ภาพวาดในหัวข้อสัตว์ในป่าฤดูหนาว ชีวิตของสัตว์ป่าในฤดูหนาว
โฟรลอฟ อังเดร ยูริเยวิช
วัตถุประสงค์ของการศึกษา:
วัตถุประสงค์การวิจัย:
ดาวน์โหลด:
ดูตัวอย่าง:
XXVII สตาฟโรปอล รีเจียนัล โอเพ่น การประชุมทางวิทยาศาสตร์เด็กนักเรียน
หัวเรื่อง: ฟิสิกส์
ชื่อผลงาน “วิจัยไฟฟ้า สนามแม่เหล็กโดยใช้ตัวอย่างขดลวดเทสลา (Brovin Kacher)"
สถานที่ทำงาน: สถานี Grigoropolisskaya
สถาบันการศึกษาเทศบาล โรงเรียนมัธยมหมายเลข 2 เกรด 11
หัวหน้างานด้านวิทยาศาสตร์: Galina Vladimirovna Anokhina ครูสอนฟิสิกส์ โรงเรียนมัธยมศึกษาเทศบาลหมายเลข 2
สตาฟโรปอล, 2016
- การแนะนำ.
- ความเกี่ยวข้องของการศึกษาปัญหา
- เป้าหมายและวัตถุประสงค์
- ส่วนหลักส่วน.
- ชีวประวัติของนิโคลา เทสลา และวลาดิมีร์ โบรวิน
- สิ่งประดิษฐ์ที่โดดเด่น
- ส่วนการทดลอง.
- บทสรุป.
- ข้อสรุป
- การประยุกต์แนวคิดของ Tesla สมัยใหม่
- บรรณานุกรม
- แอปพลิเคชัน
- การดูแลรักษา.
- ความเกี่ยวข้องของหัวข้อ:
ฟิสิกส์เป็น วิทยาศาสตร์ที่น่าทึ่ง- นี่คือศาสตร์แห่งวิทยาศาสตร์! นับตั้งแต่สมัยโบราณ มีเสาหลัก 3 ประการคอยสนับสนุนและจะสนับสนุนเสมอมา ได้แก่ สมมติฐาน กฎหมาย การทดลอง ฟิสิกส์ทดลองมี ความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ การทดลองเกี่ยวกับไฟฟ้า... ดูเหมือนว่ายังมีพื้นที่ให้ค้นพบและทดลอง เพราะตอนนี้เรามองว่าไฟฟ้าเป็นปรากฏการณ์ที่ธรรมดาที่สุด เช่น ตู้เย็น ทีวี คอมพิวเตอร์ ไมโครเวฟ อย่างไรก็ตามกระแสเองก็มาถึงเราผ่านสายไฟเท่านั้น จะใช้กระแสไฟในระยะไกลโดยไม่มีสายไฟได้อย่างไร? ทั้งหมดนี้ยังห่างไกลจากสิ่งที่นิโคลา เทสลาสามารถทำได้เมื่อกว่า 100 ปีที่แล้ว และสิ่งที่ฟิสิกส์ยุคใหม่ยังคงไม่สามารถอธิบายได้ ย้อนกลับไปในทศวรรษ 1900 เทสลาสามารถส่งกระแสไฟในระยะทางอันกว้างใหญ่โดยไม่ต้องใช้สายไฟ ทำให้ได้กระแสไฟฟ้า 100 ล้านแอมแปร์ และแรงดันไฟฟ้า 10,000 โวลต์ และรักษาลักษณะดังกล่าวไว้ตามระยะเวลาที่จำเป็น ฟิสิกส์สมัยใหม่ไม่สามารถบรรลุตัวบ่งชี้ดังกล่าวได้ นักวิทยาศาสตร์สมัยใหม่มีกระแสไฟถึงเพียง 30 ล้านแอมแปร์เท่านั้น (มีการระเบิด ระเบิดแม่เหล็กไฟฟ้า) และ 300 ล้านในระหว่างปฏิกิริยาแสนสาหัส - และแม้กระทั่งในเสี้ยววินาทีนั้น อย่างไรก็ตาม ในยุคของเรา ผู้สนใจและนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังพยายามทำการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ผู้เก่งกาจคนนี้ซ้ำแล้วซ้ำอีก และค้นหาการประยุกต์ใช้สำหรับพวกเขา ใน โลกสมัยใหม่ความท้าทายคือการส่งไฟฟ้าแบบไร้สาย ขณะประกอบขดลวดเทสลา ฉันได้รับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งฉันตรวจสอบ ดังนั้นฉันคิดว่าในอนาคตฉันจะประสบความสำเร็จ ใช้กันอย่างแพร่หลายปรากฏการณ์นี้ ฉันเชื่อว่างานของฉันเป็นงานด้านการศึกษา กระตุ้นความสนใจในการศึกษาวิชาในโรงเรียนอย่างเจาะลึก เช่น ฟิสิกส์ และส่งเสริมการวิจัยและ กิจกรรมทดลองและอาจนำไปสู่งานอดิเรกตลอดชีวิต
วัตถุประสงค์ของการศึกษา:
ค้นคว้าหม้อแปลง Tesla ความถี่สูงโดยอิงจากการติดตั้งที่ใช้งานได้ที่ฉันประกอบการสาธิตคุณสมบัติของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของขดลวดเทสลาและการทดลองการใช้งานขดลวด
วัตถุประสงค์การวิจัย:
ทำความคุ้นเคยกับชีวประวัติของ Nikola Tesla และประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์หม้อแปลง Tesla, Vladimir Brovin
- ออกแบบเทสลาคอยล์
- ทำการทดลองกับขดลวดที่ฉันประกอบขึ้นเพื่อสาธิตผลกระทบของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
- สำรวจสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยเรือเร็วของโบรวิน
วิธีและเทคนิคการวิจัย:
- การค้นหาข้อมูลจากแหล่งต่างๆ
- การทดลอง
สมมติฐานการวิจัย:สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความเข้มมหาศาลเกิดขึ้นรอบๆ ขดลวดเทสลา สนามแม่เหล็กไฟฟ้าของขดลวดเทสลาสามารถส่งกระแสไฟฟ้าได้โดยไม่ต้องใช้สายไฟ
- ส่วนหลัก
- ชีวประวัติของนิโคลา เทสลา และวลาดิมีร์ โบรวิน
นิโคลา เทสลา (10 กรกฎาคม พ.ศ. 2399 (โครเอเชีย) - 7 มกราคม พ.ศ. 2486 (นิวยอร์ก สหรัฐอเมริกา) - นักฟิสิกส์ วิศวกร นักประดิษฐ์ในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยุ เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางในด้านผลงานทางวิทยาศาสตร์และการปฏิวัติของเขาในการศึกษาคุณสมบัติต่างๆ ไฟฟ้าและแม่เหล็ก งานของเทสลาตามทฤษฎีถือเป็นพื้นฐานสำหรับการประดิษฐ์และพัฒนาของหลายๆ คน อุปกรณ์ที่ทันสมัย, ทำงานด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ หน่วยวัดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กตั้งชื่อตาม N. Tesla ในบรรดารางวัลมากมายของนักวิทยาศาสตร์ ได้แก่ เหรียญรางวัลของ E. Cresson, J. Scott และ T. Edison นักเขียนชีวประวัติร่วมสมัยของเขายกย่องเทสลาว่าเป็น "บุรุษผู้ประดิษฐ์ศตวรรษที่ 20" และเป็น "นักบุญอุปถัมภ์" ของไฟฟ้าสมัยใหม่ ซึ่งได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นวิศวกรไฟฟ้าและนักประดิษฐ์ที่โดดเด่น เขาถือเป็นอัจฉริยะคนหนึ่งแห่งศตวรรษที่ 20 สิ่งประดิษฐ์ของ Tesla หลายชิ้นยังคงถูกเก็บรักษาโดยรัฐบาลสหรัฐฯ ภายใต้หัวข้อ "ความลับสุดยอด" เขาล้ำหน้าวิทยาศาสตร์มากจนนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถทำการทดลองซ้ำหลายครั้งได้แม้กระทั่งตอนนี้ เขาค้นพบไฟฟ้ากระแสสลับ การส่งผ่านพลังงานแบบไร้สาย ได้สร้างนาฬิกาไฟฟ้า กังหัน และเครื่องยนต์เครื่องแรก พลังงานแสงอาทิตย์- เขาเปิดและปิดมอเตอร์ไฟฟ้าจากระยะไกล และหลอดไฟในมือของเขาก็สว่างขึ้นเอง ตามทฤษฎีแล้ว ผู้ทดลองไม่ควรมีแม้แต่ถ่านหินเหลืออยู่เลย และเทสลาก็ยิ้มราวกับว่าไม่มีอะไรเกิดขึ้น ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าที่ฆ่า แต่เป็นกระแสและกระแสความถี่สูงที่ไหลผ่านพื้นผิวเท่านั้น แต่เรารู้เรื่องนี้แล้ว และเทสลารู้เรื่องนี้เมื่อกว่า 100 ปีที่แล้ว
นักทฤษฎีฟิสิกส์สมัยใหม่ไม่เคยสามารถตีความมุมมองของเทสลาเกี่ยวกับความเป็นจริงทางกายภาพได้ ทำไมเขาไม่กำหนดทฤษฎีของเขาเอง? เราจะไม่มีวันรู้คำตอบสำหรับคำถามนี้
วลาดิมีร์ อิลลิช โบรวิน
พลเมืองของรัสเซีย Brovin V.I. การศึกษาระดับอุดมศึกษา - สำเร็จการศึกษาจากสถาบันเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์แห่งมอสโกในปี 2515 ในปี 1987 เขาค้นพบความไม่สอดคล้องกับความรู้ที่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปในงานชิ้นนี้ วงจรอิเล็กทรอนิกส์เข็มทิศที่พระองค์ทรงสร้างและเริ่มศึกษาเข็มทิศเหล่านั้น เขาทำสิ่งนี้ที่บ้านโดยใช้อุปกรณ์ของเขาเอง สามปีต่อมา เขาเริ่มเชื่อว่านี่เป็นสิ่งที่ไม่รู้จักใหม่ ปรากฏการณ์ทางกายภาพ- โบรวินเขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้ถึงคณะกรรมการการประดิษฐ์และการค้นพบ แต่เขาบอกว่าเขาไม่ได้เขียนคำอธิบายตามคำแนะนำ เขาไม่ได้โต้เถียงกับพวกเขาและตัดสินใจศึกษาปรากฏการณ์นี้ด้วยตัวเอง กว่า 10 ปีของการทดลองและการวิจัยในปี 1998 โบรวินสามารถอธิบายฟิสิกส์ของความแปลกประหลาดในการทำงานของวงจรได้
คำพูดจากโบรวิน:
“ฉันกำลังพยายามแสดงให้คุณเห็นว่ามีส่วนประกอบที่เป็นไฟฟ้าสถิต ส่วนประกอบแบบคาปาซิทีฟ และ “ไฟฟ้าเรเดียน” แบบเปิดของ N. Tesla และรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าตามธรรมชาติตามข้อมูลของ Maxwell การปรากฏของไฟฟ้าเหล่านี้ก่อให้เกิด “งานประหลาด” ของ Kacher
- สิ่งประดิษฐ์ที่โดดเด่น
หนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ที่มีชื่อเสียงที่สุดของเขาคือ Tesla Transformer
หม้อแปลงเทสลาหรือที่รู้จักกันในชื่อคอยล์เทสลาเป็นอุปกรณ์ที่คิดค้นโดยนิโคลา เทสลาและมีชื่อของเขา เป็นหม้อแปลงเรโซแนนซ์ที่ผลิต ไฟฟ้าแรงสูงความถี่สูง อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการจดสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 22 กันยายน พ.ศ. 2439 ในชื่อ “อุปกรณ์สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าที่มีความถี่และศักยภาพสูง”
หม้อแปลงเทสลาที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยคอยล์สองตัว - ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิตลอดจนตัวปล่อยตัวเก็บประจุแบบทอรอยด์และเทอร์มินัล
ขดลวดปฐมภูมิมักประกอบด้วยลวดเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่หรือท่อทองแดงหลายรอบ และขดลวดทุติยภูมิมักประกอบด้วยลวดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าประมาณ 1,000 รอบ ขดลวดปฐมภูมิพร้อมกับตัวเก็บประจุจะสร้างวงจรการสั่นซึ่งรวมถึงองค์ประกอบที่ไม่เชิงเส้น - ช่องว่างประกายไฟ ขดลวดทุติยภูมิยังก่อให้เกิดวงจรออสซิลเลชัน โดยที่บทบาทของตัวเก็บประจุส่วนใหญ่จะเล่นโดยความจุของโทรอยด์และความจุอินเตอร์เทิร์นของขดลวดเอง ขดลวดทุติยภูมิมักถูกปกคลุมด้วยชั้น อีพอกซีเรซินหรือเคลือบเงาเพื่อป้องกันไฟฟ้าเสีย
ดังนั้นหม้อแปลง Tesla จึงประกอบด้วยวงจรออสซิลเลชั่นสองวงจรที่เชื่อมต่อกัน ซึ่งเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติที่โดดเด่นและเป็นความแตกต่างหลักจากหม้อแปลงทั่วไป
หลังจากถึงแรงดันพังทลายระหว่างอิเล็กโทรดของช่องว่างประกายไฟ จะเกิดการสลายทางไฟฟ้าของก๊าซคล้ายหิมะถล่ม ตัวเก็บประจุถูกปล่อยประจุผ่านช่องว่างประกายไฟไปยังคอยล์ ดังนั้นวงจรของวงจรออสซิลเลเตอร์ซึ่งประกอบด้วยคอยล์ปฐมภูมิและตัวเก็บประจุยังคงปิดผ่านช่องว่างประกายไฟและการสั่นของความถี่สูงก็เกิดขึ้น การสั่นพ้องของเรโซแนนซ์เกิดขึ้นในวงจรทุติยภูมิ ซึ่งทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงที่ขั้ว
เทสลาใช้ขดลวดยาว 61 เมตร ซึ่งขั้วโลกมีทรงกลมทองแดงขนาดใหญ่ตั้งตระหง่านเหนือห้องทดลองของเขา เทสลาสร้างศักย์ไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากลูกศรสายฟ้าที่มีความยาวสูงสุด 40 เมตร เสียงฟ้าร้องจากพลังงานที่ปล่อยออกมาสามารถได้ยินได้ไกลออกไป 24 กิโลเมตร ลูกบอลแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 เมตร เรืองแสงรอบๆ หอคอยทดลอง
แรงดันไฟขาออกของหม้อแปลง Tesla สามารถเข้าถึงได้หลายล้านโวลต์ แรงดันไฟฟ้าที่ความถี่เรโซแนนซ์นี้ก่อให้เกิดการปล่อยประจุไฟฟ้าในอากาศที่น่าประทับใจ เทสลาใช้หม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อสร้างและจัดจำหน่าย การสั่นสะเทือนทางไฟฟ้ามุ่งเป้าไปที่การควบคุมอุปกรณ์ในระยะไกลแบบไร้สาย (telecontrol)
คุณจะไม่พบหม้อแปลงไฟฟ้า Tesla ในห้องเรียนฟิสิกส์ที่โรงเรียน พวกเขาเลิกจัดเตรียมห้องเรียนแล้ว ฉันจึงตัดสินใจสร้างหม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับโรงเรียน
- ส่วนการทดลอง.
