Департамент образования города москвы



жүктеу 102.47 Kb.
Дата20.04.2019
өлшемі102.47 Kb.
түріРешение

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

Южное окружное управление образования

Государственное бюджетное образовательное учреждение города Москвы

Гимназия № 1579

115409 Москва, Пролетарский проспект, д.7, корп.3 Телефон\Факс (499) 324-78-51 E-mail: sch1579@sinergi.ru

Сайт: http://gym1579u.mskobr.ru/





Разработка, изготовление и демонстрация возможностей «Катушки Тесла»

Автор: Соколов Максим, ученик 10 класса

ГБОУ Гимназия № 1579

Руководитель: Шабалина Н.Н., учитель физики

МОСКВА

2017


Содержание

  1. Введение

  2. Из истории жизни Николы Тесла

  • Детство

  • Образование

  • Решение проблемы «Как поведать миру о своём открытии, получить признание?»

  • Финансовая независимость

  1. Никола Тесла и некоторые его изобретения

  • Проект «Ворденклиф»

  • «Дармовая» энергия

  • Электромобиль Тесла

  • Луч смерти

  1. Заслуги Николы Тесла

  2. Демонстрация одного из опытов Николы Тесла с использованием изготовленной нами «катушки Тесла».

  3. Выводы

Цель Работы

  • Изучение физических принципов работы «Катушки Тесла» и разработка, изготовление и демонстрация возможностей «Катушки Тесла».

Задачи

  • Рассмотреть наиболее интересные на наш взгляд изобретения Николы Тесла

  • Изучить материалы сети интернет

  • Изучить биографию гениального учёного

  • Подготовить материал для использования на уроках

  • Изготовить модель «Катушки Тесла» для демонстрации опыта

  1. Введение

Факты жизни Николы Тесла удивляют и завораживают. Он удостоился высшей награды доступной для ученого — его именем названа единица измерения магнитной индукции. Открытия в области электротехники определили развитие мировой цивилизации, на них базируется вся энергетика XX века. Мало того — в последнее время просачивается информация, что большая доля изобретений Николы Тесла, способных буквально перевернуть наш мир, была спрятана в секретных хранилищах американских спецслужб, завладевших личным архивом ученого после его смерти.

Меня настолько впечатлила информация о Николе Тесла, что я захотел повторить один из его экспериментов и, приобретя необходимые детали, сконструировал и изготовил прибор «Катушка Тесла». Я считаю, что в учебниках для средней школы недостаточно информации об этом уникальном ученом и своей работой я решил хотя бы частично заполнить этот пробел.


  1. Из истории жизни Николы Тесла

  • Детство Николы Тесла.

Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в селе Смиляны в Хорватии. Он был четвёртым ребёнком сербского православного священника. Увлекался чтением книг, герои которых своим примером пробудили в нем стремление быть «существом высшего порядка» (как утверждал сам Никола Тесла). Он всеми силами воспитывал в себе целеустремленность, волю к достижению целей.

  • Образование

Закончил Политехнический институт в Граце, Пражский университет. На втором курсе университета, в 1880 году, его посещает мысль о создании индукционного генератора переменного тока. Профессор университета Пешль, с которым Тесла поделился идеей, счёл её бредовой. Но заключение профессора только придало силы изобретателю, и в 1882 году действующая модель была изготовлена.

  • Решение проблемы «Как поведать миру о своём открытии, получить признание?»

Самый верный способ, считал Никола Тесла – обратиться к великому Эдисону. Денег на билет до Нью-Йорка едва хватило. Но это не помешало ему в 1884 году прибыть в Нью-Йорк и встретиться с Эдисоном.

Все работы Эдисона в области электричества базировались на постоянном токе. Он скептически принял идею Николы Тесла работать с током переменным, но тем не менее, он принял Николу Тесла на работу в свою компанию.

Тесла, работая с постоянным током в компании Эдисона, продолжал совершенствовать системы, работающие на переменном токе и в октябре 1887 года получил патент.

Между двумя великими изобретателями началась «холодная война». Эдисон стал публично и резко критиковать генераторы Тесла.

Несмотря на противостояние ученых, Эдисон дал согласие опробовать генераторы Тесла и даже пообещал сопернику 50 тысяч долларов, если тому удастся электрифицировать своим способом один из его заводов. Он был уверен, что это невозможно сделать. Тесла подготовил двадцать четыре типа устройств, работавших на переменном токе, которые имели потрясающий экономический эффект.

В апреле 1887 года Тесла при финансовой поддержке Джеймса Кармена открывает собственную фирму «Тесла Электрик Лайт Компани».

А через год в его жизни наступил день, ставший поистине судьбоносным. 16 мая 1888 года Тесла сделал доклад и продемонстрировал своё изобретение в Американском институте инженеров-электриков. Среди присутствующих в зале оказался миллионер Джордж Вестингауз.


  • Финансовая Независимость

Выступление Тесла потрясло Вестингауза. Он предложил изобретателю миллион долларов за его патенты плюс авторские отчисления. Был заключён договор, и компания «Вестингауз Электрик» реализовала разработки Тесла, построив на Ниагарском водопаде первую в мире ГЭС.

Получив финансовую независимость, Тесла продолжает свои исследования. В 1888 году он открывает явление вращающегося магнитного поля и строит электрогенераторы высокой и сверхвысокой частот. В 1891 году создаёт резонансный трансформатор, позволяющий получать высокочастотное напряжение с амплитудой до нескольких миллионов вольт.

Потрясенные посетители Всемирной выставки 1893 года в Чикаго смотрели на непонятное и страшное представление: Тесла подключал к себе напряжение в два миллиона вольт. При этом он, как ни в чём не бывало, улыбался, и в его руках ярко горели лампочки Эдисона...

Это теперь мы знаем, что убивает не напряжение, а ток и что ток высокой частоты проходит только по поверхностным покровам. В ту эпоху (да и сейчас) это воспринималось как чудо.



  1. Никола Тесла и некоторые из его изобретений

  • Проект «Ворденклиф»

По приглашению Джона Пирпонта Моргана - основателя индустриальных гигантов США: “Америкэн Телефон-энд-Телеграф”, “Дженерал электрик” и “Вестерн Юнион”, Тесла переезжает в Нью-Йорк для выполнения грандиозного проекта «Ворденклиф» - Всемирного центра беспроводной передачи информации. Морган выделил 150 тысяч долларов и участок в 200 акров на острове Лонг-Айленд.

Была построена большая по тем временам башня высотой 57 метров со стальной шахтой, углублённой в землю на 36 метров. В верхней части башни находился 55-тонный металлический купол диаметром 20 метров.

Пробный пуск невиданного сооружения состоялся в 1905 году и произвёл потрясающий эффект. «Тесла зажёг небо над океаном на тысячи миль», - писали газеты. Это был триумф.


  • «Дармовая» Энергия

У Тесла есть еще более заманчивые проекты, которыми он обещал осчастливить людей, одарив «дармовой» энергией и властью над природой.

Эти секреты Тесла не раскрыты до сих пор.

Тесла писал: «... я уверен, что единый Космос объединен в материальном и духовном смысле. В космическом пространстве существует некое ядро, откуда мы черпаем всю силу, вдохновение, которое вечно притягивает нас, я чувствую его мощь и его ценности, посылаемые им по всей Вселенной и этим поддерживающие её в гармонии. Я не проник в тайну этого ядра, но знаю, что оно существует, и когда я хочу придать ему какой-либо материальный атрибут, то думаю, что это СВЕТ, а когда я пытаюсь постичь его духовное начало, тогда это - КРАСОТА и СОЧУВСТВИЕ. Тот, кто носит в себе эту веру, чувствует себя сильным, работает с радостью, ибо ощущает себя частью общей гармонии».

Есть проекты Тесла, до сих пор будоражащие умы, несмотря на то, что они не имеют никаких секретов или технических тайн: это попытки передавать энергию по одному проводу или вообще без проводов.

Что интересно: установки, это демонстрирующие, Тесла не предавал тайне. Они и сейчас повсеместно воспроизводятся.

Система беспроводной передачи

информации на основе проекта «Ворденклиф»

Есть предположение, что «Тунгусский метеорит» – результат экспериментов Тесла по передаче энергии на большие расстояния.



  • Электромобиль Тесла

Самым загадочным и эффектным из демонстраций Тесла считается его автомобиль на «дармовой» энергии эфира. Оказывается, Тесла не только «вычислил» что и как происходит с эфиром, но даже научился добывать из него энергию! Описания этой демонстрации везде очень сходны между собой и лаконичны. Они не позволяют всерьез судить о деталях и достоверности наблюдаемого, хотя и дают некоторую почву для размышлений.

При поддержке компаний Pierce-Arrow Co and General Electric в 1931 году Тесла снял бензиновый двигатель с нового автомобиля фирмы «Pierce-Arrow» и заменил его электромотором переменного тока мощностью в 80 л.с. без каких бы то ни было традиционно известных внешних источников питания. В местном радиомагазине он купил 12 электронных ламп, немного проводов, горстку разномастных резисторов, и собрал все это хозяйство в коробочку длиной 60, шириной 30 и высотой 15 сантиметров с парой стержней длинной 7,5 сантиметров, торчащих снаружи. Укрепив коробочку сзади за сиденьем водителя, Тесла выдвинул стержни и возвестил: «Теперь у нас есть энергия!». После этого он ездил на машине неделю, гоняя ее на скорости до 150 км/ч.

Поскольку на машине стоял двигатель переменного тока, и не имелось никаких батарей, справедливо возникает вопрос, откуда же в нем бралась энергия?

Теслу обвинили в то время «в черной магии». Он снял с машины таинственную коробочку и возвратился в свою лабораторию в Нью-Йорке. Тайна его источника энергии осталась нераскрыта.



  • «Луч смерти»

Одной из загадок Тесла является «луч смерти». Тесла заявил, что с его помощью можно уничтожить 10000 самолётов на расстоянии до 400 километров. 7 января 1943 года Никола Тесла умер и унёс эту тайну в могилу. Никола Тесла был разносторонне развитым человеком: владел восемью языками, великолепно разбирался в музыке, к его мнению прислушивались многие известные и влиятельные люди того времени. Но личная жизнь у ученого не сложилась, возможно из-за сложного характера Никола не был женат и у него не было детей.

Он открыл переменный ток, флуоресцентный свет, беспроводную передачу энергии; впервые разработал принципы дистанционного управления, основы лечения токами высокой частоты; построил первые электрические часы, двигатель на солнечной энергии и многое другое, получив на свои изобретения более 300 патентов в разных странах.

Он изобрёл радио раньше Маркони и Попова, получил трёхфазный ток раньше Доливо-Добровольского. Вся современная электроэнергетика была бы невозможна без его открытий.


  1. Заслуги Николы Тесла

Такие изобретения Тесла, как генераторы переменного тока, индукционный двигатель, асинхронная машина, трехфазные и многофазные трансформаторы, кардинально изменили принципы использования электричества, существовавшие в то время. Они до сих пор не потеряли своего значения. За всё это человечество ему благодарно.

Демонстрация одного из опытов Николы Тесла с использованием изготовленной «Катушки Тесла»

Ход работы.

Для проведения опыта понадобилось:



  1. Медный провод с покрытием из эмали: длина 200 м, диаметр 0,1 мм;

  2. Каркасы: 1) пластиковая труба: диаметр 5 см, длина 25 см;

2) пластиковая труба: диаметр 7 см, длина 5 см;

  1. Детали: 1) транзистор; 2) резисторы, переменный и постоянный; 3) блок питания от компьютера;

  2. Лампа;

  3. Провода, защитные и монтажные элементы.

Рисунок 1. Схема «Катушки Тесла» (вариант из литературы)

Выбранная схема «Катушки Тесла» представлена на рисунке 1. Нами были внесены коррективы в схему. Они заключались в следующем:



  1. Вместо источника питания постоянного тока (12-18) В для эксперимента был взят адаптер, работающий от сети переменного тока и выдающий на выходе регулируемое постоянное напряжение (9-12) В.

  2. Был взят Реостат R1 50 кОм

  3. Для выбора оптимального сопротивления схемы был взят резистор R2 50 Ом

  4. Изменены количества витков на катушках 7 вит и 1000 вит на 8 вит и 2000 вит.

  5. Вместо транзистора VT1 13007 был использован транзистор MJE 13007

В результате была получена установка более удобная в использовании и имеющая на выходе большую мощность излучения.

Заключение.

Трансформатор Николы Тесла – резонансный трансформатор, дающий высокое напряжение большой частоты. Трансформатор состоит из двух катушек (колебательных контуров), связанных друг с другом индуктивно, без сердечника.

Интересно получить направленный пучок излучения для возможной беспроводной передачи энергии на большие расстояния без потерь. Но для этого необходимо использовать аппаратуру (магнетроны, фокусирующие параболические тарелки, магнитные ловушки и т.п.), которую достаточно сложно изготовить в кустарных условиях. Поэтому мне хотелось бы и дальше работать над этой проблемой на профессиональном уровне и найти её решение, поскольку это принесло бы ощутимые достижения в снижении расходов на передачу энергии в масштабах страны.

Собранный макет «Катушки Тесла»

Прибор, который я собрал, передает энергию на расстояния нескольких метров, при этом загорается люминесцентная лампа. Когда работала «Катушка Тесла», сотовые телефоны приходилось убирать на расстояния не менее 5 метров для предотвращения выхода их из строя.



  1. Выводы

  1. В результате работы удалось объединить и структурировать информацию из разных источников о Николе Тесла.

  2. Была отработана схема «Катушки Тесла», пригодная для изготовления в обычных условиях.

  3. Был изготовлен и продемонстрирован макет установки для демонстрации передачи энергии на расстоянии.

  4. Результаты работы оказалось возможным использовать в учебном процессе на уроках физики в старшей школе.

Источники информации

  1. «Техника молодёжи», -М; №10, 2012 г., стр. 22-23

  2. 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

  3. http://ntesla.amoti.ru/

  4. http://tesla-nikola.ru/

  5. http://ntesla.at.ua/


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет