori, un alt transformator Tesla este folosit ca sursă de alimentare de bază, această metodă de alimentare se numește „Magnifier” (Magnifier).

Există așa-numitele Tesla bipolare, ele diferă prin faptul că descărcarea nu are loc în aer, ci între cele două capete ale înfășurării secundare. Astfel, calea curentului poate fi închisă cu ușurință și nu este necesară împământarea.

Iată cele mai comune tipuri de bobine Tesla, în funcție de modul în care sunt conduse:

SGTC (SGTTs, Spark Gap Tesla Coil) - transformator Tesla pe eclator. Acesta este un design clasic, o schemă similară a fost folosită inițial de Tesla însuși. Un descărcător de supratensiune este utilizat aici ca element de comutare. În modelele de putere redusă, descărcătorul este format din două bucăți de sârmă groasă situate la o anumită distanță, iar în modelele mai puternice, descărcătoarele rotative complexe sunt utilizate folosind motoare. Transformatoarele de acest tip sunt realizate dacă este necesară doar o lungime mare a streamerului, iar eficiența nu este importantă.
VTTC (VTTC, Vacuum Tube Tesla Coil) - transformator Tesla pe un tub vid. Un tub radio puternic, de exemplu GU-81, este folosit aici ca element de comutare. Astfel de transformatoare pot funcționa continuu și pot produce descărcări destul de groase. Acest tip de sursă de alimentare este cel mai adesea folosit pentru a construi bobine de înaltă frecvență, care, datorită aspectului tipic al streamerelor lor, sunt numite „bobine torță”.
SSTC (SSTC, Solid State Tesla Coil) este un transformator Tesla în care semiconductorii sunt utilizați ca element cheie. De obicei, acestea sunt tranzistoare IGBT sau MOSFET. Acest tip de transformator poate funcționa continuu. Aspectul streamerelor create de o astfel de bobină poate fi foarte diferit. Acest tip de transformator Tesla este mai ușor de controlat, de exemplu, puteți reda muzică pe ele.
DRSSTC (DRSSTC, Dual Resonant Solid State Tesla Coil) este un transformator Tesla cu două circuite rezonante, aici se folosesc semiconductori ca chei, ca în SSTC. DRSSTC este cel mai dificil tip de transformatoare Tesla de gestionat și configurat.

Pentru a obține o funcționare mai eficientă și mai eficientă a transformatorului Tesla, schemele de topologie DRSSTC sunt utilizate, atunci când se realizează o rezonanță puternică în circuitul primar în sine, iar în secundar, respectiv, o imagine mai strălucitoare, un fulger mai lung și mai gros. (streamere).

Tipuri de efecte de la bobina Tesla

Descărcarea arcului – apare în multe cazuri. Este caracteristic transformatoarelor de lămpi.
Descărcarea corona este strălucirea ionilor de aer într-un câmp electric de tensiune crescută, formează o strălucire frumoasă albăstruie în jurul elementelor dispozitivului cu tensiune înaltă și, de asemenea, având o curbură mare a suprafeței.
Spark se mai numește și descărcare de scânteie. Curge de la terminal la sol, sau la un obiect împământat, sub forma unui mănunchi de benzi ramificate strălucitoare care dispar sau se schimbă rapid.
Streamers sunt canale subțiri de ramificare slab luminoase care conțin atomi de gaz ionizat și electroni liberi. Ele nu intră în pământ, ci curg în aer. Streamer este ionizarea aerului, formată din câmpul unui transformator de înaltă tensiune.

Acțiunea bobinei Tesla este însoțită de un trosnet de curent electric. Fluxurile se pot transforma în canale de scânteie. Acest lucru este însoțit de o creștere mare a curentului și a energiei. Canalul streamer se extinde rapid, presiunea crește brusc, astfel încât se formează o undă de șoc. Totalitatea unor astfel de valuri este ca un trosnet de scântei.

Aplicație practică a transformatorului Tesla

Tensiunea la ieșirea transformatorului Tesla ajunge uneori la milioane de volți, ceea ce formează descărcări electrice semnificative în aer lungi de câțiva metri. Prin urmare, astfel de efecte sunt folosite ca spectacol demonstrativ.

Bobina Tesla a găsit aplicații practice în medicină la începutul secolului trecut. Pacienții au fost tratați cu curenți de înaltă frecvență de putere redusă. Astfel de curenți curg pe suprafața pielii, au un efect vindecător și tonic, fără a dăuna organismului uman. Cu toate acestea, curenții puternici de înaltă frecvență au un efect negativ.

Transformatorul Tesla este utilizat în echipamentele militare pentru distrugerea rapidă a echipamentelor electronice dintr-o clădire, pe o navă, rezervor. În acest caz, un impuls puternic de unde electromagnetice este creat pentru o perioadă scurtă de timp. Ca urmare, tranzistoarele, microcircuitele și alte componente electronice se ard pe o rază de câteva zeci de metri. Acest dispozitiv este complet silentios. Există dovezi că frecvența curentă în timpul funcționării unui astfel de dispozitiv poate ajunge la 1 THz.

Uneori, în practică, un astfel de transformator este folosit pentru a aprinde lămpile cu descărcare în gaz, precum și pentru a căuta scurgeri în vid.

Efectele bobinei Tesla sunt uneori folosite în filmări, jocuri pe calculator.

În prezent, bobina Tesla nu a găsit o aplicație largă în practică în viața de zi cu zi.

Nou în transformatoarele Tesla

În prezent, problemele în care s-a angajat savantul Tesla rămân relevante. Luarea în considerare a acestor probleme problematice face posibil ca studenții și inginerii institutelor să privească problemele științei într-un mod mai larg, să structureze și să generalizeze materialul, să abandoneze gândurile stereotipe. Opiniile lui Tesla sunt relevante astăzi nu numai în tehnologie și știință, ci și pentru munca în noile invenții, aplicarea noilor tehnologii în producție. Viitorul nostru va da o explicație pentru fenomenele și efectele descoperite de Tesla. El a pus bazele celei mai noi civilizații pentru mileniul trei.

tranzistor de circuit transformator tesla

Circuitul transformatorului Tesla arată incredibil de simplu și constă din:

bobină primară din sârmă cu secțiune transversală de cel puțin 6 mm², aproximativ 5-7 spire;
o bobină secundară înfășurată pe un dielectric este un fir cu un diametru de până la 0,3 mm, 700-1000 de spire;
opritor;
condensator;
emițător de scântei.

Principala diferență dintre transformatorul Tesla și toate celelalte dispozitive este că nu folosește feroaliaje ca miez, iar puterea dispozitivului, indiferent de puterea sursei de alimentare, este limitată doar de puterea electrică a aerului. Esența și principiul de funcționare a dispozitivului este de a crea un circuit oscilator, care poate fi implementat în mai multe moduri:

Generator de oscilație de frecvență, construit pe baza unui eclator, a unui eclator.
Oscilator lampă.
pe tranzistori.

Video: Unde stătătoare într-un transformator Tesla, rezonanță, raport de transformare

Video: transformator DIY TESLA

Video: transformator Tesla

O explicație pas cu pas a procesului de asamblare și funcționare a unuia dintre cele mai puternice transformatoare Tesla din Rusia. Constructor: Boris Blotner

Câmp electromagnetic al bobinei Tesla

Introducere…………………………………………………………………..………..2 pag

Partea teoretică a lui Nikola Tesla și invențiile sale…………..…………............5 p. Diagrama de instalare a bobinei Tesla………………………… . ...........................8 p. Parte practică Ancheta sociologică în rândul studenților FSSh Nr. 5…… 8 p. Asamblarea bobinei Tesla…………….… .…..… ………......9 p. Calculul principalelor caracteristici ale bobinei Tesla produse 9 p. p. Reportaj foto și video al studiului………………..14 p.

Concluzie………………………………………………………….……..15 p.

Referințe…………………………………………………………….…..16 p.

Cereri………………………………………………….…….……….…..18 p.

Introducere

Aș putea împărți globul, dar niciodată

Nu o voi face.

Scopul meu principal a fost să evidențiez fenomene noi

și răspândiți idei care vor deveni

puncte de plecare pentru noi cercetări.

Nikola Tesla

„Am reușit în sfârșit să creez descărcări, a căror putere depășește cu mult puterea fulgerului. Ești familiarizat cu expresia „nu poți sări deasupra capului tău”? Este o iluzie. Un bărbat poate face orice”. În Anul Internațional al Luminii și Tehnologiilor Luminii, cred că merită să ne amintim de personalitatea legendară Nikola Tesla, iar sensul unora dintre invențiile sale este argumentat până în prezent. S-au spus multe lucruri diferite despre el, dar în cea mai mare parte oamenii, inclusiv eu, sunt unanimi în opinia lor - Tesla a făcut multe pentru dezvoltarea științei și tehnologiei pentru timpul său. Multe dintre brevetele sale au prins viață, în timp ce unele rămân încă dincolo de înțelegerea esenței. Dar principalele merite ale Tesla pot fi considerate studiul naturii electricității. Mai ales tensiune înaltă. Tesla și-a uimit prietenii și colegii cu experimente uimitoare în care a controlat generatoare de înaltă tensiune care generau sute, și uneori milioane de volți, fără dificultate și teamă. În anii 1900, Tesla putea transmite curent pe distanțe mari fără fire, obține un curent de 100 de milioane de amperi și o tensiune de 10 mii de volți. Și pentru a menține astfel de caracteristici pentru orice timp necesar. Pentru cei care locuiau lângă el, lumea se schimba, transformându-se într-un spațiu fabulos în care nimic nu trebuie surprins. Luminile nordice au fulgerat peste Atlantic, fluturii obișnuiți s-au transformat în licurici strălucitori, mingile de foc au fost scoase cu ușurință din valize și folosite pentru a ilumina camerele de zi. Experimentele sale s-au echilibrat întotdeauna în pragul răului și al binelui. Căderea meteoritului Tunguska, cutremurul de la New York, testarea unei arme monstruoase capabile să distrugă instantaneu armate întregi - asta e altceva, în afară de fluturi luminoși, se atribuie experimentelor lui Tesla. El a fost cel care a servit pentru mulți scriitori de science fiction drept imaginea unui profesor nebun, ale cărui invenții amenință să distrugă întreaga planetă. De fapt, nu știm nimic despre ce fel de persoană a fost Nikola Tesla, ce fel de erou ar trebui să devină pentru biografi, buni sau răi.

Fizica experimentală este de mare importanță în dezvoltarea științei. Mai bine să vezi o dată decât să auzi de o sută de ori. Nimeni nu va contrazice faptul că experimentul este un impuls puternic pentru înțelegerea esenței fenomenelor din natură. Poți admira natura fără să cunoști fizica. Dar este posibil să-l înțelegeți și să vedeți ce se ascunde în spatele imaginilor exterioare ale fenomenelor numai cu ajutorul științei exacte și efectuând un experiment. Astăzi putem spune cu certitudine că numai un fapt împlinit este exact în natură, adică experiența sau experimentul, sau rezultatele unui proces natural, al cărui curs nu depinde de om. Doar rezultatul obținut prin cutare sau cutare acțiune rămâne de neclintit. După cum sa spus deja, aceasta este singura îndoială din ipoteză. Toată lumea știe că orice ipoteză se sprijină pe trei piloni: rezultatul experimentului, descrierea și concluzia acestuia, care se bazează pe stereotipuri recunoscute (Anexa 1).

Relevanța constă în faptul că, în timpul nostru, entuziaștii și oamenii de știință ai lumii încearcă să repete experimentele unui om de știință genial și să le găsească aplicația. Nu voi intra în misticism, am încercat să fac ceva spectaculos după „rețetele” lui Tesla. Aceasta este o bobină Tesla. Văzând-o o dată, nu vei uita niciodată această priveliște incredibilă și uimitoare.

Obiect de studiu: bobina Tesla.

Obiectul cercetării: Câmp electromagnetic al bobinei Tesla, descărcări de înaltă frecvență în gaz.

Scopul studiului: fabricarea unei bobine Tesla de înaltă frecvență și efectuarea experimentelor bazate pe instalația de funcționare asamblată.

Obiectul, subiectul și scopul studiului au condus la formularea următoarei ipoteze: în jurul bobinei Tesla se formează un câmp electromagnetic de intensitate enormă, capabil să transmită curent electric fără fir.

Examinați literatura despre problema de cercetare. Pentru a face cunoștință cu istoria invenției și principiul de funcționare al bobinei Tesla. Găsirea pieselor și realizarea unei bobine Tesla. Efectuați un sondaj sociologic în rândul elevilor din clasele 7-11 ale Școlii Gimnaziale Fedorov nr. 5. Efectuați calcule ale caracteristicilor bobinei Tesla și experimente care să demonstreze funcționarea acesteia. Pregătiți un reportaj foto și video despre munca depusă pentru familiarizarea elevilor din clasele 9-11.

Metode de cercetare:

Empiric: observarea descărcărilor electrice de înaltă frecvență într-un mediu gazos, cercetare, experiment. Teoretic: proiectarea bobinei Tesla, analiza literaturii, prelucrarea statistică a rezultatelor.

Etape de cercetare:

Partea teoretică. Studiul literaturii despre problema cercetării. Partea practică. Realizarea unui transformator Tesla și demonstrarea proprietăților incredibile ale câmpului electromagnetic al unei bobine Tesla

Noutate: constă în faptul că, la fel ca mulți inventatori experimentali, I

pentru prima dată, după ce a studiat, a asamblat o bobină Tesla și, ca parte a Anului Internațional al Tehnologiilor Luminii și Luminii-2015, a efectuat o serie de experimente și a arătat astfel importanța lucrărilor lui Tesla.

Semnificație practică: rezultatul muncii este de natură educațională, acest lucru va permite, creșterea interesului studenților pentru un studiu aprofundat al unor subiecte precum fizica, tinerii cercetători - și, eventual, pentru cineva va determina domeniul de activitate viitoare.

Partea teoretică

I.1.Nikola Tesla și invențiile sale

Ce știm despre Nikola Tesla și munca lui? Pentru un simplu profan, activitățile lui Tesla sunt indiferente și neinteresante. În școli și institute, Tesla este menționată doar atunci când se vorbește despre unitatea de inductanță cu același nume. Așa că societatea i-a „mulțumit” marelui practicant pentru toată contribuția pe care a adus-o la dezvoltarea ingineriei electrice. Toate activitățile sale sunt învăluite într-un văl de mister și mulți îl consideră pur și simplu un șarlatan din știință. Să încercăm să luăm în considerare semnificația „moștenirii” Tesla.

NIKOLA TESLA - un inventator în domeniul ingineriei electrice și radio, inginer, fizician. Născut și crescut în Austro-Ungaria, în anii următori a lucrat mai ales în Franța și SUA.

El este cunoscut și ca susținător al existenței eterului: sunt cunoscute numeroasele sale experimente și experimente, al căror scop a fost să arate prezența eterului ca formă specială de materie care poate fi folosită în tehnologie. dacă se numește densitatea fluxului magnetic. Tesla a fost considerată de biografii contemporani „omul care a inventat secolul al XX-lea” și „sfântul patron” al electricității moderne. Lucrările timpurii ale lui Tesla au deschis calea pentru inginerie electrică modernă, iar descoperirile sale timpurii au fost inovatoare.

Până în 1882, Tesla a lucrat ca inginer electrician pentru compania guvernamentală de telegraf din Budapesta. În februarie 1882, Tesla și-a dat seama cum să folosească fenomenul, numit mai târziu câmp magnetic rotativ, într-un motor electric. În Tesla, a lucrat la fabricarea unui model de motor electric asincron, iar în 1883 a demonstrat funcționarea motorului la Primăria din Strasbourg.

1884 Tesla a ajuns la New York. A luat un loc de muncă la Thomas Edison Company ca inginer reparator pentru motoare electrice și generatoare de curent continuu. Edison a perceput destul de rece noile idei ale lui Tesla și și-a exprimat din ce în ce mai deschis dezaprobarea față de direcția cercetării personale a inventatorului. În primăvara anului 1885, Edison i-a promis Tesla 50.000 de dolari dacă ar putea îmbunătăți constructiv mașinile electrice DC ale lui Edison. Nikola s-a pus repede pe treabă și a introdus în curând 24 de variante ale mașinii Edison, un nou comutator și regulator care a îmbunătățit considerabil performanța. După ce a aprobat toate îmbunătățirile, ca răspuns la o întrebare despre remunerație, Edison a refuzat Tesla. Insultă, Tesla și-a dat imediat demisia.

La sfârșitul anului 1896, Tesla a realizat transmisia radio pe o distanță de 48 km.

În 1917, Tesla a propus principiul de funcționare a unui dispozitiv pentru detectarea radio a submarinelor.

Una dintre cele mai faimoase invenții ale sale este transformatorul Tesla (bobina).

Transformatorul Tesla, cunoscut și sub numele de bobina Tesla, este un dispozitiv inventat de Nikola Tesla și care îi poartă numele. Este un transformator rezonant care produce tensiune înaltă la frecvență înaltă. Dispozitivul a fost brevetat în 1896 ca „Aparatură pentru producerea de curenți electrici de înaltă frecvență și potențial”.

Cel mai simplu transformator Tesla este format din două bobine - primar și secundar, precum și un eclator, condensatori, un toroid și un terminal.

I.2. Diagrama de instalare a bobinei Tesla

Generatorul de rezonanță, bobina Tesla sau transformatorul este o invenție genială a marelui inventator, fizician și inginer sârb. Transformatorul este format din două bobine care nu au un miez comun de fier. Trebuie să existe cel puțin o duzină de spire de sârmă groasă pe înfășurarea primară. Cel puțin 1000 de spire sunt deja înfășurate pe secundar. Vă rugăm să rețineți că bobina Tesla are un raport de transformare care este de 10-50 de ori mai mare decât raportul dintre numărul de spire de pe a doua înfășurare față de prima. Tensiunea de ieșire a unui astfel de transformator poate depăși câteva milioane de volți. Tocmai această împrejurare asigură apariția unor descărcări spectaculoase, a căror lungime poate ajunge la câțiva metri deodată. Este foarte important: atât condensatorul, cât și înfășurarea primară trebuie, în ultimă instanță, să formeze un circuit oscilator specific intrând în stare de rezonanță cu înfășurarea secundară. K Schema de instalare a bobinei Tesla presupune o putere curentă de 5-8 A. Valoarea maximă a acestei valori, care încă lasă o șansă de supraviețuire, este de 10 A. Deci, atunci când lucrați, nu uitați pentru o secundă de cele mai simple precauții.

Pe Internet, puteți găsi diferite opțiuni pentru fabricarea surselor de înaltă frecvență și tensiune. Am ales una dintre scheme (Anexa 2), care constă în:

Alimentare (220V - 24V) Rezistor variabil Rezistor Bobina primara (9 spire) Bobina secundara (1000 spire) Tranzistor pe radiator (MJE 13007) Parte practica

II.1 Ancheta sociologică în rândul elevilor claselor 7-11 FSOSH Nr.5

La sondaj au participat 325 de persoane. Au fost puse întrebări:

1. Ați auzit despre invențiile lui Nikola Tesla (bobina Tesla)?

2. Ați dori să vedeți o serie de experimente folosind bobina Tesla?

II.2 Ansamblu bobine Tesla

Să ne întoarcem la dispozitiv, care este acum cunoscut sub numele de transformator (bobină) Tesla. Peste tot în lume, „constructorii Tesla” reproduc anual numeroasele sale modificări. Scopul principal al majorității acestor radioamatori Tesla este obținerea efectelor de lumină și sunet obținute în experimente cu tensiune înaltă, care este prezentă la ieșirea bobinei de înaltă tensiune a transformatorului Tesla (TT). Mulți sunt, de asemenea, atrași de ideile Tesla pentru generarea de energie înaltă și și mai atractivă este încercarea de a crea un dispozitiv „over unity” (CE) bazat pe CT. Acesta este domeniul științei alternative.