คอยล์เทสลาใช้ช่องว่างประกายไฟและกระแสสลับ โบรวินแทนที่ช่องว่างประกายไฟด้วยทรานซิสเตอร์ในวงจรเทสลา และเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์เข้ากับแหล่งกำเนิด ดี.ซีซึ่งปล่อยกระแสสลับออกมา
ฉันอยากจะแสดงให้คุณเห็นการทำงานของขดลวดเทสลาอันหนึ่งเหล่านี้ และผลการวิจัยที่ฉันทำ ฉันประกอบการติดตั้งด้วยตัวเองตามแบบแผน "Kacher Brovina" อุปกรณ์นี้ผลิตไฟฟ้าแรงสูงที่ความถี่สูง
การตั้งค่าของฉันคือ:
ลวดทองแดง – เส้นผ่านศูนย์กลางหน้าตัด 0.2 มม. (0.64ม.)
ลวดทองแดง – เส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มม. (200 ม.)
หลอดพลาสติก - ยาว 42ซม.
ทรานซิสเตอร์ – KT 805 BM เป็นต้น
ตัวต้านทาน: 12KOhm และ 47KOhm
ตัวเก็บประจุ - 0.5 ยูเอฟจาก 160V
แหล่งพลังงาน - หม้อแปลง 24 V
ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าปรับให้เรียบ 2000 mF ที่ 50 V.
สะพานไดโอด
ในอุปกรณ์ที่มีคุณภาพ (เช่นเดียวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบบล็อกทั่วไป) ในทางทฤษฎีคุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์และท่อวิทยุใดก็ได้ ฉันทำการทดลองกับทรานซิสเตอร์ (N-P-N) ประเภทต่างๆ (ดูตารางในภาคผนวก) อย่างไรก็ตามเป็นทรานซิสเตอร์ KT805 ที่ได้พิสูจน์ตัวเองแล้วว่าใช้งานได้ดีมากโดยเฉพาะ KT805BM เพราะ มีอายุการใช้งานยาวนานที่สุดที่โหลดคงที่ และฉันต้องแน่ใจว่าการทำงานของคอยล์ควรดำเนินการในช่วงเวลา 15-20 นาทีเพื่อทำให้การติดตั้งเย็นลง สำหรับการระบายความร้อนฉันใช้ไดอะแกรมหม้อน้ำ (5 ซม. x 8 ซม.) หมายเลข 1 (ดูภาคผนวก)
ช่วงเวลาที่ร้ายแรงที่สุดในการประกอบคาสเซ็ตด้วยตนเองคือการพันขดลวดทุติยภูมิ (L2) ตามกฎแล้วจะมีตั้งแต่ 800 ถึง 1800 รอบ การม้วนจะดำเนินการทีละรอบด้วยลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1 - 0.25 มม. บนฐานอิเล็กทริก เช่น ท่อพลาสติก ดังนั้นขนาดของหม้อแปลงผลลัพธ์ (ความยาว) ขึ้นอยู่กับความหนาของเส้นลวดที่ใช้โดยตรง เส้นผ่านศูนย์กลางของเฟรมไม่สำคัญ - อาจมีตั้งแต่ 15 มม. ถึง 40 มม. แต่เมื่อเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพของเฟรมควรเพิ่มขึ้น (เช่นเดียวกับการสิ้นเปลืองกระแสไฟ)
คุณสามารถต่อเข็มเข้ากับปลายขดลวดที่ไม่ได้เชื่อมต่อซึ่งจะทำให้สามารถสังเกต "ลำแสง" ซึ่งเป็นแสงรูปมงกุฎที่ปรากฏที่ปลายในขณะที่อุปกรณ์กำลังทำงาน คุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้เข็ม - ลำแสงจะปรากฏขึ้นในลักษณะเดียวกันที่ปลายลวดม้วนและโค้งงอไปด้านบนโดยไม่ยุ่งยาก
ขดลวดทุติยภูมิเป็นขดลวดโซลินอยด์สี่รอบแบบไม่มีกรอบซึ่งมีลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง (ไม่ใช่หน้าตัด!) ตั้งแต่ 1.5 ถึง 3 มม. ความยาวของคอยล์นี้อาจอยู่ระหว่าง 7-8 ถึง 25-50 ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลางขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างการหมุนกับพื้นผิวคอยล์ L2. ควรอยู่ที่ 1 - 2 ซม. ทิศทางการหมุนของขดลวดทั้งสองต้องตรงกัน
สามารถใช้ตัวต้านทาน R1 และ R2 ได้ทุกประเภทที่มีกำลังการกระจายอย่างน้อย 0.5 W ตัวเก็บประจุ C1 เป็นประเภทใดก็ได้ตั้งแต่ 0.1 ถึง 0.5 mF สำหรับแรงดันไฟฟ้า 160 V เมื่อทำงานจากแหล่งพลังงานที่ไม่เสถียร จำเป็นต้องเชื่อมต่อตัวเก็บประจุปรับเรียบอีกตัว 1,000 - 2,000 mF ที่ 50 V ขนานกับ C1
ต้องติดตั้งทรานซิสเตอร์บนหม้อน้ำ - ยิ่งมีขนาดใหญ่ยิ่งดี
แหล่งพลังงานสำหรับกล้องต้องได้รับการออกแบบให้ทำงานที่กระแสไฟฟ้าสูงถึง 3 A (พร้อมกำลังสำรอง) โดยมีแรงดันไฟฟ้า 12 โวลต์ และสูงกว่านั้น จะสะดวกกว่ามากหากปรับแรงดันไฟฟ้าได้
ในตัวอย่าง kacher ที่ฉันประกอบ ฉันใช้แหล่งพลังงานหม้อแปลง 24 V เส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดทุติยภูมิคือ 5 ซม. (ความยาว - 42 ซม.) และพื้นที่หน้าตัดของเส้นลวดคือ 0.2 mm2 และขดลวดปฐมภูมิ คือ 8 ซม. (ความยาว - 0.64 ม.) โดยมีพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ 1.18 มม. 2 ลำแสงปรากฏขึ้นทันที ยิ่งไปกว่านั้น เอฟเฟกต์ตามปกติ เช่น ไฟ LED และหลอดจ่ายแก๊สในระยะไกล เกิดขึ้นทันทีที่ฉันหยิบขึ้นมา
หม้อแปลงถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานซึ่งเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟ 220V, สะพานไดโอดเชื่อมต่อแบบอนุกรมเช่นเดียวกับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่ปรับให้เรียบ 2,000 mF ที่ 50 V
เมื่อพยายามแทนที่ (โดยไม่สนใจ) KT805 ด้วย KT8102, KT819, KT918A ที่ทรงพลังกว่าพบว่าโหมดการทำงานของอุปกรณ์เปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ สำหรับหลาย ๆ คน กระแสไฟในการทำงานลดลงอย่างเห็นได้ชัด มันเป็นเพียง 100 ถึง 250 mA
เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็น 42 V ทรานซิสเตอร์จะร้อนเกินไปอย่างรวดเร็วและไหม้หมด จากประสบการณ์ของฉัน 8-10 ชิ้นถูกไฟไหม้ดังนั้นฉันจึงพยายามเลือกทรานซิสเตอร์ KT 805-819 อื่น ๆ แต่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเกิดขึ้น ฉันเอามันไปทำงาน ประเภทต่างๆทรานซิสเตอร์และศึกษาระยะเวลาการทำงานที่โหลดคงที่ซึ่งสะท้อนอยู่ในตารางที่ 1 (ดูภาคผนวก) ผู้นำในรายการนี้คือทรานซิสเตอร์ KT805BM
การทดลองครั้งต่อไปที่ฉันทำคือ: ฉันติดทอรัสที่ด้านบนของขดลวดเข้ากับลำแสง (ซึ่งทำหน้าที่เพิ่มช่วงการกระทำของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า พูดง่ายๆ ก็คือมันเป็นตัวเก็บประจุชนิดหนึ่งที่มี ความช่วยเหลือที่ลำแสงทำให้ระยะทางในการทำงานเพิ่มขึ้น จำนวนหลอดไฟเพิ่มขึ้น ฉันยังสังเกตเห็นว่าเมื่อใช้สายไฟชิ้นใดชิ้นหนึ่งลำแสงก็ออกมาจากสายไฟสิ่งนี้ดูแปลกมากสำหรับฉันเหตุผลนี้ ฉันคิดว่าพรูเริ่มถ่ายโอนพลังงานทั้งหมดไปยังเส้นลวดและในที่สุดก็บรรลุปฏิสัมพันธ์
และผมอยากจะแนะนำวิธีสร้างทอรัสด้วย โดยคุณสามารถต่อปลายท่อเข้าด้วยกันด้วยเทปอะลูมิเนียมได้ นอกจากนี้ยังมีตัวเลือก "งบประมาณ" เช่นนำลูกปิงปองแล้วห่อด้วยกระดาษฟอยล์หรือเพียงแค่ขยำฟอยล์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่แน่นอนให้เป็นลูกบอล เพียงเท่านี้สเตียรอยด์ก็พร้อมแล้ว
อย่างไรก็ตาม หน้าที่ของพรูคือ:
ลดความถี่ในการทำงานโดยการเปลี่ยนความจุในวงจร LC ทุติยภูมิ
แรงดันไฟขาออกเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากความเรียบ (รัศมีความโค้งขนาดใหญ่) ของพื้นผิว
การป้องกันขดลวดทุติยภูมิด้วยสนามไฟฟ้าสถิตเพิ่มเติม
การก่อตัวของทิศทางการคายประจุโดยใช้เทอร์มินัล
การให้ ลักษณะทั่วไปคอยส์ รูปแบบคลาสสิกและสัดส่วน และอื่น ๆ อีกมากมาย
- บทสรุป
หนึ่งในบุคลิกที่ฉลาดที่สุดน่าสนใจและเป็นที่ถกเถียงกันมากที่สุดในหมู่นักฟิสิกส์คือนิโคลา เทสลา.
Tesla สามารถรวมคุณสมบัติของหม้อแปลงไฟฟ้าและปรากฏการณ์การสั่นพ้องไว้ในอุปกรณ์เครื่องเดียวได้ นี่คือวิธีการสร้างหม้อแปลงเรโซแนนซ์ที่มีชื่อเสียงซึ่งมีบทบาทอย่างมากในการพัฒนาวิศวกรรมไฟฟ้าและวิศวกรรมวิทยุหลายสาขาและเป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางในชื่อ "หม้อแปลงเทสลา.
การพัฒนาทางวิศวกรรมของเขาได้พบการประยุกต์ใช้ในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า วิศวกรรมไฟฟ้า ไซเบอร์เนติกส์ ชีวฟิสิกส์ และการแพทย์ ปัญหาที่นิโคไล เทสลาต้องเผชิญยังคงมีความเกี่ยวข้องในปัจจุบัน การพิจารณาของพวกเขาช่วยให้วิศวกรสร้างสรรค์และนักศึกษาฟิสิกส์สามารถมองปัญหาของวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ได้กว้างขึ้น ละทิ้งแม่แบบ เรียนรู้ที่จะแยกแยะความจริงจากนิยาย สรุปเนื้อหาทั่วไปและจัดโครงสร้าง ดังนั้นมุมมองของ N. Tesla จึงถือได้ว่ามีความเกี่ยวข้องในปัจจุบันไม่เพียง แต่สำหรับการวิจัยในสาขาประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเท่านั้น แต่ยังเพียงพออีกด้วย การรักษาที่มีประสิทธิภาพงานค้นหาการประดิษฐ์สิ่งใหม่ กระบวนการทางเทคโนโลยีและการใช้เทคโนโลยีใหม่ล่าสุด.
จากผลการวิจัยในงานนี้สรุปได้ว่าหม้อแปลงไฟฟ้า Tesla เป็นอุปกรณ์ง่ายๆ ในการผลิตและกำหนดค่า การออกแบบที่ฉันเสนอมีราคาไม่แพง การตรวจสอบ ผลกระทบที่เป็นอันตรายหม้อแปลงไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์ได้แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์นั้นปลอดภัยต่อการใช้งาน วัตถุประสงค์ทางการศึกษาขึ้นอยู่กับกฎความปลอดภัยในการทำงานกับหม้อแปลงไฟฟ้า
ด้วยความช่วยเหลือของหม้อแปลงไฟฟ้า Tesla คุณสามารถสาธิตการทดลองที่สวยงามและน่าตื่นตาตื่นใจมากมายได้ ในระหว่างการทำงานของคอยล์เราสามารถสังเกตการปล่อยประจุได้ 4 แบบ
- ข้อสรุป
จากการทดลองของฉัน ฉันเชื่อมั่นว่าสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความเข้มสูงและความถี่สูงเกิดขึ้นรอบ ๆ ขดลวดเทสลา ซึ่งส่งผลต่อหลอดไฟ LED หลอดไฟที่เต็มไปด้วยก๊าซเฉื่อย และพวกมันให้แสงสว่างจ้า และในหลอดไส้จะมีลำแสงปรากฏขึ้น แสงไฟสว่างขึ้นเองในมือของฉัน ระยะทางหนึ่งซึ่งหมายความว่ากระแสไฟฟ้าสามารถส่งผ่านแบบไร้สายได้ อีกสิ่งหนึ่งที่ควรสังเกต สิ่งสำคัญ: ผลกระทบของการติดตั้งนี้ต่อบุคคล: ดังที่คุณสังเกตเห็นระหว่างทำงานฉันไม่ตกใจ: กระแสความถี่สูงที่ไหลไปตามพื้นผิว ร่างกายมนุษย์อย่าทำอันตรายมันตรงกันข้ามพวกเขามียาชูกำลังและผลการรักษาซึ่งใช้แม้กระทั่งใน ยาแผนปัจจุบัน- อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่ามีประจุไฟฟ้าที่คุณเห็น อุณหภูมิสูงดังนั้นฉันไม่แนะนำให้จับสายฟ้าด้วยมือของคุณเป็นเวลานาน!
- การประยุกต์แนวคิดของ Tesla สมัยใหม่:
- กระแสสลับที่บุกเบิกโดย Tesla เป็นวิธีหลักในการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกล
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งคิดค้นโดยนิโคลา เทสลา ถือเป็นองค์ประกอบหลักในการผลิตกระแสไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้าพลังน้ำ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าพลังความร้อน เป็นต้น
- มอเตอร์ไฟฟ้าถูกนำมาใช้ในรถไฟฟ้าสมัยใหม่ รถยนต์ไฟฟ้า รถราง และรถรางไฟฟ้า
- ได้รับหุ่นยนต์ควบคุมด้วยวิทยุ แพร่หลายไม่เพียงแต่ในของเล่นเด็กและโทรทัศน์ไร้สายและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ (แผงควบคุม) เท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงในด้วย ทรงกลมทหารในด้านพลเรือน ด้านการทหาร พลเรือน และภายใน ตลอดจนความมั่นคงภายนอกของประเทศ
- เครื่องชาร์จไร้สายเริ่มมีการใช้งานสำหรับการชาร์จแล้ว โทรศัพท์มือถือหรือแล็ปท็อป
- ตัวแทนกันขโมยสมัยใหม่สำหรับรถยนต์ทำงานบนหลักการเดียวกับคอยล์
- ใช้เพื่อการพักผ่อนหย่อนใจและในด้านการแพทย์
แรงดันไฟขาออกของหม้อแปลง Tesla สามารถเข้าถึงได้หลายล้านโวลต์ แรงดันไฟฟ้าที่ความถี่เรโซแนนซ์นี้สามารถสร้างการปล่อยประจุไฟฟ้าในอากาศที่น่าประทับใจซึ่งอาจมีความยาวหลายเมตรได้ เช่นเดียวกับปรากฏการณ์อื่นๆ - เทสลาใช้หม้อแปลงนี้เพื่อสร้างและเผยแพร่การสั่นทางไฟฟ้าโดยมีจุดประสงค์เพื่อควบคุมอุปกรณ์ในระยะไกลแบบไร้สาย (เทเลคอนโทรล) การสื่อสารไร้สาย (วิทยุ) และการส่งพลังงานไร้สาย ซึ่งเขาประสบความสำเร็จทั้งหมด ในตอนต้นของศตวรรษ หม้อแปลงไฟฟ้าของ Tesla ยังพบว่ามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์อีกด้วย ผู้ป่วยได้รับการรักษาด้วยกระแสความถี่สูงที่สามารถเดินทางผ่านได้ ร่างกายมนุษย์ไม่มีอันตรายให้ยาชูกำลังและผลการรักษา
คอชเนวา แอล.เอส. (ระดับการใช้งาน MBOU “โรงยิมหมายเลข 17”)
1. พิชทาโล วี. นิโคลา เทสลา ภาพเหมือนท่ามกลางหน้ากาก – อ: เอบีซี-คลาสสิก, 2010.
2. Rzhonsnitsky B.N. นิโคลา เทสลา. ชีวิต ผู้คนที่ยอดเยี่ยม- ซีรีส์ชีวประวัติ ฉบับที่ 12 – อ: Young Guard, 1959
3. Feigin O. Nikola Tesla: มรดกของนักประดิษฐ์ผู้ยิ่งใหญ่ – อ.: สารคดี Alpina, 2012.
4. เทสลาและสิ่งประดิษฐ์ของเขา http://www.374.ru/index.php?x=2007-11-19-20
5. Tsverava G.K. Nikola Tesla, 1856-1943 - เลนินกราด ศาสตร์. 1974.
6. วิกิพีเดีย 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. Nikola Tesla: ชีวประวัติ http://www.people.su/107683
โอ้ เรามีการค้นพบที่น่าอัศจรรย์มากมายเพียงใด
เตรียมวิญญาณแห่งการตรัสรู้
และประสบการณ์ บุตรแห่งความผิดพลาดอันยากลำบาก
และอัจฉริยะ เพื่อนของความขัดแย้ง
และโอกาส พระเจ้าผู้ประดิษฐ์...
เช่น. พุชกิน
ความเกี่ยวข้องของหัวข้อ
ฟิสิกส์ทดลองมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ เห็นครั้งเดียวดีกว่าฟังร้อยครั้ง ไม่มีใครจะโต้แย้งว่าการทดลองเป็นแรงผลักดันอันทรงพลังในการทำความเข้าใจแก่นแท้ของปรากฏการณ์ในธรรมชาติ
ปัจจุบันปัญหาการส่งพลังงานในระยะไกลโดยเฉพาะการส่งพลังงานแบบไร้สายถือเป็นปัญหาเร่งด่วน ที่นี่เราสามารถหวนนึกถึงแนวคิดของนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ นิโคลา เทสลา ผู้ซึ่งจัดการกับปัญหาเหล่านี้ย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษ 1900 และประสบความสำเร็จอย่างน่าประทับใจด้วยการสร้างหม้อแปลงเรโซแนนซ์อันโด่งดังของเขา - คอยล์เทสลา ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจแก้ไขปัญหานี้ด้วยตัวเอง โดยพยายามทำการทดลองเหล่านี้ซ้ำ
วัตถุประสงค์ของงานวิจัย
ประกอบการทำงานของคอยล์เทสลาโดยใช้เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ (Class-E SSTC) และเทคโนโลยีท่อ (VTTC)
สังเกตการศึกษา ประเภทต่างๆออกมาและค้นหาว่ามันอันตรายแค่ไหน
ถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายโดยใช้คอยล์เทสลา
ศึกษาคุณสมบัติของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากขดลวดเทสลา
สำรวจการใช้งานจริงของคอยล์ Tesla
หัวข้อการวิจัย
ขดลวดเทสลาสองตัวประกอบกันโดย เทคโนโลยีที่แตกต่างกันทุ่งนาและการปล่อยประจุที่เกิดจากขดลวดเหล่านี้
วิธีการวิจัย:
เชิงประจักษ์: การสังเกตการปล่อยประจุไฟฟ้าความถี่สูง การวิจัย การทดลอง
เชิงทฤษฎี: การออกแบบคอยล์เทสลา การวิเคราะห์วรรณกรรม และวงจรไฟฟ้าที่เป็นไปได้ในการประกอบคอยล์
ขั้นตอนการวิจัย
ส่วนทางทฤษฎี ศึกษาวรรณกรรมเกี่ยวกับปัญหาการวิจัย
ส่วนการปฏิบัติ ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้า Tesla และทำการทดลองกับอุปกรณ์ที่สร้างขึ้น
ส่วนทางทฤษฎี
สิ่งประดิษฐ์ของนิโคลา เทสลา
นิโคลา เทสลา เป็นนักประดิษฐ์ในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยุ วิศวกร และนักฟิสิกส์ เกิดและเติบโตในออสเตรีย-ฮังการี ในปีต่อๆ มาเขาทำงานในฝรั่งเศสและสหรัฐอเมริกาเป็นหลัก
เขายังเป็นที่รู้จักในฐานะผู้สนับสนุนการดำรงอยู่ของอีเทอร์: การทดลองมากมายของเขาเป็นที่รู้จักโดยมีจุดประสงค์เพื่อแสดงการมีอยู่ของอีเทอร์เป็นรูปแบบพิเศษของสสารที่สามารถใช้ในเทคโนโลยีได้ หน่วยวัดความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กตั้งชื่อตาม N. Tesla นักเขียนชีวประวัติร่วมสมัยถือว่าเทสลาเป็น "ผู้ประดิษฐ์ศตวรรษที่ 20" และเป็น "นักบุญอุปถัมภ์" ของไฟฟ้าสมัยใหม่ งานในช่วงแรกๆ ของ Tesla ได้ปูทางไปสู่วิศวกรรมไฟฟ้าสมัยใหม่ และการค้นพบของเขา ช่วงต้นมีความสำคัญทางนวัตกรรม
ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2425 เทสลาได้ค้นพบวิธีใช้ปรากฏการณ์ซึ่งต่อมากลายเป็นที่รู้จักในนามสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุนในมอเตอร์ไฟฟ้า ใน เวลาว่างเทสลาทำงานเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส และในปี พ.ศ. 2426 เขาได้สาธิตการทำงานของเครื่องยนต์ในศาลากลางเมืองสตราสบูร์ก
ในปี พ.ศ. 2428 นิโคลาได้เปิดตัวเครื่องจักรของเอดิสัน 24 ชนิด ซึ่งเป็นเครื่องสับเปลี่ยนและตัวควบคุมแบบใหม่ ซึ่งปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างมาก
ในปี พ.ศ. 2431-2438 เทสลามีส่วนร่วมในการวิจัยเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กและความถี่สูงในห้องปฏิบัติการของเขา ปีนี้มีผลมากที่สุด ตอนนั้นเองที่เขาจดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์ส่วนใหญ่ของเขา
ในตอนท้ายของปี พ.ศ. 2439 เทสลาสามารถส่งสัญญาณวิทยุได้ในระยะทาง 48 กม.
Tesla ได้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการขนาดเล็กในโคโลราโดสปริงส์ เพื่อศึกษาพายุฝนฟ้าคะนอง เทสลาได้ออกแบบอุปกรณ์พิเศษซึ่งเป็นหม้อแปลงไฟฟ้า โดยปลายด้านหนึ่งของขดลวดปฐมภูมิมีการต่อสายดิน และอีกด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับลูกบอลโลหะบนแกนที่ยื่นขึ้นไปด้านบน อุปกรณ์ปรับจูนตัวเองที่ละเอียดอ่อนซึ่งเชื่อมต่อกับอุปกรณ์บันทึกเชื่อมต่อกับขดลวดทุติยภูมิ อุปกรณ์นี้ช่วยให้นิโคลา เทสลาสามารถศึกษาการเปลี่ยนแปลงในศักยภาพของโลก รวมถึงผลกระทบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านิ่งที่เกิดจากการปล่อยฟ้าผ่าใน ชั้นบรรยากาศของโลก- การสังเกตทำให้นักประดิษฐ์นึกถึงความเป็นไปได้ของการส่งกระแสไฟฟ้าแบบไร้สายในระยะทางไกล
เทสลาสั่งการทดลองครั้งต่อไปเพื่อสำรวจความเป็นไปได้ การสร้างตนเองยืน คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า- การหมุนของขดลวดปฐมภูมินั้นพันบนฐานขนาดใหญ่ของหม้อแปลงไฟฟ้า ขดลวดทุติยภูมิเชื่อมต่อกับเสาสูง 60 เมตรและปิดท้ายด้วยลูกบอลทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่งเมตร เมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับหลายพันโวลต์ถูกส่งผ่านขดลวดปฐมภูมิ กระแสไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าหลายล้านโวลต์และความถี่สูงถึง 150,000 เฮิรตซ์ก็เกิดขึ้นในขดลวดทุติยภูมิ
ในระหว่างการทดลอง มีการบันทึกการปล่อยประจุคล้ายฟ้าผ่าที่เล็ดลอดออกมาจากลูกบอลโลหะ ความยาวของการปล่อยบางส่วนสูงถึงเกือบ 4.5 เมตรและได้ยินเสียงฟ้าร้องในระยะไกลสูงสุด 24 กม.
จากการทดลอง Tesla สรุปว่าอุปกรณ์ดังกล่าวอนุญาตให้เขาสร้างได้ คลื่นยืนซึ่งกระจายเป็นทรงกลมจากตัวส่งสัญญาณแล้วมาบรรจบกันด้วยความเข้มที่เพิ่มขึ้นที่จุดตรงข้ามที่มีเส้นทแยงมุม โลกที่ไหนสักแห่งใกล้กับเกาะอัมสเตอร์ดัมและเซนต์พอลในมหาสมุทรอินเดีย
ในปี พ.ศ. 2460 เทสลาเสนอหลักการทำงานของอุปกรณ์สำหรับตรวจจับเรือดำน้ำทางวิทยุ
สิ่งประดิษฐ์ที่มีชื่อเสียงที่สุดอย่างหนึ่งของเขาคือหม้อแปลงเทสลา (คอยล์)
หม้อแปลงเทสลาหรือที่รู้จักกันในชื่อคอยล์เทสลาเป็นอุปกรณ์ที่คิดค้นโดยนิโคลา เทสลาและมีชื่อของเขา เป็นหม้อแปลงเรโซแนนซ์ที่ผลิตไฟฟ้าแรงสูงและความถี่สูง อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการจดสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 22 กันยายน พ.ศ. 2439 ในชื่อ “อุปกรณ์สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าที่มีความถี่และศักยภาพสูง”
หม้อแปลงเทสลาที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยคอยล์สองตัว - ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิตลอดจนช่องว่างประกายไฟ, ตัวเก็บประจุ, ทอรอยด์และเทอร์มินัล
ขดลวดปฐมภูมิมักประกอบด้วยลวดเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่หรือท่อทองแดงหลายรอบ และขดลวดทุติยภูมิมักประกอบด้วยลวดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าประมาณ 1,000 รอบ ขดลวดปฐมภูมิพร้อมกับตัวเก็บประจุจะสร้างวงจรการสั่นซึ่งรวมถึงองค์ประกอบที่ไม่เชิงเส้น - ช่องว่างประกายไฟ
ขดลวดทุติยภูมิยังก่อให้เกิดวงจรออสซิลเลชัน โดยที่บทบาทของตัวเก็บประจุส่วนใหญ่จะเล่นโดยความจุของโทรอยด์และความจุอินเตอร์เทิร์นของขดลวดเอง ขดลวดทุติยภูมิมักเคลือบด้วยชั้นอีพอกซีเรซินหรือสารเคลือบเงาเพื่อป้องกันไฟฟ้าเสีย
ดังนั้นหม้อแปลง Tesla จึงประกอบด้วยวงจรออสซิลเลชั่นสองวงจรที่เชื่อมต่อกัน ซึ่งเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติที่โดดเด่นและเป็นความแตกต่างหลักจากหม้อแปลงทั่วไป
หลังจากถึงแรงดันพังทลายระหว่างอิเล็กโทรดของช่องว่างประกายไฟ จะเกิดการสลายทางไฟฟ้าของก๊าซคล้ายหิมะถล่ม ตัวเก็บประจุถูกปล่อยประจุผ่านช่องว่างประกายไฟไปยังคอยล์ ดังนั้นวงจรของวงจรออสซิลเลเตอร์ซึ่งประกอบด้วยคอยล์ปฐมภูมิและตัวเก็บประจุยังคงปิดผ่านช่องว่างประกายไฟและการสั่นของความถี่สูงก็เกิดขึ้น การสั่นพ้องของเรโซแนนซ์เกิดขึ้นในวงจรทุติยภูมิ ซึ่งทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงที่ขั้ว
ในหม้อแปลงไฟฟ้าเทสลาทุกประเภท องค์ประกอบหลักของหม้อแปลง - วงจรหลักและวงจรทุติยภูมิ - ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม ส่วนหนึ่งคือเครื่องกำเนิดการสั่นความถี่สูง อาจมีการออกแบบที่แตกต่างออกไป
ส่วนการปฏิบัติ
เทสลาคอยล์ (Class-E SSTC)
หม้อแปลงเรโซแนนซ์ประกอบด้วยคอยล์สองตัวที่ไม่มีแกนเหล็กทั่วไปซึ่งจำเป็นต่อการสร้างค่าสัมประสิทธิ์การมีเพศสัมพันธ์ต่ำ ขดลวดปฐมภูมิประกอบด้วยลวดหนาหลายรอบ จาก 500 ถึง 1,500 รอบจะมีแผลบนขดลวดทุติยภูมิ ด้วยการออกแบบนี้ ขดลวดเทสลาจึงมีอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงที่มากกว่าอัตราส่วนของจำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิถึง 10-50 เท่าของจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ ในกรณีนี้ จะต้องเป็นไปตามเงื่อนไขสำหรับการเกิดเสียงสะท้อนระหว่างวงจรออสซิลเลเตอร์หลักและวงจรทุติยภูมิ แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของหม้อแปลงดังกล่าวอาจเกินหลายล้านโวลต์ เป็นสถานการณ์นี้ที่ทำให้มั่นใจได้ว่าจะเกิดการปลดปล่อยที่น่าทึ่งซึ่งความยาวสามารถเข้าถึงได้หลายเมตรในคราวเดียว คุณสามารถค้นหาได้บนอินเทอร์เน็ต ตัวเลือกที่แตกต่างกันการผลิตแหล่งกำเนิดความถี่สูงและแรงดันไฟฟ้า ฉันเลือกหนึ่งในแผนงาน
ฉันประกอบการติดตั้งด้วยตัวเองตามแผนภาพด้านบน (รูปที่ 1) ขดพันบนโครงจากท่อพลาสติก (ประปา) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 80 มม. ขดลวดปฐมภูมิมีเพียง 7 รอบใช้ลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. ใช้ลวดทองแดงแกนเดียว MGTF ขดลวดทุติยภูมิประกอบด้วยลวดพันประมาณ 1,000 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.15 มม. ขดลวดทุติยภูมิถูกพันอย่างเรียบร้อย หมุนเพื่อหมุน ผลลัพธ์ที่ได้คืออุปกรณ์ที่ผลิตไฟฟ้าแรงสูงที่ความถี่สูง (รูปที่ 2)
เทสลาคอยล์ขนาดใหญ่ (VTTC)
คอยล์นี้ประกอบขึ้นบนพื้นฐานของเพนโทดกำเนิด gu-81m โดยใช้วงจรออสซิลเลเตอร์ในตัวเช่น ด้วยการกระตุ้นตัวเองของกระแสไฟตาราง
ดังที่เห็นได้จากแผนภาพ (รูปที่ 3) หลอดไฟเชื่อมต่อเป็นไตรโอดนั่นคือ กริดทั้งหมดเชื่อมต่อถึงกัน ตัวเก็บประจุ C1 และไดโอด VD1 ก่อให้เกิดตัวคูณครึ่งคลื่น จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C3 เพื่อปรับโหมดการทำงานของหลอดไฟ จำเป็นต้องใช้คอยล์ L2 เพื่อกระตุ้นกระแสกริด วงจรการสั่นปฐมภูมิเกิดจากตัวเก็บประจุ C2 และคอยล์ L1 วงจรออสซิลเลเตอร์ทุติยภูมิเกิดขึ้นจากคอยล์ L3 และความจุอินเตอร์เทิร์นของตัวเอง ขดลวดปฐมภูมิบนเฟรมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 ซม. มี 40 รอบพร้อมก๊อก 30, 32, 34, 36 และ 38 รอบเพื่อปรับเสียงสะท้อน ขดลวดทุติยภูมิมีประมาณ 900 รอบบนเฟรมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 11 ซม. ด้านบนของขดลวดทุติยภูมิมีวงแหวนซึ่งจำเป็นสำหรับการสะสมของประจุไฟฟ้า
การติดตั้งทั้งสองนี้ (รูปที่ 2 และรูปที่ 3) มีวัตถุประสงค์เพื่อสาธิตกระแสความถี่สูงและไฟฟ้าแรงสูงและวิธีการสร้างกระแสเหล่านั้น นอกจากนี้ยังสามารถใช้คอยล์ได้ การส่งสัญญาณไร้สายกระแสไฟฟ้า ในระหว่างทำงาน ฉันจะสาธิตการทำงานและความสามารถของคอยล์เทสลาที่ฉันสร้างขึ้น
การทดลองโดยใช้ขดลวดเทสลา
ด้วยคอยล์เทสลาที่เสร็จแล้วคุณสามารถวาดซีรีย์ได้ การทดลองที่น่าสนใจแต่ต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านความปลอดภัย ในการทำการทดลอง จะต้องมีสายไฟที่เชื่อถือได้มาก ต้องไม่มีวัตถุใดอยู่ใกล้ขดลวด และต้องสามารถตัดไฟอุปกรณ์ในกรณีฉุกเฉินได้
ในระหว่างการใช้งาน คอยล์เทสลาจะสร้างเอฟเฟกต์ที่สวยงามที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของการปล่อยก๊าซประเภทต่างๆ โดยปกติแล้วผู้คนจะรวบรวมวงล้อเหล่านี้เพื่อดูปรากฏการณ์ที่สวยงามและน่าประทับใจเหล่านี้
คอยล์เทสลาสามารถสร้างการปล่อยประจุได้หลายประเภท:
ประกายไฟคือประกายไฟที่ปล่อยออกมาระหว่างขดลวดกับวัตถุใด ๆ ที่ทำให้เกิดปังลักษณะเฉพาะเนื่องจากการขยายตัวอย่างรวดเร็วของช่องก๊าซ เช่นเดียวกับ ฟ้าผ่าตามธรรมชาติแต่ในระดับที่เล็กกว่า
ลำแสงเป็นช่องทางที่มีกิ่งก้านบาง ๆ เรืองแสงสลัวซึ่งประกอบด้วยอะตอมของก๊าซไอออไนซ์และอิเล็กตรอนอิสระที่แยกออกจากกัน โดยจะไหลจากขั้วคอยล์ไปสู่อากาศโดยตรงโดยไม่ต้องลงดิน ลำแสงคือการทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออนที่มองเห็นได้ เหล่านั้น. การเรืองแสงของไอออนที่ก่อให้เกิดไฟฟ้าแรงสูงของหม้อแปลงไฟฟ้า
การปล่อยโคโรนาคือการเรืองแสงของไอออนในอากาศในสนามไฟฟ้าแรงสูง สร้างแสงสีฟ้าที่สวยงามรอบๆ ชิ้นส่วนไฟฟ้าแรงสูงของโครงสร้างที่มีความโค้งของพื้นผิวสูง
การปลดปล่อยส่วนโค้ง - เกิดขึ้นเมื่อกำลังของหม้อแปลงไฟฟ้าเพียงพอหากมีการนำวัตถุที่ต่อสายดินเข้ามาใกล้ขั้วของมัน ส่วนโค้งจะสว่างขึ้นระหว่างมันกับเทอร์มินัล
บาง สารเคมีใช้กับขั้วจำหน่ายสามารถเปลี่ยนสีของประจุได้ ตัวอย่างเช่น โซเดียมจะเปลี่ยนสีน้ำเงินของสารที่ปล่อยออกมาเป็นสีส้ม โบรอนเป็นสีเขียว แมงกานีสเป็นสีน้ำเงิน และลิเธียมเป็นสีแดงเข้ม
การใช้คอยล์เหล่านี้ทำให้คุณสามารถทำการทดลองที่น่าสนใจ สวยงาม และน่าตื่นตาตื่นใจได้หลายอย่าง เริ่มกันเลย:
การทดลองที่ 1: การสาธิตการปล่อยก๊าซ ลำแสง, จุดประกาย, การปลดปล่อยส่วนโค้ง
อุปกรณ์ : คอยล์เทสลา ลวดทองแดงหนา
ข้าว. 4 รูป 5
เมื่อเปิดคอยล์ จะมีการคายประจุออกจากขั้วซึ่งมีความยาว 5-7 มม
การทดลองที่ 2: สาธิตการปลดปล่อยใน หลอดฟลูออเรสเซนต์
อุปกรณ์ : ขดลวดเทสลา, หลอดฟลูออเรสเซนต์ (หลอดฟลูออเรสเซนต์)
สังเกตการเรืองแสงในหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ระยะห่างไม่เกิน 1 เมตรจากการติดตั้ง
การทดลองที่ 3: การทดลองกระดาษ
อุปกรณ์ : คอยล์เทสล่า กระดาษ
เมื่อกระดาษหมด ลำแสงจะปกคลุมพื้นผิวอย่างรวดเร็ว และหลังจากนั้นไม่กี่วินาที กระดาษจะสว่างขึ้น
การทดลองที่ 4: “ต้นไม้” ที่ทำจากพลาสมา
อุปกรณ์ : ขดลวดเทสลา ลวดตีเกลียวบาง
เราแยกสายไฟออกจากสายไฟที่ถูกปอกฉนวนก่อนหน้านี้แล้วขันเข้ากับขั้วต่อด้วยเหตุนี้เราจึงได้ "ต้นไม้" ของพลาสมา
การทดลองที่ 5: สาธิตการปล่อยก๊าซบนคอยล์เทสลาขนาดใหญ่ ลำแสง, จุดประกาย, การปลดปล่อยส่วนโค้ง
เมื่อเปิดคอยล์ จะมีการคายประจุออกมาจากเทอร์มินัลซึ่งมีความยาว 45-50 ซม. เมื่อนำวัตถุไปที่โทรอยด์ ส่วนโค้งจะสว่างขึ้น
การทดลองที่ 6: แรงกระแทกที่แขน
อุปกรณ์ : คอยล์เทสลาใหญ่มือหนึ่ง
เมื่อคุณยื่นมือไปที่ลำแสง ของเหลวที่ไหลออกมาจะเริ่มกระทบมือโดยไม่ทำให้รู้สึกเจ็บ
การทดลองที่ 7: การสาธิตการปล่อยก๊าซจากวัตถุที่อยู่ในสนามของขดลวดเทสลา
อุปกรณ์ : คอยล์เทสลาขนาดใหญ่, ลวดทองแดงหนา
เมื่อนำลวดทองแดงเข้าไปในสนามของคอยล์เทสลา (โดยถอดขั้วออก) จะมีการปล่อยประจุจากเส้นลวดไปทางโทรอยด์
การทดลองที่ 8: การสาธิตการปล่อยประจุในลูกบอลที่เต็มไปด้วยก๊าซทำให้บริสุทธิ์ในสนามของขดลวดเทสลา
อุปกรณ์: ขดลวดเทสลาขนาดใหญ่ ลูกบอลที่บรรจุก๊าซทำให้บริสุทธิ์
เมื่อลูกบอลถูกนำเข้าไปในสนามของขดลวดเทสลา ประจุไฟฟ้าภายในลูกบอลจะสว่างขึ้น
การทดลองที่ 9: การสาธิตการคายประจุในหลอดนีออนและหลอดฟลูออเรสเซนต์
อุปกรณ์: หลอดเทสลาขนาดใหญ่ หลอดนีออน และหลอดฟลูออเรสเซนต์
เมื่อนำหลอดไฟเข้าไปในสนามของขดลวดเทสลา การปล่อยประจุจะสว่างขึ้นภายในหลอดนีออนและหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ระยะสูงสุด 1.5 เมตร
ประสบการณ์ 10: ปล่อยออกจากมือ
อุปกรณ์ : คอยล์เทสลาขนาดใหญ่ มือมีปลายนิ้วฟอยล์
เมื่อคุณนำมือของคุณเข้าไปในสนามของคอยล์เทสลา (โดยถอดขั้วออกแล้ว) จะมีการปล่อยประจุปรากฏขึ้นจากปลายนิ้วไปทางโทรอยด์
บทสรุป
บรรลุเป้าหมายที่ตั้งไว้ทั้งหมดแล้ว ฉันสร้างคอยล์ 2 อันและใช้มันเพื่อพิสูจน์สมมติฐานต่อไปนี้:
คอยล์เทสลาสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้หลายประเภท
การปล่อยประจุที่เกิดจากขดลวดเทสลานั้นปลอดภัยสำหรับมนุษย์และไม่สามารถทำให้เกิดความเสียหายจากการกระแทกได้ ไฟฟ้าช็อต- คุณสามารถสัมผัสคอยล์เอาท์พุตไฟฟ้าแรงสูงด้วยชิ้นส่วนโลหะหรือมือของคุณได้ เหตุใดจึงไม่มีอะไรเกิดขึ้นกับบุคคลเมื่อเขาสัมผัสแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าความถี่สูง 1,000,000 V เพราะเมื่อกระแสความถี่สูงไหลจะสังเกตเห็นผลกระทบของผิวหนังที่เรียกว่า ประจุจะไหลไปตามขอบของตัวนำเท่านั้นโดยไม่สัมผัสแกนกลาง
กระแสไฟไหลผ่านผิวหนังและไม่สัมผัสอวัยวะภายใน ด้วยเหตุนี้จึงปลอดภัยที่จะสัมผัสสายฟ้าเหล่านี้
ขดลวดเทสลาสามารถส่งพลังงานแบบไร้สายโดยการสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
พลังงานของสนามนี้สามารถถ่ายโอนไปยังวัตถุใดๆ ในสนามนี้ได้ ตั้งแต่ก๊าซบริสุทธิ์ไปจนถึงมนุษย์
การประยุกต์แนวคิดของนิโคลา เทสลาสมัยใหม่
กระแสสลับเป็นวิธีการหลักในการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกล
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นองค์ประกอบหลักในการผลิตกระแสไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้าประเภทกังหัน (โรงไฟฟ้าพลังน้ำ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าพลังความร้อน)
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งสร้างขึ้นครั้งแรกโดยนิโคลา เทสลา ถูกนำมาใช้ในเครื่องมือกลสมัยใหม่ รถไฟฟ้า รถยนต์ไฟฟ้า รถราง และรถราง
หุ่นยนต์ควบคุมด้วยวิทยุแพร่หลายไม่เพียงแต่ในของเล่นเด็กและโทรทัศน์ไร้สายและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ (แผงควบคุม) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงในขอบเขตการทหาร ในด้านพลเรือน ในเรื่องของการทหาร พลเรือน และภายใน ตลอดจนความปลอดภัยภายนอกของ ประเทศ ฯลฯ
เครื่องชาร์จไร้สายถูกนำมาใช้เพื่อชาร์จโทรศัพท์มือถือแล้ว
กระแสสลับที่บุกเบิกโดย Tesla เป็นวิธีหลักในการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกล
ใช้เพื่อความบันเทิงและการแสดง
ในภาพยนตร์ ตอนต่างๆ อิงจากการสาธิตหม้อแปลง Tesla ในเกมคอมพิวเตอร์
ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 หม้อแปลงไฟฟ้าของ Tesla ยังพบว่ามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์ ผู้ป่วยได้รับการรักษาด้วยกระแสความถี่สูงที่อ่อนแอซึ่งไหลผ่านชั้นผิวหนังบาง ๆ ไม่ก่อให้เกิดอันตราย อวัยวะภายในในขณะที่ให้ผล "บำรุง" และ "ปรับปรุงสุขภาพ"
ใช้ในการจุดไฟหลอดปล่อยก๊าซและตรวจจับรอยรั่วในระบบสุญญากาศ
เป็นความเชื่อที่ผิดว่าขดลวดเทสลาไม่มีหลากหลาย การประยุกต์ใช้จริง- การใช้งานหลักของพวกเขาคือในด้านความบันเทิงและสื่อของความบันเทิงและการแสดง ในขณะเดียวกันตัวคอยล์เองหรืออุปกรณ์ที่ใช้หลักการทำงานของคอยล์นั้นค่อนข้างเป็นเรื่องปกติในชีวิตของเราดังที่เห็นได้จากตัวอย่างข้างต้น
ลิงค์บรรณานุกรม
โคชคิน เอ.เอ. TESLA COIL และการวิจัยความสามารถ // กระดานข่าวทางวิทยาศาสตร์ของโรงเรียนนานาชาติ – 2561 – ลำดับที่ 1 – หน้า 125-133;URL: http://school-herald.ru/ru/article/view?id=530 (วันที่เข้าถึง: 21/03/2019)
ในปี พ.ศ. 2434 นิโคลา เทสลา พัฒนาหม้อแปลงไฟฟ้า (คอยล์) ซึ่งเขาทดลองกับการปล่อยไฟฟ้าแรงสูง อุปกรณ์ที่ Tesla พัฒนาขึ้นประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟ ตัวเก็บประจุ คอยล์ปฐมภูมิและทุติยภูมิที่จัดเรียงเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าถึงจุดสูงสุดสลับกัน และอิเล็กโทรดสองตัวที่แยกจากกันด้วยระยะห่าง อุปกรณ์ได้รับชื่อนักประดิษฐ์
หลักการที่ Tesla ค้นพบโดยใช้อุปกรณ์นี้ปัจจุบันได้นำไปใช้ในด้านต่างๆ ตั้งแต่เครื่องเร่งอนุภาคไปจนถึงโทรทัศน์และของเล่น
หม้อแปลงไฟฟ้า Tesla สามารถทำด้วยมือของเขาเองได้ บทความนี้มีไว้เพื่อแก้ไขปัญหานี้
ก่อนอื่นคุณต้องตัดสินใจเกี่ยวกับขนาดของหม้อแปลงไฟฟ้า คุณสามารถสร้างอุปกรณ์ขนาดใหญ่ได้หากงบประมาณของคุณเอื้ออำนวย ควรจำไว้ว่าอุปกรณ์นี้สร้างการปล่อยไฟฟ้าแรงสูง (สร้างไมโครไลท์นิ่ง) ซึ่งให้ความร้อนและขยายตัว อากาศโดยรอบ(สร้างฟ้าร้องขนาดเล็ก) สนามไฟฟ้าที่สร้างขึ้นอาจทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ เสียหายได้ ดังนั้นการสร้างและใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าของ Tesla ที่บ้านจึงไม่คุ้ม จะปลอดภัยกว่าถ้าทำในสถานที่ห่างไกล เช่น โรงรถหรือโรงเก็บของ
ขนาดของหม้อแปลงจะขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรด (ขึ้นอยู่กับขนาดของประกายไฟที่เกิดขึ้น) ซึ่งจะขึ้นอยู่กับการใช้พลังงานด้วย
ส่วนประกอบและการประกอบวงจรหม้อแปลงเทสลา
- เราจะต้องมีหม้อแปลงหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า 5-15 kV และกระแสไฟฟ้า 30-100 มิลลิแอมป์ การทดสอบจะล้มเหลวหากไม่ตรงตามพารามิเตอร์เหล่านี้
- แหล่งจ่ายกระแสจะต้องเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุ พารามิเตอร์ความจุของตัวเก็บประจุมีความสำคัญเช่น ความสามารถในการถือ ค่าไฟฟ้า- หน่วยความจุคือฟารัด - F ซึ่งกำหนดเป็น 1 แอมแปร์วินาที (หรือคูลอมบ์) ต่อ 1 โวลต์ โดยทั่วไป ความจุจะวัดเป็นหน่วยขนาดเล็ก - µF (หนึ่งในล้านของฟารัด) หรือ pF (หนึ่งในล้านล้านของฟารัด) สำหรับแรงดันไฟฟ้า 5 kV ตัวเก็บประจุควรมีพิกัด 2200 pF
- ตัวเก็บประจุเชื่อมต่อกับหัวเทียน - ช่องว่างอากาศระหว่างหน้าสัมผัสซึ่งไฟฟ้าขัดข้องเกิดขึ้น เพื่อให้หน้าสัมผัสทนต่อความร้อนที่เกิดจากประกายไฟระหว่างการปล่อยออก เส้นผ่านศูนย์กลางที่ต้องการต้องเป็น 6 มม. ขั้นต่ำ จำเป็นต้องใช้หัวเทียนเพื่อกระตุ้นการสั่นพ้องของวงจร
- ขดลวดปฐมภูมิ ทำจากลวดทองแดงหรือท่อทองแดงหนาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5-6 มม. บิดเป็นเกลียวในระนาบเดียวจำนวน 4-6 รอบ
- ขดลวดหลักเชื่อมต่อกับสายดิน ตัวเก็บประจุและขดลวดปฐมภูมิจะต้องสร้างวงจรหลักที่มีการสะท้อนกับขดลวดทุติยภูมิ
- ขดลวดหลักจะต้องมีฉนวนอย่างดีจากขดลวดทุติยภูมิ
- คอยล์รอง. ผลิตจากลวดทองแดงลงยาบางๆ (สูงสุด 0.6 มม.) ลวดพันอยู่บนท่อโพลีเมอร์โดยมีแกนว่าง ความสูงของท่อควรเป็น 5-6 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลาง ควรพันรอบ 1,000 รอบบนท่ออย่างระมัดระวัง ขดลวดทุติยภูมิสามารถวางภายในขดลวดปฐมภูมิได้
- ขดลวดทุติยภูมิที่ปลายด้านหนึ่งต้องต่อสายดินแยกจากอุปกรณ์อื่น ทางที่ดีควรต่อสายดินโดยตรง "ลงดิน" สายที่สองของขดลวดทุติยภูมิเชื่อมต่อกับพรู (ตัวปล่อยฟ้าผ่า)
- พรูสามารถทำจากลอนระบายอากาศธรรมดาได้ วางอยู่เหนือขดลวดทุติยภูมิ
- ขดลวดทุติยภูมิและพรูก่อตัวเป็นวงจรทุติยภูมิ
- เราเปิดเครื่องกำเนิดอุปทาน (หม้อแปลงไฟฟ้า) หม้อแปลงเทสลาทำงาน
การเชื่อมต่อตัวเก็บประจุหลายตัวแบบอนุกรมจะดีกว่า ในกรณีนี้ ตัวเก็บประจุแต่ละตัวจะเก็บประจุไว้ส่วนหนึ่ง โดยประจุที่สะสมไว้ทั้งหมดจะเพิ่มขึ้นหลายเท่า
วิดีโอที่ยอดเยี่ยมที่อธิบายวิธีการทำงานของหม้อแปลง Tesla
ข้อควรระวัง
ระวัง: แรงดันไฟฟ้าที่สะสมในหม้อแปลง Tesla สูงมาก และในกรณีที่ไฟฟ้าดับ อาจทำให้เสียชีวิตได้ ความแรงในปัจจุบันยังสูงมากเกินคุณค่าที่ปลอดภัยต่อชีวิตมาก
ไม่มีการใช้หม้อแปลงไฟฟ้าของเทสลาในทางปฏิบัติ นี่เป็นการตั้งค่าการทดลองที่ยืนยันความรู้ของเราเกี่ยวกับฟิสิกส์ของไฟฟ้า
จากมุมมองด้านสุนทรียศาสตร์ เอฟเฟกต์ที่สร้างโดยหม้อแปลงไฟฟ้าของ Tesla นั้นน่าทึ่งและสวยงาม ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวิธีการประกอบอย่างถูกต้อง กระแสไฟฟ้าเพียงพอหรือไม่ และวงจรสะท้อนอย่างถูกต้องหรือไม่ ผลกระทบอาจรวมถึงการเรืองแสงหรือการคายประจุที่เกิดขึ้นบนคอยล์ที่สอง หรืออาจรวมถึงฟ้าผ่าที่ทะลุผ่านอากาศจากพรู แสงที่ได้จะเปลี่ยนไปเป็นช่วงอัลตราไวโอเลตของสเปกตรัม
สนามความถี่สูงเกิดขึ้นรอบๆ หม้อแปลงไฟฟ้าของเทสลา ดังนั้นเช่นเมื่อจะวางในช่องนี้ หลอดไฟประหยัดพลังงานก็เริ่มเรืองแสง สนามเดียวกันนี้นำไปสู่การก่อตัวของโอโซนจำนวนมาก
ข้อความของงานถูกโพสต์โดยไม่มีรูปภาพและสูตร
เวอร์ชันเต็มงานมีอยู่ในแท็บ "ไฟล์งาน" ในรูปแบบ PDF
โอ้ วิญญาณแห่งการตรัสรู้กำลังเตรียมการค้นพบที่ยอดเยี่ยมมากมายสำหรับเรา และประสบการณ์ บุตรแห่งความผิดพลาดอันยากลำบาก และอัจฉริยะ เพื่อนของความขัดแย้ง และโอกาส พระเจ้าผู้ประดิษฐ์...
