Что лучше тесла или лампа
Обновлено: 12.07.2024
Запатентованный Диодно Кольцевой резонатор Тесла способен принимать и усиливать за счет паразитных частот собственные колебания на столько, что, при питании всего одним проводом от антенны, зажигает хоть и не ярко дешевую китайскую лампочку.
В конструкции нет ничего сложного и непонятного - Катушка индуктивности состоящая из 1150 витков замкнута на высоковольтный диод КЦ106 собранный из нескольких кремниевых диодов.
По схеме легко догадаться что это есть ни что иное как Индуктивно управляемый Варикап способные одновременно и резонировать с Индуктивной катушкой на высоких частотах как конденсатор малой емкости и выпрямлять высокочастотные токи возникающие в Резонансном контуре.
Эта конструкция запатентована во многих странах мира под разными номерами и фамилиями.
Простой принцип лежащий в её основе привел к тому, что одновременно во многих развитых странах, инженеры придумали как использовать свойства Диодно Кольцевого Резонатора в радио связи и в опытах по передаче электрической энергии на расстояние посредством высокочастотных волн и Резонаторов.
Небольшие по размеру и простые устройства разумеется мало эффективны и могут принимать и отдавать малое количество энергии, но Колоссальные установки которые в свое время соорудил Никола Тесла могут принять высокочастотные колебания ионосферы и любые другие, переводя из в свою резонансную частоту и отдавая в нагрузку или передавая на большие расстояния.
К сожалению опыты по применению таких технологий были прекращены из за весьма скромных результатов по выработке эфирного электричества.
Но даже сейчас, собрав на столе простую установку и подключив к ней длинную антенну или просто используя в качестве источника высокочастотных помех линию электропередач, можно просто Запустить Кольцевой Резонатор и даже не подключаясь к нему проводами , на расстоянии зажигать не мощные светодиодные лампочки собранные на светодиодах с ультрафиолетовыми (белыми) кристаллическими светодиодами.
Так как частота колебаний такого Резонирующего Кольцевого генератора очень высока, то отбор мощности в лампу или другую нагрузку можно осуществлять всего по одному проводу. Светодиодная лампа даже контактируя всего одним контактом не ярко но светится. Может показаться что это эффект как у неоновой индикаторной лампочки подключенной к фазному проводу, но для того чтобы неонка светила ей необходим контакт и второго провода с массой человека, да и свечение у неонки куда слабее чем светится большая светодиодная лампочка.
И, хотя многие не верят в патенты Тесла, некоторые из них вполне реальны и работают!
Подписывайтесь на канал Яндекс.Дзен и узнавайте первыми о новых материалах, опубликованных на сайте.
Никола Тесла – это гениальный изобретатель. Его называли человеком, который изобрел XX век. Тесла проводил много экспериментов, которые в то время считались мистическими. Все это породило много мифов и домыслов об ученом, который опередил свое время. Родился Тесла в 1856 году в Австрийской империи. Он должен был стать священником, но к этому не лежала его душа. Он посвятил свою жизнь радиотехнике и электротехнике. В этой области он сделал множество открытий и изобретений. Рассмотрим факты и вымыслы об изобретениях Теслы.
Катушка Теслы
35-летнему Николе Тесле удалось зарегистрировать в 1896 году свыше 300 патентов. Один из них касался катушки, названной в его честь. Эта катушка представляет собой резонансный трансформатор, который производит напряжение высокой частоты. Самому изобретателю пришлось воспользоваться различными вариантами этой катушки. В дальнейшем они использовались в качестве основы для многих экспериментов, к примеру, для изучения явления фосфоресценции или рентгеновского излучения, а также для исследования новых возможностей электрического освещения и передачи энергии беспроводным путем.
Хотя применение катушек Теслы было широко популярным при использовании радиотелеграфов первых поколений, сегодня они нужны в основном для развлечения. Благодаря катушкам Теслы можно понять суть электрического тока. На практике эти катушки применяются для обнаружения течей в вакуумных системах.
На видео демонстрируется работа двух гигантских твердотельных музыкальных катушек Теслы. Устройство способно генерировать чрезвычайно большое напряжение. Каждой катушке, продемонстрированной в этом видео, удается генерировать искру, длина которой составляет 4 метра.
Усиливающий передатчик
Из всех своих изобретений именно усиливающему передатчику Тесла отводил самую важную роль. Об этом сказано в его автобиографии. Усовершенствованная версия катушки использовалась, чтобы проводить эксперименты по созданию беспроводных способов передачи электричества.
В 1899 году Тесла успешно завершил работу над созданием передатчика, диаметр которого превысил 15 м. Среди его свойств можно выделить генерацию токов сверхвысокого напряжения (свыше 4 млн вольт) и разрядов молний, длина которых не превышает 40 м.
Гению понадобилось 9 месяцев и 100 тысяч долларов от инвесторов, чтобы передать электричество без помощи проводов и приблизить осуществление мечты о создании беспроводных средств связи.
Беспроводная система мирового масштаба
Но банкир отказался от финансирования. Поэтому башня была заброшена, так и не вступив в строй.
Усовершенствование машин
В честь своего 50-летия Тесла продемонстрировал безлопастную турбину, способную стать конкуренткой поршневому двигателю в плане эффективности. В 1913 году гений запатентовал изобретение, чтобы использовать его для создания геотермальной энергии. Правда, оно не было реализовано.
Задолго до этого он смог запатентовать устройство электрического генератора (осциллятор Теслы) с целью замены неэффективного парового двигателя, использовавшегося в те времена для производства электроэнергии. Надо сказать, что осциллятор по эффективности превосходит современные паровые турбины.
Во время экспериментов с устройством здание, в котором проводились опыты, так дрожало, что жильцы вызвали полицию.
Преподавание электротехники
Тесла был убежден в пользе переменного тока. Он даже разработал собственную версию тренировки мозга. Экспериментатор утверждал, что воздействие электричества на мозг будет стимулировать интеллект. Тесла разработал план по применению молекулярного массажа для студентов, используя высокочастотные электрические токи. Это должно было облегчить обучение и даже превратить двоечников в отличников.
Проект включал в себя прокладку проводов в стенах классных комнат так, чтобы ученики их не видели, но эксперимент так и не был осуществлен.
Неоновые лампы
Тесле приписывают изобретение неоновых ламп, которые он продемонстрировал на Всемирной выставке в Чикаго (1893 год). Но неоновый газ был открыт только в 1898 году, а первая неоновая лампа была изобретена французом Жоржем Клодом и представлена публике в 1910 году.
Никола Тесла был пионером в разработке газоразрядных ламп. Он был одним из первых, кто использовал это изобретение для создания светящихся вывесок методом сгибания трубок, содержащих газы. Лампы, которые Тесла демонстрировал в 1893 году, не были неоновыми.
Рентгеновские лучи
Тесла экспериментировал с разрядными трубками. Во время одного из опытов в 1894 году он заметил возникновение невидимого излучения, которое повреждало находившуюся рядом фотопленку. Он продолжал экспериментировать в этом направлении, но все его записи были потеряны во время пожара, который случился в его лаборатории в 1895 году. Чуть позже Вильгельм Рентген заявил, что открыл рентгеновские лучи. Во время своих опытов он экспериментировал с трубкой Крукса. Она была похожа на ту, которую использовал и Тесла.
Создание индукционного двигателя
В 1888 году Тесла подробно описал принцип работы асинхронного двигателя переменного тока. Это устройство имело значительные преимущества перед электродвигателями постоянного тока.
За два месяца до этого итальянец Галилео Феррарис представил свой асинхронный двигатель. Магнат Джордж Вестингауз был заинтересован в обоих проектах, но выбрал двигатель Теслы, так как решил, что он более эффективный. Поэтому Теслу считают изобретателем асинхронного двигателя, но это не совсем так. Необходимо считать изобретателем данного устройства и Феррариса.
Радио
Многие считают, что именно Тесла был изобретателем радио. Однако в разработке радиосвязи принимали участие многие ученые.