Am asamblat singur instalația pe baza diagramei (Anexa 2, Fig. 1, 2, 3, 4, 5). O bobină înfășurată pe un cadru dintr-o țeavă de plastic (instalație) cu un diametru de 5 cm. Înfășurarea primară conține doar 9 spire, un fir cu diametrul de 1,5 mm, a fost folosit un fir de cupru cu un singur miez în izolație de cauciuc. Înfășurarea secundară conține 1000 de spire de sârmă de 0,1 mm. Înfășurarea secundară este înfășurată îngrijit, rând pe rând. Acest dispozitiv produce tensiune înaltă la frecvență înaltă. Bobina Tesla este un generator de curent demonstrativ de înaltă tensiune de înaltă frecvență. Dispozitivul poate fi folosit pentru a transmite fără fir curent electric pe distanțe lungi. Pe parcursul studiului, voi demonstra efectul bobinei Tesla pe care am realizat-o (Anexa 3, Fig. 6).

II.3 Calculul principalelor caracteristici ale bobinei Tesla fabricate

EMF: 24 V. Două baterii de la o șurubelniță, de 12 V fiecare. Rezistenta: R=50075 Ohm. R= R1+ R2 (conexiune serială) Rezistența internă a sursei, fire, înfășurări este considerată necesară, de neglijat. 1) Rezistor variabil (Reostat) 50 KΩ. 2) Rezistor de 75 ohmi. Puterea curentului: 0,5 mA. Calculat din legea lui Ohm pentru un circuit complet I= EMF/ R+r

si verificat cu un ampermetru.

Frecvența de oscilație: 200 MHz. Calculele au fost făcute folosind CircutLab.

Tensiune de intrare: 24 V. Tensiune de ieșire: ~2666,7 V. Raportul de transformare este o valoare egală cu raportul tensiunilor din înfășurările primare și secundare ale transformatorului.

K=U1/U2=N1/N2, unde

N1 - numărul de spire pe înfășurarea primară a transformatorului

N2 este numărul de spire pe înfășurarea secundară a transformatorului

sub condiția K< 1, U2 >U1, N2> N1 - transformator step-up

cu condiția K>1, U1> U2, N1> N2 - transformator coborâtor

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

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

Să graficăm dependența tensiunii de ieșire de numărul de spire ale bobinei secundare (Anexa 4). Diagrama arată că cu cât este mai mare numărul de spire pe înfășurarea secundară, cu atât este mai mare tensiunea de ieșire a bobinei.

CONCLUZIE: descărcările bobinei nu sunt periculoase pentru corpul uman în timpul expunerii pe termen scurt, deoarece puterea curentului este neglijabilă, iar frecvența și tensiunea sunt prea mari.

II.4 Experimente experimentale cu utilizarea bobinei Tesla

Cu bobina Tesla finită, puteți efectua o serie de experimente interesante, respectând regulile de siguranță. Pentru a efectua experimente, trebuie să aveți cablaje foarte fiabile, altfel problemele nu pot fi evitate. Puteți chiar să atingeți bobina de ieșire de înaltă tensiune cu o bucată de metal. De ce nu i se întâmplă nimic experimentatorului când atinge o sursă de tensiune de 250.000 V la o frecvență înaltă de 500 kHz? Răspunsul este simplu. Nikola Tesla a descoperit și acest secret „îngrozitor” - curenții de înaltă frecvență la tensiuni înalte sunt siguri.

O scânteie este o descărcare de scânteie. Există, de asemenea, un tip special de descărcare de scânteie - o descărcare de scânteie glisantă. Streamerele sunt canale ramificate subțiri, slab strălucitoare, care conțin atomi de gaz ionizat și electroni liberi despărțiți de ei. Curge de la terminalul bobinei direct în aer fără a intra în pământ. Streamerul este, de fapt, ionizarea vizibilă a aerului (strălucirea ionilor) creată de câmpul HV al transformatorului. Descărcarea corona este strălucirea ionilor de aer într-un câmp electric de înaltă tensiune. Creează o strălucire albăstruie frumoasă în jurul părților BB ale structurii cu o curbură puternică a suprafeței. Descărcarea arcului - formată în multe cazuri. De exemplu, cu o putere suficientă a transformatorului, dacă un obiect împământat este adus aproape de terminalul său, se poate aprinde un arc între acesta și terminal.

Este interesant de observat că anumite substanțe chimice ionice aplicate terminalului de descărcare sunt capabile să schimbe culoarea descărcării. De exemplu, ionii de sodiu schimbă culoarea obișnuită a scânteii în portocaliu, iar borul - în verde, manganul - în albastru, litiu - în purpuriu.

Cu ajutorul bobinei Tesla fabricate, demonstrez multe experimente frumoase și spectaculoase. Demonstrație folosind un transformator. Să ne uităm la rânduri.

Demo #1. Demonstrarea evacuărilor de gaze. Streamer, scânteie, descărcare cu arc.

Echipament: bobina Tesla (transformator), șurubelniță.

Când bobina este pornită, din terminal începe să iasă o descărcare, care are 6-7 mm lungime. (Anexa 5, Fig.7, 8).

Demo #2. Demonstrarea unei descărcări strălucitoare. Strălucirea tuburilor spectrale umplute cu gaze inerte: heliu, neon.

Echipament: bobină Tesla (transformator), un set de tuburi spectrale.

Când aducem aceste lămpi la bobina Tesla, vom observa cum va străluci gazul cu care sunt umplute tuburile (Anexa 6, Fig. 9, 10.11).

Demo #3. Demonstrarea unei descărcări într-o lampă fluorescentă și o lampă fluorescentă (LDS).

Echipament: bobina Tesla (transformator), lampă fluorescentă, lampă fluorescentă.

Se observă o descărcare într-o lampă fluorescentă (Anexa 7, Fig. 12, 13).

Demo #4. Experimentați cu linii.

Echipament: bobină Tesla (transformator), riglă metalică, riglă din lemn.

Demo #5. Experiment pe hârtie.

Echipament: bobina (transformator) Tesla, hartie.

Când hârtia este introdusă în descărcare, streamer-ul își acoperă rapid suprafața și după câteva secunde hârtia se erupe (Anexa 9, Fig. 17).

Demo #6. Bate experimentul.

Ramificăm miezurile, le lipim în prealabil la terminal (Anexa 10, Fig. 18).

Demo #7. Arborele cu plasma.

Echipament: bobină Tesla (transformator), sârmă subțire.

Ramificăm miezurile, la firul dezbrăcat de izolație în prealabil, și îl fixăm pe terminal (Anexa 11, Fig. 19.20, 21, 22).

Demonstrația #8. Motor ionic.

Echipament: bobina (transformator) Tesla, placa-cruce.

