Kezdje a tudományban. Tesla tekercs és a Tesla tekercs elektromágneses mezőjének hihetetlen tulajdonságainak bemutatása Nikola Tesla saját kezű kísérletei

Sokan hallották, hogy Nikola Tesla fizikus zseniális feltaláló volt, és jelentősen megelőzte korát. Sajnos számos okból kifolyólag a legtöbb találmánya soha nem látott napvilágot. De az egyik legvitatottabb - a Tesla tekercs - a mai napig fennmaradt, és alkalmazásra talált az orvostudományban, a hadiiparban és a fényshow-kban.

Röviden, a Tesla tekercs (CT) egy rezonáns transzformátor, amely nagyfrekvenciás áramot hoz létre. Vannak információk, hogy kísérleteik során a katonaság 1 THz-es teljesítményre hozta a tekercset.

Hatalmas Tesla tekercs

Itt érdemes feltenni a következő kérdést: miért találta fel a Tesla? A feljegyzések szerint a tudós az elektromos áram vezeték nélküli átvitelének technológiáján dolgozott. A kérdés rendkívül aktuális az egész emberiség számára. Elméletileg az éter segítségével két, egymástól néhány kilométerre elhelyezkedő erős CT képes lesz elektromos áramot továbbítani. Ehhez azonos frekvenciára kell őket hangolni. Van olyan vélemény is, hogy a CT egyfajta örökmozgóvá válhat.

Ennek a technológiának a bevezetése egyszerűen szükségtelenné teszi az összes meglévő atomerőművet, hőerőművet, vízierőművet és egyebeket. Az emberiségnek nem kell szilárd kövületeket elégetnie, nem kell kitéve a sugárszennyezés veszélyének, és nem kell elzárnia a folyómedreket. De a válasz arra a kérdésre, hogy miért nem fejleszti senki ezt a technológiát, az összeesküvés-elméletek híveinél marad.

Asztali Tesla tekercs, ma szuvenírként árulják

Működési elv

Manapság sok otthoni villanyszerelő próbál CT-t összeszerelni, nem mindig értve a Tesla transzformátor működési elvét, ezért nem sikerül. Valójában a CT nem áll távol a hagyományos transzformátortól.

Két tekercs van - elsődleges és másodlagos. Amikor a primer tekercsre külső forrásból származó váltakozó feszültséget kapcsolunk, mágneses mező vagy, ahogyan más néven, oszcillációs áramkör jön létre körülötte. Amikor a töltés áttör a szikraközön, az energia a mágneses mezőn keresztül elkezd áramolni a szekunder tekercsbe, ahol egy második rezgőkör jön létre. Az áramkörben felhalmozódott energia egy részét feszültség fogja képviselni. Értéke egyenesen arányos a kontúr kialakulásának idejével.

Így egy CT-ben két egymással összekapcsolt oszcillációs áramkör van, ami a meghatározó jellemző a hagyományos transzformátorokhoz képest. Kölcsönhatásuk ionizáló hatást kelt, ezért látunk streamereket (villámkisüléseket).

Tekercs eszköz

A Tesla transzformátor, amelynek diagramját az alábbiakban mutatjuk be, két tekercsből, egy toroidból, egy védőgyűrűből és természetesen földelésből áll.

Asztali CT vázlat

Minden egyes elemet külön kell figyelembe venni:

• Az elsődleges tekercs a legalsó részen található. Áramellátást kap. Földelni kell. Alacsony ellenállású fémből készült;
• másodlagos tekercs. A tekercseléshez körülbelül 800 menetes zománcozott rézhuzalt használnak. Így a tekercsek nem bomlanak ki és nem karcolódnak;
• toroid. Ez az elem csökkenti a rezonanciafrekvenciát, energiát halmoz fel és növeli a munkateret.
• védőgyűrű. Ez egy nyitott hurok rézhuzal. Állítsa be, ha a streamer hossza nagyobb, mint a szekunder tekercs hossza;
• földelés Ha bekapcsolja a földeletlen tekercset, a streamerek (áramkisülések) nem a levegőbe lövik, hanem zárt gyűrűt hoznak létre.

CT rajz

Saját gyártás

Tehát a legegyszerűbb módja annak, hogy saját kezűleg készítsen Tesla tekercset próbabábukhoz. Az interneten gyakran látni egy jó okostelefon költségét meghaladó összegeket, de a valóságban egy 12 V-os transzformátor, amely lehetővé teszi a lámpa bekapcsolását konnektor használata nélkül, egy halom garázsszemétből összeállítható.

Mi történjen a végén?

Szüksége lesz zománcozott rézhuzalra. Ha nem talál zománcozottat, akkor emellett rendszeres körömlakkra lesz szüksége. A huzal átmérője 0,1-0,3 mm lehet. A fordulatok számának fenntartásához körülbelül 200 méterre lesz szüksége. Feltekerheti egy 4-7 cm átmérőjű PVC-csőre. A magassága 15-30 cm. Ezenkívül vásárolnia kell egy tranzisztort, például D13007-et, egy pár ellenállást és vezetéket. Jó lenne beszerezni egy számítógépes hűtőt, ami lehűti a tranzisztort.

Most elkezdheti az összeszerelést:

1. vágjon 30 cm csövet;
2. tekerje köré a drótot. A fordulatoknak a lehető legközelebb kell lenniük egymáshoz. Ha a huzal nincs bevonva zománccal, akkor a végén lakkozzon. A cső tetejétől vezesse át a vezeték végét a falon és húzza fel úgy, hogy 2 cm-rel kilógjon a beépített cső fölé.;
3. platformot készíteni. Egy rendes forgácslap megteszi;
4. elkészítheti az első tekercset. Vegyünk egy 6 mm-es rézcsövet, hajlítsuk meg három és fél fordulattal, és rögzítsük a kerethez. Ha a cső átmérője kisebb, akkor több fordulatnak kell lennie. Átmérőjének 3 cm-rel nagyobbnak kell lennie, mint a második tekercsé. Rögzítse a kerethez. Azonnal rögzítse a második tekercset;
5. A toroid elkészítésének számos módja van. Rézcsövek használhatók. De egyszerűbb egy szokásos alumínium hullámosítást és egy fém keresztrudat venni a huzal kiálló végéhez való rögzítéshez. Ha a vezeték túl vékony a toroid megtartásához, használhat egy szöget, mint az alábbi képen;
6. Ne feledkezzünk meg a védőgyűrűről sem. Bár ha az elsődleges áramkör egyik vége földelve van, akkor elhagyható;
7. Amikor a kialakítás kész, a tranzisztort az áramkörnek megfelelően csatlakoztatják, radiátorhoz vagy hűtőhöz rögzítik, majd áramot kell adni, és a telepítés kész.

Az első tekercs laposra tehető, mint a képen

Sokan hagyományos Duracell koronát használnak a telepítéshez.

DIY Tesla transzformátor, egyszerű áramkör

Tekercs számítás

A CT számítását általában egy ipari méretű transzformátor gyártása során végzik. Otthoni kísérletekhez elegendő a fenti ajánlások alkalmazása.

Maga a számítás megmondja a szekunder tekercs optimális fordulatszámát az első tekercs fordulataitól függően, az egyes tekercsek induktivitása, az áramkörök kapacitása, és ami a legfontosabb, a transzformátor szükséges működési frekvenciája és a tekercs kapacitása. a kondenzátor.

CT számítási példa

Biztonsági intézkedések

Miután összegyűjtötte a CT-t, meg kell tennie néhány óvintézkedést az indítás előtt. Először is ellenőriznie kell a vezetékeket abban a helyiségben, ahol a transzformátor csatlakoztatását tervezi. Másodszor, ellenőrizze a tekercsek szigetelését.

Érdemes megjegyezni a legegyszerűbb óvintézkedéseket is. A szekunder tekercs feszültsége átlagosan 700A, a 15A már végzetes az ember számára. Ezenkívül érdemes eltenni az összes elektromos készüléket, ha azok a tekercs működési területére kerülnek, akkor valószínűleg kiégnek.

A CT korának forradalmi felfedezése, ma alábecsülik. Ma a Tesla transzformátort csak otthoni villanyszerelők szórakoztatására és fényműsorokban használják. A rendelkezésre álló anyagok felhasználásával saját maga is készíthet tekercset. Szüksége lesz egy PVC csőre, több száz méter rézhuzalra, néhány méter rézcsőre, egy tranzisztorra és egy pár ellenállásra.

A Tesla tekercs egy ferromágneses mag nélküli, nagyfrekvenciás rezonáns transzformátor, amellyel a szekunder tekercsben nagy feszültséget lehet elérni. A levegőben lévő nagy feszültség hatására elektromos meghibásodás következik be, hasonlóan a villámcsapáshoz. Az eszközt Nikola Tesla találta fel, és az ő nevét viseli.

A primer áramkör kapcsolóelemének típusa szerint a Tesla tekercseket szikra (SGTC - Spark gap Tesla coil), tranzisztorra (SSTC - Solid state Tesla coil, DRSSTC - Dual resonant solid state Tesla coil) osztják. Csak a szikratekercseket veszem figyelembe, amelyek a legegyszerűbbek és a leggyakoribbak. A hurokkondenzátor töltési módja szerint a szikratekercseket 2 típusra osztják: ACSGTC - Szikraközű Tesla tekercs és DCSGTC - Szikraközű Tesla tekercs. Az első lehetőségnél a kondenzátort váltakozó feszültséggel töltik fel, a másodikban rezonáns töltést használnak állandó feszültséggel.

Maga a tekercs két tekercsből és egy tóruszból álló szerkezet. A szekunder tekercs hengeres, dielektromos csőre tekercselt, réztekercselő huzallal, egy rétegben fordulattól fordulatig, és általában 500-1500 fordulattal rendelkezik. A tekercs átmérőjének és hosszának optimális aránya 1:3,5 – 1:6. Az elektromos és mechanikai szilárdság növelése érdekében a tekercset epoxi ragasztóval vagy poliuretán lakkal vonják be. A szekunder tekercs méreteit általában az áramforrás, azaz a nagyfeszültségű transzformátor teljesítménye alapján határozzák meg. A tekercs átmérőjének meghatározása után a hosszt az optimális arányból határozzuk meg. Ezután válassza ki a tekercshuzal átmérőjét úgy, hogy a fordulatok száma megközelítőleg megegyezzen az általánosan elfogadott értékkel. A csatornaműanyag csöveket általában dielektromos csőként használják, de házilag is készíthet csövet rajzpapír lapok és epoxi ragasztó segítségével. Itt és alább közepes tekercsekről van szó, amelyek teljesítménye 1 kW, a szekunder tekercs átmérője 10 cm.

A szekunder tekercscső felső végére egy üreges vezetőképes tórusz van felszerelve, amely általában hullámos alumíniumcsőből készül, hogy eltávolítsa a forró gázokat. Alapvetően a cső átmérője megegyezik a szekunder tekercs átmérőjével. A tórusz átmérője általában a szekunder tekercs hosszának 0,5-0,9-szerese. A tórusz elektromos kapacitással rendelkezik, amelyet geometriai méretei határoznak meg, és kondenzátorként működik.

Az elsődleges tekercs a szekunder tekercs alsó alján található, és spirális lapos vagy kúpos alakú. Általában 5-20 menetes vastag réz- vagy alumíniumhuzalból áll. A tekercsben nagyfrekvenciás áramok folynak, aminek következtében a bőrhatás jelentős befolyást gyakorolhat. A nagy frekvencia miatt az áram túlnyomórészt a vezető felületi rétegében oszlik el, ezáltal csökken a vezető effektív keresztmetszete, ami az aktív ellenállás növekedéséhez és az elektromágneses rezgések amplitúdójának csökkenéséhez vezet. . Ezért az elsődleges tekercs elkészítésének legjobb módja egy üreges rézcső vagy egy lapos széles szalag. Az ugyanabból a vezetőből származó nyitott védőgyűrűt (Strike Ring) néha a primer tekercs fölé szerelnek a külső átmérő mentén, és földelnek. A gyűrűt úgy tervezték, hogy megakadályozza a kisülések bejutását az elsődleges tekercsbe. A rés azért szükséges, hogy megakadályozzuk az áram áramlását a gyűrűn, különben az indukciós áram által létrehozott mágneses tér gyengíti az elsődleges és a szekunder tekercsek mágneses terét. A védőgyűrűt a primer tekercs egyik végének földelésével lehet elhagyni, és a kisülés nem károsítja a tekercs alkatrészeit.

A tekercsek közötti csatolási együttható a relatív helyzetüktől függ, minél közelebb vannak egymáshoz, annál nagyobb az együttható. Szikratekercseknél a jellemző együttható érték K=0,1-0,3. A szekunder tekercs feszültsége attól függ, minél nagyobb a csatolási együttható, annál nagyobb a feszültség. De nem ajánlott a csatolási együtthatót a norma fölé növelni, mivel a kisülések ugrálni kezdenek a tekercsek között, károsítva a szekunder tekercset.


Az ábra az ACSGTC típusú Tesla tekercs legegyszerűbb változatát mutatja.
A Tesla tekercs működési elve két induktív csatolású rezgőkör rezonancia jelenségén alapul. A primer rezgőkör egy C1 kondenzátorból és egy L1 primer tekercsből áll, és egy szikraköz kapcsolja, ami zárt áramkört eredményez. A szekunder rezgőkört az L2 szekunder tekercs és a C2 kondenzátor (kapacitással rendelkező toroid) alkotja, a tekercs alsó végét földelni kell. Ha az elsődleges rezgőkör sajátfrekvenciája egybeesik a szekunder oszcillációs áramkör frekvenciájával, a szekunder áramkörben a feszültség és az áram amplitúdója élesen megnő. Megfelelően nagy feszültség esetén a levegő elektromos meghibásodása a tóruszból kilépő kisülés formájában történik. Fontos megérteni, hogy mi a zárt másodlagos áramkör. A szekunder kör árama az L2 szekunder tekercsen és a C2 kondenzátoron (tórusz) keresztül folyik, majd a levegőn és a földön (mivel a tekercs földelve van), a zárt áramkör a következőképpen írható le: föld-tekercs-torusz-kisülés-föld. Így az izgalmas elektromos kisülések az áramköri áram részét képezik. Ha nagy a földelési ellenállás, akkor a tóruszból kiáramló kisülések közvetlenül a szekunder tekercset érik, ami nem jó, ezért jó minőségű földelést kell végezni.

A szekunder tekercs és a tórusz méreteinek meghatározása után kiszámítható a szekunder kör saját rezgési frekvenciája. Itt figyelembe kell venni, hogy a szekunder tekercs az induktivitáson kívül jelentős méretéből adódóan rendelkezik némi kapacitással is, amit a számításnál figyelembe kell venni a tórusz kapacitásához. Ezután meg kell becsülnie az elsődleges áramkör L1 tekercsének és C1 kondenzátorának paramétereit úgy, hogy az elsődleges áramkör sajátfrekvenciája közel legyen a szekunder áramkör frekvenciájához. A primerköri kondenzátor kapacitása általában 25-100 nF, ez alapján számítják ki a primer tekercs menetszámát, átlagosan 5-20 fordulatnak kell lennie. A tekercs gyártása során növelni kell a fordulatok számát a számított értékhez képest, hogy a tekercset később rezonanciára hangoljuk. Mindezek a paraméterek kiszámíthatók egy fizika tankönyvből származó szabványos képletekkel, amelyek a különféle tekercsek induktivitásának kiszámításáról szólnak. Vannak speciális számolóprogramok is a jövőbeli Tesla tekercs összes paraméterének kiszámításához.

A beállítást az elsődleges tekercs induktivitásának megváltoztatásával hajtják végre, vagyis a tekercs egyik vége az áramkörhöz csatlakozik, a másik pedig nincs sehova. A második érintkező bilincs formájában készül, amely egyik fordulatról a másikra dobható, ezáltal nem a teljes tekercs kerül felhasználásra, hanem annak csak egy része, és ennek megfelelően változik az elsődleges áramkör induktivitása és sajátfrekvenciája. A hangolást a tekercs előzetes indítása során végzik, a kisülések hossza alapján ítélik meg. Létezik egy módszer a rezonancia hideghangolására is RF generátor és oszcilloszkóp vagy RF voltmérő segítségével, a tekercs működtetése nélkül. Meg kell jegyezni, hogy az elektromos kisülésnek van kapacitása, aminek következtében a szekunder kör sajátfrekvenciája kissé csökkenhet a tekercs működése során. A földelés kis mértékben befolyásolhatja a másodlagos frekvenciát is.

A szikraköz egy kapcsolóelem az elsődleges rezgőkörben. Amikor a szikraköz elektromos meghibásodása nagy feszültség hatására bekövetkezik, ív képződik benne, amely lezárja a primer áramkör áramkörét, és nagyfrekvenciás csillapított rezgések keletkeznek benne, amelyek során fokozatosan a feszültség a C1 kondenzátoron csökken. Az ív kialudása után a C1 hurokkondenzátor újra töltődni kezd az áramforrásból, és a szikraköz következő lebontásával egy új rezgési ciklus kezdődik.

A levezető két típusra oszlik: statikus és forgó. A statikus kisütő két egymáshoz közel elhelyezkedő elektródából áll, amelyek közötti távolságot úgy kell beállítani, hogy közöttük elektromos meghibásodás történjen, amikor a C1 kondenzátor a legmagasabb feszültségre van töltve, vagy valamivel kisebb, mint a maximum. Az elektródák közötti hozzávetőleges távolságot a levegő elektromos szilárdsága alapján határozzák meg, amely normál környezeti feltételek mellett körülbelül 3 kV/mm, és függ az elektródák alakjától is. Változó hálózati feszültség esetén a statikus kisülés válaszfrekvenciája (BPS - ütés per másodperc) 100 Hz.

Elektromos motor bázisán forgó szikraköz (RSG - Rotary spark gap) készül, melynek tengelyére a tárcsa két oldalára elektródákkal ellátott tárcsa van felszerelve, így a tárcsa forgásakor , a lemez összes elektródája a statikus elektródák között repül. Az elektródák közötti távolság minimális legyen. Ebben az opcióban a villanymotor vezérlésével széles tartományban állíthatja be a kapcsolási frekvenciát, ami több lehetőséget ad a tekercs hangolására és vezérlésére. A motorházat földelni kell, hogy megóvja a motor tekercsét a meghibásodástól, ha nagyfeszültségű kisülésnek van kitéve.

C1 hurokkondenzátorként sorosan és párhuzamosan kapcsolt nagyfeszültségű, nagyfrekvenciás kondenzátorokból álló kondenzátorszerelvényeket (MMC - Multi Mini Capacitor) használnak. Általában KVI-3 típusú kerámia kondenzátorokat, valamint K78-2 filmkondenzátorokat használnak. A közelmúltban tervezték az átállást a K75-25 típusú papírkondenzátorokra, amelyek jó teljesítményt mutattak. A megbízhatóság érdekében a kondenzátor szerelvény névleges feszültségének 1,5-2-szeresének kell lennie az áramforrás amplitúdó feszültségének. A kondenzátorok túlfeszültség elleni védelme érdekében (nagyfrekvenciás impulzusok) a teljes szerelvénnyel párhuzamosan légrést helyeznek el. A szikraköz két kis elektróda lehet.

A kondenzátorok töltéséhez tápforrásként egy T1 nagyfeszültségű transzformátort, vagy több sorosan vagy párhuzamosan kapcsolt transzformátort használnak. Alapvetően a kezdő Tesla-építők mikrohullámú sütő transzformátort (MOT - Microwave Oven Transformer) használnak, melynek kimeneti váltakozó feszültsége ~2,2 kV, teljesítménye kb. 800 W. A hurokkondenzátor névleges feszültségétől függően a MOT-ok sorba vannak kötve 2-4 darabig. Csak egy transzformátor használata nem célszerű, mivel a kis kimeneti feszültség miatt a szikraközben lévő hézag nagyon kicsi lesz, ami instabil tekercs működési eredményt eredményez. A motorok hátránya a gyenge elektromos szilárdság, nem hosszú távú működésre tervezték, és nagy terhelés hatására nagyon felforrósodnak, ezért gyakran meghibásodnak. Ésszerűbb olyan speciális olajtranszformátorok használata, mint az OM, OMP, OMG, amelyek kimeneti feszültsége 6,3 kV, 10 kV, teljesítménye 4 kW, 10 kW. Saját készítésű nagyfeszültségű transzformátort is készíthet. A nagyfeszültségű transzformátorokkal végzett munka során nem szabad megfeledkezni a biztonsági óvintézkedésekről, a transzformátor házát földelni kell; Szükség esetén a transzformátor primer tekercsével sorba lehet szerelni egy autotranszformátort a hurokkondenzátor töltési feszültségének szabályozására. Az autotranszformátor teljesítménye nem lehet kisebb, mint a T1 transzformátor teljesítménye.

Az áramkörben lévő Ld induktor szükséges a transzformátor rövidzárlati áramának korlátozásához a szikraköz meghibásodása esetén. Leggyakrabban az induktor a T1 transzformátor szekunder tekercs áramkörében található. A nagy feszültség miatt az induktor szükséges induktivitása nagy értékeket vehet fel, egységektől tíz Henryig. Ebben a kiviteli alakban elegendő elektromos szilárdsággal kell rendelkeznie. Ugyanilyen sikerrel az induktivitás a transzformátor primer tekercsével sorba is szerelhető, itt nincs szükség nagy elektromos szilárdságra, a szükséges induktivitás egy nagyságrenddel kisebb, és több tíz, száz millihenries. A tekercsvezeték átmérője nem lehet kisebb, mint a transzformátor primer tekercsének vezetékének átmérője. Az induktor induktivitását az induktív reaktancia váltóáram frekvenciától való függésének képletéből számítjuk ki.

Az aluláteresztő szűrőt (LPF) úgy tervezték, hogy megakadályozza a primer áramkör nagyfrekvenciás impulzusainak behatolását az induktor áramkörbe és a transzformátor szekunder tekercsébe, azaz megvédje őket. A szűrő lehet L vagy U alakú. A szűrő vágási frekvenciáját egy nagyságrenddel kisebbre választjuk, mint a tekercs oszcilláló áramköreinek rezonanciafrekvenciája, de a vágási frekvenciának sokkal nagyobbnak kell lennie, mint a szikraköz válaszfrekvenciája.


A hurokkondenzátor (tekercs típusú - DCSGTC) rezonáns töltésekor az ACSGTC-vel ellentétben állandó feszültséget használnak. A T1 transzformátor szekunder tekercsének feszültségét diódahíddal egyenirányítják és St kondenzátorral simítják. A kondenzátor kapacitásának egy nagyságrenddel nagyobbnak kell lennie, mint a C1 hurokkondenzátor kapacitása, hogy csökkentse az egyenfeszültség hullámzását. A kapacitás értéke általában 1-5 µF a megbízhatóság érdekében, a névleges feszültséget az amplitúdójú egyenirányított feszültség 1,5-2-szeresére választjuk. Egy kondenzátor helyett kondenzátorszerelvényeket is használhat, lehetőleg ne feledkezzünk meg a kiegyenlítő ellenállásokról, amikor több kondenzátort sorba kötünk.

A KTs201 típusú nagyfeszültségű diódaoszlopokat és másokat sorba kapcsolva használnak híddiódaként. A diódaoszlopok névleges áramának nagyobbnak kell lennie, mint a transzformátor szekunder tekercsének névleges árama. A diódaoszlopok fordított feszültsége az egyenirányító áramkörtől függ, a diódák fordított feszültsége a feszültség amplitúdójának kétszerese legyen. A hagyományos egyenirányító diódák (például 1N5408, Urev = 1000 V, In = 3 A) sorba kapcsolásával házilag elkészíthető diódaoszlopok is készíthetők, kiegyenlítő ellenállások segítségével.
A szabványos egyenirányító és simító áramkör helyett két diódaoszlopból és két kondenzátorból összeállíthat egy feszültségduplázót.

A rezonáns töltésáramkör működési elve az Ld tekercs öninduktivitásának jelenségén, valamint a VD® vágódióda használatán alapul. Abban a pillanatban, amikor a C1 kondenzátor lemerül, az áram elkezd folyni az induktoron, szinuszos törvény szerint növekszik, miközben az energia mágneses mező formájában felhalmozódik az induktorban, és a kondenzátor feltöltődik, energiát halmozva fel elektromos mező. A kondenzátor feszültsége a tápfeszültség feszültségére nő, miközben a maximális áram folyik át az induktoron, és a feszültségesés rajta nulla. Ebben az esetben az áram nem tud azonnal leállni, és az induktor önindukciója miatt továbbra is ugyanabban az irányban folyik. A kondenzátor töltése addig folytatódik, amíg az áramforrás feszültsége megduplázódik. Lezáró dióda szükséges, hogy megakadályozzuk az energia visszaáramlását a kondenzátorból az áramforrásba, mivel a kondenzátor és az áramforrás között az áramforrás feszültségével megegyező potenciálkülönbség jelenik meg. Valójában a kondenzátor feszültsége nem éri el a kétszeres értéket a diódaoszlopon lévő feszültségesés miatt.

A rezonáns töltés alkalmazása lehetővé teszi az energia hatékonyabb és egyenletesebb átvitelét a primer körbe, miközben ugyanazon eredmény elérése érdekében (a kisülési hosszon túl) a DCSGTC kevesebb energiát igényel az áramforrástól (T1 transzformátor), mint az ACSGTC. A kisülések jellegzetes sima hajlítást kapnak a stabil tápfeszültség miatt, ellentétben az ACSGTC-vel, ahol az RSG-ben az elektródák következő közeledése időben megtörténhet a szinuszos feszültség bármely részén, beleértve a nulla vagy alacsony feszültséggel való érintkezést, és ennek eredményeként változó kisülési hosszúság (rongyos kisülés).

Az alábbi kép a Tesla tekercs paramétereinek kiszámításához szükséges képleteket mutatja:

Azt javaslom, hogy ismerkedjen meg az építési tapasztalataimmal.