Маркони использовал изобретения Теслы. На производимых устройствами Теслы радиоволнах Маркони создал в 1896 году первый беспроводной телеграф. Именно он считается изобретателем радио. Тесла соревновался с Маркони, но он не использовал радиоволны. Более того, он не верил в их существование. Тесла говорил, что радиоволны не смогут передавать сигнал, даже если они существуют, так как распространяются только по прямой. Поэтому его нельзя считать изобретателем радио, хотя Маркони использовал его устройства для своего открытия.
Пульт дистанционного управления
Тесла не принял физические принципы, объясняющие передачу по воздуху электрических импульсов. Не веря в электромагнитные волны, он разработал первую систему дистанционного радиоуправления. С помощью этой системы в 1898 году он управлял небольшой лодкой на ярмарке. Люди смотрели на управляемую лодку и думали, что Тесла обладает телекинетическими способностями. Некоторые зрители полагали, что в лодке спрятан секретный механизм. Это изобретение стало предвестником пульта дистанционного управления телевизором.
КАТУШКА ТЕСЛА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
О сколько нам открытий чудныхГотовят просвещенья духИ опыт, сын ошибок трудных,И гений, парадоксов друг,И случай, бог изобретатель.
Введение
Актуальность темы
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.
В наше время остро стоит вопрос о передаче энергии на расстояние, в частности передача энергии беспроводным способом. Здесь можно вспомнить идеи великого ученого Николы Тесла, который занимался этими вопросами еще в 1900х годах и добился внушительного успеха, построив свой знаменитый резонансный трансформатор – катушку Тесла. Вот и я решил разобраться в этом вопросе самостоятельно, попытавшись повторить эти эксперименты.
Цели исследовательской работы
-Собрать действующие катушки Тесла по транзисторной технологии (Class-E SSTC) и по ламповой технологии (VTTC)
-Пронаблюдать образование различных видов разрядов и выяснить, насколько они опасны.
-Передать энергию беспроводным способом, при помощи катушки Тесла
-Изучить свойства электромагнитного поля, генерируемого катушкой Тесла
-Изучить практическое применение катушки Тесла
Предмет исследования:
Две катушки Тесла, собранные по разным технологиям, поля и разряды, генерируемые этими катушками.
Методы исследования:
-Эмпирические: наблюдение высокочастотных электрических разрядов, исследование, эксперимент.
-Теоретические: конструирование катушки Тесла, анализ литературы и возможных электрических схем сборки катушки.
Этапы исследования:
-Теоретическая часть. Изучение литературы по проблеме исследования.
-Практическая часть. Изготовление трансформаторов Тесла и проведение опытов с построенным оборудованием.
Теоретическая часть
Изобретения Николы 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.
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.
В 1885 году Никола представил 24 разновидности машины Эдисона, новый коммутатор и регулятор, значительно улучшающие эксплуатационные характеристики.
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.
Практическая часть.
Катушка Тесла (Class-ESSTC)
Резонансный трансформатор состоит из двух катушек, у которых нет общего железного сердечника, - это нужно для создания низкого коэффициента связи. На первичной обмотке находится несколько витков толстого провода. На вторичную обмотку наматывают от 500 до 1500 витков. За счет такой конструкции катушка Тесла обладает таким коэффициентом трансформации, который в 10-50 раз больше, чем отношение количества витков на вторичной обмотке к количеству витков на первичной. При этом должно соблюдаться условие возникновения резонанса между первичным и вторичным колебательными контурами. Напряжение на выходе такого трансформатора может превышать несколько миллионов Вольт. Именно это обстоятельство и обеспечивает возникновение зрелищных разрядов, длина которых может достигать сразу нескольких метров. В Интернете можно найти разные варианты изготовления источников высокой частоты и напряжения. Я выбрал одну из схем.
Установку я собирал сам на основе вышеуказанной схемы (Рис.1). Катушка, намотанная на каркасе от пластмассовой (сантехнической) трубы с диаметром 80 мм. Первичная обмотка содержит всего 7 витков, провод диаметром 1 мм, был использован одножильный медный провод МГТФ. Вторичная обмотка содержит около 1000 витков обмоточного провода диаметром 0,15 мм. Вторичная обмотка мотается аккуратно, виток к витку. В результате получилось устройство производящее высокое напряжение при высокой частоте. (Рис.2)
Большая катушка Тесла (VTTC)
Эта катушка собрана на базе генераторного пентода гу-81м по автогенераторной схеме, т.е. с самовозбуждением тока сетки лампы.