Fixăm acul la terminalul transformatorului, instalăm placa transversală de sus în centru. După pornirea bobinei, din cele 4 capete ale crucii încep să iasă banderole și sub acțiunea lor placa începe să se rotească (Anexa 12, Fig. 23).

II.5 Aplicarea modernă a ideilor lui Tesla

Curentul alternativ este principala modalitate de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi.

Generatoarele electrice sunt elementele principale în generarea de energie electrică la hidrocentrale, centrale termice etc. Motoarele electrice, create pentru prima dată de Nikola Tesla, sunt folosite în toate mașinile-unelte moderne, trenurile electrice, vehiculele electrice, tramvaiele, troleibuzele. Robotica radiocontrolată s-a răspândit nu numai în jucăriile pentru copii și în dispozitivele de televiziune și computer fără fir (panouri de control), ci și în sfera militară, în sfera civilă, în probleme de securitate militară, civilă și internă, precum și externă a țări, etc. Încărcătoarele wireless încep să fie folosite pentru a încărca telefoane mobile sau laptop-uri.

Curentul alternativ, inițiat de Tesla, este principala modalitate de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi.

Produsele antifurt moderne originale pentru mașini funcționează pe principiul tuturor acelorași bobine. Divertisment și utilizarea spectacolului. Transformatorul a fost folosit de Tesla pentru a genera și propaga oscilații electrice care vizează controlul dispozitivelor la distanță fără fire, transmisie wireless de date și transmisie wireless de putere. În filme, episoadele se bazează pe demonstrația transformatorului Tesla, în jocurile pe calculator. La începutul secolului al XX-lea, transformatorul Tesla și-a găsit o utilizare populară în medicină. Pacienții au fost tratați cu curenți slabi de înaltă frecvență, care, curgând printr-un strat subțire al suprafeței pielii, nu dăunau organelor interne, exercitând în același timp un efect de „tonifiere” și „vindecare”. Este folosit pentru a aprinde lămpile cu descărcare și pentru a găsi scurgeri în sisteme. Utilizarea sa principală astăzi este cognitivă și estetică. Acest lucru se datorează în principal dificultăților semnificative atunci când este necesar să scoateți puterea de înaltă tensiune într-o manieră controlată sau chiar mai mult să o transferați la o distanță de transformator, deoarece în acest caz dispozitivul iese inevitabil din rezonanță și factorul de calitate al circuitului secundar este de asemenea redus semnificativ.

Concluzie: este greșit să presupunem că bobina Tesla nu are o aplicație practică largă. Exemplele pe care le-am enumerat mai sus mărturisesc clar acest lucru. Cu toate acestea, utilizarea sa principală astăzi este cognitivă și estetică (Anexa 13, Fig. 24).

II.6. Raport foto și video al studiului

În aplicația de reportaj foto, reportajul video este atașat lucrării pe suport electronic. Broșură-memo „Aplicarea modernă a ideilor lui Tesla” (Anexa 14).

Concluzie

Una dintre cele mai strălucitoare, mai interesante și extraordinare personalități dintre fizicieni este Nikola Tesla. Din anumite motive, el nu este foarte favorizat pe paginile manualelor școlare de fizică, deși fără lucrările, descoperirile și invențiile sale este greu de imaginat existența unor lucruri aparent obișnuite, cum ar fi, de exemplu, prezența curentului electric în prize. La fel ca și Lomonosov, Nikola Tesla a fost înaintea timpului său și nu a primit recunoașterea meritată în timpul vieții, cu toate acestea, nici astăzi lucrările sale nu sunt apreciate.

Tesla a reușit să combine proprietățile unui transformator și fenomenul de rezonanță într-un singur dispozitiv. Astfel, a fost creat faimosul transformator de rezonanță, care a jucat un rol imens în dezvoltarea multor ramuri ale ingineriei electrice, ingineriei radio și este cunoscut pe scară largă ca „transformatorul Tesla”.

Dezvoltarile sale de inginerie și-au găsit aplicații în domeniul ingineriei electrice, ciberneticii și medicinei. Activitatea inventatorului este învăluită în povești mistice, dintre care se impune alegerea celor care conțin informații adevărate, fapte istorice reale, realizări științifice și rezultate specifice.

Problemele de care s-a ocupat Nikola Tesla rămân actuale și astăzi. Luarea în considerare a acestora permite inginerilor creativi și studenților specialităților fizice să arunce o privire mai amplă asupra problemelor științei moderne, să abandoneze șabloanele, să învețe să distingă adevărul de ficțiune, să generalizeze și să structureze materialul. Prin urmare, punctele de vedere ale lui N. Tesla pot fi considerate relevante astăzi nu numai pentru cercetarea în domeniul istoriei științei și tehnologiei, ci ca un mijloc destul de eficient de muncă de căutare, inventarea proceselor și utilizarea noilor tehnologii.

În urma cercetărilor mele, ipoteza a fost confirmată: în jurul bobinei Tesla se formează un câmp electromagnetic de intensitate enormă, capabil să transmită curent electric fără fir:

becurile umplute cu un gaz inert strălucesc lângă bobină, prin urmare, există într-adevăr un câmp electromagnetic de înaltă tensiune în jurul instalației; becurile s-au aprins singure în mâinile mele la o anumită distanță, ceea ce înseamnă că curentul electric poate fi transmis fără fire.

Nikola Tesla a pus bazele unei noi civilizații a mileniului al treilea și rolul său trebuie reevaluat. Doar viitorul va da o explicație reală pentru fenomenul Tesla.

Transformator Tesla DIY

Modelul nostru de lucru al unui transformator Tesla de casă în acțiune

1. Descriere: Bobinele Tesla sunt cel mai simplu transformator, constând din două bobine fără un miez comun. Înfășurarea primară (primar) are mai multe (3-10) spire de sârmă groasă. Înfășurarea secundară (de înaltă tensiune) conține mult mai multe spire, de ordinul a 1000. Transformatorul Tesla are un raport de transformare de 10-50 de ori mai mare decât raportul dintre numărul de spire ale înfășurării secundare și numărul de spire ale primar. Tensiunea de ieșire a unui transformator Tesla poate atinge câteva milioane de volți. Această tensiune la frecvența de rezonanță este capabilă să creeze descărcări electrice impresionante în aer, care pot avea o lungime considerabilă, în funcție de putere desigur.

utilizarea celei mai simple bobine Tesla în viața de zi cu zi.