Tesla tekercs elektromágneses mezője

Bevezetés…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Nikola Tesla és találmányai elméleti része……………………………………………………………………………………………………………………………. ..8 pp Gyakorlati rész Szociológiai felmérés az 5. számú Szövetségi Középiskola diákjai körében...... 8 pp Tesla tekercs összeállítása................. ................. …………...9 pp. A gyártott Tesla tekercs főbb jellemzőinek számítása 9 pp. Kísérleti kísérletek a Tesla tekercs használatával ….……11 o. Tesla ötleteinek modern alkalmazása………………………..13 p. Fotó- és videóriport a tanulmányról………………..14 p.

Következtetés …………………………………………………………………………………………….

Hivatkozások…………………………………………………………………………….…..16 oldal.

Mellékletek…………………………………………………………….…….……….…..18 p.

Bevezetés

Feloszthatnám a földgömböt, de soha

Nem fogom ezt csinálni.

Fő célom az volt, hogy rámutassak az új jelenségekre

és olyan ötleteket terjeszteni, amelyekké válnak

új kutatások kiindulópontjai.

Nikola Tesla

„Végre sikerült olyan kisüléseket létrehoznom, amelyek ereje jóval meghaladja a villámokét. Ismered a „nem tudod átugrani a fejed felett” kifejezést? Ez egy tévhit. Az ember bármit megtehet." A Fény és Fénytechnológiák Nemzetközi Évében szerintem érdemes megemlékezni a legendás személyiségről, Nikola Tesláról, és egyes találmányainak értelméről a mai napig vita folyik. Sokféle dolgot mondtak már róla, de a legtöbb ember, köztük én is egyöntetű a véleményük – Tesla sokat tett a tudomány és a technológia fejlődéséért az ő korában. Sok szabadalma életre kelt, de néhányat még mindig nem értünk. De a Tesla fő vívmányainak az elektromosság természetének kutatása tekinthető. Különösen nagy feszültség. Tesla elképesztő kísérletekkel ejtette ámulatba ismerőseit és kollégáit, amelyek során minden nehézség és félelem nélkül vezérelte a több száz, néha több millió voltos feszültséget termelő nagyfeszültségű generátorokat. Az 1900-as években a Tesla vezetékek nélkül is hatalmas távolságokra tudott áramot továbbítani, így 100 millió amper áramot és 10 ezer voltos feszültséget kapott. És fenntartani ezeket a jellemzőket a szükséges ideig. A mellette élők számára a világ megváltozott, mesebeli térré változott, ahol nem kell csodálkozni. Az északi fény az egész Atlanti-óceánon felvillant, a közönséges lepkék fényes szentjánosbogarakká változtak, a gömbvillámokat könnyedén kiszedték a bőröndökből, és a nappali megvilágítására használták. Kísérletei mindig a rossz és a jó határán egyensúlyoztak. A Tunguska-meteorit lezuhanása, a New York-i földrengés, a szörnyű fegyverek tesztelése, amelyek képesek azonnal megsemmisíteni egész hadseregeket – a világító pillangók mellett ez az, amit Tesla kísérleteinek tulajdonítanak. Ő volt az, aki sok tudományos-fantasztikus író számára egy őrült professzor képmását szolgálta, akinek találmányai az egész bolygó elpusztításával fenyegetnek. Valójában semmit sem tudunk arról, hogy Nikola Tesla milyen ember volt, milyen hőssé kell válnia az életrajzírók számára, legyen az jó vagy rossz.

A kísérleti fizika nagy jelentőséggel bír a tudomány fejlődésében. Jobb egyszer látni, mint százszor hallani. Senki sem vitatja, hogy a kísérlet hatalmas lendületet ad a természeti jelenségek lényegének megértéséhez. A fizika ismerete nélkül is megcsodálhatod a természetet. De megérteni és látni, hogy mi rejtőzik a jelenségek külső képei mögött, csak az egzakt tudomány és a kísérletezés segítségével lehetséges. Ma már bátran kijelenthetjük, hogy csak a kész tény a természetben pontos, vagyis a tapasztalat vagy a kísérlet, vagy egy természetes folyamat eredménye, amelynek lefolyása nem az emberen múlik. Csak az egyik vagy másik cselekvéssel elért eredmény marad megingathatatlan. Mint már mondtam, ez az egyetlen bizonyosság a hipotézisben. Mindenki tudja, hogy minden hipotézis három pilléren nyugszik: a kísérlet eredményén, leírásán és a következtetésen, amely felismert sztereotípiákon alapul (1. melléklet).

Kísérletek az elektromossággal. Ha belegondolsz, mit fedezhetsz fel és kísérletezhetsz még? Végül is az emberiség már régóta nem tudja elképzelni létezését elektromosság nélkül. Minden háztartási gép, az egész iparágunk és az orvostechnikai készülékek működnek vele. Egy dolog igaz, maga az áram sajnos csak vezetékeken keresztül jut el hozzánk. Mindez nagyon messze van attól, amit Nikola Tesla több mint 100 évvel ezelőtt meg tudott tenni, és amit a modern fizika még mindig nem tud megmagyarázni. A modern fizika egyszerűen nem képes ilyen mutatókat elérni. Távról be- és kikapcsolta a villanymotort, a kezében lévő izzók pedig maguktól világítottak. A modern tudósok csak a 30 millió ampert érték el (elektromágneses bomba robbanásával), és a 300 milliót termonukleáris reakcióval - és még akkor is, a másodperc töredékére.

A jelentősége abban rejlik, hogy korunkban a lelkesek és a tudósok szerte a világon megpróbálják megismételni a zseniális tudós kísérleteit, és megtalálni azok alkalmazását. Nem megyek bele a misztikába, próbáltam valami látványosat csinálni a Tesla „receptjei” szerint. Ez egy Tesla tekercs. Ha egyszer látta, soha nem fogja elfelejteni ezt a hihetetlen és csodálatos látványt.

Vizsgálat tárgya: Tesla tekercs.

Kutatási tárgy: Tesla tekercs elektromágneses tere, nagyfrekvenciás kisülések gázban.

A kutatás célja: nagyfrekvenciás Tesla tekercs gyártása és kísérletek lefolytatása az összeszerelt üzemi telepítés alapján.

A vizsgálat tárgya, tárgya és célja a következő hipotézis megfogalmazásához vezetett: a Tesla tekercs körül óriási intenzitású elektromágneses tér képződik, amely vezeték nélkül képes elektromos áramot továbbítani.

Tanulmányozza a kutatási probléma szakirodalmát. Ismerkedjen meg a találmány történetével és a Tesla tekercs működési elvével. Alkatrészek keresése és Tesla tekercs készítése. Végezzen szociológiai felmérést a Fedorovskaya 5. Sz. Középiskola 7-11. osztályos tanulói körében. Végezzen számításokat a Tesla tekercs jellemzőiről és a működését demonstráló kísérleteket. A 9-11. osztályos tanulók érdekében végzett munkáról fényképes és videós beszámoló készítése.

Kutatási módszerek:

Empirikus: nagyfrekvenciás elektromos kisülések megfigyelése gáznemű környezetben, kutatás, kísérlet. Elméleti: Tesla tekercs tervezés, szakirodalmi elemzés, eredmények statisztikai feldolgozása.

Kutatási szakaszok:

Újdonság: abban rejlik, hogy sok kísérleti feltalálóhoz hasonlóan én is

Tanulmányozás után először szerelt össze Tesla tekercset, és a Fény és Fénytechnológiák Nemzetközi Éve 2015 keretében kísérletsorozatot végzett, és ezzel megmutatta a Tesla munkáinak jelentőségét.

Gyakorlati jelentősége: a munka eredménye oktatási jellegű, ez növeli a hallgatók érdeklődését az olyan tárgyak elmélyült tanulmányozása iránt, mint a fizika, a fiatal kutatók - és talán egyesek számára meghatározza a további tevékenységi területet.

Elméleti rész

I.1.Nikola Tesla és találmányai

I.2. Tesla tekercs beépítési rajza

A Tesla rezonanciagenerátor, tekercs vagy transzformátor a nagy szerb feltaláló, fizikus és mérnök zseniális találmánya. A transzformátor két tekercsből áll, amelyeknek nincs közös vasmagjuk. Az elsődleges tekercsnek legalább egy tucat menetes vastag huzalnak kell lennie. A másodlagoson már legalább 1000 fordulat van feltekerve. Felhívjuk figyelmét, hogy a Tesla tekercs átalakítási aránya 10-50-szer nagyobb, mint a második tekercs és az első tekercs fordulatszámának aránya. Egy ilyen transzformátor kimeneti feszültsége meghaladhatja a több millió voltot. Ez a körülmény biztosítja a látványos kisülések előfordulását, amelyek hossza egyszerre több métert is elérhet. Nagyon fontos: mind a kondenzátornak, mind a primer tekercsnek végső soron sajátos rezgőkört kell alkotniuk, amely rezonanciaállapotba kerül a szekunder tekercssel. K A Tesla tekercs beépítési diagramja 5-8 A áramerősséget feltételez. Ennek az értéknek a maximális értéke, amely még mindig esélyt hagy a túlélésre, 10 A. Tehát munka közben egy pillanatra se feledkezzünk meg a legegyszerűbb óvintézkedésekről.

Az interneten különféle lehetőségeket találhat a nagyfrekvenciás és feszültségforrások gyártására. A sémák egyikét választottuk (2. melléklet), amely a következőkből áll:

Tápellátás (220V - 24V) Változtatható ellenállás Ellenállás Primer tekercs (9 fordulat) Másodlagos tekercs (1000 fordulat) Hűtőborda tranzisztor (MJE 13007) Gyakorlati rész

II.1 Szociológiai felmérés az 5. Sz. Szövetségi Középiskola 7-11. osztályos tanulói körében

A felmérésben 325 fő vett részt. Kérdések hangzottak el:

1. Hallottál Nikola Tesla (Tesla tekercs) találmányairól?

2. Szeretnél egy Tesla-tekercset használó kísérletsorozatot látni?

Az eredmények feldolgozása után az eredmény a következő: 176 diák hallott a Tesla találmányairól, 156 diák nem. 97-en láttak kísérletekről készült videókat az interneten, 228-nak fogalma sincs arról, hogyan néz ki egy tekercs, vagy hogyan használható. Mind a 325 diák szeretné látni a kutatómunka és a Tesla tekercs segítségével végzett kísérletsorozat eredményét.

II.2 Tesla tekercs összeállítás

Térjünk rá a ma Tesla transzformátor (tekercs) néven ismert eszközre. A Tesla gyártói a világ minden táján évente reprodukálják számos módosítását. A legtöbb ilyen Tesla rádióamatőr fő célja az, hogy a Tesla transzformátor (TT) nagyfeszültségű tekercsének kimenetén jelen lévő nagyfeszültséggel végzett kísérletekben elért fény- és hanghatásokat érje el. Sokakat vonzanak a Tesla nagy teljesítményű energia előállítására vonatkozó ötletei is, és még vonzóbb egy CT-n alapuló "over-unit" (SE) eszköz létrehozására tett kísérlet. Ez az alternatív tudomány területe.

Az installációt a diagram alapján (2. melléklet, 1., 2., 3., 4., 5. ábra) saját magam állítottam össze. 5 cm átmérőjű műanyag (vízvezeték) csőből keretre tekercselt tekercs A primer tekercs mindössze 9 menetet tartalmaz, 1,5 mm átmérőjű vezetéket, gumiszigetelésű egyerű rézhuzalt használtak. A szekunder tekercs 1000 menet 0,1 mm-es vezetéket tartalmaz. A másodlagos tekercs szépen fel van tekerve, forgasd el. Ez a készülék nagyfrekvencián magas feszültséget állít elő. A Tesla tekercs nagyfrekvenciás, nagyfeszültségű áramok demonstrációs generátora. Az eszközzel vezeték nélkül továbbítható az elektromos áram nagy távolságokra. A vizsgálat során bemutatom az általam készített Tesla tekercs működését (3. melléklet, 6. ábra).

II.3 A gyártott Tesla tekercs főbb jellemzőinek számítása

EMF: 24 V. Két elem csavarhúzóval, egyenként 12 V. Ellenállás: R=50075 Ohm. R= R1+ R2 (soros bekötés) Szükségesnek tartják a forrás, vezetékek, tekercsek belső ellenállásának figyelmen kívül hagyását. 1) Változó ellenállás (reosztát) 50 KOhm. 2) 75 Ohm ellenállás. Áram: 0,5 mA. Ohm törvényéből számítva egy teljes áramkörre I= EMF/ R+r

és ampermérővel ellenőrizték.

Oszcillációs frekvencia: 200 MHz. A számításokat CircutLab segítségével végeztük.

Bemeneti feszültség: 24 V. Kimeneti feszültség: ~2666,7 V. Az átalakítási arány a transzformátor primer és szekunder tekercsében lévő feszültségek arányával egyenlő érték.

K=U1/U2=N1/N2, ahol

N1 - a transzformátor primer tekercsének fordulatainak száma

N2 a transzformátor szekunder tekercsének fordulatszáma

figyelemmel K< 1, U2 >U1, N2> N1 – fokozó transzformátor

biztosított K >1, U1> U2, N1> N2 – leléptető transzformátor

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

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

Ábrázoljuk a kimeneti feszültség függését a szekunder tekercs menetszámától (4. melléklet). A diagram azt mutatja, hogy minél nagyobb a fordulatok száma a szekunder tekercsen, annál nagyobb a tekercs kimeneti feszültsége.

KÖVETKEZTETÉS: a tekercskisülések rövid távú expozíció esetén nem veszélyesek az emberi szervezetre, mivel az áramerősség elhanyagolható, a frekvencia és a feszültség túl magas.

II.4 Kísérleti kísérletek Tesla tekercs használatával

A kész Tesla tekercs segítségével számos érdekes kísérletet végezhet a biztonsági szabályok betartásával. A kísérletek elvégzéséhez nagyon megbízható vezetékekkel kell rendelkeznie, különben a katasztrófa nem kerülhető el. Akár egy fémdarabbal is megérintheti a nagyfeszültségű kimeneti tekercset. Miért nem történik semmi a kísérletezővel, amikor egy 250 000 V-os feszültségforrást érint nagy, 500 kHz-es frekvencián? A válasz egyszerű. Nikola Tesla is felfedezte ezt a „szörnyű” titkot – a nagyfeszültségű nagyfrekvenciás áramok biztonságosak.

Működés közben a Tesla tekercs gyönyörű hatásokat hoz létre, amelyek különféle típusú gázkisülések kialakulásához kapcsolódnak. Sokan gyűjtenek Tesla tekercseket, hogy megnézzék ezeket a lenyűgöző, gyönyörű jelenségeket. Általában a Tesla tekercs többféle kisülést produkál:

A szikra egy szikrakisülés. Létezik egy speciális szikrakisülés is - csúszó szikrakisülés. A streamerek halványan izzó vékony elágazó csatornák, amelyek ionizált gázatomokat tartalmaznak, és azokból kivált szabad elektronok. A tekercs termináljáról közvetlenül a levegőbe áramlik anélkül, hogy a talajba menne. A streamer lényegében a levegő látható ionizációja (az ionok izzása), amelyet egy transzformátor nagyfeszültségű mezője hoz létre. A koronakisülés a légionok izzása nagyfeszültségű elektromos térben. Gyönyörű kékes fényt hoz létre a szerkezet robbanásveszélyes részei körül, erős felületi görbülettel. Ívkisülés – sok esetben előfordul. Például elegendő transzformátorteljesítmény esetén, ha egy földelt tárgyat közel hoznak a termináljához, ív gyulladhat ki közte és a terminál között.

Érdekes megjegyezni, hogy egyes ionos vegyszerek, amelyeket a kisülési terminálra alkalmaznak, megváltoztathatják a kisülés színét. Például a nátriumionok a szikra normál színét narancssárgára, a bórt zöldre, a mangánt kékre, a lítiumot bíborra változtatják.

A rezonáns transzformátor működését jellegzetes elektromos recsegő hang kíséri. Ez a megjelenés a streamerek szikracsatornákká történő átalakulásával jár, ami az áramerősség és a bennük felszabaduló energia éles növekedésével jár együtt.

Egy gyártott Tesla tekercs segítségével sok gyönyörű és lenyűgöző kísérletet mutatok be. Bemutatók transzformátor segítségével. Figyeljük meg a kisüléseket.

1. számú demonstráció. Gázkisülések bemutatása. Streamer, szikra, ívkisülés.

Felszereltség: Tesla tekercs (transzformátor), csavarhúzó.

A tekercs bekapcsolásakor kisülés kezd kijönni a terminálból, amely 6-7 mm hosszú. (5. melléklet, 7., 8. ábra).

2. számú bemutató. Izzó kisülés bemutatása. Inert gázokkal töltött spektrumcsövek izzása: hélium, neon.

Felszerelés: Tesla tekercs (transzformátor), spektrumcsövek készlet.

Amikor ezeket a lámpákat a Tesla tekercshez visszük, megfigyeljük, hogyan fog világítani a gáz, amellyel a csövek meg vannak töltve (6. melléklet, 9. ábra, 10,11).

3. számú bemutató. Kisülés bemutatása fénycsövekben és fénycsövekben (FLL).

Felszereltség: Tesla tekercs (transzformátor), fénycső, fénycső.

Kisülés figyelhető meg a fénycsőben (7. melléklet, 12., 13. ábra).

4. számú bemutató. Kísérletezzen uralkodókkal.

Felszereltsége: Tesla tekercs (transzformátor), fém vonalzó, fa vonalzó.

Amikor egy fém vonalzót helyezünk a kisülésbe, a szalag eltalálja, miközben a vonalzó hideg marad. Amikor egy fából készült vonalzót egy kisülésbe helyezünk, a vonalzó gyorsan eltakarja a felületét, és néhány másodperc múlva a vonalzó világít (8. melléklet, 14., 15., 16. ábra).

5. számú bemutató. Kísérletezzen papírral.

Felszerelés: Tesla tekercs (transzformátor), papír.

Amikor papírt vezetünk be egy kisütésbe, a szalag gyorsan lefedi a felületét, és néhány másodperc múlva a papír fellángol (9. melléklet, 17. ábra).

6. sz. tüntetés. Kísérletezzen habverővel.

A vezetékeket előre leágazzuk és a terminálra forrasztjuk (10. melléklet, 18. ábra).

7. sz. demonstráció. Plazma fa.

Felszerelés: Tesla tekercs (transzformátor), vékony sodrott huzal.

Az előzőleg szigeteléstől mentesített vezetékről leágazzuk a vezetékeket, és rácsavarjuk a kivezetésre (11. melléklet, 19.,20., 21., 22. ábra).

8. számú bemutató. Ion motor.

Felszereltség: Tesla tekercs (transzformátor), keresztlemez.

Csavarjuk a tűt a transzformátor termináljára, és a tetejére középen keresztlemezt helyezünk. A tekercs bekapcsolása után a kereszt 4 végéből szalagok kezdenek kijönni, és működésük hatására a lemez forogni kezd (12. melléklet, 23. ábra).

II.5 A Tesla elképzeléseinek modern alkalmazása

A váltakozó áram a villamos energia nagy távolságra történő továbbításának fő módja.

Az elektromos generátorok a vízerőművek, hőerőművek stb. villamosenergia-termelésének fő elemei. Az elektromotorokat, amelyeket először Nikola Tesla alkotott meg, minden modern szerszámgépben, elektromos vonatban, elektromos autóban, villamosban, trolibuszban alkalmaznak. A rádióvezérlésű robotika nemcsak a gyermekjátékokban és a vezeték nélküli televíziós és számítástechnikai eszközökben (vezérlőpultok) terjedt el, hanem a katonai szférában, a polgári szférában, a katonai, polgári és belső, valamint külbiztonsági kérdésekben is. országokban stb. A vezeték nélküli töltőket kezdik használni mobiltelefonok vagy laptopok töltésére.

A Tesla által úttörő váltakozó áram az elektromosság nagy távolságra történő továbbításának elsődleges módja.

Az eredeti, modern autólopásgátlók ugyanazon tekercsek elvén működnek. Használja szórakoztató célokra és műsorokra. A transzformátort a Tesla arra használta, hogy elektromos oszcillációkat generáljon és terjesszen az eszközök vezeték nélküli távoli vezérlésére, vezeték nélküli adatátvitelre és energia vezeték nélküli átvitelére. A filmekben az epizódok a Tesla transzformátor bemutatóin alapulnak, számítógépes játékokban. A 20. század elején a Tesla transzformátor az orvostudományban is népszerű alkalmazásra talált. A betegeket gyenge, nagyfrekvenciás árammal kezelték, amely a bőrfelület vékony rétegén átfolyva nem károsította a belső szerveket, miközben „tonizáló” és „gyógyító” hatást fejt ki. Gázkisüléses lámpák begyújtására és szivárgáskeresésre szolgál a rendszerekben. Fő felhasználása ma kognitív és esztétikai. Ennek oka elsősorban a nagyfeszültségű teljesítmény kiválasztásának szabályozása, vagy még inkább a transzformátortól távolabb történő átvitele, mivel ebben az esetben az eszköz elkerülhetetlenül kiesik a rezonanciából, és a minőség a szekunder kör tényezője is jelentősen csökken.

Következtetés: helytelen azt feltételezni, hogy a Tesla tekercsnek nincs széles körű gyakorlati alkalmazása. A fent felsorolt ​​példák egyértelműen ezt mutatják. Fő felhasználása azonban ma a kognitív és esztétikai (13. melléklet, 24. ábra).

II.6. Fotó és videó riport a vizsgálatról

Mellékelten fotóriport, elektronikus adathordozón videóriportot csatolunk a munkához. Füzet-memo „Tesla ötleteinak modern alkalmazása” (14. melléklet).

Következtetés

A fizikusok egyik legfényesebb, legérdekesebb és legkülönlegesebb személyisége Nikola Tesla. Valamiért nemigen kedvelik őt az iskolai fizika tankönyvek lapjain, bár művei, felfedezései és találmányai nélkül nehéz elképzelni olyan hétköznapinak tűnő dolgok létezését, mint például az elektromos áram jelenléte aljzatok. Lomonoszovhoz hasonlóan Nikola Tesla is megelőzte korát, és életében nem kapta meg a megérdemelt elismerést, azonban munkáit a mai napig nem értékelik.

A Teslának sikerült egy eszközben egyesítenie a transzformátor tulajdonságait és a rezonancia jelenségét. Így jött létre a híres rezonancia transzformátor, amely óriási szerepet játszott az elektrotechnika és a rádiótechnika számos ágának fejlődésében, és széles körben „Tesla transzformátorként” ismert.

A Tesla transzformátor (tekercs) egy csodálatos eszköz, amely lehetővé teszi, hogy erőteljes, intenzív terepi emissziós áramlást érjen el rendkívül gazdaságos módon. Egyedülálló tulajdonságai és előnyös alkalmazásai azonban még korántsem merültek ki.

Nikola Tesla kétségtelenül érdekes figura abból a szempontból, hogy nem szokványos ötleteit a gyakorlatban is felhasználhatja. A szerb zseninek sikerült észrevehető nyomot hagynia a tudomány és a technika történetében.

Mérnöki fejlesztései az elektrotechnika, a kibernetika és az orvostudomány területén találtak alkalmazásra. A feltaláló tevékenységét misztikus történetek övezik, amelyek közül ki kell választani azokat, amelyek valós információkat, valós történelmi tényeket, tudományos eredményeket és konkrét eredményeket tartalmaznak.

Azok a kérdések, amelyekkel Nikola Tesla foglalkozott, ma is aktuálisak. Figyelembe vételük lehetővé teszi a kreatív mérnökök és fizikus hallgatók számára, hogy szélesebb körben tekintsenek a modern tudomány problémáira, elhagyják a sablonokat, megtanulják megkülönböztetni az igazságot a fikciótól, általánosítani és strukturálni az anyagot. Ezért N. Tesla nézetei ma már nemcsak a tudomány- és technikatörténeti kutatások szempontjából tekinthetők relevánsnak, hanem a keresőmunka, a folyamatok feltalálása és az új technológiák alkalmazásának meglehetősen hatékony eszközeként is.

Kutatásaim eredményeként beigazolódott a hipotézis: a Tesla tekercs körül hatalmas intenzitású elektromágneses tér képződik, amely vezeték nélkül képes elektromos áramot továbbítani:

inert gázzal töltött izzók világítanak a tekercs közelében, ezért valóban nagy intenzitású elektromágneses tér van a berendezés körül; az izzók egy bizonyos távolságban maguktól világítanak a kezemben, ami azt jelenti, hogy vezeték nélkül továbbítható az elektromos áram.

Még egy fontos dolgot meg kell jegyeznünk: ennek a telepítésnek az emberre gyakorolt ​​​​hatása: amint azt munka közben észrevette, nem voltam megdöbbenve: az emberi test felületén áthaladó nagyfrekvenciás áramok nem károsítják azt. ellenkezőleg, tonizáló és gyógyító hatásúak, ezt még a modern gyógyászatban is alkalmazzák (a tudománynépszerűsítő irodalomból). Figyelembe kell azonban venni, hogy a látott elektromos kisülések magas hőmérsékletűek, ezért nem ajánlatos hosszú ideig kézzel villámokat fogni!

Nikola Tesla lerakta a harmadik évezred új civilizációjának alapjait, és szerepét újra kell értékelni. A Tesla jelenségére csak a jövő ad igazi magyarázatot.

A feszültséget és frekvenciát sokszorosára növelő transzformátort Tesla transzformátornak nevezzük. Az eszköz működési elvének köszönhetően energiatakarékos és fénycsövek, régi tévék képcsövei, távolról tölthető akkumulátorok és még sok más jött létre. Ne zárjuk ki a szórakoztatási célú felhasználását, mert a „Tesla transzformátor” gyönyörű lila kisüléseket képes létrehozni - villámlásra emlékeztető streamereket (1. ábra). Működés közben elektromágneses tér képződik, amely hatással lehet az elektronikai eszközökre, sőt az emberi szervezetre is, a levegőbe történő kisülések során pedig kémiai folyamat megy végbe ózon felszabadulásával. A Tesla transzformátor saját kezű készítéséhez nem kell széleskörű ismeretekkel rendelkeznie az elektronika területén, csak kövesse ezt a cikket.

Alkatrészek és működési elv

Az összes Tesla transzformátor hasonló működési elv miatt ugyanazokból a blokkokból áll:

1. Tápegység.
2. Elsődleges áramkör.

A tápegység biztosítja a primer áramkört a kívánt nagyságrendű és típusú feszültséggel. A primer áramkör nagyfrekvenciás rezgéseket hoz létre, amelyek rezonáns rezgéseket generálnak a szekunder áramkörben. Ennek eredményeként a szekunder tekercsen nagy feszültségű és frekvenciájú áram képződik, amely a levegőn keresztül elektromos áramkört hoz létre - egy streamer képződik.

Az elsődleges áramkör megválasztása határozza meg a Tesla tekercs típusát, az áramforrást és a streamer méretét. Koncentráljunk a félvezető típusra. Egy egyszerű áramkörrel rendelkezik, hozzáférhető részekkel és alacsony tápfeszültséggel.

Anyagok és alkatrészek kiválasztása

A fenti szerkezeti egységek mindegyikéhez megkeresünk és kiválasztunk alkatrészeket:

Tekercselés után a szekunder tekercset festékkel, lakkal vagy más dielektrikummal szigeteljük. Ez megakadályozza, hogy a streamer belekerüljön.

Terminál – a szekunder áramkör további kapacitása, sorba kapcsolva. Kis streamereknél ez nem szükséges. Elegendő a tekercs végét 0,5-5 cm-rel feljebb vinni.

Miután összegyűjtöttük a Tesla tekercshez szükséges összes alkatrészt, elkezdjük a szerkezet összeszerelését saját kezünkkel.

Tervezés és összeszerelés

Az összeszerelést a 4. ábrán látható legegyszerűbb séma szerint végezzük.

A tápegységet külön telepítjük. Az alkatrészek akasztós beépítéssel szerelhetők össze, a lényeg, hogy elkerüljük az érintkezők közötti rövidzárlatot.

Tranzisztor csatlakoztatásakor fontos, hogy ne keverjük össze az érintkezőket (5. ábra).

Ehhez ellenőrizzük a diagramot. Szorosan csavarjuk a radiátort a tranzisztor testéhez.

Szerelje fel az áramkört dielektromos hordozóra: rétegelt lemezre, műanyag tálcára, fadobozra stb. Válassza le az áramkört a tekercsektől egy dielektromos lemezzel vagy táblával, amelyen miniatűr lyuk van a vezetékek számára.

A primer tekercset úgy rögzítjük, hogy ne essen le és ne érjen hozzá a szekunder tekercshez. Az elsődleges tekercs közepén helyet hagyunk a szekunder tekercsnek, figyelembe véve, hogy az optimális távolság közöttük 1 cm Nem szükséges keretet használni - elegendő a megbízható rögzítés.

Felszereljük és rögzítjük a szekunder tekercset. Elvégezzük a szükséges csatlakozásokat az ábra szerint. A legyártott Tesla transzformátor működését az alábbi videóban láthatjátok.

Bekapcsolás, ellenőrzés és beállítás

Bekapcsolás előtt vigye el az elektronikus eszközöket a vizsgálati helytől, hogy elkerülje a sérüléseket. Ne feledje az elektromos biztonságot! A sikeres elindításhoz sorrendben hajtsa végre a következő lépéseket:

1. A változó ellenállást középső helyzetbe állítottuk. Az áramellátás bekapcsolásakor ügyeljen arra, hogy ne legyen sérülés.
2. Szemrevételezéssel ellenőrizze a streamer jelenlétét. Ha hiányzik, a szekunder tekercsre fénycsövet vagy izzólámpát viszünk. A lámpa fénye megerősíti a „Tesla transzformátor” működőképességét és az elektromágneses mező jelenlétét.
3. Ha a készülék nem működik, először a primer tekercs vezetékeit cseréljük fel, és csak ezután ellenőrizzük a tranzisztor meghibásodását.
4. Amikor először kapcsolja be, ellenőrizze a tranzisztor hőmérsékletét, ha szükséges, csatlakoztassa a további hűtést.

Az erős Tesla transzformátor megkülönböztető jellemzői a nagy feszültség, az eszköz nagy méretei és a rezonáns rezgések létrehozásának módja. Beszéljünk egy kicsit a működéséről és a Tesla szikra típusú transzformátor készítéséről.

A primer áramkör váltakozó feszültséggel működik. Bekapcsoláskor a kondenzátor töltődik. Amint a kondenzátor a maximumra van töltve, a szikraköz meghibásodik - két vezetőből álló eszköz, amelynek szikraköze levegővel vagy gázzal van feltöltve. A meghibásodás után egy kondenzátor és egy primer tekercs soros áramköre jön létre, amelyet LC áramkörnek nevezünk. Ez az áramkör hoz létre nagyfrekvenciás rezgéseket, amelyek rezonáns rezgéseket és hatalmas feszültséget hoznak létre a szekunder áramkörben (6. ábra).

Ha rendelkezik a szükséges alkatrészekkel, akár otthon is összeállíthat egy nagy teljesítményű Tesla transzformátort saját kezűleg. Ehhez elegendő módosítani az alacsony teljesítményű áramkört:

1. Növelje a tekercsek átmérőjét és a huzal keresztmetszetét 1,1-2,5-szeresére.
2. Adjon hozzá egy toroid alakú terminált.
3. Cserélje ki az egyenáramú feszültségforrást egy olyan váltakozó feszültségforrásra, amely magas terhelési tényezővel rendelkezik, és amely 3–5 kV feszültséget termel.
4. Cserélje ki a primer áramkört a 6. ábra diagramja szerint.
5. Adjon hozzá megbízható földelést.

A Tesla szikratranszformátorok akár 4,5 kW teljesítményt is elérhetnek, így nagy méretű streamereket hozhatnak létre. A legjobb hatás akkor érhető el, ha mindkét áramkör frekvenciája egyenlő. Ez megvalósítható az alkatrészek kiszámításával speciális programokban - vsTesla, inca és mások. Az egyik orosz nyelvű program letölthető a következő linkről: http://ntesla.at.ua/_fr/1/6977608.zip.

"Az ember, aki feltalálta a 20. századot!" - így hívják a modern életrajzírók Teslát, és ezt minden túlzás nélkül teszik. Hírnevét progresszív nézeteinek és azok érvényességének bizonyításának köszönhette. Tesla veszélyes kísérleteket végzett a tudomány nevében, és bizonyos körökben a misztikához köthető alaknak tartják. Ez utóbbi esetben nagy valószínűséggel találgatásokkal van dolgunk, de az biztos, hogy Nikola Tesla találmányai hozzájárultak a világ fejlődéséhez.

Nikola Tesla öröksége

Először is nézzük meg azokat a találmányokat, amelyek tudományos szempontból fontosak, de a modern ember mindennapi életében ritkán találkozhatunk velük.

Nikola egyik leghíresebb és leglátványosabb találmányáról fogunk beszélni. A Tesla tekercs egyfajta rezonáns transzformátor áramkör. Ezt az eszközt nagyfeszültségű nagyfrekvenciás előállítására használták.

A Tesla tekercseket használt innovatív kísérletei során a következő területeken:

• elektromos világítás;
• foszforeszcencia;
• röntgensugárzás generálása;
• nagyfrekvenciás váltakozó áram;
• elektroterápia;
• rádiótechnika;
• elektromos energia továbbítása vezetékek nélkül.

Nikola Tesla egyébként egyike volt azoknak, akik megjósolták az internet és a modern kütyük megjelenését.

A Tesla tekercs egy korai elődje (az indukciós tekercs mellett) egy modernebb eszköznek, az úgynevezett flyback transzformátornak. Ez biztosítja a televíziók és számítógép-monitorok katódsugárcsövéjének táplálásához szükséges feszültséget. Ennek a tekercsnek a változatait ma széles körben használják rádióban, televízióban és más elektronikus berendezésekben.

A tekercs teljes pompájában látható a tudományos múzeumokban vagy különleges bemutatókon.

Egy Tesla tekercs működés közben mindig látványosság:

Ezt a Tesla-toronynak is nevezett szerkezetet azért építették, hogy lehetővé tegye a vezeték nélküli távközlést, és bemutassa az elektromos áram vezeték nélküli átvitelének lehetőségét.

Tesla ötlete szerint a Wardenclyffe-toronynak egy lépésnek kellett lennie a létrehozás felé. Világszerte működő vezeték nélküli rendszer. Tervei szerint több tucat adó-vevő állomást telepítene szerte a világon. Így nem lenne szükség nagyfeszültségű vezetékek használatára. Azaz valójában egyetlen globális erőműünk lenne. A Tesla egyébként „levegőn keresztül” tudott áramot továbbítani egyik tekercsről a másikra, így ambíciói nem voltak alaptalanok.

A Wardenclyffe projekt nagy tőkebefektetéseket igényelt, és a kezdeti szakaszban befolyásos befektetők támogatását is megkapta. Amikor azonban a torony építési munkái majdnem befejeződtek, a Tesla elvesztette a finanszírozást, és a csőd szélén találta magát. És mindez azért, mert a Wardenclyffe előfeltétele lehet az ingyenes áramellátásnak az egész világon, és ez tönkretehet néhány befektetőt, akiknek az üzlete az elektromos áram értékesítéséhez kötött.

A különféle összeesküvés-elméletek rajongói a Tunguszka-meteorit szibériai esését és Tesla kísérleteit a Toronnyal kötik össze.

röntgensugarak

Wilhelm Roentgen 1895. november 8-án fedezte fel hivatalosan a róla elnevezett sugárzást. De valójában Nikola Tesla volt az első, aki megfigyelte ezt a jelenséget. Még 1887-ben kezdett el vákuumcsövekkel végzett kutatásokat végezni. Kísérletei során Tesla „speciális sugarakat” rögzített, amelyek „átlátszóvá” tudták tenni a tárgyakat. Eleinte a tudós nem tulajdonított nagy jelentőséget ennek a jelenségnek, tekintettel arra, hogy a röntgensugárzásnak való hosszan tartó expozíció veszélyes az emberre.

A Tesla azonban folytatta a kutatást ebben az irányban, sőt Wilhem Roentgen felfedezése előtt több kísérletet is végzett, többek között lefényképezte a keze csontjait.

Sajnos 1895 márciusában tűz ütött ki a Tesla laboratóriumában, és ezeknek a vizsgálatoknak a feljegyzései elvesztek. A röntgen felfedezése után Nikola egy vákuumcsöves készülékkel lefényképezte a lábát, és gratulációval együtt elküldte kollégájának. Roentgen dicsérte Teslát a kiváló minőségű fényképezéséért.

A közhiedelemmel ellentétben Wilhem Roentgen nem ismerte Tesla munkásságát, és magától jutott felfedezésre, ami Guglielmo Marconiról nem mondható el...

Rádió és távirányító

Különböző országok mérnökei dolgoztak rádiókommunikációs technológián, miközben a kutatás egymástól független volt. A legszembetűnőbb példa: Alekszandr Popov szovjet fizikus és Guglielmo Marconi olasz mérnök, akiket országukban a rádió feltalálóinak tartanak. Marconi azonban nagy világhírre tett szert azzal, hogy először rádiókommunikációt létesített két kontinens között (1901), és szabadalmat kapott találmányára (1905). Ezért úgy gondolják, hogy ő járult hozzá a legnagyobb mértékben a rádiókommunikáció fejlesztéséhez. De mi köze ehhez a Teslának?

Mint kiderült, ő volt az első, aki feltárta a rádiójelek természetét és 1897-ben szabadalmaztatott egy adót és vevőt. Marconi a Tesla technológiáját vette alapul, és 1901-ben tartotta híres bemutatóját. A Szabadalmi Hivatal már 1904-ben megfosztotta Nicolát a rádiószabadalomtól, majd egy évvel később Marconinak ítélte. Úgy tűnik, ez nem történhetett volna meg Thomas Edison és Andrew Carnegie pénzügyi befolyása nélkül, akik konfrontálódtak a Teslával.

1943-ban, Nikola Tesla halála után az Egyesült Államok Legfelsőbb Bírósága megvizsgálta a helyzetet, és elismerte e tudós jelentősebb hozzájárulását a rádiótechnika feltalálójaként.

Tekerjünk vissza egy kicsit. 1898-ban a Madison Square Gardenben megrendezett Elektromos Kiállításon Tesla bemutatta az általa „teleautomatikának” nevezett találmányt. Valójában az volt csónak modellje, melynek mozgása távirányítóval távirányítható.

Nikola Tesla valójában bemutatta a rádióhullám-átviteli technológia alkalmazásának lehetőségeit. Ma már mindenhol megtalálható a távirányító, a televízió távirányítójától a drónok repüléséig.

Aszinkron motor és Tesla elektromos autó

1888-ban a Tesla szabadalmat kapott egy elektromos gépre, amelyben a forgást váltakozó áram hatására hozza létre.

Nem térünk ki az aszinkron motor működésének műszaki jellemzőire - az érdeklődők a Wikipédián megismerkedhetnek a vonatkozó anyaggal. Amit tudnia kell, hogy a motor egyszerű felépítésű, nem igényel magas gyártási költségeket és üzembiztos.

A Tesla a találmányát a belső égésű motorok alternatívájaként kívánta használni. De úgy történt, hogy ebben az időszakban senkit nem érdekeltek az ilyen újítások, és magának a tudósnak az anyagi helyzete nem engedte, hogy elvaduljon.

Érdekes tény! Emlékművet állítottak a nagy feltalálónak a Szilícium-völgyben. Szimbolikus, hogy ingyenes Wi-Fi-t ad.

Lehetetlen nem beszélni a rejtélyekbe burkoltról Tesla elektromos autó. Éppen ennek a történetnek a kétes volta miatt nem mutatjuk be külön bekezdésként. Ráadásul villanymotorra sem volt szükség.

1931, New York. Nikola Tesla egy olyan autó működését mutatta be, amelyben állítólag Belső égésű motor helyett 80 lóerős váltakozó áramú motort szereltek be. A tudós körülbelül egy hétig autózott rajta, 150 km/h-ra gyorsítva. A fogás pedig ez: a motor látható áramforrás nélkül járt, és az autót újra kell tölteni állítólag soha nem telepítette. A motor csak egy izzókból és tranzisztorokból készült doboz volt, amihez csatlakoztatva volt, amit a Tesla egy közeli elektronikai boltban vásárolt.

Nikola minden kérdésre azt válaszolta, hogy az energiát az éterből veszik. Az újságszkeptikusok szinte fekete mágiával kezdték vádolni, és az elégedetlen zseni, aki elvette a dobozát, nem volt hajlandó semmit sem kommentálni, sem megmagyarázni.

Valóban megtörténik egy hasonló esemény Tesla életrajzában, de a szakértők továbbra is kételkednek abban, hogy talált-e módot arra, hogy „levegőből” szerezzen energiát egy autóhoz. Először is, a tudós feljegyzései nem utalnak éterrel hajtott motorra, másodszor pedig arra utalnak, hogy Nikola ily módon átverte a közvéleményt, hogy felhívja a figyelmet az elektromos autók gondolatára. Közvetlenül ennek a prototípusnak a mozgatásához vagy rejtett akkumulátort, vagy modernizált kipufogórendszerrel rendelkező belső égésű motort lehetett használni.

Akárhogy is legyen, ma van egy cég, amely bizonyos értelemben megvalósítja a Tesla ötletét. Nevét a feltalálóról kapta.

AC

Így vagy úgy, Nikola Tesla fent felsorolt ​​találmányai a váltakozó áramhoz kapcsolódnak - egy olyan eklektikus áramhoz, amely bizonyos időszakokban megváltoztathatja az irányt és a nagyságot. Az egyenáram és a váltóáram közötti különbségekről egy fizika tankönyvben olvashat bővebben.

Esetünkben tudnia kell, hogy az állomásról a fogyasztó felé váltóáram továbbításakor az energiaveszteségek sokkal kisebbek, és sokkal könnyebb átalakítani. Így, a váltakozó áram az elosztás szempontjából praktikusabbnak nevezhető. A Tesla ragaszkodott ehhez.

Thomas Edison, mint az egyenáram híve és mint az abból pénzt kereső személy, becsmérelte a váltóáram minden lehetséges módon történő felhasználásának gondolatát. Beszélt ennek a döntésnek a veszélyeiről, sőt váltakozó árammal ölte meg az állatokat. De az igazságosság diadalmaskodott, és ma váltakozó áram fut keresztül városod vezetékein.

Epilógus

Kezdetben az volt a cél, hogy ez a cikk röviden kiemelje Nikola Tesla legfontosabb találmányait. Az írás során azonban világossá vált, hogy ennek az embernek a teljes zsenialitása nem fedhető fel dióhéjban. Tesla valóban progresszív nézeteket vallott, és felfedezéseivel meglepte a világot. Sajnos nem mindig tudta a nyilvánosság elé tárni elképzeléseinek jelentőségét, különösen a rosszindulatúak nyomására.