Как видно по схеме (Рис.3), лампа подключена как триод, т.е. все сетки объединены между собой. Конденсатор C1 и диод VD1 образуют однополупериодный удвоитель. Резистор R1 и конденсатор C3 нужны для регулировки режима работы лампы. Катушка L2 нужна для возбуждения тока сетки. Первичный колебательный контур образуется из конденсатора C2 и катушки L1. Вторичный колебательный контур образован катушкой L3 и ее собственной межвитковой емкостью. Первичная обмотка на каркасе диаметром 16 см содержит 40 витков с отводами от 30, 32, 34, 36 и 38 витков, для подстройки резонанса. Вторичная обмотка содержит около 900 витков на каркасе диаметром 11см. Сверху вторичной обмотки находится тороид, - он необходим для накопления электрических зарядов.
Обе этих установки (Рис.2 и Рис.3) предназначены для демонстрации высокочастотных токов высокого напряжения и способов их создания. Также катушки могут быть использованы для беспроводной передачи электрического тока. В ходе работы я продемонстрирую действие и возможности изготовленных мною катушек Тесла.
Экспериментальные опыты применения катушки Тесла
С готовой катушкой Тесла можно провести ряд интересных опытов, однако необходимо соблюдать правила безопасности. Для проведения опытов должна быть очень надежная проводка, вблизи катушки не должно быть предметов, должна быть возможность аварийно обесточить оборудование.
Во время работы катушка Тесла создаёт красивые эффекты, связанные с образованием различных видов газовых разрядов. Обычно люди собирают эти катушки для того, чтобы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления.
Катушка Тесла может создавать несколько видов разрядов:
-Спарки - это искровые разряды между катушкой, и каким либо предметом, производит характерный хлопок, из-за резкого расширения газового канала, как при природной молнии, но в меньшем масштабе.
-Стримеры - тускло светящиеся тонкие разветвленные каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщепленные от них свободные электроны. Протекает от терминала катушки прямо в воздух, не уходя в землю. Стример - это видимая ионизация воздуха. Т.е. свечение ионов, которые образует высокое напряжение трансформатора.
-Коронный разряд - свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг высоковольтных частей конструкции с сильной кривизной поверхности.
-Дуговой разряд - образуется при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет. Между ним и терминалом загорается дуга.
Некоторые химические вещества, нанесённые на разрядный терминал, способны менять цвет разряда. Например, натрий меняет голубоватый цвет разряда на оранжевый, бор — на зелёный, марганец – на синий, а литий – на малиновый окрас.
При помощи данных катушек можно провести ряд довольно интересных, красивых и эффектных экспериментов. Итак, начнем:
Опыт 1: Демонстрация газовых разрядов. Стример, спарк, дуговой разряд
Оборудование: катушка Тесла, толстая медная проволока.
При включении катушки, с терминала начинает выходить разряд, который в длину 5-7мм
Опыт 2: Демонстрация разряда в люминесцентной лампе
Оборудование: катушка Тесла, люминесцентная лампа (лампа дневного света).
Наблюдается свечение в люминесцентной лампе на расстоянии до 1 м. от установки.
Опыт 3: Эксперимент с бумагой
Оборудование: катушка Тесла, бумага.
При внесении бумаги в разряд, стример быстро охватывает ее поверхность и через несколько секунд бумага загорается
Оборудование: катушка Тесла, тонкий многожильный провод.
Опыт 5: Демонстрация газовых разрядов на большой катушке Тесла. Стример, спарк, дуговой разряд
Оборудование: большая катушка Тесла, толстая медная проволока.
Рис.11 Рис.12 Рис.13
При включении катушки, с терминала начинает выходить разряд, который в длину 45-50см, при поднесении предмета к тороиду - загорается дуга
Опыт 6: Разряды в руку
Оборудование: большая катушка Тесла, рука.
При поднесении руки к стримеру разряды начинают бить в руку, не причиняя боль
Опыт 7: Демонстрация газовых разрядов из предмета, находящегося в поле катушки Тесла.