2. Invenție: „Transformator Tesla”în forma pe care o cunoaștem, a fost rezultatul unuia dintre experimentele din Colorado Springs (SUA) care a avut loc în 1899. Precursorul invenției a fost descoperirea făcută de Nikola Tesla în 1888 a fenomenului unui câmp magnetic rotativ și construcția unui generator electric de frecvențe înalte și de microunde. În 1891, omul de știință creează un transformator rezonant, care face posibilă obținerea unei tensiuni de înaltă frecvență cu o amplitudine de până la câteva milioane de volți. În cercetările sale, Nikola Tesla a demonstrat posibilitatea creării unei unde electromagnetice staționare. Invenția în sine pare foarte simplă și necomplicată în exterior, de fapt, cel mai complex lucru despre transformatorul Tesla este circuitul de alimentare pentru înfășurarea primară a transformatorului.

3. Experimentează: lucrând cu o bobină uriașă, Tesla a mers până la construirea unui întreg turn înalt de câteva zeci de metri, care a fost încoronat cu o emisferă mare de cupru, iar când instalația a fost pornită, au apărut descărcări de scântei lungi de până la patruzeci de metri. Fulgerele au fost însoțite de bubuituri de tunete, audibile pe 24 de kilometri. În jurul turnului propriu-zis, în timpul funcționării acestuia, ardea o minge uriașă de lumină. Mergând pe stradă, oamenii s-au ferit înspăimântați de groază, văzând scântei sărind între picioarele lor și pământ. Caii au primit șocuri electrice prin potcoave de fier. Pe multe obiecte metalice, inclusiv mult îndepărtate, au apărut halouri albastre - „focurile Sfântului Elmo”.

Turnul Wardenclyffe la laboratorul lui Nikola Tesla 1901-1917 - primul turn de telecomunicații fără fir

Omul care a pus în scenă toată această fantasmagorie electrică în 1899 din laboratorul său din Colorado Springs nu a intenționat să sperie deloc oamenii. Scopul lui a fost altul și a fost atins: la douăzeci și cinci de mile de turn, în aplauzele observatorilor, 200 de becuri electrice s-au aprins deodată. Sarcina electrică a fost transferată fără fire.

4. Cum să faci o bobină Tesla simplă: Luăm orice sursă de înaltă tensiune (MINIM 1,5kV și, în general, ne obișnuim cu faptul că acum nu există volți, există doar kV, iar 1,5kV este la fel de mic ca 1,5V în viața obișnuită) este mai bine să luăm cel puțin 5 kV, îl conectăm la orice condensator la tensiunea dorită (dacă capacitatea este prea mare, atunci va fi necesară și o punte de diode, dar pentru început este mai bine să experimentați cu capacități mici).

Apoi, prin eclator - două fire înfășurate cu bandă electrică, astfel încât capetele lor goale să arate într-o direcție (prin îndoirea firului de sârmă, reglam decalajul, setat la defalcare la o tensiune puțin mai mare decât tensiunea sursei, curentul este alternativ, deci la vârf tensiunea este mai mare decât cea nominală), conectați această carcasă la înfășurarea primară a bobinei (pentru parametrii noștri este mai bine să luați 5-6 spire). Pentru înfășurarea secundară, 150 de spire vor fi suficiente (poți înfășura pe un tub obișnuit de carton) și, dacă ai făcut totul corect, vei obține o descărcare de 1 cm dacă apropii cablurile bobinei și o coroană destul de vizibilă dacă le separă. Da, nu uitați să împământați un terminal inferior al puțului de înfășurare secundară.

Cel mai simplu transformator Tesla aflat în funcțiune. Pentru a-l crea, a fost nevoie de o sursă de energie de înaltă tensiune.

Scopul acestui articol și - arătați cum puteți face un transformator (bobină) Tesla adevărat de la zero cu propriile mâini. Deci, să începem!

5. Cerințe de echipare: pentru Tesla, care nu-i este rușine să arate, deja trebuie să transpiri.

a) Tensiunea de intrare trebuie să fie de MINIM 6kV, altfel bujia nu va funcționa stabil (setarea se va rătăci).
b) Sclipitorul trebuie să fie din bucăți masive de cupru, este de dorit fixarea lor precisă în poziția dorită.
c) Puterea de intrare nu este mai mică de 50W, dar mai bună de 100+.
d) Condensatorul si infasurarea primara trebuie sa formeze un circuit oscilant care sa fie in rezonanta cu infasurarea secundara. Înfășurarea secundară poate avea multe rezonanțe multiple (de exemplu, în circuitul nostru rezonează la 200, 400, 800 și 1200 kHz, nu știu de ce este așa, dar acest lucru a fost verificat experimental pe echipamente de precizie), iar unele sunt mai puternice, iar altele sunt mai slabe (prima nu este neapărat cea mai puternică) și depind de locația înfășurării primare. Nu știu cum să determin aceste frecvențe fără un generator de frecvență - va trebui să folosesc metoda „poke științific”, derulând înfășurarea primară și schimbând capacitatea condensatorului.
e) De asemenea, veți avea nevoie fie de o capacitate relativ mică a condensatorului (astfel încât să fie încărcat la o tensiune mare cu curent alternativ), fie de o punte de redresare a diodei (sunt cumva mai calm cu puntea - puteți conecta orice capacitate, dar acolo ai nevoie de un rezistor pentru a-l descărca după ce ai oprit alimentarea sau scurtcircuita manual, altfel șochează FOARTE dureros).
f) Înfășurarea primară trebuie să fie bine izolată de secundar, altfel se va pătrunde în ea. Înfășurarea secundară trebuie să aibă și o izolație bună, în caz contrar, în caz contrar, o coroană va ieși din fiecare zgârietură de pe lac, sau întreaga bobină va străluci.

Și acum să vorbim despre cum să creați o bobină ca cea afișată în partea de sus!

6. SCHEMA TRANSFORMATORULUI TESLA

Schema schematică a transformatorului Tesla, conform căreia bobina noastră este asamblată.

După cum puteți vedea, această schemă are un minim de elemente, ceea ce nu ne ușurează sarcina. La urma urmei, pentru ca acesta să funcționeze, este necesar nu numai să îl asamblați, ci și să îl configurați! Să începem în ordine.

7. Principii de siguranță:

Înainte de a începe orice muncă practică legată de electricitate, este foarte important pentru dvs. să evaluați toate pericolele acesteia și să preveniți eventualele riscuri. Amintiți-vă că curentul letal pentru o persoană este un mizerabil 0,1 Amperi, iar cel nepermis este un curent alternativ, care, din cauza impulsurilor periodice, face ca o persoană să se lipească de o sursă de curent, are loc la o putere de 0,025 amperi;

Fiți conștienți de pericolele atunci când lucrați cu electricitate!

Când este expusă la tensiune electrică, victima primește întotdeauna un șoc, dar consecințele acestuia pot fi diferite: de la crampe ale degetelor extremităților și tremurul acestora, de la senzații neplăcute de încălzire și arsură până la stop respirator și fibrilație a inimii (contracție nesistematică). ) și oprirea sa completă. În acest din urmă caz, sângele încetează să se miște prin vase, provocând moartea persoanei. În plus, curentul electric este periculos pentru oameni, deoarece la anumite valori ale puterii sale, efectul lipirii de fire goale este creat din cauza stimulării excesive a fibrelor nervoase de către electricitate. Una dintre cauzele morții din cauza șocului electric poate fi vătămarea mecanică ca urmare a contracției musculare involuntare. Pierderea vederii poate apărea din cauza efectului asupra retinei al arcului electric rezultat. Și, dacă nu aveți experiența practică adecvată, atunci exersați mai întâi lucruri mai simple înainte de a începe un proiect mare ca acesta.

8. Circuitul de alimentare al transformatorului Tesla:

8.1. MOTS: un astfel de transformator este în cuptorul cu microunde. Este un transformator de putere convențional cu singura diferență că miezul său funcționează într-un mod apropiat de saturație. Aceasta înseamnă că, în ciuda dimensiunilor sale mici, are o putere de până la 1,5 kW. Cu toate acestea, există câteva dezavantaje ale acestui mod de operare. Acesta este un curent mare fără sarcină, aproximativ 2-4 A, și încălzire puternică chiar și fără sarcină, eu tac despre încălzirea cu sarcină. Tensiunea obișnuită de ieșire pentru MOTA este de 2000-2200 volți la o putere de curent de 500-850 mA.

ITV - transformator de putere.

Pentru toate ITV-urile, primarul este înfășurat în partea de jos, secundarul în partea de sus. Acest lucru se face pentru o bună izolare a înfășurărilor. Pe secundar, și uneori pe primar, înfășurarea filamentului magnetronului este înfășurată, aproximativ 3,6 volți. Mai mult, între înfășurări se văd două jumperi metalice. Acestea sunt șunturi magnetice. Scopul lor principal este de a închide o parte a fluxului magnetic creat de primar și astfel de a limita fluxul magnetic prin secundar și curentul său de ieșire la un anumit nivel. Acest lucru se realizează datorită faptului că, în absența șunturilor în timpul unui scurtcircuit în secundar (cu arc), curentul prin primar crește de multe ori și este limitat doar de rezistența sa, care este deja foarte mică.

Astfel, șunturile nu permit transei să se supraîncălzească rapid atunci când sarcina este conectată. Desi ILO este incalzit, ei pun un ventilator in aragaz sa o raceasca si nu moare. Dacă șunturile sunt îndepărtate, atunci puterea emisă de transă crește, dar supraîncălzirea are loc mult mai repede. Shunturile din ILO-urile importate sunt de obicei bine umplute cu epoxid și nu sunt atât de ușor de îndepărtat. Dar este totuși de dorit să faceți acest lucru, reducerea sub sarcină va scădea. Pentru a reduce căldura, vă pot sfătui să scufundați ILO în ulei, dar să o faceți în așa fel încât uleiul, în caz de supraîncălzire sau chiar de incendiu, să nu facă rău.

O baterie de transformatoare ILO pentru a alimenta bobina noastră Tesla

Am folosit o baterie de patru ITV-uri, asamblate într-un mod similar cu schema noastră. Tine minte. că tensiunea de pe înfășurarea secundară este de multe ori mai mare decât tensiunea de la rețea și este mortală, aveți grijă la descărcările de arc și nu lucrați fără a scoate tensiunea!

8.2. Bloc condensator - Capace: Capsele înseamnă condensatoare ceramice de înaltă tensiune (seria K15U1, K15U2, TGK, KTK, K15-11, K15-14 - pentru instalații de înaltă frecvență!) Cel mai dificil lucru în capace este să le găsești.

Capace - unitate condensatoare de înaltă tensiune

8.3. filtru RF: respectiv, două bobine care acționează ca filtre împotriva tensiunii de înaltă frecvență. Fiecare are 140 de spire de sârmă de cupru lăcuită cu diametrul de 0,5 mm.

Filtru trece înalt și unitate condensatoare

Unitate de filtru de înaltă frecvență și condensator capacitiv pentru alimentarea Tesla

8.4. Iskrovik: Este nevoie de un sparkler pentru a comuta puterea și a excita oscilații în circuit. Dacă nu există bujie în circuit, atunci va exista putere, dar nu vor exista oscilații. Și sursa de alimentare începe să sifoneze prin primar - și acesta este un scurtcircuit! Până când bujia este închisă, capacele sunt încărcate. Imediat ce se închide, încep vibrațiile. Prin urmare, pun balast sub formă de șocuri - atunci când bujia este închisă, șocul împiedică curgerea curentului de la sursa de alimentare, se încarcă singur, iar apoi, când eclatorul se deschide, încarcă capacele cu dublă furie. . Și da, dacă ar fi 200 kHz în priză, declanșatorul nu ar fi necesar.

Scânteie pentru excitarea oscilațiilor în circuitul bobinei Tesla

Scânteie pentru excitarea oscilațiilor în circuitul de alimentare al bobinei Tesla

8.5. Thor și Bobina Tesla:În cele din urmă, a venit rândul transformatorului Tesla însuși. Înfășurarea primară a bobinei Tesla constă din 7-9 spire de sârmă cu o secțiune transversală foarte mare, cu toate acestea, un tub de cupru pentru instalații sanitare este potrivit. Înfășurarea secundară conține de la 400 la 800 de spire, aici trebuie să ajustați. Înfășurarea primară este alimentată. La secundar, o ieșire este împământă în mod fiabil, a doua este conectată la TOR (emițător de fulgere). Thor, un fel de bagel conductiv, poate fi făcut dintr-o ondulație obișnuită de ventilație.

Înfășurarea unei bobine Tesla este o sarcină laborioasă și meditativă.

Bobina Tesla înainte de asamblare

8.6. Un scurt videoclip despre bobina noastră Tesla de casă:

9. Aplicare practică. Transformatorul a fost folosit de Tesla pentru a genera și propaga oscilații electrice care vizează controlul dispozitivelor la distanță fără fire (comandă radio), transmisie de date fără fir (radio) și transmisie de putere fără fir. La începutul secolului al XX-lea, transformatorul Tesla și-a găsit o utilizare populară în medicină. Pacienții au fost tratați cu curenți slabi de înaltă frecvență, care, curgând printr-un strat subțire al suprafeței pielii, nu dăunau organelor interne (vezi: efectul pielii, Darsonvalization), exercitând în același timp un efect de „tonifiere” și „vindecare”. Un circuit similar cu acest transformator este utilizat în sistemele de aprindere ale motoarelor cu ardere internă, dar acolo este de joasă frecvență.

Astăzi, transformatorul Tesla nu are o aplicație practică largă. Este realizat de mulți iubitori ai tehnologiei de înaltă tensiune și a efectelor care o însoțesc. De asemenea, uneori este folosit pentru a aprinde lămpile cu descărcare în gaz (inclusiv defecte) și pentru a căuta scurgeri în sistemele de vid. Există o teorie că a fost folosit pentru a crea interferențe radio.

Unii creează plimbări, alții creează lumini și trucuri. un excentric a reușit chiar să creeze un pom de Crăciun. Culorile sale au fost obținute prin aplicarea diferitelor substanțe la emițător. De exemplu, dacă aplicați o soluție dintr-un fel de acid boric, atunci coroana va fi verde. Dacă mangan, atunci pare albastru strălucitor, dacă litiu, atunci purpuriu. Deci, bobina Tesla din mâinile unei persoane moderne s-a transformat într-o jucărie și nimic mai mult.

Aplicație Tesla Coil

Aceasta ar trebui să ilustreze o alarmă. Deși este destul de evident că o astfel de apropiere poate fi fatală pentru echipamentul electric al mașinii =)

Am propria mea idee pentru utilizarea unui transformator Tesla, dar mai multe despre asta altădată. 🙂

________________________________________________________________________

P.S. Îmi exprim recunoștința față de creatorul bobinei noastre Tesla,

Larionov A.

pentru materialele furnizate!

Nu cu mult timp în urmă, așa-numitele lămpi cu plasmă au apărut în sortimentul diferitelor magazine, emitând fulgere pe suprafața unei mingi de sticlă. Aceste lămpi au câștigat rapid popularitate, dar puțini oameni știu că aceste dispozitive au fost inventate de Nikola Tesla în anii 1910 ai secolului trecut. Mai întâi trebuie să înțelegeți structura internă a acestei invenții uimitoare. De fapt, acesta este un transformator obișnuit de tip special. El folosește în lucrarea sa rezonanța care apare în așa-numitele unde magnetice stătătoare. Există foarte puține ture pe înfășurarea primară, generează scântei oscilante, colectând energie într-un condensator și, prin urmare, se produce scântei într-o anumită perioadă de timp. Înfășurarea secundară funcționează pe baza unei bobine cu flux direct de fire. Frecvența de oscilație a perechii de circuite trebuie să se potrivească, ceea ce va duce la apariția unui curent alternativ extrem de mare de înaltă frecvență între cele două capete ale bobinei de pe înfășurarea secundară. Acest lucru determină vizualizarea sub forma acelorași fulgere violet.

Un transformator rezonant este adesea comparat cu un pendul obișnuit, unde frecvența și amplitudinea vor depinde direct de forța cu care este împins întregul sistem. Acumularea se poate face în prezența oscilațiilor libere, ceea ce mărește foarte mult lungimea cursei și, de asemenea, crește timpul pentru extincția completă. Același lucru se întâmplă și cu bobina. Înfășurarea secundară se balansează, iar generatorul o balansează. Sincronizarea este asigurată de circuitul primar și de generator în același timp, ceea ce vă permite să reglați fin sistemul în funcție de sarcină. În acest moment, majoritatea oamenilor îl cunosc doar ca pe o jucărie. Dar, de fapt, acest sistem are o aplicație reală.

Folosind o bobină Tesla în realitate

Tensiunile de ieșire pot atinge adesea valori incredibile de câteva milioane de volți. Acesta este un fenomen unic în lumea electricității, deoarece curenții atât de mari sunt rareori caracterizați de valuri atât de lungi. Puterea electrică a spațiului aerian străbate o distanță uriașă cu descărcări stabile, iar cu o putere mare a generatorului, lungimea poate ajunge la mulți metri. Astfel de săli de demonstrație cu acest miracol al fizicii planetei noastre sunt adesea instalate în multe universități din întreaga lume. Aceste fenomene se reflectă în celebra jucărie. Când atingem mingea, fulgerul este atras de mâinile noastre, ca de un obiect cu o conductivitate relativ mare. Sângele nostru și alte fluide corporale sunt pline de săruri și metale, ceea ce ne face un conductor excelent.

Chiar la începutul secolului trecut, această schemă era folosită pentru a transmite semnale pe distanțe mari, deoarece descărcările au și o parte invizibilă. Oamenii au început să încerce să le folosească pentru a transmite unde radio pe distanțe scurte pentru a transmite telecomandă, dar o astfel de aplicație era prea periculoasă pentru sănătatea oamenilor. Apoi au fost efectuate numeroase experimente în domeniul medicinei. Așa-numita darsonvalizare este încă folosită, iar dispozitivele în sine nu sunt altceva decât un generator Tesla de cea mai mică dimensiune. Curentul gâdilă pielea, dar nu pătrunde adânc în corp. Efectul tonic al unui astfel de tratament a găsit rapid aplicarea în realitate, este folosit pentru tratarea bolilor de piele, stimulează creșterea părului și vă permite să măcinați cicatrici, reducând dimensiunea nodulilor.

Acest tip de generator este cel care aprinde lămpile cu descărcare în gaz. Sistemele de vid sunt testate cu aceste grinzi pentru fisuri în carcase. Fulgerul se va întinde cu siguranță către defect.

Sunt lămpile Tesla periculoase pentru oameni?

Putem spune fără echivoc că există un pericol, așa că trebuie să urmați 100% instrucțiunile atașate. Nu vă țineți de mână și atingeți sticla lămpii, precum și încercați să atingeți mingea cu mâinile ude. În special, nu recomandăm insistent să faceți astfel de circuite fără experiență adecvată acasă. Puteți dezactiva numeroase aparate electrice din casa dvs., puteți arde cablurile. Dar acestea nu sunt cele mai grave consecințe. Milioane de volți de transformatoare Tesla pot ucide o persoană cu o singură atingere dacă face o greșeală. Efectul este similar cu a fi lovit de fulger. Prin urmare, fiți extrem de atenți, mai ales aveți grijă de copii. Sub 12 ani, achiziționarea unor astfel de lămpi este puternic descurajată. De asemenea, cumpărați aceste dispozitive numai de la producători de renume. Copiile de la companii chineze fără nume sunt adesea electrocutate în așa măsură încât părul și mânecile îmbrăcămintei pot lua foc pe mâini, iar unghiile pot fi, de asemenea, topite. Jucăria poate aduce mari probleme, fii vigilent.

Experimente cu bobine Tesla pentru copii. Bobina Tesla

Cum să înveți să drift într-o mașină Totul despre drifting

Cum să încărcați un telefon fără încărcător cu o priză spartă?

Experimente cu bobine Tesla pentru copii

Genii ale reclamei: reclame haioase pentru vânzarea de mașini

Top biciclete sport

Metode de testare a condensatorului auto

Stroboscopic pentru setarea aprinderii, pentru setarea aprinderii, pentru setarea aprinderii, modul de utilizare