Generatorul de rezonanță, bobina sau transformatorul Tesla este o invenție genială a marelui inventator, fizician și inginer croat. Acest articol va discuta unul dintre opțiuni simple implementare proiect - transformator Tesla.
Designul nu folosește un transformator MOT (în aproape toate circuitele de transformatoare Tesla, MOT este cel care servește ca sursă de alimentare); a trebuit să creăm și un circuit convertor separat, dar mai întâi de toate.

Părți principale:
1) Sursa de alimentare
2) Convertor de tensiune și circuit de înaltă tensiune

unitate de putere

Pentru a alimenta un astfel de circuit ai nevoie de suficient bloc puternic nutriție. Din fericire, a existat deja bloc gata Sursa de alimentare de 500 Watt. Tensiune la înfăşurare secundară transformator 14 Volti, cu un curent de 20 Amperi. Nu este recomandabil să îl folosiți pentru alimentarea dispozitivului. surse pulsate nutriție.

Redresorul cu diodă a fost folosit gata făcut, deși este posibil să se asambla o punte din diode domestice puternice din seria KD2010, montate pe un radiator. Pentru a netezi interferențele, a fost folosit un condensator de 25 volți și 2200 microfarad (acest lucru este suficient, deoarece circuitul convertor are deja un condensator de 4700 microfarad și o sufocă pentru a netezi interferențele de înaltă frecvență). Sunt potrivite transformatoare similare de la 300 la 600-700 Watt.

Convertor și circuit de înaltă tensiune

După ce au văzut circuitul convertorului, mulți își vor pune întrebarea - de ce să faceți un convertor cu un singur ciclu mai puternic dacă puteți face unul push-pull? Întrebarea este cu siguranță relevantă, dacă nu pentru un singur lucru! Faptul este că opțiunile pentru îmbunătățirea convertoarelor flyback nu au fost publicate nicăieri pe Internet înainte, așa că s-a decis să se combine această opțiune și să se găsească aplicații practice pentru dispozitiv. Ca rezultat, a fost asamblat un convertor de înaltă calitate cu o putere de aproximativ 180-200 de wați sau mai mult.
Inima convertorului este un generator de impulsuri construit pe un controler PWM din seria UC3845. Au fost deja propuse versiuni de convertoare bazate pe acest cip (), dar, de regulă, circuitul standard avea o putere de 80 de wați la vârf, și după câteva experimente, versiunea de mai jos a fost dezvoltată.

Anterior, semnalul de la microcircuit este amplificat de o cascadă pe o pereche complementară, care este construită pe tranzistoare domestice seria KT 816/817, acest lucru este necesar deoarece nivelul inițial al semnalului este uneori insuficient pentru a declanșa tranzistoarele cu efect de câmp. Circuitul a folosit trei lucrători de teren din seria IRL3705, cu aceasta sursă puternică, se disipează pe tranzistori de mare putere, așa că trebuie consolidate cu radiatoare și completate cu răcitoare de la sursele de alimentare ale computerelor. Frecvența de funcționare a convertorului este de 60 kiloherți, poate fi schimbată jucându-se cu capacitatea condensatorului de 4,7 nF și selectând rezistența rezistorului de 6,8 kOhm din circuit, reducând capacitatea și mărind rezistența rezistenței, puteți crește frecvența convertorului; cu procesul invers, frecvența de funcționare a convertorului scade.

Este convenabil să utilizați un transformator ca un transformator step-up scanare de linie de la televizoarele casnice, pentru a obține puterea maximă, este indicat să folosiți două linii ale căror înfășurări de înaltă tensiune trebuie conectate în serie.

Înfășurarea primară este înfășurată pe partea liberă a feritei în formă de U și conține 4-5 spire de sârmă de 3 mm; pentru ușurința înfășurării, puteți utiliza mai multe fire, sau un fir torți în izolație din silicon sau cauciuc, ca în în acest caz,. Nu este recomandabil să folosiți transformatoare de casă, deoarece acestea sunt rareori capabile să reziste la o astfel de putere.
Arcul de la ieșirea înfășurării de înaltă tensiune a transformatorului are o putere de curent destul de mare, astfel încât s-au folosit 4 diode din seria KTs106 pentru a-l rectifica.

Mai întâi, 2 diode sunt conectate în paralel, apoi blocuri de două diode conectate în paralel sunt conectate în serie.

În partea de stocare, se folosește un condensator de 5 kilovolti cu o capacitate de 1 microfarad; puteți utiliza și un bloc de condensatori, capacitatea și tensiunea nu sunt critice și vă puteți abate de la valoarea specificată cu 10 - 15%

Un eclator de scânteie, sau pur și simplu un eclator de scânteie, este conceput pentru a descărca capacitatea unui condensator pe înfășurarea primară a unei bobine; poate fi realizat din două șuruburi sau puteți utiliza un spațiu de vid gata făcut din EPOX cu o defecțiune. tensiune de 3 - 3,5 kV la 5 -10 amperi. Un generator de scântei de casă realizat din șuruburi este convenabil prin faptul că spațiul și, prin urmare, frecvența descărcărilor, pot fi ajustate.