Оборудование: большая катушка Тесла, толстая медная проволока.
При внесении медной проволоки в поле катушки Тесла (с убранным терминалом), происходит появление разряда из проволоки в сторону тороида.
Опыт 8: Демонстрация разряда в шаре, наполненного разреженным газом, в поле катушки Тесла
Оборудование: большая катушка Тесла, шар наполненный разреженным газом.
При внесении шара в поле катушки Тесла загорается разряд внутри шара.
Опыт 9: Демонстрация разряда в неоновых и люминисцентных лампах.
Оборудование: большая катушка Тесла, неоновые и люминисцентные лампы.
При внесении лампы в поле катушки Тесла загорается разряд внутри неоновых и люминисцентных ламп на расстоянии до 1,5 м..
Опыт 10: Разряды из руки
Оборудование: большая катушка Тесла, рука с напальчниками из фольги.
Рис.26 Рис.27 Рис.28
При внесении руки в поле катушки Тесла (с убранным терминалом), происходит появление разряда с напальчников в сторону тороида.
Заключение
Все поставленные цели выполнены. Я построил 2 катушки и на их примере доказал следующие гипотезы:
-Катушка Тесла может генерировать реальные электрические разряды различных видов.
-Разряды, создаваемые катушкой тесла, безопасны для человека и не могут нанести ему урон путем удара электрическим током. К выходной катушке высокого напряжения можно даже прикоснуться куском металла или рукой. Почему при прикосновении к источнику напряжения 1 000 000 В высокой частоты с человеком ничего не случается? Потому что при протекании тока высокой частоты наблюдается так называемый скин-эффект, т.е. заряды текут только по краям проводника, не трогая сердцевину.
Ток протекает по коже, и не касается внутренних органов. Именно поэтому можно безопасно касаться этих молний.
-Катушка Тесла может передавать энергию без проводов путем создания электромагнитного поля.
-Энергия этого поля может передаваться как на любые предметы в этом поле, от разреженных газов, до человека.
Современное применение идей Николы Тесла:
-Переменный ток является основным способом передачи электроэнергии на большие расстояния.
-Электрогенераторы являются основными элементами в генерации электроэнергии на электростанциях турбинного типа (ГЭС, АЭС, ТЭС).
-Электродвигатели переменного тока, впервые созданные Николой Тесла, используются во всех современных станках, электропоездах, электромобилях, трамваях, троллейбусах.
-Радиоуправляемая робототехника получила широкое распространение не только в детских игрушках и беспроводных телевизионных и компьютерных устройствах (пульты управления), но и в военной сфере, в гражданской сфере, в вопросах военной, гражданской и внутренней, а также и внешней безопасности стран и т. п.
-Беспроводные заряжающие устройства уже используются для зарядки мобильных телефонов.
-Переменный ток, впервые полученный Тесла, является основным способом передачи электроэнергии на большие расстояния
-Использование в развлекательных целях и шоу.
-В фильмах эпизоды строятся на демонстрации трансформатора Тесла, в компьютерных играх.
-Он используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах.
Ошибочно мнение, что катушки Тесла не имеют широкого практического применения. Основное их использование приходится на развлекательно-медийную сферу развлечений и шоу. При этом сами катушки или устройства, использующие принципы работы катушек, довольно распространены в нашей жизни, о чем свидетельствуют вышеприведенные примеры.
Литература
Пиштало В. Никола Тесла. Портрет среди масок. - М: Азбука-классика, 2010
Ржонсницкий Б. Н. Никола Тесла. Жизнь замечательных людей. Серия биографий. Выпуск 12. - М: Молодая гвардия, 1959.
Фейгин О. Никола Тесла: Наследие великого изобретателя. - М.: Альпина нон-фикшн, 2012.
1. Гендельштейн Л.Э., Кайдалов А.Б. Физика 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений / Мнемозина, 2012.
Физика – экспериментальная наука. Источником знаний для нее является практическая деятельность: наблюдения, экспериментальные исследования явлений природы.
