Проблема проекта трансформатор тесла

Обновлено: 29.01.2025

Проект рассчитан на обучающихся среднего звена. Он соответствует требованиям государственного стандарта среднего (общего) образования по физике.

Вложение	Размер
proekt_transformator_sinyaeva_n.docx	887.24 КБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение Баганская средняя общеобразовательная школа №1

Автор: Синяева Анастасия 10 класс

Руководитель: Пиструга Татьяна Анатольевна

Консультант: Жангужинова Мадина Ерсаиновна

Оглавление

1. Оглавление 2
2. Введение 3

1. Цель 3
2. Задачи 3
3. Проблематика 3
4. Методы 3
5. Ожидаемый результат 3

1. Историческая справка 4
2. Физический смысл катушки Трансформатора Тесла 5

1. Определение трансформатора 5
2. Возможности катушки Теслы 5
3. Причины высокочастотности трансформатора Теслы 5

1. Конструкция трансформатора Тесла 7

1. Виды простейших конструкций 7
2. Составляющие устройства 7
3. Расчет основных параметров трансформатора 7
4. Техника безопасности 9

1. Применение трансформатора Тесла 10

1. Использование трансформатора Тесла в будущем: 10

1. Вывод 11
2. Список используемой литературы 12
3. Приложение 13

Введение

Исследовать высокочастотный трансформатор Тесла и на основе действующей установки, провести эксперименты.

Задачи

-Знакомство с принципом работы трансформатора Тесла

-Поиск деталей и изготовление высокочастотного трансформатора

-Проведение опытов, демонстрирующих работу трансформатора

Проблематика

Современная энергетика имеет несколько перспективных путей развития, тесно связанных с явлением, получаемым с помощью катушки Тесла. Как современный и заинтересованный школьник, считаю нужным разобраться в данной теме путем изучения и сборки данного устройства.

Методы

-Поиск информации в различных источниках

Ожидаемый результат

Получение тока с высоким напряжением на выходе, при подаче источником тока низкого напряжения. Получение стримеров (тускло светящиеся разветвленные тонкие каналы) на свободном конце обмотки. Ионизация воздуха. Свечение газоразрядных ламп близ трансформатора.

Историческая справка

Физический смысл катушки Трансформатора Тесла

Определение трансформатора

Трансформатор Теслы (ТТ), или катушка Теслы – резонансный трансформатор, производящий высокое напряжение высокой частоты, изобретённый Николой Теслой.

Возможности катушки Теслы:

Устройству подается ток с малым напряжением, но на выходе же мы получаем напряжение во много раз больше, поэтому ТТ называют высокочастотным трансформатором

Трансформатор может увеличить напряжение, соответственно частоту электроколебаний, но ему не свойственно увеличение мощности. Из этого следует, что его КПД лежит в пределах единицы.

Причины высокочастотности трансформатора Теслы

Факторы, благодаря которым удаётся получать высокое напряжение в трансформаторе Тесла:

1. Коэффициент трансформации
2. Резонанс
3. Наложение волн в длинной линии

Определение: Коэффициент трансформации (k) - это отношение числа витков первичной катушки к числу витков вторичной катушки, или отношение. Если k 2 >n 1 , то трансформатор можно назвать повышающим.

Определение: Резонанс – это резкое возрастание амплитуды вынужденных колебаний. Резонанс возникает только в том случае, когда частота собственных колебаний совпадает с частотой вынуждающей силы. Т.е нужно добиться того, чтобы частоты первичной и вторичной обмотки (колебательных контуров) совпали для получения возрастания амплитуды, соответственно напряжения.

Определение: Длинная линия - это проводник, геометрические размеры которого сопоставимы с длиной волны.

Провод вторичной обмотки трансформатора – это длинная линия.

В длинной линии возможно явление наложение прямых и отраженных волн. Прямая волна движется от нижней части обмотки к верхней. Отраженная волна – это отраженная прямая волна, движущаяся от верхней части обмотки. Таким образом, происходит наложение прямых и отраженных волн. В определенных точках сложение волн в фазе мы получаем максимумы амплитуды – пучности, минимумы амплитуды получаются при сложении волн в противофазе и называются узлы. Тем самым мы наблюдаем явление стоячей волны, которое дает нам возможность при минимуме тока получать высокое напряжение на верхнем конце обмотки, а на заземленном конце – максимум тока при минимуме напряжения.(см. прилож 1)

L п2 – длина провода вторичной обмотки

λ – длина волны колебаний

Именно при такой длине провода будет образовываться классический случай стоячей волны. Также можно использовать длину, равную ¾, 5/4 и любому нечетному количеству четвертей длины волны, но рациональнее, конечно же, взять ¼.

Конструкция трансформатора Тесла

Виды простейших конструкций

Различают два основных вида конструкций катушки Тесла: на разрядниках и на полупроводниках. Я собрала устройство на более удобных мне полупроводниках, точнее на транзисторах.( см. прилож. 2)

Составляющие устройства

Медная проволока (0,15 мм)

Медный провод с изоляцией (1,5 мм)

Пластиковая труба (d=32 мм)

Источник постоянного тока(0-35 В)

Регулируемый резистор (50 кОМ)

Расчет основных параметров трансформатора

υ- частота волны колебаний

Примем для будущего трансформатора υ=750кГц (т.к частота волны колебаний для катушки на полупроводниках ограничена)

С помощью программы для расчета длины волны с учетом ее частоты вычислила, что λ=404,1м.

Исходя из формулы L п2 = ¼ λ, получаем:

L п2 = 404,1/4= 101,023м

Вычислим кол-во витков вторичной обмотки. Для этого необходимо рассчитать длину каркаса по формуле С=πD, где С-длина окружности, D- диаметр окружности.