Bobina este înfăşurată pe un cadru din conducta de canalizare cu diametrul de 12 cm, înălțimea 50 - 65 cm, sunt potrivite și țevile din plastic cu parametri similari. IMPORTANT! Nu folosiți țevi metal-plastic. Înfășurarea primară conține doar 5 spire, un fir cu diametrul de 3-5 mm, s-a folosit un fir de aluminiu cu un singur miez în izolație de cauciuc. Distanța dintre viraje este de 2 cm.

Înfășurarea secundară conține 700-900 de spire de sârmă de 0,5-0,7 mm. Înfășurarea secundară este înfășurată cu atenție, rând pe rând; cu înfășurarea manuală, procesul durează 5 ore, deci este convenabil să folosiți o mașină de bobinat (deși în cazul meu bobina a fost înfășurată manual). Când luați o pauză, trebuie să lipiți ultima tură de cadru.

Posibilitati

Tesla Coil este un generator demonstrativ de curenți de înaltă frecvență tensiune înaltă. Aparatul poate fi folosit pentru transmisie fără fir curent electric, pornit distante lungi. ÎN dispozitiv suplimentar va fi refăcut, în special va fi rebobinat, sau mai degrabă circuitul primar va fi schimbat, dacă este posibil, este indicat să folosiți o țeavă de cupru, astfel puterea bobinei va crește brusc.

Experimente cu bobine Tesla

CU bobină terminată Puteți efectua o serie de experimente interesante, desigur, trebuie să respectați toate regulile de siguranță.

Experimentul 1. Aveți nevoie de un fir de cupru cu diametrul de 0,2 - 0,8 mm, care trebuie înfășurat pe un cadru folosind bandă largă transparentă, sau pe un borcan de litru. Circuitul conține 15-20 de spire, după care scoatem cadrul și fixăm spirele circuitului unul de celălalt folosind fire sau bandă. Apoi luați un LED obișnuit (de preferință alb sau albastru) și lipiți cablurile LED-ului la circuit. Porniți transformatorul. Mutați circuitul cu LED-ul la câțiva metri distanță de transformatorul pornit. Puteți urmări LED-ul strălucitor fără niciun fel comunicare prin cablu cu sursa de alimentare. Acesta este principalul experiment care demonstrează capacitățile transformatorului Tesla.

Experimentul 2. Strălucirea lămpilor lumina zilei pe distanta. Aceasta este una dintre cele mai comune experiențe Tesla Coil. Toate tipurile de lămpi similare se aprind o distanta scurta de la transformatorul pornit.

Norme de siguranță

Transformatorul Tesla este un generator de înaltă tensiune; trebuie să vă amintiți că o tensiune mortală este generată la ieșirea dispozitivului și în circuitul de înaltă tensiune (în special la condensatorul de înaltă tensiune). Când efectuați lucrări de instalare, trebuie să vă asigurați în prealabil că condensatorul de buclă este complet descărcat, utilizați grosimea manusi din latexși nu vă apropiați de dispozitivul pornit. Toate experimentele ar trebui făcute departe de dispozitive digitale, descărcările de înaltă tensiune pot deteriora electronicele! Amintiți-vă că acesta nu este un kacher! Jocul cu arcul este strict interzis! Partea de înaltă tensiune și înfășurarea de înaltă tensiune a convertorului sunt deosebit de periculoase.

Lista radioelementelor

Bobina Tesla și demonstrație de proprietăți incredibile

electro camp magnetic Bobine Tesla

Cuprins

Introducere……………………………………………………..……….2 pagini.

Partea teoretică

1. Nikola Tesla și invențiile sale…………..………………............5 pp.

   Diagrama de instalare a bobinei Tesla…………………………..………8 pagina.

Partea practică

1. Ancheta sociologică în rândul elevilor Școlii Gimnaziale Federale Nr. 5...... 8 pag.

   Asamblarea unei bobine Tesla…………………………………………..…………..9 p.

   Calculul principalelor caracteristici ale bobinei Tesla fabricate 9 pagini.

   Experimente experimentale folosind o bobină Tesla………11 p.

   Aplicarea modernă a ideilor lui Tesla…………………………..13 pp.

   Reportaj foto și video al studiului………………..14 pagini.

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

Referințe………………………………………………………………….…….…..16 pagini.

Anexe…………………………………………………………….…….……….…..18 p.

Introducere

Aș putea împărți globul, dar niciodată

Nu voi face asta.

Ale mele scopul principal a fost de a sublinia 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 o depășește cu mult pe cea a fulgerului. Sunteți familiarizat cu expresia „nu puteți sări peste cap”? Este o iluzie. O persoană 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 încă dezbătută până în prezent. Despre el s-au spus multe lucruri diferite, dar majoritatea oamenilor, 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, dar unele rămân încă dincolo de înțelegere. Dar principalele realizări ale Tesla pot fi considerate cercetări asupra naturii electricității. Mai ales tensiune înaltă. Tesla și-a uimit cunoscuții și colegii cu experimente uimitoare în care, fără dificultate sau teamă, a controlat generatoare de înaltă tensiune care produceau sute și uneori milioane de volți. În anii 1900, Tesla putea transmite curent pe distanțe mari fără fire, obținând un curent de 100 de milioane de amperi și o tensiune de 10 mii de volți. Și păstrați astfel de caracteristici pentru orice timp necesar. Pentru cei care au locuit lângă el, lumea s-a schimbat, s-a transformat într-un spațiu de basm în care nimic nu trebuie surprins. Luminile nordice au fulgerat peste tot Atlanticul, fluturii obișnuiți s-au transformat în licurici strălucitori, fulgerele cu minge 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 armelor monstruoase capabile să distrugă instantaneu armate întregi - iată ce altceva, în afară de fluturii luminoși, este atribuit 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 argumenta că un experiment este impuls puternic la înţelegerea esenţei fenomenelor din natură. Poți admira natura fără să cunoști fizica. Dar să o înțelegi și să vezi ce se ascunde în spatele imaginilor exterioare ale fenomenelor este posibil doar cu ajutorul științei exacte și al experimentului. Astăzi putem spune cu încredere că doar 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 printr-una sau alta acțiune rămâne de neclintit. După cum am spus deja, aceasta este singura certitudine 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, cu ce altceva poți descoperi și experimenta? La urma urmei, acum omenirea nu a putut de mult să-și imagineze existența fără electricitate. Totul funcționează cu el Aparate, întreaga noastră industrie, dispozitive medicale. Un lucru este adevărat, curentul în sine ajunge la noi, vai, doar prin fire. Toate acestea sunt foarte departe de ceea ce Nikola Tesla putea face acum mai bine de 100 de ani și de ceea ce fizica modernă încă nu poate explica. Fizica modernă pur și simplu nu este capabilă să atingă astfel de indicatori. El a pornit și oprit motorul electric de la distanță, iar în mâinile lui becuri. Oamenii de știință moderni au atins doar nivelul de 30 de milioane de amperi (cu explozia unei bombe electromagnetice) și 300 de milioane cu o reacție termonucleară - și chiar și atunci, pentru o fracțiune de secundă.

Relevanţă este că în timpul nostru, pasionații și oamenii de știință din întreaga lume încearcă să repete experimentele genialului om de știință și să le găsească aplicația. Nu voi intra în misticism, am încercat să fac ceva spectaculos conform „rețetelor” lui Tesla. Aceasta este o bobină Tesla. După ce l-ai văzut o dată, nu vei uita niciodată această priveliște incredibilă și uimitoare.

Obiectul de studiu: Bobina Tesla.

Subiect de studiu: câmp electromagnetic al unei bobine Tesla, descărcări de înaltă frecvență în gaz.

Scopul studiului: fabrica o bobină Tesla de înaltă frecvență și se bazează pe cea asamblată instalatie de operare efectua experimente.

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

Sarcini:

Studiați literatura despre problema de cercetare.

Familiarizați-vă 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 de la Școala Gimnazială Fedorovskaya nr. 5.

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

Întocmește un reportaj foto și video despre munca depusă în beneficiul elevilor din clasele 9-11.

Metode de cercetare:

Empiric: observarea descărcărilor electrice de înaltă frecvență în mediu gazos, cercetare, experiment.

Teoretic: Proiectarea bobinei Tesla, analiza literaturii, prelucrare statistică rezultate.

Etape de cercetare:

Partea teoretică. Studierea literaturii privind problema de cercetare.

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, el a asamblat o bobină Tesla și, ca parte a Anului Internațional al Tehnologiilor Luminii și Luminii 2015, a efectuat o serie de experimente și, prin urmare, a arătat semnificația lucrărilor lui Tesla.

Semnificație practică: rezultatul muncii este de natură educațională, acest lucru va crește interesul studenților pentru studiul aprofundat al subiectelor precum fizica, tinerii cercetători - în activități de cercetare și poate pentru unii va determina aria de mai departe. activitate.

Partea teoretică

eu .1.Nikola Tesla și invențiile sale

NIKOLA TESLA - inventator în domeniul ingineriei electrice și ingineriei 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, 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. Biografii contemporani l-au considerat pe Tesla „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 un fenomen care mai târziu avea să devină cunoscut sub numele de câmp magnetic rotativ într-un motor electric. ÎN timp liber Tesla a lucrat la realizarea unui model motor electric asincron, iar în 1883 a demonstrat funcționarea motorului în primăria din Strasbourg.

Pe 6 iulie 1884, Tesla a sosit la New York. S-a angajat la compania lui Thomas Edison ca inginer care repara motoare electrice și generatoare. curent continuu. Edison a perceput noile idei ale lui Tesla destul de rece și și-a exprimat din ce în ce mai deschis dezaprobarea față de direcția cercetării personale a inventatorului. În primăvara anului 1885, Edison ia promis Tesla 50 de mii de dolari dacă se putea îmbunătăți constructiv mașini electrice curent continuu, inventat de Edison. Nikola s-a pus activ pe treabă și a introdus în curând 24 de soiuri de mașină Edison, un nou întrerupător și regulator, care a îmbunătățit semnificativ performanța. După ce a aprobat toate îmbunătățirile, ca răspuns la o întrebare despre recompensă, Edison a refuzat Tesla. Ofensată, Tesla a renunțat imediat.

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

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

Tesla a înființat un mic laborator în Colorado Springs. Pentru a studia furtunile, Tesla a proiectat dispozitiv special, care este un transformator, un capăt al înfășurării primare a căruia era împământat, iar al doilea era conectat la o bilă de metal pe o tijă care se extinde în sus. Un dispozitiv sensibil de autoreglare conectat la un dispozitiv de înregistrare a fost conectat la înfășurarea secundară. 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 Pământului. Observațiile l-au determinat pe inventator să se gândească la posibilitatea de a transmite electricitate fără fir pe distanțe lungi.

Tesla și-a direcționat următorul experiment pentru a explora posibilitatea auto-crearea unde electromagnetice staţionare. Roturile înfășurării primare au fost înfășurate pe baza uriașă a transformatorului. Înfășurarea secundară era conectată la un catarg de 60 de metri și se termina cu o bilă de cupru de un metru în diametru. Când trece prin bobina primară Tensiune AC La câteva mii de volți, 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 provenind 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 valuri stătătoare, care s-a extins sferic de la transmițător și apoi a convergit cu o intensitate crescândă într-un punct diametral opus glob, undeva lângă insulele Amsterdam și Saint-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 și frecvență înaltă. Dispozitivul a fost brevetat la 22 septembrie 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.

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

Bobina secundară formează, de asemenea, un circuit oscilator, unde rolul unui condensator este jucat în principal de capacitatea toroidului și capacitatea proprie interturn a bobinei în sine. Înfășurarea secundară este adesea acoperită cu un strat de rășină epoxidică 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 ce tensiunea de defalcare este atinsă între electrozii eclatorului, în acesta are loc o defalcare electrică asemănătoare avalanșei. Condensatorul este descărcat printr-un eclator pe 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. Schema de instalare a bobinei Tesla

Generatorul, bobina sau transformatorul de rezonanță Tesla este o invenție genială a marelui inventator, fizician și inginer sârb. Un transformator este format din două bobine care nu au un miez comun de fier. Înfășurarea primară trebuie să aibă cel puțin o duzină de spire de sârmă groasă. Cel puțin 1000 de spire sunt deja înfășurate pe cel 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 să formeze în cele din urmă un circuit oscilator specific care intră într-o stare de rezonanță cu înfășurarea secundară. Diagrama de instalare a bobinei Tesla presupune un curent de 5-8 A. Valoarea maximă a acestei valori, care încă lasă o șansă de supraviețuire, este de 10 A. Așa că atunci când lucrați, nu uitați nicio secundă de cele mai simple precauții.

Îl puteți găsi pe Internet diferite variante fabricarea surselor de înaltă frecvenţă şi 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 radiator (M.J.E. 13007)

Partea practică

II .1 Ancheta sociologică în rândul elevilor din clasele 7-11 ale Școlii Gimnaziale Federale 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 o bobină 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 cum se utilizează. Toți cei 325 de studenți ar dori să vadă rezultatul muncă de cercetareși o serie de experimente folosind bobina Tesla.

II .2 Ansamblul bobinei Tesla

Să ne întoarcem la dispozitivul care este acum cunoscut sub numele de transformator (bobină) Tesla. Peste tot în lume, producătorii Tesla reproduc anual numeroasele sale modificări.Scopul principal al majorității acestor radioamatori Tesla este obținerea de lumină și efecte sonore realizat în experimente cu tensiune înaltă, care este prezentă la ieșirea bobinei de înaltă tensiune a unui transformator Tesla (TT). Mulți sunt, de asemenea, atrași de ideile Tesla pentru generarea de energie de mare putere, și chiar mai atractivă, este încercarea de a crea un dispozitiv „over-unit” (SE) bazat pe un 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. O bobină Tesla este un generator demonstrativ de curenți de înaltă frecvență și tensiune. Dispozitivul poate fi folosit pentru a transmite fără fir curent electric pe distanțe lungi. În timpul studiului, voi demonstra funcționarea unei bobine 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 șurubelniță, de 12 V fiecare.

Rezistenţă: R =50075 ohmi. R= R 1 + R 2 (conexiune serială) Rezistență internă sursa, fire, infasurari considerate necesare, neglijate. 1) Rezistor variabil (reostat) 50 KOhm. 2) Rezistor 75 Ohm.

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 cantitatea egal cu raportul tensiuni în 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 ) . Din diagramă puteți vedea ce număr mai mare pornește înfășurarea secundară, cu atât mai mult tensiune de ieșire bobine.

CONCLUZIE: descărcările bobinei nu sunt periculoase pentru corpul uman cu expunere pe termen scurt, deoarece curentul este neglijabil, iar frecvența și tensiunea sunt prea mari.

II.4 Experimente experimentale folosind bobina Tesla

Cu o bobină Tesla finită, puteți efectua o serie de experimente interesante, respectând regulile de siguranță. Pentru a efectua experimente, trebuie să aveți cablaje foarte fiabile, altfel dezastrul nu va fi evitat. 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 acest secret „îngrozitor”. – Curenții de înaltă frecvență la tensiuni înalte sunt siguri.

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

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

Streamere - canale subțiri ramificate slab strălucitoare care conțin atomi de gaz ionizat și electroni liberi despărțiți de ei. Acesta curge de la terminalul bobinei direct în aer, fără a intra în pământ. Un streamer este, de fapt, ionizarea vizibilă a aerului (strălucirea ionilor) creată de câmpul de înaltă tensiune al unui transformator.

Descărcarea corona - strălucirea ionilor de aer într-un câmp electric de înaltă tensiune. Creează o strălucire albăstruie frumoasă în jurul părților explozive ale unei structuri cu o curbură puternică a suprafeței.

Descărcarea arcului - se formează 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 unele substanțe chimice ionice aplicate terminalului de descărcare pot schimba culoarea descărcării. De exemplu, ionii de sodiu schimbă culoarea normală 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 curente și a energiei eliberate în ele.

Folosind o bobină Tesla fabricată, demonstrez multe experimente frumoase și impresionante. Demonstrații folosind un transformator.Să observăm evacuările.

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

Echipamente : bobină Tesla (transformator), șurubelniță.

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

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

Echipamente : bobină Tesla (transformator), 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 ).

Demonstrația nr. 3. Demonstrație de descărcare în lampă fluorescentăși o lampă fluorescentă (LDS).

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

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

Demonstrația nr. 4. Experimentați cu riglele.

Echipamente : bobină Tesla (transformator), 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 plasată într-o descărcare, streamerul își acoperă rapid suprafața și după câteva secunde rigla se aprinde( Anexa 8, Fig. 14, 15, 16 ).

Demonstrația nr. 5. Experimentați cu hârtie.

Echipamente : bobină Tesla (transformator), hârtie.

La introducerea hârtiei într-o descărcare, streamerul își acoperă rapid suprafața și după câteva secunde hârtia se erupe (Anexa 9, Fig. 17 ).

Demonstrația nr. 6. Experimentați cu un tel.

Echipamente

Ramificăm firele și le lipim la terminal în avans (Anexa 10, Fig. 18 ).

Demonstrația nr. 7. Arborele cu plasma.

Echipamente : bobină Tesla (transformator), sârmă subțire.

Ramificăm firele din firul, care a fost dezbrăcat anterior de izolație și îl înșurubam la terminal (Anexa 11, Fig. 19,20, 21, 22 ).

Demonstrația nr. 8. Motor ionic.

Echipamente : bobină Tesla (transformator), placă transversală.

Înșurubam acul la terminalul transformatorului și instalăm o placă transversală deasupra 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

Curent alternativ este principala metodă de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi.

Generatoarele electrice sunt principalele elemente în generarea 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 și troleibuzele.

Robotica radiocontrolată a devenit larg răspândită nu numai în jucăriile pentru copii și televiziunea fără fir și dispozitive informatice(panouri de control), dar și în sfera militară, în sfera civilă, în chestiuni de securitate militară, civilă și internă, precum și externă a țărilor etc.

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

Curentul alternativ, lansat de Tesla, este modalitatea principală de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi.

Agenții antifurt moderni originali pentru mașini funcționează pe același principiu ca și bobinele.

Foloseste in în scop de divertismentși arată.

Transformatorul a fost folosit de Tesla pentru a genera și propaga oscilații electrice pentru a controla dispozitivele pe o distanță fără fire, a transmite date fără fir și a transmite energie fără fir.

În filme, episoadele se bazează pe demonstrația transformatorului Tesla, în jocuri 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, oferind în același timp un efect „tonic” și „vindecător”.

Este folosit pentru a aprinde lămpile cu descărcare în gaz și pentru a detecta 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 se controleze selecția puterii de înaltă tensiune, sau chiar mai mult, să o transfere la o distanță de transformator, deoarece în acest caz dispozitivul iese inevitabil din rezonanță și calitatea. factorul circuitului secundar este de asemenea redus semnificativ.

Concluzie: Este incorect să presupunem că bobina Tesla nu are aplicații practice largi. Exemplele pe care le-am enumerat mai sus demonstrează 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

Se atașează un reportaj foto, un reportaj video este atașat lucrării pe media electronică. Broșură-memo „Aplicarea modernă a ideilor lui Tesla”(Anexa 14).

Concluzie

Una dintre cele mai strălucitoare, mai 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 Lomonosov, Nikola Tesla a fost înaintea timpului său și nu a primit recunoașterea pe care o merita în timpul vieții sale, cu toate acestea, până în prezent 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 și ingineriei radio și este cunoscut sub numele de „transformator Tesla ".

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

Fără îndoială, Nikola Tesla este o figură interesantă din punctul de vedere al perspectivei de a folosi ideile sale neconvenționale în practică. Geniul sârb a reușit să lase o amprentă notabilă asupra istoriei științei și tehnologiei.

Dezvoltarile sale inginerești și-au găsit aplicații în domeniul ingineriei energetice, ingineriei electrice, ciberneticii, biofizicii și medicinei. Activitățile inventatorului sunt învăluite în povești mistice, dintre care trebuie să se aleagă pe cele care conțin informații adevărate, reale. fapte istorice, realizări științifice și rezultate concrete.

Problemele de care s-a ocupat Nikola Tesla rămân actuale și astăzi. Considerarea lor permite inginerilor creativi și studenților la fizică să privească problemele într-un mod mai larg stiinta moderna, abandonați șabloanele, învățați să distingeți adevărul de ficțiune, generalizați și structurați materialul. Prin urmare, opiniile 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. munca de cautare, inventarea de noi procese tehnologice și utilizarea celor mai noi 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 pline cu gaz inert strălucesc lângă bobină, prin urmare, există într-adevăr un câmp electromagnetic de mare intensitate 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 fir.

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

Nikola Tesla a pus bazele noua civilizatie al treilea mileniu și rolul său trebuie reevaluat. Doar viitorul va oferi o explicație reală pentru fenomenul Tesla.

câmpul electromagnetic al bobinei Tesla

Introducere……………………………………………………..……….2 pagini.

Partea teoretică a lui Nikola Tesla și invențiile sale…………………..……………………5 pagini Schema de instalare a bobinei Tesla…………………………. ...... ..8 pagini.Parte practică Ancheta sociologică în rândul elevilor Școlii Gimnaziale Federale Nr.5...... 8 pagini.Asamblarea unei bobine Tesla.................. .................. …………...9 pp. Calculul principalelor caracteristici ale bobinei Tesla fabricate 9 pp. Experimente experimentale în utilizarea bobinei Tesla ….……11 p. Aplicarea modernă a ideilor lui Tesla…………………………..13 p. Raport foto și video al studiului………..14 p.

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

Referințe………………………………………………………………….…….…..16 pagini.

Anexe…………………………………………………………….…….……….…..18 p.

Introducere

Aș putea împărți globul, dar niciodată

Nu voi face asta.

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 o depășește cu mult pe cea a fulgerului. Sunteți familiarizat cu expresia „nu puteți sări peste cap”? Este o iluzie. O persoană poate face orice”. În Anul Internațional al Luminii și Tehnologiilor Luminii, cred că merită să ne amintim de legendara personalitate Nikola Tesla, iar semnificația unora dintre invențiile sale este încă dezbătută până astăzi. Despre el s-au spus multe lucruri diferite, dar majoritatea oamenilor, 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, dar unele rămân încă dincolo de înțelegere. Dar principalele realizări ale Tesla pot fi considerate cercetări asupra naturii electricității. Mai ales tensiune înaltă. Tesla și-a uimit cunoscuții și colegii cu experimente uimitoare în care, fără dificultate sau teamă, a controlat generatoare de înaltă tensiune care produceau sute și uneori milioane de volți. În anii 1900, Tesla putea transmite curent pe distanțe mari fără fire, obținând un curent de 100 de milioane de amperi și o tensiune de 10 mii de volți. Și păstrați astfel de caracteristici pentru orice timp necesar. Pentru cei care au locuit lângă el, lumea s-a schimbat, s-a transformat într-un spațiu de basm în care nimic nu trebuie surprins. Luminile nordice au fulgerat peste tot Atlanticul, fluturii obișnuiți s-au transformat în licurici strălucitori, fulgerele cu minge 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 armelor monstruoase capabile să distrugă instantaneu armate întregi - iată ce altceva, în afară de fluturii luminoși, este atribuit 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 argumenta că experimentul este un impuls puternic pentru înțelegerea esenței fenomenelor din natură. Poți admira natura fără să cunoști fizica. Dar să o înțelegi și să vezi ce se ascunde în spatele imaginilor exterioare ale fenomenelor este posibil doar cu ajutorul științei exacte și al experimentului. Astăzi putem spune cu încredere că doar 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 printr-una sau alta acțiune rămâne de neclintit. După cum am spus deja, aceasta este singura certitudine din ipoteză. Toată lumea știe că orice ipoteză se sprijină pe trei piloni: rezultatul experimentului, descrierea acestuia și concluzia, care se bazează pe stereotipuri recunoscute (Anexa 1).

Experimente cu electricitate. Dacă te gândești bine, cu ce altceva poți descoperi și experimenta? La urma urmei, acum omenirea nu a putut de mult să-și imagineze existența fără electricitate. Toate aparatele de uz casnic, întreaga noastră industrie și dispozitivele medicale funcționează cu el. Un lucru este adevărat, curentul în sine ajunge la noi, vai, doar prin fire. Toate acestea sunt foarte departe de ceea ce Nikola Tesla putea face acum mai bine de 100 de ani și de ceea ce 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, iar becurile din mâinile lui s-au aprins de la sine. Oamenii de știință moderni au atins doar nivelul de 30 de milioane de amperi (cu explozia unei bombe electromagnetice) și 300 de milioane cu o reacție termonucleară - și chiar și atunci, pentru o fracțiune de secundă.

Relevanța constă în faptul că în timpul nostru, entuziaști și oameni de știință din întreaga lume încearcă să repete experimentele genialului om de știință și să le găsească aplicația. Nu voi intra în misticism, am încercat să fac ceva spectaculos conform „rețetelor” lui Tesla. Aceasta este o bobină Tesla. După ce l-ai văzut o dată, nu vei uita niciodată această priveliște incredibilă și uimitoare.

Obiect de studiu: bobina Tesla.

Obiectul cercetării: câmp electromagnetic al unei bobine Tesla, descărcări de înaltă frecvență în gaz.

Scopul cercetării: 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.

Studiați literatura despre problema de cercetare. Familiarizați-vă 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 de la Școala Gimnazială Fedorovskaya nr. 5. Efectuați calcule ale caracteristicilor bobinei Tesla și experimente care să demonstreze funcționarea acesteia. Întocmește un reportaj foto și video despre munca depusă în beneficiul elevilor din clasele 9-11.

Metode de cercetare:

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

Etape de cercetare:

Partea teoretică. Studierea literaturii privind problema de cercetare. 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, prin urmare, a arătat semnificația lucrărilor lui Tesla.

Semnificație practică: rezultatul lucrării este de natură educațională, acest lucru va crește interesul studenților pentru studiul aprofundat al subiectelor precum fizica, tinerii cercetători - și poate pentru unii va determina domeniul de activitate ulterioară.

Partea teoretică

I.1.Nikola Tesla și invențiile sale

I.2. Schema de instalare a bobinei Tesla

Generatorul, bobina sau transformatorul de rezonanță Tesla este o invenție genială a marelui inventator, fizician și inginer sârb. Un transformator este format din două bobine care nu au un miez comun de fier. Înfășurarea primară trebuie să aibă cel puțin o duzină de spire de sârmă groasă. Cel puțin 1000 de spire sunt deja înfășurate pe cel 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 să formeze în cele din urmă un circuit oscilator specific care intră într-o stare de rezonanță cu înfășurarea secundară. K Diagrama de instalare a bobinei Tesla presupune o putere de curent de 5-8 A. Valoarea maximă a acestei valori, care încă lasă o șansă de supraviețuire, este de 10 A. Așa că atunci când lucrați, nu uitați nicio secundă de cele mai simple măsuri de precauție.

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 radiator (MJE 13007) Parte practica

II.1 Ancheta sociologică în rândul elevilor din clasele 7-11 ale Școlii Gimnaziale Federale 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 o bobină 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 cum se utilizează. Toți cei 325 de studenți ar dori să vadă rezultatul cercetării și o serie de experimente folosind bobina Tesla.

II.2 Ansamblu bobine Tesla

Să ne întoarcem la dispozitivul care este acum cunoscut sub numele de transformator (bobină) Tesla. Peste tot în lume, producătorii Tesla reproduc anual numeroasele sale modificări. Scopul principal al majorității acestor radioamatori Tesla este obținerea de efecte de lumină și sunet realizate 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 de mare putere și și mai atractivă este încercarea de a crea un dispozitiv „over-unit” (SE) 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. O bobină Tesla este un generator demonstrativ de curenți de înaltă frecvență și tensiune. Dispozitivul poate fi folosit pentru a transmite fără fir curent electric pe distanțe lungi. În timpul studiului, voi demonstra acțiunea 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 în serie) Se consideră necesar să se neglijeze rezistența internă a sursei, fire, înfășurări. 1) Rezistor variabil (reostat) 50 KOhm. 2) Rezistor 75 Ohm. Curent: 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

supus 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 folosind bobina Tesla

Cu o bobină Tesla finită, puteți efectua o serie de experimente interesante, respectând regulile de siguranță. Pentru a efectua experimente, trebuie să aveți cablaje foarte fiabile, altfel dezastrul nu va fi evitat. 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 „teribil” - 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, o bobină Tesla produce mai multe tipuri de descărcări:

Spark 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. Acesta curge de la terminalul bobinei direct în aer, fără a intra în pământ. Un streamer este, în esență, ionizarea vizibilă a aerului (strălucirea ionilor) creată de câmpul de înaltă tensiune al unui transformator. Descărcarea corona este strălucirea ionilor de aer într-un câmp electric de înaltă tensiune. Creează o strălucire albăstruie frumoasă în jurul părților explozive ale unei structuri cu o curbură puternică a suprafeței. Descărcarea arcului – apare 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 unele substanțe chimice ionice aplicate terminalului de descărcare pot schimba culoarea descărcării. De exemplu, ionii de sodiu schimbă culoarea normală 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 curente și a energiei eliberate în ele.

Folosind o bobină Tesla fabricată, demonstrez multe experimente frumoase și impresionante. Demonstrații folosind un transformator. Să observăm evacuările.

Demonstrația nr. 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).

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

Echipament: bobina Tesla (transformator), 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).

Demonstrația nr. 3. Demonstrarea descărcării într-o lampă fluorescentă și o lampă fluorescentă (FLL).

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

Se observă o descărcare în lampa fluorescentă (Anexa 7, Fig. 12, 13).

Demonstrația nr. 4. Experimentați cu riglele.

Echipament: bobină Tesla (transformator), riglă metalică, riglă din 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 plasată într-o descărcare, streamerul își acoperă rapid suprafața și după câteva secunde rigla se aprinde (Anexa 8, Fig. 14, 15, 16).

Demonstrația nr. 5. Experimentați cu hârtie.

Echipament: bobina Tesla (transformator), hârtie.

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

Demonstrația nr. 6. Experimentați cu un tel.

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

Demonstrația nr. 7. Arborele cu plasma.

Echipament: bobină Tesla (transformator), sârmă subțire.

Ramificăm firele din firul, care a fost dezbrăcat anterior de izolație, și îl înșurubam la bornă (Anexa 11, Fig. 19,20, 21, 22).

Demonstrația nr. 8. Motor ionic.

Echipament: bobina Tesla (transformator), placă transversală.

Înșurubam acul la terminalul transformatorului și instalăm o placă transversală deasupra 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 metodă de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi.

Generatoarele electrice sunt elementele principale în generarea energiei electrice la centralele hidroelectrice, termocentrale etc. Motoarele electrice, create inițial 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 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, lansat de Tesla, este modalitatea principală de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi.

Agenții antifurt moderni originali pentru mașini funcționează pe același principiu ca și bobinele. Utilizați în scopuri de divertisment și spectacole. Transformatorul a fost folosit de Tesla pentru a genera și propaga oscilații electrice pentru a controla dispozitivele pe o distanță fără fire, a transmite date fără fir și a transmite energie fără fir. În filme, episoadele se bazează pe demonstrații ale 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, oferind în același timp un efect „tonic” și „vindecător”. Este folosit pentru a aprinde lămpile cu descărcare în gaz și pentru a căuta scurgeri în sisteme. Utilizarea sa principală astăzi este cognitivă și estetică. Acest lucru se datorează în principal dificultăților semnificative atunci când este necesar să se controleze selecția puterii de înaltă tensiune, sau chiar mai mult, să o transfere la o distanță de transformator, deoarece în acest caz dispozitivul iese inevitabil din rezonanță și calitatea. factorul circuitului secundar este de asemenea redus semnificativ.

Concluzie: este incorect să presupunem că bobina Tesla nu are aplicații practice largi. Exemplele pe care le-am enumerat mai sus demonstrează 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

Se atașează un reportaj foto, un reportaj video este atașat lucrării pe media electronică. 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 Lomonosov, Nikola Tesla a fost înaintea timpului său și nu a primit recunoașterea pe care o merita în timpul vieții sale, cu toate acestea, până în prezent 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 uriaș în dezvoltarea multor ramuri de inginerie electrică și inginerie radio și este cunoscut sub numele de „transformatorul 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 benefice sunt departe de a fi epuizate.

Fără îndoială, Nikola Tesla este o figură interesantă din punctul de vedere al perspectivei de a folosi ideile sale neconvenționale în practică. Geniul sârb a reușit să lase o amprentă notabilă asupra istoriei științei și tehnologiei.

Dezvoltarile sale de inginerie și-au găsit aplicații în domeniul ingineriei electrice, ciberneticii și medicinei. Activitățile inventatorului sunt învăluite în povești mistice, dintre care trebuie să se aleagă pe cele care conțin informații adevărate, fapte istorice reale, realizări științifice și rezultate concrete.

Problemele de care s-a ocupat Nikola Tesla rămân actuale și astăzi. Considerarea lor permite inginerilor creativi și studenților la fizică 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 pline cu gaz inert strălucesc lângă bobină, prin urmare, există într-adevăr un câmp electromagnetic de mare intensitate 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 fir.

Este necesar să rețineți încă un lucru important: efectul acestei instalații asupra unei persoane: după cum ați observat în timpul lucrului, nu am fost șocat: curenții de înaltă frecvență care trec prin suprafața corpului uman nu îi dăunează, asupra dimpotrivă, au un efect tonic și vindecator, acesta fiind folosit chiar și în medicina modernă (din literatura de știință 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 lungă perioadă de timp!

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