Однажды у меня перегорел провод у настольной лампы. И я задумался, как бы, не ремонтируя провод, передать энергию прямо в лампу на расстоянии. Я использовал Интернет – ресурсы и книги, чтобы найти информацию о катушке Тесла. Начиная изучать этот вопрос, я наткнулся на статью о Николе Тесла.
Я был впечатлен этими экспериментами и решил собрать катушку Тесла.
Цель исследовательской работы: провести исследования с катушкой Тесла.
1. Собрать действующую катушку Тесла по ламповой технологии(VTTC).
2. Передать энергию беспроводным путем, используя катушку Тесла.
3. Провести эксперименты с катушкой Тесла.
4. Изучить практическое применение катушки Тесла.
Гипотеза: возможность передачи энергии на расстоянии; безопасность разрядов, создаваемых катушкой Тесла, для человека.
Предмет исследования: катушка Тесла, собранная по технологии ЛКТ, поля и разряды, генерируемые катушкой Тесла.
1. Теоретическая часть: изучение литературы и всевозможных схем и видов катушек Тесла.
2. Практическая часть: конструирование катушки Тесла и проведение экспериментов с ней.
1. Катушка Тесла. Устройство и виды
История данного изобретения начинается с конца 19 века, когда гениальный ученый-экспериментатор Никола Тесла, работая в США, только поставил перед собой задачу научиться передавать электрическую энергию на большие расстояния без проводов. Указать конкретный год, когда именно пришла к ученому эта идея, вряд ли можно точно, однако известно, что 20 мая 1891 года Никола Тесла выступил с подробной лекцией в Колумбийском университете, где представил сотрудникам Американского института электроинженеров свои идеи и проиллюстрировал их, показав наглядные эксперименты.
Целью первых демонстраций было показать новый способ получения света посредством использования для этого токов высокой частоты и высокого напряжения, а также раскрыть особенности этих токов. Справедливости ради отметим, что современные энергосберегающие люминесцентные лампы работают именно на принципе, который как раз и предложил для получения света Тесла.
Окончательная теория относительно именно беспроводной передачи электрической энергии вырисовывалась постепенно. Ученый потратил несколько лет жизни, доводя до ума свою технологию. Много экспериментируя и кропотливо совершенствуя каждый элемент схемы, он разрабатывал прерыватели, изобретал стойкие высоковольтные конденсаторы, придумывал и модифицировал контролеры цепей, но так и не смог воплотить свой замысел в жизнь в том масштабе, в каком хотел.
Трансформатор Тесла основан на использовании резонансных стоячих электромагнитных волн в катушках. Его первичная обмотка содержит небольшое число витков и является частью искрового колебательного контура, включающего в себя также конденсатор и искровой промежуток. Вторичной обмоткой служит прямая катушка провода. При совпадении частоты колебаний колебательного контура первичной обмотки с частотой одного из собственных колебаний (стоячих волн) вторичной обмотки вследствие явления резонанса во вторичной обмотке возникнет стоячая электромагнитная волна и между концами катушки появится высокое переменное напряжение.
Рис. 2. Элементы катушки Тесла
Торроид – это емкость вторичного контура.
Виды катушек Тесла
Искровая катушка SGTC (Spark Gap Tesla Coil) – классическая катушка Тесла – генератор колебаний выполнен на искровом промежутке (разряднике). Для мощных трансформаторов Тесла наряду с обычными разрядниками (статическими) используются более сложные конструкции разрядника.
Полупроводниковая катушка Тесла SSTC (Solid State Tesla Coil), ее генератор выполнен на полупроводниках. Он включает в себя задающий генератор (с регулируемой частотой, формой, длительностью импульсов) и силовые ключи (мощные полевые MOSFET транзисторы). Данный вид катушек Тесла является самым интересным по нескольким причинам: изменяя тип сигнала на ключах, можно кардинально изменять внешний вид разряда. Также ВЧ сигнал генератора можно модулировать звуковым сигналом, например музыкой – звук будет исходить из самого разряда. Впрочем, аудио модуляция возможна (с небольшими доработками) и в VTTC. К прочим достоинствам можно отнести низкое питающее напряжение и отсутствие шумного искрового разрядника, как в SGTC.
Рис. 3. Схема SGTC
Рис. 4. Схема SSTC
Полупроводниковая катушка с двойным резонансом DRSSTC (Dual Resonant Solid State Tesla Coil) За счёт двойного резонанса разряды у такого вида катушек значительно больше, чем у обычной SSTC. Для накачки первичного контура используется генератор на полупроводниковых ключах – IGBT или MOSFET транзисторах.
Рис. 5. Схема DRSSTC
В аббревиатурах названий катушек Тесла, питаемых постоянным током, часто присутствуют буквы DC, например DCSGTC.
Ламповая катушка Тесла VTTC (Vacuum Tube Tesla Coil) (рус. ЛКТ). В ней в качестве генератора ВЧ колебаний используются электронные лампы. Обычно это мощные генераторные лампы, такие как ГУ-81, однако встречаются и маломощные конструкции. Одна из особенностей – отсутствие необходимости в высоком напряжении. Для получения сравнительно небольших разрядов достаточно 300–600 Вольт. Также VTTC практически не издает шума, появляющегося при работе катушки Тесла на искровом промежутке.
Генерирование озона катушкой Тесла
Известно, что молекула кислорода состоит из 2-х атомов: O2. При воздействии разрядов катушки Тесла на молекулу кислорода она распадается на два отдельных атома. Однако атом кислорода не может существовать отдельно и стремится сгруппироваться вновь. В ходе такой перегруппировки образуются 3-атомные молекулы. Полученный озон поднимается в верхние слои атмосферы и затягивает озоновые дыры.
2. Действующая катушка Тесла по ламповой технологии (VTTC)
Описание моей катушки Тесла
Моя катушка Тесла собрана на базе генераторного пентода ГУ-81М по автогенераторной схеме (рис. 6). Пентод – вакуумная электронная лампа с экранирующей сеткой, в которой между экранирующей сеткой и анодом размещена третья сетка, подавляющая динатронный эффект.
Рис. 6. Схема электрическая принципиальная
На схеме видно, что лампа подключена как триод, т. е. все сетки лампы объединены в одну: конденсатор С1 и диод VD1, однопериодный удвоитель. Конденсатор С2 нужен, чтобы убирать помехи. Конденсатор С4 и катушка L1 составляют первый колебательный контур. Катушка L3 и торроид составляют вторичный колебательный контур. Первичная катушка имеет отводы от 30–40 для подстройки резонанса. Вторичная катушка содержит 1100 витков.
Рис. 7. Промежуточные этапы работы: а – расстановка элементов; б – тест на нагревание лампы
Рис. 7. Промежуточные этапы работы: а – расстановка элементов; б – тест на нагревание лампы
Безопасность катушки Тесла
Катушка Тесла безопасна для человека, так как частота разрядов очень большая и проявляется скин-эффект. Скин-эффект – эффект уменьшения амплитуды электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводящей среды. В результате этого эффекта, например, переменный ток высокой частоты при протекании по проводнику распределяется не равномерно по сечению, а преимущественно в поверхностном слое.
Все, что существует сейчас в нашем реальном мире, когда-то было великим изобретением. Даже простая лампочка. Но почему мы до сих пор не живем в том удивительном, фантастическом мире, которым грезили фантасты еще несколько десятилетий назад?
Согласитесь, наше настоящее далеко не так волшебно, как должно быть, если верить буквально всем футурологам прошлого. Почему так, не задумывались?
Есть популярная в определенных кругах теория, что люди, находящиеся на вершине нынешней социальной пирамиды, сознательно мешают прогрессу и уничтожают революционные технологии, которые могли бы быть чудом для всего мира, но тем самым угрожали их традиционному бизнесу.
В этом контектсте чаще всего вспоминают инженерный гений Николы Теслы. Выдающийся изобретатель мог продвинуть технический прогресс нашей цивилизации на сотни лет вперед, но все его самые амбициозные проекты были потеряны.
Вот что действительно мог придумать Тесла, хотя принято считать, что это просто "фантазии".
Никола Тесла утверждал, что в 1930-е годы изобрел "луч смерти", который он называл Tele Force.
Устройство могло генерировать интенсивный луч энергии и направлять его в нужную точку:
"Мы можем использовать эту технологию для уничтожения вражеских боевых самолетов, целых иностранных армий или чего-нибудь еще, что вы бы хотели уничтожить", - писал Тесла.
Но "Луч смерти" так и не был построен. Возможно, Тесла сам уничтожил все связанные с ним документы и наброски, когда осознал, что с таким оружием отдельным странам было бы слишком легко уничтожить друг друга.
Изобретение Теслы могло "уничтожить все в радиусе 322 километров. Это сделает любую страну, большую или маленькую, неприступной для армий, самолетов и других средств для атаки".
Тесла говорил, что это его изобретение неоднократно пытались украсть. В его кабинет врывались неизвестные, рывшиеся в его документах. Но ученый так основательно все прятал, что найти что-то серьезное им не удалось.
Осциллятор Теслы.
В 1898 году Тесла утверждал, что построил и развернул небольшое колебательное устройство, которое чуть не разнесло целое здание, в котором находился его офис, и все вокруг него.
Другими словами, устройство могло имитировать землетрясения. Понимая разрушительный потенциал своего изобретения, Тесла уничтожил осциллятор молотком и поручил своим сотрудникам молчать о причине землетрясения, если кто-то об этом будем спрашивать.
Некоторые ученые считают, что правительство США продолжает использовать исследование Теслы на объекте HAARP на Аляске.
Бесплатное электричество для всех.
С помощью финансов компании JP Morgan, Тесла спроектировал и построил в 1901-1902 гг башню Ворденклиф - гигантскую беспроводную станцию передачи волн в Нью-Йорке.
Морган думал, что башня Ворденклиф сможет обеспечить беспроводную связь по всему миру. Но у Теслы были другие планы. Он хотел бесплатно передавать электричество и обеспечить мир бесплатной радиосвязью.
А еще эта башня каким-то образом должна была проводить электричество. Говорят, что если бы проект заработал, то любой мог бы получать электричество, просто воткнув якорь в землю.
К сожалению, бесплатное электричество - это не выгодно.
Никто не из промышленников и финансистов, включая покровителей Теслы, не хотел революционных перемен в энергетической отрасли. Перемен, которые угрожали самому существованию их бизнеса.
Компания JP Morgan отказалась финансировать изменения. Проект был заброшен в 1906 году и так и не заработал.
Летающая тарелка Теслы.
"У моего летательного аппарата не будет ни крыльев, ни пропеллера. Увидев его на земле, вы никогда не догадаетесь, что это летательный аппарат. Тем не менее, он сможет летать в любом направлении с полной безопасностью, на более высокой скорости, чем любые другие, независимо от погодных условий, и не обращая внимания на "дыры в воздухе". Он сможет долгое время оставаться абсолютно неподвижным в воздухе, даже при сильном ветре. Его подъемная сила не будет зависеть от деликатного строения, похожего на птицу. Все дело в правильном механическом воздействии".
Летающую тарелку Теслы приводила в действие свободная энергия системы, в то время как все другие вещи из мира авиации и автомобильной промышленности зависели от нефти и нефтепродуктов.
Его изобретение постигла такая же судьба, как и систему бесплатной передачи энергии.
Сверхбыстрые Дирижабли.
Тесла обещал, что дирижабли на электротяге будут перевозить пассажиров из Нью-Йорка в Лондон за 3 часа, путешествуя на высоте около 13 километров над землей.
Он также предполагал, что дирижабли смогут получать энергию прямо из атмосферы, и им не нужно будет останавливаться для дозаправки. Беспилотные дирижабли даже смогут использоваться для перевозки пассажиров на заранее выбранное место назначения.
Ему так и не дали кредит на это изобретение.
Прошло много лет, и сегодня у нас есть беспилотники, выполняющие боевые задачи, сверхзвуковые самолеты, летающие на удивительной скорости и космические корабли, которые могут летать вокруг Земли в верхних слоях атмосферы.
Кстати, некоторые сторонники теорий заговора верят, что ФБР украло все работы, исследования и изобретения Теслы после его смерти. Просто вынесли все документы из его дома и офиса.
Читайте также: