• У дома
  •  > 
  • игри
  •  > 
  • Започнете в науката. Намотка на Тесла и демонстрация на невероятните свойства на електромагнитното поле на намотка на Тесла Опитите на Никола Тесла със собствените си ръце

Започнете в науката. Намотка на Тесла и демонстрация на невероятните свойства на електромагнитното поле на намотка на Тесла Опитите на Никола Тесла със собствените си ръце

Едно от известните изобретения на Никола Тесла е намотката на Тесла. Това изобретение е резонансен трансформатор, който произвежда високочестотно повишено напрежение. През 1896 г. е издаден патент за изобретението, което се нарича апарат за генериране на електрически ток с висок потенциал и честота.

Разновидности

От времето на Никола Тесла се появяват много различни видове трансформатори на Тесла. Нека разгледаме често срещаните основни типове трансформатори като намотката на Тесла.

SGTC– бобината, работеща на искров разряд, има класическо устройство, използвано от самия Тесла. В този дизайн превключващият елемент е искрова междина. За устройства с ниска мощност отводителят е направен под формата на две секции от дебел проводник, разположени на определено разстояние. Устройствата с по-висока мощност използват въртящи се отводители със сложен дизайн, използващи електрически двигатели. Такива трансформатори се произвеждат, когато е необходимо да се получи стример с голяма дължина, без никакви ефекти.

VTTC– намотка на базата на електронна тръба, която е превключващ елемент. Такива трансформатори са способни да работят в постоянен режим и да доставят разряди с голяма дебелина. Този тип захранване обикновено се използва за създаване на високочестотни бобини. Създават ефект на стример под формата на факла.

SSTC- намотка, в дизайна на която като ключ се използва полупроводников елемент под формата на мощен. Този тип трансформатор също може да работи в непрекъснат режим. Външната форма на стримерите от такова устройство може да бъде много различна. Управлението с полупроводников ключ е по-просто, има намотки на Tesla, които могат да възпроизвеждат музика.

DRSSTC– трансформатор с две резонансни вериги. Полупроводниковите компоненти също играят ролята на ключове. Това е най-трудният трансформатор за настройка и контрол, но се използва за създаване на впечатляващи ефекти. В този случай се получава голям резонанс в първи контур. Във втората верига се формират най-ярките дебели и дълги ленти под формата на светкавица.

Проектиране и експлоатация

Елементарният трансформатор на Тесла включва две бобини, тороид, кондензатор, искрова междина, защитен пръстен и.

Тороидът изпълнява няколко функции:
  • Намаляване на резонансната честота, особено за типа бобина Tesla с полупроводникови ключове. се представят лошо при по-високи честоти.
  • Натрупване на енергия преди възникване на електрическа дъга. Колкото по-голям е тороидът, толкова повече енергия се съхранява. В момента на прекъсване на въздуха, тороидът освобождава тази натрупана енергия в електрическа дъга, като по този начин я увеличава.
  • Образуването на електростатично поле, което отблъсква дъгата от вторичната намотка. Част от тази функция се изпълнява от вторичната намотка. Тороидът обаче й помага за това. Следователно електрическата дъга не удря вторичната намотка по най-късия път.

Обикновено външният диаметър на тороида е два пъти по-голям от диаметъра на вторичната намотка. Тороидите са направени от алуминиево гофриране и други материали.

Вторична намотка Трансформаторът на Tesla е основният елемент на дизайна. Обикновено дължината на намотката се отнася до нейния диаметър 5: 1. Диаметърът на проводника за намотката е избран така, че да побира около 1000 навивки, които трябва да бъдат разположени плътно една до друга. Навивките са покрити с няколко слоя лак или епоксидна смола. Като рамка се избират PVC тръби, които могат да бъдат закупени в строителен магазин.

Защитен пръстен служи за защита от повреда на електронни елементи в случай на навлизане на електрическа дъга в първичната намотка. Монтира се защитен пръстен, ако размерът на стримера (електрическата дъга) е по-голям от дължината на вторичната намотка. Този пръстен е направен под формата на отворен меден проводник, заземен с отделен проводник към обща маса.

Първична намотка най-често се прави от медна тръба, използвана в климатиците. Съпротивлението на първичната намотка трябва да е малко, тъй като през него ще премине голям ток. Най-често избираната тръба е с дебелина 6 мм. За навиване могат да се използват и проводници с голямо напречно сечение. Първичната намотка е вид настройващ елемент в намотките на Тесла, в които първата верига е резонансна. Следователно местоположението на захранващата връзка се извършва, като се вземе предвид нейното движение, с помощта на което се променя резонансната честота на първичната верига.

Формата на първичната намотка може да бъде различна: конична, плоска или цилиндрична.

Бобината на Tesla трябва да има заземяване. Ако не е там, тогава стримерите ще ударят самата намотка, за да затворят тока.

Осцилаторната верига се формира от кондензатор заедно с първичната намотка. Към тази верига е свързана и искрова междина, която е нелинеен елемент. Във вторичната намотка също се формира трептяща верига, в която капацитетът на тороида и междувитковият капацитет на намотката действат като кондензатор. Най-често, за да се предпази от електрическо повреда, вторичната намотка е покрита с лак или епоксидна смола.

В резултат на това бобината на Tesla, или с други думи трансформатор, се състои от две осцилационни вериги, свързани една с друга. Това придава на трансформатора на Tesla необичайни свойства и е основното отличително качество от конвенционалните трансформатори.

При достигане на пробивното напрежение между електродите на искрова междина се образува електрически лавинообразен пробив на газа. В този случай кондензаторът се разрежда върху бобината през искрова междина. В резултат на това веригата на осцилаторната верига, която се състои от кондензатор и първичната намотка, остава затворена за искрова междина. В тази верига възникват високочестотни трептения. Във вторичната верига се образуват резонансни трептения, което води до високо напрежение.

Във всички видове намотки Tesla основният елемент са веригите: първична и вторична. Високочестотният осцилатор обаче може да се различава по дизайн.

Намотката на Tesla по същество се състои от две намотки, които нямат метална сърцевина. Коефициентът на трансформация на бобината на Tesla е няколко десетки пъти по-висок от съотношението на броя на завъртанията на двете намотки. Поради това изходното напрежение на трансформатора достига няколко милиона волта, което осигурява мощни електрически разряди с дължина няколко метра. Важно условие е образуването на колебателна верига от първичната намотка и кондензатора и резонанса на тази верига с вторичната намотка.

Видове ефекти от намотка на Тесла

  • Дъгов разряд – среща се в много случаи. Характерно е за тръбните трансформатори.
  • Коронен разряд е сиянието на въздушни йони в електрическо поле с повишено напрежение, образува красиво синкаво сияние около елементите на устройство с високо напрежение и също има голяма повърхностна кривина.
  • искраиначе наричан искров разряд. Тече от терминала към земята или към заземен обект под формата на куп ярки разклонени ивици, които бързо изчезват или се променят.
  • стримери –това са тънки, слабо светещи разклонени канали, съдържащи йонизирани газови атоми и свободни електрони. Те не отиват в земята, а текат във въздуха. Стримерът е йонизацията на въздуха, генерирана от полето на трансформатор с високо напрежение.