С= 3.14 *32мм=101мм

Теперь можно рассчитать количество витков обмотки:

n= L п2 /С=101023мм/101 мм=1000 витков

Длина провода первичной обмотки L п1 =7витков

Рассчитаем коэффициент трансформации

k= n 1/ n 2 , k=7/1000=0,007

Общее сопротивление цепи: т.к регулируемый резистор и резистор соединены последовательно, то R=R 1 +R 2 , где R-общ. сопротивление, R 1 -сопротивление регулируемого резистора,R 2 - сопротивление резистора

R=50000 Oм + 75 Ом= 50075 Ом

Подаваемое источником тока напряжение- U вход =33В

После переработки вышеперечисленных данных программа для расчета выходного напряжения U выход выдает значение примерно равное 1873,1 В. Именно такое напряжение в лучшем случае мне удастся получить в результате сборки трансформатора Тесла.

Источником питания устройства является блок питания, выдающий ток с малым напряжением (в моем случае 33 В).

Трансформатор состоит из двух обмоток- первичной и вторичной(две катушки без сердечника). К первичной обмотке подводится переменное напряжение и она создает магнитное поле. При помощи этого поля энергия из первичной обмотки передается во вторичную.

Из проволоки и отрезка пластиковой трубы (пластик - хороший диэлектрик) создаю катушку. Она будет высоковольтной. Для этого произвожу процедуру наматывания 1000витков вторичной обмотки (вторичная обмотка — медная проволока сечением 0,15 мм на трубе диаметром в 3,2 сантиметра) виток к витку, избегая нахлестов и пробелов. Катушку не нужно покрывать дополнительной изоляцией, т.к проволока уже покрыта парафином.(см. прилож. 3)

Далее наматываю на каркас, основа которого на 5 мм больше трубы, 7 витков первичной обмотки (первичная обмотка – медная проволока сечением 1,5 мм). В качестве каркаса использую основу на 5 мм больше каркаса вторичной обмотки.(см. прилож. 4)

После собираю простейшую электрическую схему, состоящую из регулируемого резисторов, транзистора(приборы для управления электрическим током), резистора и источника питания. Собрав схему, присоединяю ее к катушкам.(см. прилож. 5)

Все составляющие крепятся к деревянной доске, обеспечивая устойчивость конструкции, а также ее заземление.(см. прилож. 6)

После сборки трансформатора приступаю к его настройке. Для этого нужно кладу наверх газоразрядную лампочку, включаю в сеть блок питания и начинаю выкручивать резисторы со среднего положения на базу.(см. прилож. 7)

Техника безопасности

Работая с трансформатором Тесла обязательно нужно помнить, что это устройство генерирует очень мощное магнитное поле, которое может легко повредить электронные устройства (компьютеры, телефоны и т.д.),а также плохо сказывается на здоровье человека при долгом воздействии на него. Вместе с эти на выходе мы получаем ток высокого напряжения, удары которого опасны для человека.

Применение трансформатора Тесла

Выходное напряжение в частоте минимальной электрической прочности воздуха способно создавать внушительные электрические разряды в воздухе, которые могут иметь многометровую длину. Эти явления очаровывают людей по разным причинам, поэтому трансформатор Тесла используется как декоративное изделие.

Но первоначально он был предназначен не для показательных выступлений, а для передачи радиосигналов на далекие расстояния.

Катушка Тесла нашла применение в медицине в начале прошлого века. Больных обрабатывали маломощными токами высокой частоты. Такие токи протекают по поверхности кожи, оказывают оздоравливающее и тонизирующее влияние, не причиняя при этом никакого вреда организму человека. Однако мощные токи высокой частоты оказывают негативное влияние.

Катушка Тесла применяется в военной технике для оперативного уничтожения электронной техники в здании, на корабле, танке. При этом на короткий промежуток времени создается мощный импульс электромагнитных волн. В результате в радиусе нескольких десятков метров сгорают транзисторы, микросхемы и другие электронные компоненты. Это устройство действует абсолютно бесшумно. Существуют такие данные, что частота тока при функционировании такого устройства может достигать 1 ТГц.

Иногда такой трансформатор применяется для розжига газоразрядных ламп, а также поиска течи в вакууме.

Эффекты катушки Тесла иногда используют в съемках фильмов, компьютерных играх.

Использование трансформатора Тесла в будущем:

Вывод

В округ катушки Тесла образуется электромагнитное поле огромной напряженности, способное передавать электрический ток беспроводным способом. Напряжение оказалось настолько велико, что на свободном конце вторичной обмотки образовывались стримеры.(см. прилож. 8)Лампочки, наполненные инертным газом, светятся на определенном расстоянии от катушки, следовательно, вокруг установки действительно существует электромагнитное поле высокой напряженности.(см. прилож. 9)

Доступно для всех учеников 1-11 классов и дошкольников

Катушка Тесла и демонстрация невероятных свойств

электромагнитного поля катушки Тесла

Никола Тесла и его изобретения…………………..…………. 5 стр.

Схема установки катушки Тесла…………………………..…. 8 стр.

Социологический опрос среди обучающихся ФСОШ №5…… 8 стр.

Сборка катушки Тесла…………….…………….…..…………. 9 стр.

Расчет основных характеристик изготовленной катушки Тесла 9 стр.

Экспериментальные опыты применения катушки Тесла….……11 стр.

Современное применение идей Тесла…………………………..13 стр.

Фото и видео отчет проведения исследования………………..14 стр.

Я мог бы расколоть земной шар, но никогда

не сделаю этого.

Моей главной целью было указать на новые явления

и распространить идеи, которые и станут

отправными точками для новых исследований.

Никола Тесла

Экспериментальная физика имеет огромное значение в развитии науки. Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Никто не будет спорить с тем, что эксперимент - это мощный импульс к пониманию сущности явлений в природе. Любоваться природой можно, и не зная физики. Но понять ее и увидеть то, что скрыто за внешними образами явлений, можно лишь с помощью точной науки и проведения эксперимента. Сегодня можно с уверенностью сказать, что точным в природе является только свершившийся факт, т.е. опыт или эксперимент, или результаты природного процесса, течение которого не зависит от человека. Непоколебимым остается только результат, полученный посредством того или иного действия. Как уже сказал, это единственное несомненное в гипотезе. Всем известно, что любая гипотеза держится на трех китах: результат эксперимента, его описание и вывод , который опирается на признанные стереотипы ( Приложение 1 ).

Эксперименты с электричеством. Если рассуждать, ну что еще можно открывать и экспериментировать? Ведь сейчас без электричества человечество уже давно не мыслит своего существования. С помощью него работают все бытовые приборы, вся наша промышленность, медицинские приборы. Одно но, сам ток доходит к нам, увы, лишь по проводам. Это все очень далеко от того, что Никола Тесла мог делать более 100 лет назад, и чего современная физика и не может объяснить до сих пор. Современная физика достичь таких показателей просто не в состоянии. Он включал и выключал электродвигатель дистанционно, в его руках сами собой загорались электрические лампочки. Современные ученые достигли лишь планки в 30 миллионов ампер (при взрыве электромагнитной бомбы), и 300 миллионов при термоядерной реакции - да и то, на доли секунды.

Объект исследования: катушка Тесла.

Предмет исследования: электромагнитное поле катушки Тесла, высокочастотные разряды в газе.

Цель исследования: изготовить высокочастотную катушку Тесла и на основе собранной действующей установки провести эксперименты .

Объект, предмет и цель исследования обусловили постановку следующей гипотезы: вокруг катушки Тесла образуется электромагнитное поле огромной напряженности, способное передавать электрический ток беспроводным способом.

Задачи:

Изучить литературу по проблеме исследования.

Познакомиться с историей изобретения и принципом работы катушки Тесла.

Поиск деталей и изготовление катушки Тесла.

Провести расчеты характеристик катушки Тесла и опыты, демонстрирующие ее работу.

Подготовить фото и видеоотчет о проделанной работе для ознакомления учащихся 9-11 классов.

Методы исследования:

Эмпирические: наблюдение высокочастотных электрических разрядов в газовой среде, исследование, эксперимент.

Теоретические: конструирование катушки Тесла, анализ литературы, статистическая обработка результатов.

Этапы исследования:

Теоретическая часть. Изучение литературы по проблеме исследования.

Практическая часть. Изготовление трансформатора Тесла и демонстрация невероятных свойств электромагнитного поля катушки Тесла

Новизна: заключается в том, что, как и многие изобретатели-экспериментаторы, я

впервые, изучив научно-популярную литературу, собрал катушку Тесла и в рамках проведения Международного года света и световых технологий-2015 провел серию опытов и тем самым, показал значимость трудов Тесла.

Практическая значимость: результат работы носит просветительный характер, это позволит, повысит заинтересованность учеников к углубленному изучению таких предметов, как физика, юных исследователей - к исследовательской деятельности, и возможно для кого-то определит область дальнейшей деятельности.

Теоретическая часть

I .1.Никола Тесла и его изобретения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

I .2. Схема установки катушки Тесла

Резонансный генератор, катушка или трансформатор Тесла – гениальное изобретение великого сербского изобретателя, физика и инженера. Трансформатор состоит из двух катушек, у которых нет общего железного сердечника. На первичной обмотке должно быть не менее десятка витков толстой проволоки. На вторичную наматывают уже как минимум 1000 витков. Учтите, что катушка Тесла обладает таким коэффициентом трансформации, который в 10-50 раз больше, чем отношение количества витков на второй обмотке к первой. На выходе напряжение такого трансформатора может превышать несколько миллионов вольт. Именно это обстоятельство и обеспечивает возникновение зрелищных разрядов, длина которых может достигать сразу нескольких метров. Очень важно: и конденсатор, и первичная обмотка обязательно должны, в конечном счете, образовывать специфический колебательный контур, входящий в состояние резонанса с вторичной обмоткой. К Схема установки катушки Тесла предполагает силу тока 5-8 А.Максимальное значение этой величины, которое еще оставляет шанс на выживание, равно 10 А. Так что при работе ни на секунду не забывайте о простейших мерах предосторожности.

В Интернете можно найти разные варианты изготовления источников высокой частоты и напряжения. Мы выбрали одну из схем ( Приложение 2 ), которая состоит из:

Доступно для всех учеников 1-11 классов и дошкольников

Исследовательская работа по теме:

Котенок Александр, Ковалев Вячеслав

Ученики 11 класса

Воробьёв Леонид Анатольевич,

Учитель физики и астрономии

1. Схема установки катушки Тесла ……………………………………………………3

2.1. Материалы для изготовления катушки………………………………………………5

Великий сербский ученый Никола Тесла сделал немало для развития науки и техники для своего времени. Многие его патенты воплотились в жизнь, часть же до сих пор остается за гранью понимания. Но основными заслугами Тесла можно считать исследования природы электричества.

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

Актуальность нашей работы заключается в том, что в наше время, когда электричество имеет повсеместное распространение, многие пытаются повторить опыты гениального сербского ученого и найти их применение. Мы попытаемся сделать катушку Тесла, и с помощью её интересных и увлекательных свойств, привлечь внимание учеников к изучению электродинамики и физики.

Объект исследования: катушка Тесла.

Предмет исследования: электромагнитное поле катушки Тесла, высокочастотные разряды в газе.

Цель исследования: изготовить высокочастотную катушку Тесла и на основе собранной действующей установки провести эксперименты.

Задачи:

1. Изучить литературу по проблеме исследования.

2. Познакомиться с историей изобретения и принципом работы катушки Тесла.

3. Поиск деталей и изготовление катушки Тесла.

4. Провести опыты, демонстрирующие работу катушки Тесла.

5. Подготовить фото и видеоотчет о проделанной работе.

Методы исследования:

1. Теоретические: анализ литературы, сбор научных данных, создание схемы прибора

2. Эмпирические: конструирование катушки Тесла, наблюдение высокочастотных электрических разрядов в газовой среде, исследование, эксперимент.

Этапы исследования:

1. Теоретическая часть. Изучение источников по проблеме исследования.

2. Практическая часть. Изготовление катушки Тесла и демонстрация свойств высокочастотного электромагнитного поля катушки Тесла

Практическая значимость: работа носит познавательный характер, что позволит повысить заинтересованность учеников к углубленному изучению таких предметов, как физика, к исследовательской деятельности, и возможно для кого-то определит направление дальнейшего обучения. Данную работу можно использовать при проведении мероприятий по физике, элективных курсах, проведении предметных недель. Содержит сам доклад, иллюстрации, компьютерную презентацию, формирует и развивает познавательный интерес учащихся к предмету.

Схема установки катушки Тесла

Резонансный генератор, катушка или трансформатор Тесла – гениальное изобретение великого сербского изобретателя, физика и инженера. Трансформатор состоит из двух катушек, у которых нет общего железного сердечника. На первичной обмотке должно быть всего несколько витков толстой проволоки. На вторичную обмотку наматывают уже как минимум 1000 витков. Катушка Тесла обладает таким коэффициентом трансформации, который в 10-50 раз больше, чем отношение количества витков на второй обмотке к первой. На выходе напряжение такого трансформатора может превышать несколько миллионов вольт. Именно это обстоятельство и обеспечивает возникновение зрелищных разрядов, длина которых может достигать сразу нескольких метров. Особенность катушки Тесла состоит в том, что первичная обмотка и конденсатор (в нашей схеме с помощью транзистора) образует специфический колебательный контур, входящий в состояние резонанса с вторичной обмоткой. Схема установки катушки Тесла предполагает силу тока 4-10 ампер и высокое напряжение, так что не забываем о технике безопасности при работе с электричеством.

В Интернете можно найти разные варианты изготовления катушки. Мы выбрали одну из схем (качер Бровина), которая, несколько отличаясь от оригинальной катушки Тесла, более проста в изготовлении и состоит из:

1. Источник питания (ЛАТР, 0-250 вольт);

2. Первичная катушка (7 витков);

3. Вторичная катушка (1500 витков);

5.Электронная схема с транзистором на радиаторе.

Принципиальная электрическая схема нашей катушки.

Изготовление катушки.

Для изготовления катушки Тесла мы использовали следующие материалы:

Вторичная обмотка:

- Толстостенная бумажная труба;

- Металлические шпильки с гайками и шайбами (диаметр 8 мм., длина 1 метр, 2 штуки);

- Металлические уголки, 4 штуки;

- Болты с гайками и шайбами М10, М8;

- Эмалированный провод ПЭТВ (диаметр 0,28 мм., масса 300 гр.);

- Термоусадка (диаметр 1 мм);

- Лейкопластырь, изолента, серая эмаль;

- Древесно-стружечные плиты, фанера, деревянные бруски;

- Металлические уголки, саморезы;

Первичная обмотка:

- Омедненная проволока диаметром 5 мм.;

- Медная трубка диаметром 10 мм.;

Электронная схема:

- Транзистор КТ808А на радиаторе;

- Сопротивления, 2 штуки (150 Ом и 2200 Ом соответственно);

- Неполярный конденсатор (80 вольт, 4700 микрофарад);

Источник питания:

- Старый ЛАТР (лабораторный автотрансформатор);

- Изолированный многожильный провод;

- Автоматический выключатель (10 ампер);

- Диодный мост на радиаторе;

- Амперметр, вольтметр переменного тока;

- Полярные конденсаторы, 3 штуки (400 вольт, 330 микрофарад);

Вторичная обмотка.

Изготовление катушки начинаем с ее основной части - вторичной обмотки. В ней будет циркулировать ток очень высокого напряжения и частоты, поэтому к её изготовлению подходим очень тщательно. В качестве основы для намотки берем толстостенную бумажную трубу, на которую изначально был намотан линолеум (её наружный диаметр около 10 см). Отпиливаем от трубы кусок длиной один метр, выравниваем края. Чистим трубу мелкой наждачной бумагой и прокрашиваем эмалью изнутри и снаружи, сутки сушим. После этой процедуры на поверхности поднимается множество бумажных волосков, снимаем их мелкой наждачной бумагой и прокрашиваем снова. Сушим еще сутки. Далее делаем приспособление для намотки провода. Из дерева вытачиваем две заглушки, плотно входящие в трубу с обоих концов с отверстиями посередине диаметром восемь миллиметров. Сквозь отверстия в заглушках и трубу пропускаем длинную шпильку диаметром восемь миллиметров с резьбой, крепим её гайками к заглушкам. Из листового металла выгибаем четыре уголка, сверлим в них отверстия под шпильки, с другой стороны под саморезы и крепим уголки вместе со шпилькой и трубой к верстаку. На один конец шпильки крепим импровизированную ручку для вращения трубы. Еще одну аналогичную конструкцию (без трубы) располагаем на расстоянии тридцать сантиметров рядом. На ней разместится катушка с проводом. Для намотки мы используем эмалированный провод ПЭТВ диаметром 0,28 миллиметра. На расстоянии пять сантиметров от края трубы сверлим отверстие диаметром два миллиметра, пропускаем через него кусочек термоусадки, а через него - конец провода. Кусок провода длиной около метра оставляем внутри трубы, катушку с проводом надеваем на вторую шпильку и начинаем процесс намотки. Витки наматываем вплотную друг к другу, тщательно следя, чтобы не образовывалось перехлестов и перегибов провода. Любой перехлест и перегиб – это потенциальное повреждение изоляции, а, следовательно – возможность короткого замыкания и выхода очень трудоемкой детали из строя, чего нам совершенно не нужно. Намотав три - четыре сантиметра вторичной обмотки, обязательно крепим намотанный провод лейкопластырем. Всего нами намотано триста грамм провода, длина обмотки на трубе – пятьдесят сантиметров, общее число витков – около полутора тысяч. Снимаем трубу с намоточного приспособления, извлекаем заглушки и второй конец обмотки пропускаем сквозь трубу аналогично первому. Далее прокрашиваем обмотку эмалью, не затрагивая, однако, лейкопластыря. Сутки сушим, снимаем лейкопластырь, прокрашиваем часть обмотки, бывшую под ним. Снова сушим и снова прокрашиваем. Заметим, что для покраски обмотки лучше было бы использовать специальный электротехнический лак, однако у нас лака просто не было, а продается он только большими емкостями и стоит недешево, так что пришлось обойтись простой эмалью.

Обратим также внимание на то, что вторичная обмотка занимает лишь верхнюю часть нашей трубы, нижний конец её предназначен для крепления в корпусе.

Далее вставляем на место и крепим саморезами одну из заглушек (в верхней части), в отверстие которой предварительно вставлен и закреплён гайками кусок шпильки, верхний край которой заточен в форме острого конуса, а к её нижнему краю присоединен верхний вывод вторичной обмотки. Вторичная обмотка готова!

Корпус изготавливаем из древесно-стружечных плит, взятых от старой мебели. Основание и верх корпуса имеет размеры семьдесят на семьдесят сантиметров, боковые стенки – пятьдесят на семьдесят. Передняя часть корпуса открыта. Стенки корпуса скрепляем при помощи металлических уголков и саморезов. В центре верхней крышки сверлим отверстие по диаметру трубы и выбираем в нем с четырёх сторон прямоугольные пазы шириной тридцать два и глубиной двадцать миллиметров. В нижней крышке, на расстоянии от ее центра, равному радиусу трубы, сверлим четыре отверстия диаметром тридцать два миллиметра. Затем берем бруски сорок на сорок миллиметров и длиной шестьдесят сантиметров, прострагиваем их в одном направлении до тридцати двух миллиметров, на одном конце формируем круглые шипы, а на другом – поперечные пазы. Круглые шипы вставляем в отверстия в нижней крышке (на клей) и расклиниваем, а пазы в брусках совмещаем с пазами в отверстии верхней крышки. У нас получились четыре направляющих, в которые заходит нижняя часть трубы. Далее изготавливаем крепления под вторичную обмотку. Вторичная обмотка конусовидная, поэтому из фанеры изготавливаем четыре треугольных сегмента с вырезами под витки первичной обмотки и на шип крепим их при помощи клея вокруг отверстия под трубу с первичной обмоткой. Красим корпус серой эмалью (дважды). Корпус готов!

Первичная обмотка.

Основная сложность изготовления первичной обмотки заключается в том, что для лучшей работы её сопротивление должно быть как можно меньшим. Для изготовления первичной обмотки обычно используется медная трубка, но у нас её не было, и поэтому для ее изготовления мы используем омедненную стальную проволоку, диаметром пять миллиметров, ранее использовавшуюся для прокладки линий телефонной связи. Проблема состоит в том, что стальной сердечник проволоки очень жесткий, поэтому перед началом работ мы её отжигаем в обычной печи. Далее обрабатываем её мелкой наждачной шкуркой, снимая окисленный слой. После этого начинаем укладывать проволоку в вырезы креплений, крепя их хомутами для крепления тонкого троса. Всего мы укладываем три параллельных жилы первичной обмотки, также скрепляя их между собой изолентой и хомутами. После в промежутках между креплениями спаиваем жилы между собой. Пайку ведем с применением паяльной кислоты и газовой горелки, поэтому соблюдаем все меры предосторожности! Снимаем спаянную обмотку с креплений и припаиваем наконечники из медной трубки. После снимаем излишки припоя и тщательно промываем обмотку от паяльной кислоты теплой водой с мылом. В верхней крышке корпуса сверлим два отверстия под болты для крепления наконечников к корпусу. После укладываем обмотку на место и крепим болтами. Болты проходят сквозь верхнюю крышку корпуса и снизу к ним будут присоединены выводы первичной обмотки. Измеряем сопротивление готовой обмотки. Сопротивление таким образом изготовленной обмотки составляет всего 0,1 Ом, что вполне подходит для наших целей.

Электронная часть

Источник питания.

Одной из основных проблем в реализации данного проекта был источник питания достаточной мощности. В качестве такового был выбран ЛАТР, выдающий напряжение от 0 до 250 вольт и мощностью 9 ампер. Проблема состоит в том, что ЛАТР, во-первых, выдает только переменное напряжение, а во-вторых, давно не использовался. Так что ему предстоит серьезная ревизия и модернизация. Разбираем его и видим, что вольтметр не функционирует, но сам автотрансформатор исправен. Все части тщательно чистим, моем и сушим. После чистки изолируем один из вводов автотрансформатора, рассчитанный на питание от 127 вольт, подсоединяем новый провод питания, собираем и смазываем бегунок съема напряжения. Старый вольтметр неисправен, поэтому на место, где он ранее крепился, из куска оцинкованного металла изготавливаем новую приборную панель, на которую мы крепим новые приборы (амперметр и вольтметр), клеммы для вывода постоянного тока, а также спаренный автоматический выключатель на десять ампер, который будет выполнять функцию предохранителя. Отметим, что ЛАТР планируется использовать не только для питания катушки Тесла, но и по прямому назначению, так что старые клеммы для вывода переменного тока мы сохраняем, и амперметр с вольтметром у нас будут показывать значения именно переменного напряжения. Старые плавкие предохранители выбрасываем, крепление под них спиливаем, на его место устанавливаем готовый диодный мост на радиаторе. Собираем готовый ЛАТР. На этом работы над ЛАТРом изначально планировалось завершить, но уже после сборки было принято решение для лучшего выпрямления тока последовательно с диодным мостом установить батарею из трех полярных конденсаторов большой емкости. Разбираем источник тока, распаиваем выводные контакты и провода от диодного моста. Крепление для конденсаторов изготавливаем из пластины стеклотекстолита, хомутами и клеем крепим на нем конденсаторы, припаиваем их к выводным контактам и диодному мосту, и крепим всю конструкцию к верхней крышке корпуса ЛАТРа. Собираем ЛАТР и тестируем на переменный и постоянный ток. Источник питания готов!

Принципиальная схема модернизированного ЛАТРа.

(Верхняя пара контактов предназначена для вывода переменного напряжения и в данном проекте не задействована)

Сборка аппарата довольно проста, укладываем первичную обмотку в пазы креплений корпуса, крепим болтами к верхней крышке, вставляем в направляющие вторичную обмотку, крепим внутри корпуса электронную часть и присоединяем к ней выводы вторичной и первичной обмотки. Присоединяем к электронной схеме провод питания, с промаркированными клеммами (на плюс и минус), который подключаем к источнику питания. Внимание! Высокое напряжение может быть опасным, так что источник питания соединен с самой катушкой длинным проводом (около пяти метров), чтобы во время включения быть на расстоянии от неё. Работу с катушкой проводят два человека, один из которых проводит опыты, другой включает и выключает ЛАТР и регулирует на нем напряжение и силу тока. Во время работы катушки вокруг неё образуется переменное электромагнитное поле высокой напряженности и частоты, которое и обеспечивает те занимательные эффекты, которые мы опишем в дальнейшем.

Опыты с катушкой.

Опыт № 1. Наблюдение стримера.

Подключаем источник питания к сети, включаем его и постепенно повышаем напряжение, подаваемое на катушку. В определенный момент с заточенной шпильки наверху вторичной обмотки начинает бить вверх маленькая непрерывная молния (стример или факел). Если к стримеру поднести какой-либо проводник, например гвоздь острием, то с острия гвоздя навстречу стримеру с катушки также начинает бить стример. Тело человека, держащего гвоздь, в таком случае играет роль массивного проводника.

Опыт № 2. Множественные стримеры.

Накручиваем на шпильку гайку с припаянным к ней многожильным проводом, конец которого мы предварительно разделили на отдельные проводки. Включаем катушку и видим множество маленьких стримеров, бьющих в разные стороны.

Опыт № 3. Коронный разряд в лампе накаливания.

Подносим к вторичной обмотке лампу накаливания (желательно с как можно большим объёмом колбы), и видим, как от нити накаливания начинает бить к стенке лампы фиолетовый непрерывная молния (коронный разряд), сопровождающийся характерным потрескиванием. Внимание! Лампу желательно ввернуть в изолирующий патрон, и держать за него, так как от цоколя лампы может ударить током, плюс ко всему он нагревается.

Опыт № 4. Свечение неоновых ламп и газоразрядных трубок.

При поднесении к вторичной обмотке катушки неоновой лампы, или газоразрядной трубки они начинают самостоятельно светиться. Этот опыт иллюстрирует возникновение тлеющего разряда в инертных газах.

Опыт № 5. Свечение люминесцентных ламп.

При поднесении к вторичной обмотке катушки люминесцентной ртутной лампы она начинает светиться (явление электролюминесценции). Тот же эффект мы будем наблюдать при поднесении к ней двух ламп. Если же мы поднесем одну лампу к катушке, а другую в вытянутой руке отведем от неё так, чтобы она лежала на одной линии с первой лампой, то вторая лампа также продолжает светиться. Объяснить данное явление у нас не получилось, но можно предположить, что оно связано с падением разности потенциалов при распространении электромагнитного поля в пространстве (шаговое напряжение).

Опыт № 6. Озонирование воздуха

Собственно, это явление нельзя назвать полноценным опытом, скорее это побочный эффект работы катушки. Во время работы катушки Тесла вокруг неё начинает ощущаться запах озона, что говорит об ионизации воздуха стримером. Также вблизи катушки начинают работать с перебоями электронные приборы, камера сотового телефона и фотоаппарат плохо фокусируются и не всегда сразу включаются.

В ходе данной работы мы изучили и изготовили катушку Тесла, провели с ней рад увлекательных экспериментов. Данные эксперименты можно использовать в качестве дополнительного материала на уроках физики, а также для привлечения внимания школьников к данному предмету.

Мы можем сказать, что цель нашего исследования достигнута, и мы прикоснулись к тайнам великого сербского ученого.

Физика – это удивительная наука! Это наука из наук! Еще из незапамятных времен она держалась и всегда будет держаться на трех китах: гипотеза, закон, эксперимент. Экспериментальная физика имеет огромное значение в развитии науки. Эксперименты с электричеством… кажется, что тут еще можно открывать и экспериментировать, ведь сейчас мы воспринимаем электричество как самое обыденное явление: холодильник, телевизор, компьютер, микроволновка. Однако, сам ток доходит к нам, увы, лишь по проводам. Это всё очень далеко от того, что Никола Тесла мог делать более 100 лет назад, и чего современная физика не может объяснить до сих пор. Ещё в 1900–х годах Тесла мог передавать на огромные расстояния ток без проводов, получить ток 100 млн. ампер и напряжение 10 тыс. вольт. И поддерживать такие характеристики любое необходимое время. Современная физика достичь таких показателей просто не в состоянии. Современные учёные достигли лишь планки в 30 миллионов ампер (при взрыве электромагнитной бомбы), и 300 миллионов при термоядерной реакции - да и то, на доли секунды. Однако, в наше время, энтузиасты и учёные мира пытаются повторить опыты гениального учёного и найти им применение. Я считаю себя одним из таких энтузиастов.

Вложение	Размер
Исследовательская работа. Катушка Тесла.	408 КБ
Презентация. Катушка Тесла.	1.95 МБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное образовательное учреждение

Жирновского муниципального района, Волгоградской области

Приборы и методы экспериментальной физики.

Автор : Якутин Александр, 10 класс, 15 лет

Руководитель : Пеньковская Татьяна Викторовна,

1. Актуальность и цели исследовательской работы.
2. Тесла и его изобретения.
3. Катушка Теслы.
4. Схема установки.
5. Результаты исследования.
6. Современное применение идей Теслы.

1. Актуальность темы :

Физика – это удивительная наука! Это наука из наук! Еще из незапамятных времен она держалась и всегда будет держаться на трех китах: гипотеза, закон, эксперимент . Экспериментальная физика имеет огромное значение в развитии науки. Эксперименты с электричеством… кажется, что тут еще можно открывать и экспериментировать, ведь сейчас мы воспринимаем электричество как самое обыденное явление: холодильник, телевизор, компьютер, микроволновка. Однако, сам ток доходит к нам, увы, лишь по проводам . Это всё очень далеко от того, что Никола Тесла мог делать более 100 лет назад, и чего современная физика не может объяснить до сих пор. Ещё в 1900–х годах Тесла мог передавать на огромные расстояния ток без проводов, получить ток 100 млн. ампер и напряжение 10 тыс. вольт. И поддерживать такие характеристики любое необходимое время. Современная физика достичь таких показателей просто не в состоянии. Современные учёные достигли лишь планки в 30 миллионов ампер (при взрыве электромагнитной бомбы), и 300 миллионов при термоядерной реакции - да и то, на доли секунды. Однако, в наше время, энтузиасты и учёные мира пытаются повторить опыты гениального учёного и найти им применение. Я считаю себя одним из таких энтузиастов.

Цель исследовательской работы:

1. Собрать действующую катушку Тесла, изучить ее работу, пронаблюдать образование искрового разряда.
2. Демонстрация невероятных свойств электромагнитного поля катушки Тесла и необыкновенно интересных опытов по применению катушки.

Предмет исследования : Катушка Тесла.

Гипотеза исследования : 1. Вокруг катушки Тесла образуется электромагнитное поле огромной напряженности 2. Электромагнитное поле катушки Тесла способно передавать электрический ток без проводным способом.

Ни́кола Те́сла ( 10 июля 1856 г (Хорватия) – 7 января 1943 г (Нью-Йорк, США)) — физик, инженер, изобретатель в области электротехники и радиотехники.

3. Катушка Тесла.
С помощью катyшки pазмеpом в 61 метр, полюс котоpой возглавляла большая медная сфеpа, возвышающейся над его лабоpатоpией, Тесла генеpиpовал потенциалы, котоpые pазpяжались стpелами молний длиной до 40 метров. Гpом от высвобождаемой энеpгии мог быть yслyшан за 24 километра. Вокpyг экспеpиментальной башни пылал шаp света диаметpом в 30 метров.

Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких миллионов вольт. Это напряжение в резонансной частоте способствует созданию внушительных электрических разрядов в воздухе. Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (телеуправление).

Вы не найдете трансформатор Теслы в кабинете физики в школе. Ими перестали комплектовать кабинеты.

Аттракцион Dr Megavolt в Окленде (США)

Оригинальное противоугонное средство, работающее по принципу все тех же катушек.

Катушки Теслы называют трансформаторами Теслы

Некоторые катушки Тесла создавались с большим прицелом на будущее, другие - исключительно в развлекательных целях. Первый такой прибор, являющийся по сути классическим резонансным трансформатором, был создан и запатентован Николой Теслой еще в 1896 году.

К сожалению, катушки Теслы мы используем чаще, как красивые игрушки. И выглядим наверно, как человек, забивающий микроскопом гвозди.

Моя установка состоит из трех блоков.

Первый блок (Блок 1) это так называемый блок питания всей установки он состоит из понижающего трансформатора Т (мощностью 9 ватт) с тремя обмотками. Первичная обмотка рассчитана на напряжение 220 вольт с частотой 50 герц. И две вторичных: первая на 40 вольт и вторая на 12 вольт.

Второй блок (Блок 2) состоит из генератора высокой частоты на основе блокинг- генератора и выпрямителей напряжения от питающего трансформатора выполненный на 2-х полупроводниковых выпрямительных диодах(VD1-VD2) и фильтрующих электролитических конденсаторах(C2-C3), которые дают выпрямленное напряжение величиной 60В. Непосредственно сам генератор выполнен на одном транзисторе VT и пассивных деталей. Фильтр частот это конденсатор (С1) емкостью 0,1 мкФ.

Третий блок (Блок 3) это и есть сам трансформатор Тесла (Т). Трансформатор представляет собой катушку с двумя обмотками. В отличие от других трансформаторов, здесь нет никакого ферромагнитного сердечника и таким образом взаимоиндукция между двумя катушками маленькая. Первичная (высоковольтная) обмотка намотана на пластиковый каркас диаметром 2,5 см, длиной 10см и имеет около1500 витков, намотанных в один слой лакированным проводом диаметром 0,05мм. Вторичная обмотка диаметром 6 см длиной около 5см и имеет 3,5 витка, намотанных проводом диаметром 1мм. Первичная обмотка вложена во вторичную. Работает установка очень просто, первый блок (Блок 1) дает напряжение для питания (Блок 2).

Демонстрирую работу катушки.

Можно подвести некоторые итоги. Мои гипотезы подтвердились: 1) лампочки, наполненные инертным газом светятся вблизи катушки, следовательно, вокруг установки действительно существует электромагнитное поле высокой напряженности; 2) лампочки загорались сами по себе у меня в руках на определенном расстоянии, значит, электрический ток может передаваться без проводов.

Необходимо отметить и еще одну важную вещь: действие этой установки на человека :

Как Вы заметили при работе меня не било током: токи высокой частоты, которые проходят по поверхности человеческого организма не причиняют ему вреда, наоборот, оказывают тонизирующее и оздоровительное действие, это используется даже в современной медицине. Однако надо заметить, что электрические разряды, которые Вы видели, имеют высокую температуру, поэтому долго ловить молнию руками не советую!

Исследовательская работа содержит две основных части: теоретическая и практическая,в которых представлен ход работы по созданию физического прибора "Катушки Тесла" своими руками.

Вложение	Размер
issledovatelskaya_rabota.docx	544.59 КБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

Пугачёвская средняя общеобразовательная школа

Аннинского района Воронежской области

IX научно-практическая конференция учащихся

Изготовление приборов по физике своими руками.

Выполнили ученики 9 класса

Грибков Никита и Шмыглёв Владислав

Руководитель учитель физики

Ладенкова Ирина Владимировна

1. Теоретическая часть

1. Учёный и изобретатель Никола Тесла …………………..…. 5 стр.
2. Что представляет собой катушка Тесла………………..…. 6-8 стр.

1. Практическая часть

1. Социологический опрос …………………………………….…… 9 стр.
2. Сборка катушки Тесла…………….…………….…..…………. 10 стр.
3. Расчет основных характеристик изготовленной катушки Тесла 11 стр.
4. Экспериментальные опыты применения катушки Тесла….……12 стр.
5. Современное применение идей Тесла…………………………..13 стр.

В нашей школе существует хорошая традиция – создавать приборы для кабинета физики своими руками. Это помогает, во-первых, глубже изучить многие физические явления, во-вторых, оставить последующим поколениям готовые наглядные учебные пособия для уроков физики. У нас в кабинете есть простейший радиоприёмник, различные виды кристаллических решёток, прибор для определения плотности жидкости, пособия для демонстрации давления жидкости на различных уровнях и многое другое.

Мы решили изготовить своими руками катушку Тесла. Устройство этого прибора не изучается в школьной программе, но необычность и наглядность опытов с этим прибором будет очень полезно современным школьникам. Тем более, что личность самого Николы Тесла привлекала и привлекает в настоящее время многие пытливые умы. Тесла поражал своих знакомых и коллег удивительными экспериментами, в которых без труда и опаски он управлял высоковольтными генераторами, которые вырабатывали сотни, а иногда и миллионы вольт. Еще в 1900-х годах Тесла мог передавать на огромные расстояния ток без проводов, получить ток 100 млн.ампер и напряжение 10 тыс.вольт.

Актуальность заключается в том, что в наше время, энтузиасты и ученые мира пытаются повторить опыты гениального ученого и найти их применение.

Цель исследования: Исследовать различные конструкции катушки Тесла, выбрать наиболее эффективную и простую в изготовлении, и на основе действующей установки провести эксперименты.

Задачи исследования: 1) Знакомство с биографией Николы Тесла и историей изобретения трансформатора Тесла.

2) Провести социологический опрос среди учащихся и учителей МКОУ Пугачёвской СОШ.

2) Поиск деталей и изготовление катушки Тесла.

3) Проведение опытов, демонстрирующих работу трансформатора.

Методы и приемы исследования: Поиск информации в различных источниках. Эксперимент.

1. Теоретическая часть. Изучение литературы по проблеме исследования.
2. Практическая часть. Изготовление трансформатора Тесла и демонстрация невероятных свойств электромагнитного поля катушки Тесла.

Практическая значимость : результат работы носит просветительский характер, это позволит, повысит заинтересованность учеников к углубленному изучению таких предметов, как физика, юных исследователей - к исследовательской деятельности, и возможно для кого-то определит область дальнейшей деятельности.

Гипотеза: вокруг катушки Тесла образуется электромагнитное поле огромной напряженности, способное передавать электрический ток беспроводным способом.

I.1. Учёный и изобретатель Никола Тесла.

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

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

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

В 1888—1895 годах Тесла занимался исследованиями магнитных полей и высоких частот в своей лаборатории. Эти годы были наиболее плодотворными: он получил множество патентов.

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

В Колорадо Спринс Тесла организовал небольшую лабораторию. Для изучения гроз Тесла сконструировал специальное устройство, представляющее собой трансформатор. Следующий эксперимент Тесла направил на исследование возможности самостоятельного создания стоячей электромагнитной волны. На огромное основание трансформатора были намотаны витки первичной обмотки. Вторичная обмотка соединялась с 60-метровой мачтой и заканчивалась медным шаром метрового диаметра. При пропускании через первичную катушку переменного напряжения в несколько тысяч вольт во вторичной катушке возникал ток с напряжением в несколько миллионов вольт и частотой до 150 тысяч герц. При проведении эксперимента были зафиксированы грозоподобные разряды, исходящие от металлического шара. Длина некоторых разрядов достигала почти 4,5 метров, а гром был слышен на расстоянии до 24 км.

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

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

В преклонном возрасте Теслу сбила легковая машина, он получил перелом рёбер. Болезнь вызвала острое воспаление лёгких, перешедшее в хроническую форму. Тесла оказался прикован к постели.

Тесла умер в ночь с 7 на 8 января 1943 года.

I.2. Что собой представляет катушка Тесла?

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

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

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

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

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

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

Катушка Тесла обладает таким коэффициентом трансформации, который в 10-50 раз больше, чем отношение количества витков на второй обмотке к первой. На выходе напряжение такого трансформатора может превышать несколько миллионов вольт. Именно это обстоятельство и обеспечивает возникновение зрелищных разрядов, длина которых может достигать сразу нескольких метров. Очень важно: и конденсатор, и первичная обмотка обязательно должны образовывать специфический колебательный контур, входящий в состояние резонанса с вторичной обмоткой. Принципиальная схема установки катушки Тесла предполагает силу тока 5-8 А.Максимально допустимое значение этой величины для выживания живого организма равно 10 А. Так что при работе следует помнить о простейших мерах предосторожности.

Читайте также:

  
• Волга 4х4 своими руками
  
• Чистка рхх опель вектра б x20xev
  
• Лифан смайли задний тормозной цилиндр аналог
  
• Расширение митсубиси галант 8
  
• При запуске двигателя слышен стук потом пропадает ваз 2107