Действието на намотка на Тесла е придружено от пукащ звук на електрически ток. Стримерите могат да се превърнат в искрови канали. Това е придружено от голямо увеличение на тока и енергията. Стримерният канал бързо се разширява, налягането се повишава рязко и поради това се образува ударна вълна. Комбинацията от такива вълни е като пращенето на искри.

Малко известни ефекти на намотката на Тесла

Някои хора смятат трансформатора на Тесла за някакво специално устройство с изключителни свойства. Има и мнение, че подобно устройство може да се превърне в генератор на енергия и вечен двигател.

Понякога се казва, че с помощта на такъв трансформатор е възможно да се предава електрическа енергия на значителни разстояния без използване на проводници, а също и да се създава антигравитация. Подобни свойства не са потвърдени или тествани от науката, но Тесла говори за предстоящата наличност на такива способности за хората.

В медицината продължителното излагане на високочестотни токове и напрежения може да доведе до хронични заболявания и други негативни явления. Освен това присъствието на човек в поле с високо напрежение се отразява негативно на здравето му. Можете да се отровите от отделяните газове, когато трансформаторът работи без вентилация.

Приложение
  • Напрежението на изхода на бобината на Tesla понякога достига милиони волта, което образува значителни въздушни електрически разряди с дължина няколко метра. Следователно такива ефекти се използват за създаване на демонстрационни шоута.
  • Бобината на Тесла намира приложение в медицината в началото на миналия век. Пациентите са лекувани с токове с ниска мощност и висока честота. Такива течения протичат по повърхността на кожата, имат лечебен и тонизиращ ефект, без да причиняват вреда на човешкото тяло. Мощните високочестотни токове обаче имат отрицателен ефект.
  • Бобината на Тесла се използва във военно оборудване за бързо унищожаване на електронно оборудване в сграда, на кораб или в танк. В този случай се създава мощен импулс от електромагнитни вълни за кратък период от време. В резултат на това транзистори, микросхеми и други електронни компоненти изгарят в радиус от няколко десетки метра. Това устройство работи абсолютно безшумно. Има доказателства, че текущата честота по време на работа на такова устройство може да достигне 1 THz.
  • Понякога такъв трансформатор се използва за запалване на газоразрядни лампи, както и за търсене на течове във вакуум.

Ефектите на бобината на Тесла понякога се използват във филмите и компютърните игри. В момента намотката на Tesla не е намерила широко практическо приложение в ежедневието.

Намотка на Тесла за бъдещето

В момента въпросите, с които се е занимавал ученият Тесла, остават актуални. Разглеждането на тези проблемни въпроси позволява на студентите и инженерите на институтите да разглеждат научните проблеми по-широко, да структурират и обобщават материала и да изоставят стереотипните мисли.

Възгледите на Тесла са актуални днес не само в технологиите и науката, но и за работата по нови изобретения и използването на нови технологии в производството. Нашето бъдеще ще даде обяснение за явленията и ефектите, открити от Тесла. Той постави основите на съвременната цивилизация за третото хилядолетие.

Преди 162 години е роден Никола Тесла, учен и изобретател, чието име е обвеяно с легенди. На него се приписва изобретяването на първото безжично предаване на електричество и дори на „лъчите на смъртта“. Но реалните, проучени и потвърдени изобретения на Тесла също са впечатляващи: той има огромен принос в изследването на електричеството, радиовълните и магнитните полета.

Основното откритие на Тесла си остава променливият ток. Разбира се, гениалният сърбин не го е измислил (както понякога се пише в популярни статии), а само му е намерил практическо приложение. По пътя той проектира двигател и генератор на променлив ток, чиито „потомци“ се използват и днес.

Компонентите могат да се поставят върху печатна платка или чрез повърхностен монтаж - върху MDF или картон.

И няколко думи за мерките за безопасност.Въпреки факта, че разрядите на намотка на Tesla не причиняват вреда на човек поради така наречения „ефект на кожата“ (токът преминава по повърхността на кожата), важно е да се спазва електрическата безопасност при сглобяването и тестването й . Също така не се препоръчва да стоите близо до работеща бобина твърде дълго: полето с високо напрежение може да повлияе негативно на вашето благосъстояние.

Сега нека да преминем към сглобяването на устройството. Вече обсъдихме захранването по-горе, но ето пет начина как и от какво да изградим корпус, намотки и тороид.

Първи метод: „на флейтата на дренажните тръби“

Ето какво ще ви трябва.

  • Превключване.
  • 22 kOhm резистор.
  • Транзистор 2N2222A.
  • Конектор за короната.
  • PVC тръба d=20 мм, дължина 85 мм.
  • Батерия "корона" 9V.
  • Меден проводник със сечение 0,5 мм.
  • Тел с PVC изолация със сечение 1 мм, дължина 15-20 см.
  • Парче шперплат или ламинат с размери приблизително 20x20 cm.

Процедурата за сглобяване тук е почти същата като при предишните модели.

1. Да започнем с намотка L2. Навийте медната жица върху тръбата в един слой, завъртане до завъртане, като се отклонявате от краищата с около 0,5 см. Закрепете първите и последните завои с хартиена лента, така че намотката да не излети.

2. Прикрепете тръбата на макарата към основата от шперплат или ламинат с помощта на горещо лепило. Също така закрепете превключвателя, транзистора и конектора за короната.

3. Направете намотка L1. Увийте изолирания проводник около бобината два пъти и го закрепете с горещо лепило.

4. Свържете веригата в верига:

♦ долния край на проводника на вторичната (дълга) намотка - към средния контакт на транзистора;

♦ резистор - също към средния контакт на транзистора;

♦ горния край на проводника на първичната (късата) намотка - към резистора;

♦ долния край на проводника на първичната намотка - до десния контакт на транзистора;

♦ контакт на резистора с проводника на първичната намотка - към контакта на ключа;

♦ червен проводник на конектора “корона” (+) - към средния контакт на превключвателя;

♦ черен проводник на коронния конектор (-) - към левия контакт на транзистора.

След като поставите батерията в конектора и натиснете превключвателя, бобината ще работи. Той няма да произвежда видим разряд поради ниското си работно напрежение, но ще може да запали флуоресцентна лампа в ръката ви.

Бонус: гигантска макара с височина три метра

Тази „рецепта“ е разработена и тествана от потребител на Habr zerglabs и неговия екип. Те създадоха намотка с височина около три метра с приблизителна мощност от приблизително 30-40 kW. Ентусиастите са избрали вариант на бобината на Tesla, известна като DRSSTC - Dual Resonant Solid State Tesla Coil. Той има специална „музикалност“: издава звуци, чиято височина може да се контролира с помощта на midi дистанционно управление.

Екипът използва:

  • Меден проводник 1,6 мм.
  • PVC канализационна тръба d=30мм, дължина 180см.
  • Медна тръба с диаметър 22 мм.
  • Алуминиеви тръби d=50 мм.
  • Шперплат и фибростъкло за рамкови части.

Процес на изграждане:

1. Подобно на предишните майстори, zerglabs и неговите „съучастници“ първо увиха тръбата с медна жица, за да направят вторична верига. Беше монтиран на стойка от шперплат.

2. Вторичната верига беше направена от медна тръба, която беше поставена в стойка с канали. Шест навивки, диаметър 22 мм.

3. Екипът построи специален тороид, който е удобен за транспортиране. Състои се от елементи от шперплат и огънати алуминиеви тръби и в сглобено състояние прилича на скелетонизирана поничка. Както обяснява zerglabs, полето „обгръща“ тороида, така че може да бъде направено не непрекъснато.

4. Сглобяване на електрическата част. Силовите инвертори за големи бобини Tesla често използват IGBT модули. За гигантската бобина екипът взе два модула CM600DU-24NFH (600 ампера непрекъснат ток, 1200 волта) и ги свърза в мостова верига. Модулите бяха закрепени с медни шини и оборудвани с електролитни и филмови кондензатори. Автоматичен стартер (голямо мощно реле) и няколко силови резистора бяха вградени в контролната автоматизация, така че при включване бобината да не избие мрежовите предпазители.

Дизайнът включваше и батерия от кондензатори: пет броя с общ капацитет от около 1,2 микрофарада и максимално напрежение от 20 киловолта. Те бяха свързани с помощта на медни пластини.

Сложната и тайна част от гигантската намотка е драйверът, който модулира честотата на трептене. Позволява ви да контролирате разрядите, включително за да възпроизвеждате мелодия на намотките. Но неговата схема е интелектуална собственост на разработчиците.

Здравейте. Днес ще говоря за миниатюрна намотка на Тесла (трансформатор).
Веднага ще кажа, че играчката е изключително интересна. Самият аз имах планове да го сглобя, но се оказа, че този въпрос вече е пуснат в движение.
Прегледът включва тестове, различни експерименти, както и малки подобрения.
Така че, моля...

относно Никола ТеслаИма различни мнения. За някои той е почти богът на електричеството, завоевателят на безплатната енергия и изобретателят на вечното движение. Други го смятат за велик мистификатор, умел илюзионист и любител на усещанията. И двете позиции могат да бъдат поставени под съмнение, но огромният принос на Тесла към науката не може да бъде отречен. В крайна сметка той е измислил такива неща, без които е невъзможно да си представим сегашното ни съществуване, например: променлив ток, алтернатор, асинхронен двигател, радио(да, Н. Тесла е този, който пръв е изобретил радиото, а не Попов и Маркони), дистанционнои т.н.
Едно от неговите изобретения е резонансен трансформатор, който произвежда високо напрежение при висока честота. Този трансформатор носи името на своя създател – Никола Тесла.
най-простият Трансформатор на Тесласе състои от две намотки - първична и вторична, както и електрическа верига, която създава високочестотни трептения.
Първичната намотка обикновено съдържа няколко навивки тел с голям диаметър или медни тръби, а вторичната намотка обикновено съдържа около 1000 навивки тел с по-малък диаметър. За разлика от конвенционалните трансформатори, няма феромагнитна сърцевина. По този начин взаимната индуктивност между двете бобини е много по-малка от тази на трансформатори с феромагнитна сърцевина.
В оригинала в генераторната верига е използвана газова искрова междина. В наши дни най-често се използва т. нар. Бровин качер.
Качер Бровина- тип генератор на един транзистор, за който се предполага, че работи в нестандартен режим за конвенционалните транзистори и демонстрира мистериозни свойства, които се връщат към изследванията на Тесла и не се вписват в съвременните теории за електромагнетизма.
Очевидно качерът е полупроводникова искрова междина (по аналогия с искровата междина на Тесла), в която електрически разряд на ток преминава през кристала на транзистора без образуване на плазма (електрическа дъга). В този случай кристалът на транзистора се възстановява напълно след разпадането му (тъй като това е обратимо лавинообразно разрушаване, за разлика от термичното разрушаване, което е необратимо за полупроводника). Но за доказване на този режим на работа на транзистора в камерата се дават само косвени твърдения: никой освен самия Бровин не е изучавал подробно работата на транзистора в камерата и това са само негови предположения. Например, като потвърждение на режима "качер", Бровин цитира следния факт: без значение с каква полярност свързвате осцилоскопа към качера, полярността на импулсите, които той показва, все още е положителна

Достатъчно думи, време е да преминем към героя на ревюто.

Опаковката е най-аскетична - разпенен полиетилен и тиксо. Не направих снимка, но процесът на разопаковане е във видеото в края на прегледа.

Оборудване:

Комплектът се състои от:
- захранване 24V 2A;
- адаптер за евро щепсел;
- 2 неонови светлини;
- Тесла бобини (трансформатор) с генератор.



Трансформатор на Тесла:

Размерите на целия продукт са много скромни: 50x50x70 mm.






Има няколко разлики от оригиналната намотка на Tesla: първичната (с малък брой навивки) намотка трябва да бъде разположена извън вторичната, а не обратното, както тук. Освен това вторичната намотка трябва да съдържа доста голям брой намотки, най-малко 1000, но тук има общо около 250 намотки.
Веригата е доста проста: резистор, кондензатор, светодиод, транзистор и самият трансформатор на Тесла.
Това е леко модифициран Brovin Kacher. В оригинала драйверът на Brovin има 2 резистора, инсталирани от основата на транзистора. Тук един от резисторите е заменен със светодиод, включен в обратна посока.

Тестване:

Включваме и наблюдаваме блясъка на разряд с високо напрежение върху свободния контакт на намотката на Tesla.
Виждаме и блясъка на неоновите лампи от комплекта и газоразрядния „енергоспестяващ“. Да, за тези, които не знаят, лампите светят точно така, без да се свързват с нищо, точно близо до бобината.


Светенето може да се наблюдава дори при повредена лампа с нажежаема жичка
Вярно е, че по време на експеримента крушката на лампата се спука.
Разряд с високо напрежение лесно запалва клечка:
Кибритът може лесно да бъде запален от обратната страна:

За да запиша осцилограма на текущата консумация, инсталирах 2-ватов резистор със съпротивление 4,7 ома в прекъсването на захранващата верига. Ето какво се случи:

На първата екранна снимка трансформаторът работи без товар, на втората е поставена енергоспестяваща лампа. Вижда се, че общата консумация на ток не се променя, което не може да се каже за честотата на трептене.
С маркер V2 маркирах нулевия потенциал и средната точка на променливия компонент, общият резултат беше 1,7 волта на резистор 4,7 ома, т.е. средната консумация на ток е
0,36А. А консумацията на енергия е около 8,5 W.

Ревизия:

Очевиден недостатък на дизайна е много малкият радиатор. Няколко минути работа на устройството са достатъчни, за да загрее радиатора до 90 градуса.
За подобряване на ситуацията е използван по-голям радиатор от видеокартата. Транзисторът беше преместен надолу и светодиодът беше преместен в горната част на платката.
С този радиатор максималната температура падна до 60-65 градуса.

Видео версия на прегледа:

Видео версията съдържа разопаковане, експерименти с различни лампи, запалване на кибрит, хартия, горящо стъкло, както и „електронна люлка“. Приятно гледане.

Резултати:

Ще започна с недостатъците: размерът на радиатора е избран неправилно - той е твърде малък, така че можете да включите трансформатора само за няколко минути, в противен случай можете да изгорите транзистора. Или трябва незабавно да увеличите радиатора.
Плюсове: всичко останало, само непрекъснати предимства, от ефекта „Уау“ до събуждане на интерес към физиката у децата.
Определено препоръчвам да го купите.

Продуктът е предоставен за написване на рецензия от магазина. Прегледът е публикуван в съответствие с клауза 18 от Правилата на сайта.

Бобината на Tesla е високочестотен резонансен трансформатор без феромагнитна сърцевина, който може да се използва за получаване на високо напрежение на вторичната намотка. Под въздействието на високо напрежение във въздуха възниква електрически срив, подобен на удар от мълния. Устройството е изобретено от Никола Тесла и носи неговото име.

Според вида на превключващия елемент на първичната верига бобините на Тесла се разделят на искрови (SGTC - Spark gap Tesla coil), транзисторни (SSTC - Solid state Tesla coil, DRSSTC - Dual resonant solid state Tesla coil). Ще разгледам само искровите намотки, които са най-простите и най-често срещаните. Според метода на зареждане на контурния кондензатор, искровите намотки се разделят на 2 вида: ACSGTC - Бобина на Тесла с искрова междина и DCSGTC - Бобина на Тесла с искрова междина. В първия вариант кондензаторът се зарежда с променливо напрежение; във втория се използва резонансен заряд с приложено постоянно напрежение.


Самата намотка е структура от две намотки и тор. Вторичната намотка е цилиндрична, навита на диелектрична тръба с медна намотаваща жица, в един слой навивка на намотка и обикновено има 500-1500 навивки. Оптималното съотношение на диаметъра и дължината на намотката е 1:3,5 – 1:6. За да се увеличи електрическата и механичната якост, намотката е покрита с епоксидно лепило или полиуретанов лак. Обикновено размерите на вторичната намотка се определят въз основа на мощността на източника на захранване, тоест трансформатора за високо напрежение. След като се определи диаметърът на намотката, дължината се намира от оптималното съотношение. След това изберете диаметъра на навиващия проводник, така че броят на завъртанията да е приблизително равен на общоприетата стойност. Канализационните пластмасови тръби обикновено се използват като диелектрична тръба, но можете също да направите домашна тръба, като използвате листове хартия за рисуване и епоксидно лепило. По-нататък говорим за средни бобини, с мощност 1 kW и диаметър на вторичната намотка 10 cm.

Кух проводящ тор, обикновено изработен от гофрирана алуминиева тръба, е монтиран в горния край на тръбата за вторична намотка за отстраняване на горещи газове. По принцип диаметърът на тръбата е избран равен на диаметъра на вторичната намотка. Диаметърът на тора обикновено е 0,5-0,9 пъти дължината на вторичната намотка. Торът има електрически капацитет, който се определя от неговите геометрични размери и действа като кондензатор.

Първичната намотка е разположена в долната основа на вторичната намотка и има спирална плоска или конична форма. Обикновено се състои от 5-20 навивки от дебела медна или алуминиева тел. В намотката протичат високочестотни токове, в резултат на което скин-ефектът може да окаже значително влияние. Поради високата честота, токът се разпределя предимно в повърхностния слой на проводника, като по този начин намалява ефективната площ на напречното сечение на проводника, което води до увеличаване на активното съпротивление и намаляване на амплитудата на електромагнитните колебания . Следователно най-добрият вариант за направата на първичната намотка ще бъде куха медна тръба или плоска широка лента. Над първичната намотка по външния диаметър понякога се монтира отворен защитен пръстен (Strike Ring) от същия проводник и се заземява. Пръстенът е проектиран да предотвратява навлизането на разряди в първичната намотка. Пролуката е необходима, за да се предотврати протичането на ток през пръстена, в противен случай магнитното поле, създадено от индукционния ток, ще отслаби магнитното поле на първичната и вторичната намотки. Защитният пръстен може да бъде премахнат чрез заземяване на единия край на първичната намотка и разрядът няма да навреди на компонентите на намотката.

Коефициентът на свързване между намотките зависи от тяхното взаимно разположение; колкото по-близо са те, толкова по-голям е коефициентът. За искровите намотки типичната стойност на коефициента е K=0,1-0,3. Напрежението на вторичната намотка зависи от това; колкото по-висок е коефициентът на свързване, толкова по-високо е напрежението. Но не се препоръчва да се увеличава коефициентът на свързване над нормата, тъй като разрядите ще започнат да скачат между намотките, увреждайки вторичната намотка.


Диаграмата показва най-простата версия на намотка на Тесла от типа ACSGTC.
Принципът на работа на намотката на Тесла се основава на явлението резонанс на две индуктивно свързани осцилаторни вериги. Първичната осцилаторна верига се състои от кондензатор C1, първична намотка L1 и се превключва от искрова междина, което води до затворена верига. Вторичната осцилаторна верига се формира от вторичната намотка L2 и кондензатор C2 (тороид с капацитет), долният край на намотката трябва да бъде заземен. Когато собствената честота на първичния колебателен кръг съвпадне с честотата на вторичния колебателен кръг, настъпва рязко увеличаване на амплитудата на напрежението и тока във вторичния кръг. При достатъчно високо напрежение възниква електрически пробив на въздуха под формата на разряд, излъчван от тора. Важно е да разберете какво е затворена вторична верига. Токът на вторичната верига протича през вторичната намотка L2 и кондензатора C2 (тор), след това през въздуха и земята (тъй като намотката е заземена), затворената верига може да бъде описана по следния начин: земя-намотка-торус-разряд-земя. По този начин вълнуващите електрически разряди са част от тока на веригата. Ако съпротивлението на заземяване е високо, разрядите, излъчвани от тора, ще ударят директно вторичната намотка, което не е добре, така че трябва да направите висококачествено заземяване.

След като се определят размерите на вторичната намотка и торуса, може да се изчисли естествената честота на трептене на вторичната верига. Тук трябва да вземем предвид, че вторичната намотка, в допълнение към индуктивността, има известен капацитет поради значителния си размер, който трябва да се вземе предвид при изчисляването; капацитетът на намотката трябва да се добави към капацитета на тора. След това трябва да оцените параметрите на намотката L1 и кондензатора C1 на първичната верига, така че естествената честота на първичната верига да е близка до честотата на вторичната верига. Капацитетът на кондензатора на първичната верига обикновено е 25-100 nF, въз основа на това се изчислява броят на оборотите на първичната намотка, средно трябва да бъде 5-20 оборота. Когато правите намотка, е необходимо да увеличите броя на завъртанията в сравнение с изчислената стойност, за да настроите впоследствие намотката на резонанс. Всички тези параметри могат да бъдат изчислени с помощта на стандартни формули от учебник по физика; има и книги онлайн за изчисляване на индуктивността на различни намотки. Има и специални калкулаторни програми за изчисляване на всички параметри на бъдещата намотка Tesla.

Регулирането се извършва чрез промяна на индуктивността на първичната намотка, тоест единият край на намотката е свързан към веригата, а другият не е свързан никъде. Вторият контакт е направен под формата на скоба, която може да се прехвърля от един оборот в друг, като по този начин не се използва цялата намотка, а само част от нея, и индуктивността и естествената честота на първичната верига се променят съответно. Настройката се извършва по време на предварителни пускания на бобината, резонансът се оценява по дължината на изхвърлените разряди. Съществува и метод за студена настройка на резонанса с помощта на RF генератор и осцилоскоп или RF волтметър, без да е необходимо да пускате бобината. Необходимо е да се отбележи, че електрическият разряд има капацитет, в резултат на което естествената честота на вторичната верига може леко да намалее по време на работа на бобината. Заземяването също може да има малък ефект върху вторичната честота.

Искровата междина е превключващ елемент в първичната осцилаторна верига. Когато възникне електрическа повреда на искрова междина под въздействието на високо напрежение, в нея се образува дъга, която затваря веригата на първичната верига и в нея възникват високочестотни затихващи трептения, по време на които напрежението върху кондензатора C1 постепенно намалява. След като дъгата изгасне, контурният кондензатор C1 започва да се зарежда отново от източника на захранване и със следващото разпадане на искрова междина започва нов цикъл на трептене.

Отводителят е разделен на два вида: статичен и въртящ се. Статичният разрядник се състои от два близко разположени електрода, разстоянието между които е регулирано така, че електрически пробив между тях да настъпи в момент, когато кондензаторът C1 е зареден до най-високото напрежение или малко по-малко от максималното. Приблизителното разстояние между електродите се определя въз основа на електрическата якост на въздуха, която е около 3 kV/mm при стандартни условия на околната среда, а също така зависи от формата на електродите. За променливо мрежово напрежение честотата на реакция на статичното разреждане (BPS - удари в секунда) ще бъде 100 Hz.

Въртяща се искрова междина (RSG - Rotary spark gap) е направена на базата на електрически двигател, на чийто вал е монтиран диск с електроди; статични електроди са монтирани от всяка страна на диска, по този начин, когато дискът се върти , всички електроди на диска ще летят между статичните електроди. Разстоянието между електродите е сведено до минимум. В тази опция можете да регулирате честотата на превключване в широк диапазон чрез управление на електрическия мотор, което дава повече възможности за настройка и управление на намотката. Корпусът на двигателя трябва да бъде заземен, за да се предпази намотката на двигателя от повреда при излагане на разряд с високо напрежение.

Кондензаторни възли (MMC - Multi Mini Capacitor) от последователно и паралелно свързани високоволтови високочестотни кондензатори се използват като контурен кондензатор C1. Обикновено се използват керамични кондензатори от типа KVI-3, както и филмови кондензатори K78-2. Наскоро беше планиран преход към хартиени кондензатори от типа K75-25, които показаха добра производителност. За надеждност номиналното напрежение на кондензаторния модул трябва да бъде 1,5-2 пъти по-голямо от амплитудното напрежение на източника на захранване. За да се предпазят кондензаторите от пренапрежение (високочестотни импулси), успоредно на целия монтаж е монтирана въздушна междина. Искровата междина може да бъде два малки електрода.

Като източник на енергия за зареждане на кондензаторите се използва високоволтов трансформатор Т1 или няколко последователно или паралелно свързани трансформатора. По принцип начинаещите строители на Tesla използват трансформатор за микровълнова фурна (MOT - Microwave Oven Transformer), чието изходно променливо напрежение е ~ 2,2 kV, мощността е около 800 W. В зависимост от номиналното напрежение на контурния кондензатор, MOT са свързани последователно от 2 до 4 броя. Използването само на един трансформатор не е препоръчително, тъй като поради ниското изходно напрежение празнината в искрова междина ще бъде много малка, което ще доведе до нестабилни резултати от работата на бобината. Двигателите имат недостатъците на слаба електрическа якост, не са предназначени за продължителна работа и се нагряват много при големи натоварвания, така че често се провалят. По-разумно е да се използват специални маслени трансформатори като OM, OMP, OMG, които имат изходно напрежение 6,3 kV, 10 kV и мощност 4 kW, 10 kW. Можете също така да направите домашен трансформатор за високо напрежение. Когато работите с трансформатори с високо напрежение, не трябва да забравяте мерките за безопасност, високото напрежение е опасно за живота, корпусът на трансформатора трябва да бъде заземен. Ако е необходимо, може да се монтира автотрансформатор последователно с първичната намотка на трансформатора, за да се регулира напрежението на зареждане на контурния кондензатор. Мощността на автотрансформатора трябва да бъде не по-малка от мощността на трансформатора Т1.

Индукторът Ld в силовата верига е необходим за ограничаване на тока на късо съединение на трансформатора в случай на повреда на искрова междина. Най-често индукторът се намира във веригата на вторичната намотка на трансформатора Т1. Поради високото напрежение, необходимата индуктивност на индуктора може да приеме големи стойности от единици до десетки Хенри. В това изпълнение той трябва да има достатъчна електрическа якост. Със същия успех индукторът може да бъде монтиран последователно с първичната намотка на трансформатора; съответно тук не се изисква висока електрическа якост, необходимата индуктивност е с порядък по-ниска и възлиза на десетки, стотици милихенри. Диаметърът на проводника на намотката трябва да бъде не по-малък от диаметъра на проводника на първичната намотка на трансформатора. Индуктивността на индуктора се изчислява по формулата за зависимостта на индуктивното съпротивление от честотата на променливия ток.

Нискочестотният филтър (LPF) е предназначен да предотврати проникването на високочестотни импулси на първичната верига в индукторната верига и вторичната намотка на трансформатора, т.е. да ги защити. Филтърът може да бъде L-образен или U-образен. Честотата на срязване на филтъра се избира да бъде с порядък по-ниска от резонансната честота на осцилаторните вериги на намотката, но честотата на срязване трябва да бъде много по-висока от честотата на реакция на искрова междина.


При резонансно зареждане на контурен кондензатор (тип бобина - DCSGTC) се използва постоянно напрежение, за разлика от ACSGTC. Напрежението на вторичната намотка на трансформатора T1 се коригира с помощта на диоден мост и се изглажда с кондензатор St. Капацитетът на кондензатора трябва да бъде с порядък по-голям от капацитета на контурния кондензатор C1, за да се намали пулсацията на постоянно напрежение. Стойността на капацитета обикновено е 1-5 µF; за надеждност номиналното напрежение се избира да бъде 1,5-2 пъти по-голямо от амплитудното изправено напрежение. Вместо един кондензатор можете да използвате кондензаторни модули, за предпочитане да не забравяте за изравнителните резистори, когато свързвате няколко кондензатора последователно.

Като мостови диоди се използват последователно високоволтови диодни колони тип KTs201 и др.. Номиналният ток на диодните колони трябва да бъде по-голям от номиналния ток на вторичната намотка на трансформатора. Обратното напрежение на диодните колони зависи от веригата за коригиране; от съображения за надеждност обратното напрежение на диодите трябва да бъде 2 пъти по-голямо от амплитудната стойност на напрежението. Възможно е да се произвеждат домашни диодни стълбове чрез свързване на конвенционални токоизправителни диоди последователно (например 1N5408, Urev = 1000 V, In = 3 A), като се използват изравнителни резистори.
Вместо стандартната верига за коригиране и изглаждане, можете да сглобите удвоител на напрежение от две диодни колони и два кондензатора.

Принципът на работа на веригата за резонансен заряд се основава на явлението самоиндукция на индуктора Ld, както и използването на прекъсващ диод VDо. В момента, когато кондензаторът C1 се разреди, токът започва да тече през индуктора, нараствайки по синусоидален закон, докато енергията се натрупва в индуктора под формата на магнитно поле и кондензаторът се зарежда, натрупвайки енергия под формата на електрическо поле. Напрежението през кондензатора се увеличава до напрежението на захранването, докато максималният ток протича през индуктора, а спадът на напрежението върху него е нула. В този случай токът не може да спре моментално и продължава да тече в същата посока поради наличието на самоиндукция на индуктора. Зареждането на кондензатора продължава, докато напрежението на захранващия източник се удвои. Диодът за прекъсване е необходим, за да се предотврати преминаването на енергия от кондензатора обратно към източника на захранване, тъй като се появява потенциална разлика между кондензатора и източника на захранване, равна на напрежението на източника на захранване. Всъщност напрежението в кондензатора не достига двойна стойност поради наличието на спад на напрежението в диодната колона.

Използването на резонансен заряд дава възможност за по-ефективно и равномерно прехвърляне на енергия към първичната верига, докато за получаване на същия резултат (по дължината на разреждане), DCSGTC изисква по-малко мощност от източника на захранване (трансформатор T1), отколкото ACSGTC. Разрядите придобиват характерно плавно огъване поради стабилно захранващо напрежение, за разлика от ACSGTC, където следващото приближаване на електродите в RSG може да се случи във времето във всеки участък от синусоидалното напрежение, включително достигане на нулево или ниско напрежение и, като резултат, променлива дължина на разряд (накъсан разряд).

Картината по-долу показва формулите за изчисляване на параметрите на намотка на Тесла:

Предлагам ви да се запознаете с моя опит в строителството.

1

Кочнева Л.С. (Перм, MBOU „Гимназия № 17“)

1. Пищало В. Никола Тесла. Портрет сред маски. – М: ABC-classics, 2010.

2. Rzhonsnitsky B.N. Никола Тесла. Животът на прекрасни хора. Поредица от биографии. Брой 12. – М: Млада гвардия, 1959.

3. Фейгин О. Никола Тесла: Наследството на великия изобретател. – М.: Алпина нехудожествена литература, 2012.

4. Тесла и неговите изобретения. http://www.374.ru/index.php?x=2007-11-19-20.

5. Цверава Г. К. Никола Тесла, 1856-1943. - Ленинград. Науката. 1974 г.

6. Уикипедия https://ru.wikipedia.org/wiki/?%D0?%A2?%D0?%B5?%D1?%81?%D0?%BB?%D0?%B0,_?%D0 ?%9D?%D0?%B8?%D0?%BA?%D0?%BE?%D0?%BB?%D0?%B0.

7. Никола Тесла: биография http://www.people.su/107683.

О, колко прекрасни открития имаме

Подгответе духа на просветлението

И опитът, син на трудни грешки,

И гений, приятел на парадоксите,

И случайността, Бог изобретателят...

КАТО. Пушкин

Уместност на темата

Експерименталната физика е от голямо значение за развитието на науката. По-добре да видиш веднъж, отколкото да чуеш сто пъти. Никой няма да спори, че експериментът е мощен тласък за разбиране на същността на явленията в природата.

В наши дни въпросът за предаването на енергия на разстояние, по-специално безжичното предаване на енергия, е неотложен проблем. Тук можете да си припомните идеите на великия учен Никола Тесла, който се занимава с тези проблеми още през 1900 г. и постига впечатляващ успех, като построява своя прочут резонансен трансформатор – бобината на Тесла. Така че реших да разбера този проблем сам, като се опитам да повторя тези експерименти.

Цели на изследователската работа

Сглобете работещи намотки на Tesla с помощта на транзисторна технология (Class-E SSTC) и тръбна технология (VTTC)

Наблюдавайте образуването на различни видове изхвърляния и разберете колко опасни са те.

Прехвърляйте енергия безжично с помощта на бобина Tesla

Проучете свойствата на електромагнитното поле, генерирано от намотка на Тесла

Разгледайте практическите приложения на бобината на Тесла

Предмет на изследване

Две намотки на Tesla, сглобени с помощта на различни технологии, полета и разряди, генерирани от тези намотки.

Изследователски методи:

Емпирични: наблюдение на високочестотни електрически разряди, изследване, експеримент.

Теоретичен: проектиране на намотка на Tesla, анализ на литературата и възможни електрически вериги за сглобяване на намотката.

Етапи на изследване

Теоретична част. Проучване на литературата по проблема на изследването.

Практическа част. Производство на трансформатори на Тесла и провеждане на експерименти с конструираната апаратура.

Теоретична част

Изобретенията на Никола Тесла

Никола Тесла е изобретател в областта на електротехниката и радиотехниката, инженер и физик. Роден и израснал в Австро-Унгария, през следващите години той работи главно във Франция и САЩ.

Той е известен и като привърженик на съществуването на етер: известни са неговите многобройни експерименти, чиято цел е да покаже наличието на етер като специална форма на материя, която може да се използва в технологиите. Единицата за измерване на плътността на магнитния поток е кръстена на Н. Тесла. Съвременните биографи смятат Тесла за „човека, изобретил 20-ти век“ и „покровителя“ на модерното електричество. Ранната работа на Тесла проправи пътя за съвременното електроинженерство и първите му открития бяха иновативни.

През февруари 1882 г. Тесла измисля как да използва феномен, който по-късно ще стане известен като въртящо се магнитно поле в електрически двигател. В свободното си време Тесла работи върху направата на модел на асинхронен електродвигател, а през 1883 г. демонстрира работата на двигателя в кметството на Страсбург.

През 1885 г. Никола представя 24 разновидности на машината на Едисон, нов комутатор и регулатор, които значително подобряват производителността.

През 1888-1895 г. Тесла се занимава с изследвания на магнитни полета и високи честоти в своята лаборатория. Тези години са най-плодотворни, тогава той патентова повечето от изобретенията си.

В края на 1896 г. Тесла постига предаване на радиосигнал на разстояние от 48 км.

Тесла създава малка лаборатория в Колорадо Спрингс. За да изучава гръмотевични бури, Тесла проектира специално устройство, което представлява трансформатор, единият край на първичната намотка на който е заземен, а другият е свързан с метална топка върху прът, простиращ се нагоре. Към вторичната намотка беше свързано чувствително устройство за самонастройка, свързано със записващо устройство. Това устройство позволи на Никола Тесла да изследва промените в потенциала на Земята, включително ефекта от стоящите електромагнитни вълни, причинени от мълниеносни разряди в земната атмосфера. Наблюденията накарали изобретателя да мисли за възможността за безжично предаване на електричество на големи разстояния.

Следващият експеримент на Тесла беше насочен към изследване на възможността за независимо създаване на постоянна електромагнитна вълна. Завоите на първичната намотка бяха навити на огромната основа на трансформатора. Вторичната намотка беше свързана с 60-метрова мачта и завършваше с медна топка с диаметър метър. При преминаване на променливо напрежение от няколко хиляди волта през първичната намотка, във вторичната намотка възниква ток с напрежение от няколко милиона волта и честота до 150 хиляди херца.

По време на експеримента са регистрирани подобни на мълния разряди, излъчвани от метална топка. Дължината на някои изхвърляния достига почти 4,5 метра, а гръмотевици се чуват на разстояние до 24 км.

Въз основа на експеримента Тесла заключава, че устройството му позволява да генерира стоящи вълни, които се разпространяват сферично от предавателя и след това се събират с нарастваща интензивност в диаметрално противоположна точка на земното кълбо, някъде близо до островите Амстердам и Сен-Пол в Индийски океан.

През 1917 г. Тесла предлага принципа на работа на устройство за радиооткриване на подводници.

Едно от най-известните му изобретения е трансформаторът на Тесла (намотка).

Трансформаторът на Тесла, известен още като намотка на Тесла, е устройство, изобретено от Никола Тесла и носещо неговото име. Това е резонансен трансформатор, който произвежда високо напрежение и висока честота. Устройството е патентовано на 22 септември 1896 г. като „Апарат за производство на електрически токове с висока честота и потенциал“.

Най-простият трансформатор на Тесла се състои от две намотки - първична и вторична, както и искров разряд, кондензатори, тороид и клема.

Първичната намотка обикновено съдържа няколко навивки тел с голям диаметър или медни тръби, а вторичната намотка обикновено съдържа около 1000 навивки тел с по-малък диаметър. Първичната намотка, заедно с кондензатора, образува осцилаторна верига, която включва нелинеен елемент - искрова междина.

Вторичната намотка също образува осцилаторна верига, където ролята на кондензатор се играе главно от капацитета на тороида и собствения междувитков капацитет на самата намотка. Вторичната намотка често е покрита със слой епоксидна смола или лак, за да се предотврати електрическо повреда.

По този начин трансформаторът на Тесла се състои от две свързани осцилаторни вериги, което определя неговите забележителни свойства и е основната му разлика от конвенционалните трансформатори.

След достигане на пробивното напрежение между електродите на разрядника в него настъпва лавинообразен електрически пробив на газа. Кондензаторът се разрежда през искрова междина върху бобината. Следователно веригата на осцилаторната верига, състояща се от първична намотка и кондензатор, остава затворена през искрова междина и в нея възникват високочестотни трептения. Във вторичната верига възникват резонансни трептения, което води до появата на високо напрежение на клемата.

Във всички видове трансформатори на Tesla основният елемент на трансформатора - първичната и вторичната верига - остава непроменен. Въпреки това, една от неговите части, генераторът на високочестотни трептения, може да има различен дизайн.

Практическа част

Намотка на Tesla (Class-E SSTC)

Резонансният трансформатор се състои от две намотки, които нямат обща желязна сърцевина - това е необходимо, за да се създаде нисък коефициент на свързване. Първичната намотка съдържа няколко навивки от дебел проводник. На вторичната намотка се навиват от 500 до 1500 оборота. Благодарение на този дизайн намотката на Tesla има коефициент на трансформация, който е 10-50 пъти по-голям от съотношението на броя на завъртанията на вторичната намотка към броя на завъртанията на първичната. В този случай трябва да е изпълнено условието за възникване на резонанс между първичния и вторичния колебателен кръг. Напрежението на изхода на такъв трансформатор може да надхвърли няколко милиона волта. Именно това обстоятелство осигурява появата на грандиозни изхвърляния, чиято дължина може да достигне няколко метра наведнъж. В интернет можете да намерите различни опции за производство на източници на висока честота и напрежение. Избрах една от схемите.

Сглобих инсталацията сам въз основа на горната схема (фиг. 1). Бобина, навита върху рамка от пластмасова (водопроводна) тръба с диаметър 80 mm. Първичната намотка съдържа само 7 навивки, използван е проводник с диаметър 1 mm, едножилен меден проводник MGTF. Вторичната намотка съдържа около 1000 намотки тел за намотаване с диаметър 0,15 mm. Вторичната намотка е навита спретнато, завой до завой. Резултатът е устройство, което произвежда високо напрежение с висока честота (фиг. 2).

Голяма намотка на Тесла (VTTC)

Тази намотка е сглобена на базата на пентод на генератор gu-81m, използвайки автоосцилаторна верига, т.е. със самовъзбуждане на тока на решетката на лампата.

Както се вижда от схемата (фиг. 3), лампата е свързана като триод, т.е. всички мрежи са свързани помежду си. Кондензатор C1 и диод VD1 образуват полувълнов удвоител. Резистор R1 и кондензатор C3 са необходими за регулиране на режима на работа на лампата. Бобината L2 е необходима за възбуждане на тока на мрежата. Първичният осцилиращ кръг се формира от кондензатор C2 и бобина L1. Вторичната осцилаторна верига се формира от намотка L3 и собствен междувитков капацитет. Първичната намотка на рамка с диаметър 16 cm съдържа 40 намотки с кранове от 30, 32, 34, 36 и 38 навивки за регулиране на резонанса. Вторичната намотка съдържа около 900 навивки на рамка с диаметър 11 см. На върха на вторичната намотка има тороид - необходим е за натрупване на електрически заряди.

И двете инсталации (фиг. 2 и фиг. 3) са предназначени да демонстрират високочестотни токове с високо напрежение и как да ги създават. Бобините могат да се използват и за безжично предаване на електрически ток. По време на работата ще демонстрирам работата и възможностите на направените от мен намотки на Tesla.

Експериментални експерименти с бобина на Тесла

Можете да проведете редица интересни експерименти с готова бобина Tesla, но трябва да спазвате правилата за безопасност. За провеждане на експерименти трябва да има много надеждно окабеляване, не трябва да има предмети в близост до намотката и трябва да е възможно да се изключи захранването на оборудването при спешност.

По време на работа намотката на Tesla създава красиви ефекти, свързани с образуването на различни видове газови разряди. Обикновено хората събират тези ролки, за да гледат тези впечатляващи, красиви феномени.

Бобината на Tesla може да създаде няколко вида разряди:

Искрите са искрови разряди между бобина и някакъв предмет, който произвежда характерен гръм поради рязко разширяване на газовия канал, както при естествената мълния, но в по-малък мащаб.

Стримерите са слабо светещи тънки разклонени канали, които съдържат йонизирани газови атоми и свободни електрони, отделени от тях. Изтича от терминала на бобината директно във въздуха, без да навлиза в земята. Стримерът е видимата йонизация на въздуха. Тези. сиянието на йони, което образува високото напрежение на трансформатора.

Коронният разряд е сиянието на въздушни йони в електрическо поле с високо напрежение. Създава красиво синкаво сияние около части под високо напрежение на структура със силна повърхностна кривина.

Дъгов разряд - образува се при достатъчна мощност на трансформатора, ако заземен предмет се приближи до клемата му. Между него и терминала светва дъга.

Някои химикали, приложени към терминала за изхвърляне, могат да променят цвета на изхвърлянето. Например натрият променя синкавия цвят на секрета в оранжев, борът в зелен, манганът в син, а литият в пурпурен.

С помощта на тези намотки можете да проведете редица доста интересни, красиви и зрелищни експерименти. И така, нека започнем:

Опит 1: Демонстрация на газови разряди. Стример, искра, дъгов разряд

Оборудване: намотка на Тесла, дебела медна жица.

Ориз. 4 Фиг. 5

Когато бобината е включена, от терминала започва да излиза разряд, който е дълъг 5-7 mm

Опит 2: Демонстрация на разряд във луминесцентна лампа

Оборудване: намотка на Тесла, флуоресцентна лампа (флуоресцентна лампа).

Наблюдава се сияние във луминесцентна лампа на разстояние до 1 m от инсталацията.

Експеримент 3: Хартиен експеримент

Оборудване: намотка на Тесла, хартия.

Когато хартията се изпразни, стримерът бързо покрива повърхността й и след няколко секунди хартията светва

Експеримент 4: „Дърво“ от плазма

Оборудване: намотка на Tesla, тънък многожилен проводник.

Разклоняваме проводниците от проводник, който преди това е бил лишен от изолация, и го завиваме към клемата, в резултат на което получаваме „дърво“ от плазма.

Експеримент 5: Демонстрация на газови разряди върху голяма намотка на Тесла. Стример, искра, дъгов разряд

Когато бобината е включена, от терминала започва да излиза разряд, който е с дължина 45-50 см, когато предметът се доближи до тороида, светва дъга.

Експеримент 6: Удари на ръката

Оборудване: голяма намотка на Тесла, ръка.

Когато донесете ръката си до стримера, изхвърлянията започват да удрят ръката ви, без да причиняват болка

Експеримент 7: Демонстрация на газови разряди от обект, разположен в полето на намотка на Тесла.

Оборудване: голяма намотка на Тесла, дебела медна жица.

Когато медна жица се въведе в полето на намотка на Тесла (с отстранена клема), се появява разряд от телта към тороида.

Експеримент 8: Демонстрация на разряд в топка, пълна с разреден газ в полето на намотка на Тесла

Оборудване: голяма намотка на Тесла, топка, пълна с разреден газ.

Когато топка бъде поставена в полето на намотка на Тесла, разрядът вътре в топката светва.

Опит 9: Демонстрация на разряд в неонови и флуоресцентни лампи.

Оборудване: голяма намотка на Тесла, неонови и луминесцентни лампи.

Когато лампа се въведе в полето на намотка на Tesla, разрядът вътре в неонови и флуоресцентни лампи светва на разстояние до 1,5 m.

Опит 10: Изпускане от ръката.

Оборудване: голяма намотка на Tesla, ръка с пръсти от фолио.

Когато поставите ръката си в полето на бобината на Тесла (с отстранен терминал), се появява разряд от върховете на пръстите към тороида.

Заключение

Всички поставени цели са постигнати. Създадох 2 намотки и ги използвах, за да докажа следните хипотези:

Намотка на Тесла може да генерира действителни електрически разряди от различни видове.

Разрядите, създадени от намотка на Tesla, са безопасни за хората и не могат да ги повредят чрез токов удар. Можете дори да докоснете изходната бобина за високо напрежение с парче метал или ръка. Защо нищо не се случва с човек, когато докосне източник на високочестотно напрежение от 1 000 000 V? Защото при протичане на високочестотен ток се наблюдава т. нар. скин ефект, т.е. зарядите текат само по краищата на проводника, без да докосват сърцевината.

Токът протича през кожата и не засяга вътрешните органи. Ето защо е безопасно да докосвате тези мълнии.

Намотка на Tesla може да предава енергия безжично чрез създаване на електромагнитно поле.

Енергията на това поле може да се пренесе към всякакви обекти в това поле, от разредени газове до хора.

Съвременно приложение на идеите на Никола Тесла

Променливият ток е основният метод за пренос на електричество на големи разстояния.

Електрическите генератори са основните елементи при производството на електроенергия в електроцентрали от турбинен тип (водноелектрически централи, атомни електроцентрали, топлоелектрически централи).

Електрическите двигатели с променлив ток, създадени за първи път от Никола Тесла, се използват във всички съвременни машини, електрически влакове, електрически автомобили, трамваи и тролейбуси.

Радиоуправляемата роботика е широко разпространена не само в детските играчки и безжичните телевизионни и компютърни устройства (контролни панели), но и във военната сфера, в гражданската сфера, по въпросите на военната, гражданската и вътрешната, както и външната сигурност на държави и др.

Безжичните зарядни вече се използват за зареждане на мобилни телефони.

Променливият ток, въведен от Tesla, е основният начин за пренос на електричество на дълги разстояния.

Използвайте за развлекателни цели и шоу програми.

Във филмите епизодите са базирани на демонстрации на трансформатора на Тесла, в компютърните игри.

В началото на 20-ти век трансформаторът на Тесла намира популярна употреба и в медицината. Пациентите са лекувани със слаби високочестотни токове, които, преминавайки през тънък слой на повърхността на кожата, не причиняват увреждане на вътрешните органи, като същевременно осигуряват „тонизиращ“ и „лечебен“ ефект.

Използва се за запалване на газоразрядни лампи и за откриване на течове във вакуумни системи.

Погрешно е мнението, че бобините на Тесла нямат широко практическо приложение. Основната им употреба е в развлекателната и медийната сфера на развлеченията и шоу програмите. В същото време самите намотки или устройства, които използват принципите на работа на намотките, са доста често срещани в живота ни, както се вижда от горните примери.

Библиографска връзка

Кошкин А.А. БОБИНАТА НА ТЕСЛА И ИЗСЛЕДВАНЕТО НА НЕГОВИТЕ ВЪЗМОЖНОСТИ // Международен училищен научен бюлетин. – 2018. – № 1. – С. 125-133;
URL: http://school-herald.ru/ru/article/view?id=530 (дата на достъп: 30.01.2020 г.).