เช่น. พุชกิน
การแนะนำ
ความเกี่ยวข้องของหัวข้อ
ฟิสิกส์ทดลองมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ เห็นครั้งเดียวดีกว่าฟังร้อยครั้ง ไม่มีใครจะโต้แย้งว่าการทดลองเป็นแรงผลักดันอันทรงพลังในการทำความเข้าใจแก่นแท้ของปรากฏการณ์ในธรรมชาติ
ปัจจุบันปัญหาการส่งพลังงานในระยะไกลโดยเฉพาะการส่งพลังงานแบบไร้สายถือเป็นปัญหาเร่งด่วน ที่นี่เราสามารถหวนนึกถึงแนวคิดของนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ นิโคลา เทสลา ผู้ซึ่งจัดการกับปัญหาเหล่านี้ย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษ 1900 และประสบความสำเร็จอย่างน่าประทับใจด้วยการสร้างหม้อแปลงเรโซแนนซ์อันโด่งดังของเขา - คอยล์เทสลา ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจแก้ไขปัญหานี้ด้วยตัวเอง โดยพยายามทำการทดลองเหล่านี้ซ้ำ
วัตถุประสงค์ของงานวิจัย
ประกอบการทำงานของคอยล์เทสลาโดยใช้เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ (Class-E SSTC) และเทคโนโลยีท่อ (VTTC)
สังเกตการก่อตัวของสิ่งคัดหลั่งประเภทต่างๆ และดูว่าสิ่งเหล่านั้นมีอันตรายเพียงใด
ถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายโดยใช้คอยล์เทสลา
ศึกษาคุณสมบัติของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากขดลวดเทสลา
สำรวจการใช้งานจริงของคอยล์ Tesla
หัวข้อการวิจัย:
คอยล์เทสลาสองตัวประกอบโดยใช้เทคโนโลยี สนามและการปล่อยประจุที่แตกต่างกันซึ่งเกิดจากคอยล์เหล่านี้
วิธีการวิจัย:
เชิงประจักษ์: การสังเกตการปล่อยประจุไฟฟ้าความถี่สูง การวิจัย การทดลอง
เชิงทฤษฎี: การออกแบบคอยล์เทสลา การวิเคราะห์วรรณกรรม และวงจรไฟฟ้าที่เป็นไปได้ในการประกอบคอยล์
ขั้นตอนการวิจัย:
ส่วนทางทฤษฎี ศึกษาวรรณกรรมเกี่ยวกับปัญหาการวิจัย
ส่วนการปฏิบัติ ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้า Tesla และทำการทดลองกับอุปกรณ์ที่สร้างขึ้น
ส่วนทางทฤษฎี
สิ่งประดิษฐ์ของนิโคลา เทสลา
นิโคลา เทสลา เป็นนักประดิษฐ์ในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยุ วิศวกร และนักฟิสิกส์ เกิดและเติบโตในออสเตรีย-ฮังการี ในปีต่อๆ มาเขาทำงานในฝรั่งเศสและสหรัฐอเมริกาเป็นหลัก
เขายังเป็นที่รู้จักในฐานะผู้สนับสนุนการดำรงอยู่ของอีเทอร์: การทดลองมากมายของเขาเป็นที่รู้จักโดยมีจุดประสงค์เพื่อแสดงการมีอยู่ของอีเทอร์เป็นรูปแบบพิเศษของสสารที่สามารถใช้ในเทคโนโลยีได้ หน่วยวัดความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กตั้งชื่อตาม N. Tesla นักเขียนชีวประวัติร่วมสมัยถือว่าเทสลาเป็น "ผู้ประดิษฐ์ศตวรรษที่ 20" และเป็น "นักบุญอุปถัมภ์" ของไฟฟ้าสมัยใหม่ งานในช่วงแรกๆ ของ Tesla ได้ปูทางไปสู่วิศวกรรมไฟฟ้าสมัยใหม่ และการค้นพบในช่วงแรกๆ ของเขานั้นเป็นนวัตกรรมใหม่
ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2425 เทสลาได้ค้นพบวิธีใช้ปรากฏการณ์ซึ่งต่อมากลายเป็นที่รู้จักในนามสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุนในมอเตอร์ไฟฟ้า ในเวลาว่าง Tesla ทำงานเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส และในปี พ.ศ. 2426 เขาได้สาธิตการทำงานของเครื่องยนต์ในศาลากลางเมืองสตราสบูร์ก
ในปี พ.ศ. 2428 นิโคลาได้เปิดตัวเครื่องจักรของเอดิสัน 24 ชนิด ซึ่งเป็นเครื่องสับเปลี่ยนและตัวควบคุมแบบใหม่ ซึ่งปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างมาก
ในปี พ.ศ. 2431-2438 เทสลามีส่วนร่วมในการวิจัยเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กและความถี่สูงในห้องปฏิบัติการของเขา ปีนี้มีผลมากที่สุด ตอนนั้นเองที่เขาจดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์ส่วนใหญ่ของเขา
ในตอนท้ายของปี พ.ศ. 2439 เทสลาสามารถส่งสัญญาณวิทยุได้ในระยะทาง 48 กม.
Tesla ได้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการขนาดเล็กในโคโลราโดสปริงส์ เพื่อศึกษาพายุฝนฟ้าคะนอง เทสลาได้ออกแบบอุปกรณ์พิเศษซึ่งเป็นหม้อแปลงไฟฟ้า โดยปลายด้านหนึ่งของขดลวดปฐมภูมิมีการต่อสายดิน และอีกด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับลูกบอลโลหะบนแกนที่ยื่นขึ้นไปด้านบน อุปกรณ์ปรับจูนตัวเองที่ละเอียดอ่อนซึ่งเชื่อมต่อกับอุปกรณ์บันทึกเชื่อมต่อกับขดลวดทุติยภูมิ อุปกรณ์นี้ช่วยให้นิโคลา เทสลาสามารถศึกษาการเปลี่ยนแปลงในศักยภาพของโลก รวมถึงผลกระทบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านิ่งที่เกิดจากการปล่อยฟ้าผ่าในชั้นบรรยากาศของโลก การสังเกตทำให้นักประดิษฐ์นึกถึงความเป็นไปได้ของการส่งกระแสไฟฟ้าแบบไร้สายในระยะทางไกล
การทดลองครั้งต่อไปของ Tesla มีวัตถุประสงค์เพื่อสำรวจความเป็นไปได้ในการสร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านิ่งอย่างอิสระ การหมุนของขดลวดปฐมภูมินั้นพันบนฐานขนาดใหญ่ของหม้อแปลงไฟฟ้า ขดลวดทุติยภูมิเชื่อมต่อกับเสาสูง 60 เมตรและปิดท้ายด้วยลูกบอลทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่งเมตร เมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับหลายพันโวลต์ถูกส่งผ่านขดลวดปฐมภูมิ กระแสไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าหลายล้านโวลต์และความถี่สูงถึง 150,000 เฮิรตซ์ก็เกิดขึ้นในขดลวดทุติยภูมิ
ในระหว่างการทดลอง มีการบันทึกการปล่อยประจุคล้ายฟ้าผ่าที่เล็ดลอดออกมาจากลูกบอลโลหะ ความยาวของการปล่อยบางส่วนสูงถึงเกือบ 4.5 เมตรและได้ยินเสียงฟ้าร้องในระยะไกลสูงสุด 24 กม.
จากการทดลองนี้ เทสลาสรุปว่าอุปกรณ์ดังกล่าวทำให้เขาสามารถสร้างคลื่นนิ่งที่แพร่กระจายเป็นทรงกลมจากเครื่องส่งสัญญาณ จากนั้นมาบรรจบกันด้วยความเข้มที่เพิ่มขึ้น ณ จุดตรงข้ามที่มีเส้นทแยงมุมบนโลก ใกล้เกาะอัมสเตอร์ดัมและแซงต์-พอลใน มหาสมุทรอินเดีย
ในปี พ.ศ. 2460 เทสลาเสนอหลักการทำงานของอุปกรณ์สำหรับตรวจจับเรือดำน้ำทางวิทยุ
สิ่งประดิษฐ์ที่มีชื่อเสียงที่สุดอย่างหนึ่งของเขาคือหม้อแปลงเทสลา (คอยล์)
หม้อแปลงเทสลาหรือที่รู้จักกันในชื่อคอยล์เทสลาเป็นอุปกรณ์ที่คิดค้นโดยนิโคลา เทสลาและมีชื่อของเขา เป็นหม้อแปลงเรโซแนนซ์ที่ผลิตไฟฟ้าแรงสูงและความถี่สูง อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการจดสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 22 กันยายน พ.ศ. 2439 ในชื่อ “อุปกรณ์สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าที่มีความถี่และศักยภาพสูง”
หม้อแปลงเทสลาที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยคอยล์สองตัว - ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิตลอดจนช่องว่างประกายไฟ, ตัวเก็บประจุ, ทอรอยด์และเทอร์มินัล
ขดลวดปฐมภูมิมักประกอบด้วยลวดเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่หรือท่อทองแดงหลายรอบ และขดลวดทุติยภูมิมักประกอบด้วยลวดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าประมาณ 1,000 รอบ ขดลวดปฐมภูมิพร้อมกับตัวเก็บประจุจะสร้างวงจรการสั่นซึ่งรวมถึงองค์ประกอบที่ไม่เชิงเส้น - ช่องว่างประกายไฟ
ขดลวดทุติยภูมิยังก่อให้เกิดวงจรออสซิลเลชัน โดยที่บทบาทของตัวเก็บประจุส่วนใหญ่จะเล่นโดยความจุของโทรอยด์และความจุอินเตอร์เทิร์นของขดลวดเอง ขดลวดทุติยภูมิมักเคลือบด้วยชั้นอีพอกซีเรซินหรือสารเคลือบเงาเพื่อป้องกันไฟฟ้าเสีย
ดังนั้นหม้อแปลง Tesla จึงประกอบด้วยวงจรออสซิลเลชั่นสองวงจรที่เชื่อมต่อกัน ซึ่งเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติที่โดดเด่นและเป็นความแตกต่างหลักจากหม้อแปลงทั่วไป
หลังจากถึงแรงดันพังทลายระหว่างอิเล็กโทรดของช่องว่างประกายไฟ จะเกิดการสลายทางไฟฟ้าของก๊าซคล้ายหิมะถล่ม ตัวเก็บประจุถูกปล่อยประจุผ่านช่องว่างประกายไฟไปยังคอยล์ ดังนั้นวงจรของวงจรออสซิลเลเตอร์ซึ่งประกอบด้วยคอยล์ปฐมภูมิและตัวเก็บประจุยังคงปิดผ่านช่องว่างประกายไฟและการสั่นของความถี่สูงก็เกิดขึ้น การสั่นพ้องของเรโซแนนซ์เกิดขึ้นในวงจรทุติยภูมิ ซึ่งทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงที่ขั้ว
ในหม้อแปลงไฟฟ้าเทสลาทุกประเภท องค์ประกอบหลักของหม้อแปลง - วงจรหลักและวงจรรอง - ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม ส่วนหนึ่งคือเครื่องกำเนิดการสั่นความถี่สูง อาจมีการออกแบบที่แตกต่างออกไป
ส่วนการปฏิบัติ
เทสลาคอยล์ (Class-ESSTC)
หม้อแปลงเรโซแนนซ์ประกอบด้วยคอยล์สองตัวที่ไม่มีแกนเหล็กทั่วไปซึ่งจำเป็นต่อการสร้างค่าสัมประสิทธิ์การมีเพศสัมพันธ์ต่ำ ขดลวดปฐมภูมิประกอบด้วยลวดหนาหลายรอบ จาก 500 ถึง 1,500 รอบจะมีแผลบนขดลวดทุติยภูมิ ด้วยการออกแบบนี้ ขดลวดเทสลาจึงมีอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงที่มากกว่าอัตราส่วนของจำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิถึง 10-50 เท่าของจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ ในกรณีนี้ จะต้องเป็นไปตามเงื่อนไขสำหรับการเกิดเสียงสะท้อนระหว่างวงจรออสซิลเลเตอร์หลักและวงจรทุติยภูมิ แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของหม้อแปลงดังกล่าวอาจเกินหลายล้านโวลต์ เป็นสถานการณ์นี้ที่ทำให้มั่นใจได้ว่าจะเกิดการปลดปล่อยที่น่าทึ่งซึ่งความยาวสามารถเข้าถึงได้หลายเมตรในคราวเดียว บนอินเทอร์เน็ต คุณจะพบตัวเลือกต่างๆ สำหรับการผลิตแหล่งกำเนิดความถี่สูงและแรงดันไฟฟ้า ฉันเลือกหนึ่งในแผนงาน
ฉันประกอบการติดตั้งด้วยตัวเองตามแผนภาพด้านบน (รูปที่ 1) ขดพันบนโครงจากท่อพลาสติก (ประปา) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 80 มม. ขดลวดปฐมภูมิมีเพียง 7 รอบใช้ลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. ใช้ลวดทองแดงแกนเดียว MGTF ขดลวดทุติยภูมิประกอบด้วยลวดพันประมาณ 1,000 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.15 มม. ขดลวดทุติยภูมิถูกพันอย่างเรียบร้อย หมุนเพื่อหมุน ผลที่ได้คืออุปกรณ์ที่ผลิตไฟฟ้าแรงสูงที่ความถี่สูง (รูปที่ 2)
เทสลาคอยล์ขนาดใหญ่ (VTTC))
คอยล์นี้ประกอบขึ้นบนพื้นฐานของเพนโทดกำเนิด gu-81m โดยใช้วงจรออสซิลเลเตอร์ในตัวเช่น ด้วยการกระตุ้นตัวเองของกระแสไฟตาราง
ดังที่เห็นได้จากแผนภาพ (รูปที่ 3) หลอดไฟเชื่อมต่อเป็นไตรโอดนั่นคือ กริดทั้งหมดเชื่อมต่อถึงกัน ตัวเก็บประจุ C1 และไดโอด VD1 ก่อให้เกิดตัวคูณครึ่งคลื่น จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C3 เพื่อปรับโหมดการทำงานของหลอดไฟ จำเป็นต้องใช้คอยล์ L2 เพื่อกระตุ้นกระแสกริด วงจรการสั่นปฐมภูมิเกิดจากตัวเก็บประจุ C2 และคอยล์ L1 วงจรออสซิลเลเตอร์ทุติยภูมิเกิดขึ้นจากคอยล์ L3 และความจุอินเตอร์เทิร์นของตัวเอง ขดลวดปฐมภูมิบนเฟรมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 ซม. มี 40 รอบพร้อมก๊อก 30, 32, 34, 36 และ 38 รอบเพื่อปรับเสียงสะท้อน ขดลวดทุติยภูมิมีประมาณ 900 รอบบนเฟรมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 11 ซม. ด้านบนของขดลวดทุติยภูมิจะมีวงแหวนซึ่งจำเป็นสำหรับการสะสมประจุไฟฟ้า
การติดตั้งทั้งสองนี้ (รูปที่ 2 และรูปที่ 3) มีวัตถุประสงค์เพื่อสาธิตกระแสไฟฟ้าแรงสูงความถี่สูงและวิธีการสร้างกระแสเหล่านี้ คอยส์ยังสามารถใช้เพื่อส่งกระแสไฟฟ้าแบบไร้สายได้ ในระหว่างทำงาน ฉันจะสาธิตการทำงานและความสามารถของคอยล์เทสลาที่ฉันสร้างขึ้น
การทดลองโดยใช้ขดลวดเทสลา
คุณสามารถทำการทดลองที่น่าสนใจได้หลายอย่างด้วยคอยล์เทสลาที่เสร็จแล้ว แต่คุณต้องปฏิบัติตามกฎความปลอดภัย . ในการทำการทดลอง จะต้องมีสายไฟที่เชื่อถือได้มาก ต้องไม่มีวัตถุใดอยู่ใกล้ขดลวด และต้องสามารถตัดไฟอุปกรณ์ในกรณีฉุกเฉินได้
ในระหว่างการใช้งาน คอยล์เทสลาจะสร้างเอฟเฟกต์ที่สวยงามที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของการปล่อยก๊าซประเภทต่างๆ โดยปกติแล้วผู้คนจะรวบรวมวงล้อเหล่านี้เพื่อดูปรากฏการณ์ที่สวยงามและน่าประทับใจเหล่านี้
คอยล์เทสลาสามารถสร้างการปล่อยประจุได้หลายประเภท:
-สปาร์คกี้- สิ่งเหล่านี้คือการปล่อยประกายไฟระหว่างขดลวดกับวัตถุบางชนิด ทำให้เกิดปังที่มีลักษณะเฉพาะเนื่องจากการขยายตัวอย่างรวดเร็วของช่องก๊าซ เช่นเดียวกับฟ้าผ่าตามธรรมชาติ แต่มีขนาดเล็กกว่า
-สตรีมเมอร์-ช่องกิ่งก้านบาง ๆ เรืองแสงสลัวซึ่งมีอะตอมของก๊าซไอออไนซ์และอิเล็กตรอนอิสระแยกออกจากกัน โดยจะไหลจากขั้วคอยล์ไปสู่อากาศโดยตรงโดยไม่ต้องลงดิน ลำแสงคือการทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออนที่มองเห็นได้ เหล่านั้น. การเรืองแสงของไอออนที่ก่อให้เกิดไฟฟ้าแรงสูงของหม้อแปลงไฟฟ้า
- การปล่อยโคโรนา- การเรืองแสงของไอออนในอากาศในสนามไฟฟ้าแรงสูง สร้างแสงสีฟ้าที่สวยงามรอบๆ ชิ้นส่วนไฟฟ้าแรงสูงของโครงสร้างที่มีความโค้งของพื้นผิวสูง
- การปลดปล่อยอาร์ค- เกิดขึ้นเมื่อมีกำลังของหม้อแปลงไฟฟ้าเพียงพอ ถ้านำวัตถุที่ต่อสายดินเข้ามาใกล้ขั้วต่อ ส่วนโค้งจะสว่างขึ้นระหว่างมันกับเทอร์มินัล
สารเคมีบางชนิดที่ทาที่ช่องจ่ายสารเคมีสามารถเปลี่ยนสีของช่องจ่ายได้ ตัวอย่างเช่น โซเดียมจะเปลี่ยนสีน้ำเงินของสารที่ปล่อยออกมาเป็นสีส้ม โบรอนเป็นสีเขียว แมงกานีสเป็นสีน้ำเงิน และลิเธียมเป็นสีแดงเข้ม
การใช้คอยล์เหล่านี้ทำให้คุณสามารถทำการทดลองที่น่าสนใจ สวยงาม และน่าตื่นตาตื่นใจได้หลายอย่าง เริ่มกันเลย:
การทดลองที่ 1: การสาธิตการปล่อยก๊าซ ลำแสง, จุดประกาย, การปลดปล่อยส่วนโค้ง
อุปกรณ์: ขดลวดเทสลา ลวดทองแดงหนา
รูปที่ 4 และรูปที่ 5
เมื่อคอยล์เปิดอยู่ จะมีการคายประจุออกจากขั้วซึ่งมีความยาว 5-7 มม
การทดลองที่ 2: การสาธิตการคายประจุในหลอดฟลูออเรสเซนต์
อุปกรณ์: ขดลวดเทสลา, หลอดฟลูออเรสเซนต์ (หลอดฟลูออเรสเซนต์)
รูปที่ 6 รูปที่ 7
สังเกตการเรืองแสงในหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่ระยะห่างไม่เกิน 1 เมตรจากการติดตั้ง
การทดลองที่ 3: การทดลองกระดาษ
อุปกรณ์: ขดลวดเทสลา, กระดาษ.
รูปที่ 8 รูปที่ 9
เมื่อกระดาษหมด ลำแสงจะปกคลุมพื้นผิวอย่างรวดเร็ว และหลังจากนั้นไม่กี่วินาที กระดาษจะสว่างขึ้น
การทดลองที่ 4: “ต้นไม้” ที่ทำจากพลาสมา
อุปกรณ์: ขดลวดเทสลา ลวดตีเกลียวบาง
เราแยกสายไฟออกจากสายไฟที่ถูกปอกฉนวนก่อนหน้านี้แล้วขันเข้ากับขั้วต่อด้วยเหตุนี้เราจึงได้ "ต้นไม้" ของพลาสมา
การทดลองที่ 5: สาธิตการปล่อยก๊าซบนคอยล์เทสลาขนาดใหญ่ ลำแสง, จุดประกาย, การปลดปล่อยส่วนโค้ง
อุปกรณ์
รูปที่ 11 รูปที่ 12 รูปที่ 13
เมื่อเปิดคอยล์ จะมีการคายประจุออกมาจากเทอร์มินัลซึ่งมีความยาว 45-50 ซม. เมื่อนำวัตถุไปที่โทรอยด์ ส่วนโค้งจะสว่างขึ้น
การทดลองที่ 6: แรงกระแทกที่แขน
อุปกรณ์: คอยล์เทสลาขนาดใหญ่มือ
รูปที่ 14 รูปที่ 15
เมื่อคุณยื่นมือไปที่ลำแสง ของเหลวที่ไหลออกมาจะเริ่มกระทบมือโดยไม่ทำให้รู้สึกเจ็บ
การทดลองที่ 7: การสาธิตการปล่อยก๊าซจากวัตถุที่อยู่ในสนามของขดลวดเทสลา
อุปกรณ์: ขดลวดเทสลาขนาดใหญ่, ลวดทองแดงหนา
รูปที่ 16 รูปที่ 17
รูปที่ 18 รูปที่ 19
เมื่อนำลวดทองแดงเข้าไปในสนามของคอยล์เทสลา (โดยถอดขั้วออก) จะมีการปล่อยประจุจากเส้นลวดไปทางโทรอยด์
การทดลองที่ 8: การสาธิตการปล่อยประจุในลูกบอลที่เต็มไปด้วยก๊าซทำให้บริสุทธิ์ในสนามของขดลวดเทสลา
อุปกรณ์: ขดลวดเทสลาขนาดใหญ่, ลูกบอลที่เต็มไปด้วยก๊าซทำให้บริสุทธิ์
รูปที่.20 รูปที่.21
รูปที่.22 รูปที่.23
เมื่อลูกบอลถูกนำเข้าไปในสนามของขดลวดเทสลา ประจุไฟฟ้าภายในลูกบอลจะสว่างขึ้น
การทดลองที่ 9: การสาธิตการคายประจุในหลอดนีออนและหลอดฟลูออเรสเซนต์
อุปกรณ์: หลอดเทสลาคอยล์ขนาดใหญ่ หลอดนีออน และหลอดฟลูออเรสเซนต์
รูปที่.24 รูปที่.25
เมื่อนำหลอดไฟเข้าไปในสนามของขดลวดเทสลา การปล่อยประจุภายในหลอดนีออนและหลอดฟลูออเรสเซนต์จะสว่างขึ้นที่ระยะสูงสุด 1.5 เมตร
ประสบการณ์ 10: ปล่อยประจุออกจากมือ
อุปกรณ์: ขดลวดเทสลาขนาดใหญ่ มือด้วยปลายนิ้วฟอยล์
รูปที่26 รูปที่27 รูปที่28
เมื่อคุณนำมือของคุณเข้าไปในสนามของคอยล์เทสลา (โดยถอดขั้วออกแล้ว) จะมีการปล่อยประจุปรากฏขึ้นจากปลายนิ้วไปทางโทรอยด์
บทสรุป
บรรลุเป้าหมายที่ตั้งไว้ทั้งหมดแล้ว ฉันสร้างคอยล์ 2 อันและใช้มันเพื่อพิสูจน์สมมติฐานต่อไปนี้:
คอยล์เทสลาสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้หลายประเภท
การปล่อยประจุที่เกิดจากขดลวดเทสลานั้นปลอดภัยสำหรับมนุษย์และไม่สามารถสร้างความเสียหายให้กับพวกมันจากไฟฟ้าช็อตได้ คุณสามารถสัมผัสคอยล์เอาท์พุตไฟฟ้าแรงสูงด้วยชิ้นส่วนโลหะหรือมือของคุณได้ เหตุใดจึงไม่มีอะไรเกิดขึ้นกับบุคคลเมื่อเขาสัมผัสแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าความถี่สูง 1,000,000 V เพราะเมื่อกระแสความถี่สูงไหลจะสังเกตเห็นผลกระทบของผิวหนังที่เรียกว่า ประจุจะไหลไปตามขอบของตัวนำเท่านั้นโดยไม่สัมผัสแกนกลาง
กระแสไฟไหลผ่านผิวหนังและไม่สัมผัสอวัยวะภายใน ด้วยเหตุนี้จึงปลอดภัยที่จะสัมผัสสายฟ้าเหล่านี้
ขดลวดเทสลาสามารถส่งพลังงานแบบไร้สายโดยการสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
พลังงานของสนามนี้สามารถถ่ายโอนไปยังวัตถุใดๆ ในสนามนี้ได้ ตั้งแต่ก๊าซบริสุทธิ์ไปจนถึงมนุษย์
การประยุกต์ใช้แนวคิดของ Nikola Tesla สมัยใหม่:
กระแสสลับเป็นวิธีการหลักในการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกล
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นองค์ประกอบหลักในการผลิตกระแสไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้าประเภทกังหัน (โรงไฟฟ้าพลังน้ำ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าพลังความร้อน)
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งสร้างขึ้นครั้งแรกโดยนิโคลา เทสลา ถูกนำมาใช้ในเครื่องมือกลสมัยใหม่ รถไฟฟ้า รถยนต์ไฟฟ้า รถราง และรถราง
หุ่นยนต์ควบคุมด้วยวิทยุแพร่หลายไม่เพียงแต่ในของเล่นเด็กและโทรทัศน์ไร้สายและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ (แผงควบคุม) เท่านั้น แต่ยังรวมถึงในขอบเขตการทหาร ในด้านพลเรือน ในเรื่องของการทหาร พลเรือน และภายใน ตลอดจนความปลอดภัยภายนอกของ ประเทศ ฯลฯ
เครื่องชาร์จไร้สายถูกนำมาใช้เพื่อชาร์จโทรศัพท์มือถือแล้ว
กระแสสลับที่บุกเบิกโดย Tesla เป็นวิธีหลักในการส่งกระแสไฟฟ้าในระยะทางไกล
ใช้เพื่อความบันเทิงและการแสดง
ในภาพยนตร์ ตอนต่างๆ อิงจากการสาธิตหม้อแปลง Tesla ในเกมคอมพิวเตอร์
ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 หม้อแปลงไฟฟ้าของ Tesla ยังพบว่ามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์ ผู้ป่วยได้รับการรักษาด้วยกระแสความถี่สูงที่อ่อนแอซึ่งไหลผ่านชั้นผิวหนังบาง ๆ ไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่ออวัยวะภายใน ในขณะเดียวกันก็ให้ผล "ยาชูกำลัง" และ "การรักษา"
ใช้ในการจุดไฟหลอดปล่อยก๊าซและตรวจจับรอยรั่วในระบบสุญญากาศ
เป็นความเชื่อที่ผิดว่าขดลวดเทสลาไม่มีการใช้งานจริงอย่างกว้างขวาง การใช้งานหลักของพวกเขาคือในด้านความบันเทิงและสื่อของความบันเทิงและการแสดง ในขณะเดียวกันตัวคอยล์เองหรืออุปกรณ์ที่ใช้หลักการทำงานของคอยล์นั้นค่อนข้างเป็นเรื่องปกติในชีวิตของเราดังที่เห็นได้จากตัวอย่างข้างต้น
วรรณกรรม
พิชทาโล วี.นิโคลา เทสลา. ภาพเหมือนท่ามกลางหน้ากาก - M: เอบีซี-คลาสสิก, 2010
Rzhonsnitsky B.N.นิโคลา เทสลา. ชีวิตของผู้คนที่ยอดเยี่ยม ซีรีส์ชีวประวัติ ฉบับที่ 12. - M: Young Guard, 1959.
Feigin O. Nikola Tesla: มรดกของนักประดิษฐ์ผู้ยิ่งใหญ่ - อ.: สารคดี Alpina, 2555.
เทสลาและสิ่งประดิษฐ์ของเขา http://www.374.ru/index.php?x=2007-11-19-20
ทสเวราวา จี.เค. นิโคลา เทสลา, 1856-1943 - เลนินกราด ศาสตร์. 1974.
วิกิพีเดีย https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%81%D0%BB%D0%B0,_%D0%9D%D0%B8%D0%BA%D0% พ.ศ.%D0%บีบี%D0%B0
7. Nikola Tesla: ชีวประวัติ http://www.people.su/107683
สวัสดี วันนี้ผมจะมาพูดถึงขดลวดเทสลาจิ๋ว (หม้อแปลง)
ฉันจะบอกทันทีว่าของเล่นนี้น่าสนใจมาก ตัวฉันเองมีแผนที่จะรวบรวมมัน แต่ปรากฎว่าเรื่องนี้ได้ถูกเผยแพร่ไปแล้ว
การทบทวนประกอบด้วยการทดสอบ การทดลองต่างๆ และการปรับปรุงเล็กๆ น้อยๆ
ดังนั้นได้โปรด...
เกี่ยวกับ นิโคลา เทสลามีอยู่ ความคิดเห็นที่แตกต่างกัน- สำหรับบางคน เขาแทบจะเป็นเทพแห่งไฟฟ้า ผู้พิชิตพลังงานอิสระ และเป็นผู้ประดิษฐ์การเคลื่อนที่ชั่วนิรันดร์ คนอื่นมองว่าเขาเป็นผู้ลึกลับที่ยิ่งใหญ่นักเล่นกลลวงตาที่มีทักษะและเป็นคนรักความรู้สึก ทั้งสองตำแหน่งสามารถถูกตั้งคำถามได้ แต่ไม่สามารถปฏิเสธคุณูปการอันมหาศาลในด้านวิทยาศาสตร์ของ Tesla ได้ ท้ายที่สุดแล้วเขาได้ประดิษฐ์สิ่งต่าง ๆ โดยที่ไม่สามารถจินตนาการถึงการดำรงอยู่ของเราในปัจจุบันได้เช่น: กระแสสลับ, เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ, มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส, วิทยุ(ใช่ เอ็น. เทสลาเป็นผู้คิดค้นวิทยุคนแรก ไม่ใช่โปปอฟและมาร์โคนี) การควบคุมระยะไกล
ฯลฯ
หนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ของเขาคือหม้อแปลงเรโซแนนซ์ที่ผลิตไฟฟ้าแรงสูงที่ความถี่สูง หม้อแปลงไฟฟ้านี้มีชื่อของผู้สร้าง - นิโคลา เทสลา
ง่ายที่สุด หม้อแปลงเทสลาประกอบด้วยขดลวดสองอัน - หลักและรองรวมทั้ง แผนภาพไฟฟ้าทำให้เกิดการสั่นความถี่สูง
ขดลวดปฐมภูมิมักประกอบด้วยลวดเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่หรือท่อทองแดงหลายรอบ และขดลวดทุติยภูมิมักประกอบด้วยลวดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าประมาณ 1,000 รอบ ต่างจากหม้อแปลงทั่วไป ไม่มีแกนเฟอร์โรแมกเนติก ดังนั้นความเหนี่ยวนำร่วมกันระหว่างขดลวดทั้งสองจึงน้อยกว่าของหม้อแปลงที่มีแกนเฟอร์โรแมกเนติกมาก
ในวงจรกำเนิดดั้งเดิมมีการใช้ช่องว่างประกายก๊าซในวงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทุกวันนี้สิ่งที่เรียกว่า Brovin kacher ถูกใช้บ่อยที่สุด
คาเชอร์ โบรวิน่า- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดหนึ่งบนทรานซิสเตอร์ตัวเดียว คาดว่าจะทำงานในโหมดที่ผิดปกติสำหรับทรานซิสเตอร์ทั่วไป และแสดงให้เห็นคุณสมบัติลึกลับที่ย้อนกลับไปในการวิจัยของ Tesla และไม่เข้ากัน ทฤษฎีสมัยใหม่แม่เหล็กไฟฟ้า
เห็นได้ชัดว่า Kacher เป็นช่องว่างประกายไฟของเซมิคอนดักเตอร์ (โดยการเปรียบเทียบกับช่องว่างประกายไฟของ Tesla) ซึ่งกระแสไฟฟ้าไหลผ่านคริสตัลทรานซิสเตอร์โดยไม่มีการก่อตัวของพลาสมา (ส่วนโค้งไฟฟ้า) ในกรณีนี้ คริสตัลของทรานซิสเตอร์จะได้รับการฟื้นฟูอย่างสมบูรณ์หลังจากการสลาย (เนื่องจากนี่คือการพังทลายของหิมะถล่มแบบพลิกกลับได้ ตรงกันข้ามกับการพังทลายของความร้อน ซึ่งไม่สามารถย้อนกลับได้สำหรับเซมิคอนดักเตอร์) แต่เพื่อพิสูจน์โหมดการทำงานของทรานซิสเตอร์ในกล้องนี้ มีเพียงข้อความทางอ้อมเท่านั้นที่ได้รับ: ไม่มีใครนอกจาก Brovin เองที่ได้ศึกษาการทำงานของทรานซิสเตอร์ในกล้องโดยละเอียด และนี่เป็นเพียงข้อสันนิษฐานของเขาเท่านั้น ตัวอย่างเช่น เพื่อยืนยันโหมด "kacher" Brovin อ้างถึงข้อเท็จจริงต่อไปนี้: ไม่ว่าคุณจะเชื่อมต่อออสซิลโลสโคปกับ kacher ขั้วใดก็ตาม ขั้วของพัลส์ที่แสดงยังคงเป็นค่าบวก
คำพูดเพียงพอก็ถึงเวลาที่จะไปยังฮีโร่ของการวิจารณ์แล้ว
บรรจุภัณฑ์เป็นโพลีเอทิลีนและเทปโฟมที่นักพรตมากที่สุด ฉันไม่ได้ถ่ายรูปแต่ขั้นตอนการแกะกล่องอยู่ในวิดีโอท้ายรีวิว
อุปกรณ์:
ชุดประกอบด้วย:- แหล่งจ่ายไฟ 24V 2A;
- อะแดปเตอร์สำหรับปลั๊กยูโร
- ไฟนีออน 2 ดวง
- คอยล์เทสลา (หม้อแปลงไฟฟ้า) พร้อมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
หม้อแปลงเทสลา:
ขนาดของผลิตภัณฑ์ทั้งหมดมีความเรียบง่ายมาก: 50x50x70 มม.มีความแตกต่างหลายประการจากขดลวดเทสลาดั้งเดิม: ขดลวดหลัก (มีจำนวนรอบน้อย) ควรอยู่นอกขดลวดทุติยภูมิและไม่ใช่ในทางกลับกันเหมือนที่นี่ นอกจากนี้ขดลวดทุติยภูมิจะต้องมีเพียงพอ จำนวนมากมีอย่างน้อย 1,000 รอบ แต่ที่นี่มีทั้งหมดประมาณ 250 รอบ
วงจรค่อนข้างง่าย: ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ, LED, ทรานซิสเตอร์และหม้อแปลง Tesla เอง
นี่คือ Brovin Kacher ที่ดัดแปลงเล็กน้อย ในต้นฉบับไดรเวอร์ Brovin มีตัวต้านทาน 2 ตัวติดตั้งจากฐานของทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทานตัวใดตัวหนึ่งจะถูกแทนที่ด้วย LED ที่เปิดอยู่ในอคติย้อนกลับ
การทดสอบ:
เราเปิดและสังเกตการเรืองแสงของการปล่อยไฟฟ้าแรงสูงบนหน้าสัมผัสอิสระของคอยล์เทสลานอกจากนี้เรายังสามารถเห็นแสงเรืองแสงของหลอดนีออนจากชุดอุปกรณ์และ "เครื่องประหยัดพลังงาน" ที่ปล่อยก๊าซ ใช่ครับ สำหรับคนที่ไม่รู้โคมไฟจะเรืองแสงแบบนั้นโดยไม่ต้องต่ออะไรอยู่ใกล้คอยล์
สามารถสังเกตเห็นแสงเรืองแสงได้แม้หลอดไส้จะชำรุดก็ตาม
จริงอยู่ที่ระหว่างการทดลองหลอดไฟแตก
การคายประจุไฟฟ้าแรงสูงทำให้เกิดประกายไฟที่ตรงกันได้ง่าย:
สามารถจุดไม้ขีดได้อย่างง่ายดายจากด้านหลัง:
ในการบันทึกออสซิลโลแกรมของการใช้กระแสไฟ ฉันติดตั้งตัวต้านทาน 2 วัตต์ที่มีความต้านทาน 4.7 โอห์มในวงจรจ่ายไฟ นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น:
ในภาพหน้าจอแรก หม้อแปลงไฟฟ้าทำงานโดยไม่มีโหลด ส่วนภาพที่สองคือหลอดประหยัดไฟ จะเห็นได้ว่าปริมาณการใช้กระแสไฟทั้งหมดไม่เปลี่ยนแปลงซึ่งไม่สามารถพูดเกี่ยวกับความถี่การสั่นได้
ด้วยเครื่องหมาย V2 ฉันทำเครื่องหมายศักย์เป็นศูนย์และจุดกึ่งกลางของส่วนประกอบตัวแปร ผลลัพธ์ทั้งหมดคือ 1.7 โวลต์บนตัวต้านทาน 4.7 โอห์ม เช่น ปริมาณการใช้กระแสไฟเฉลี่ยคือ
0.36A. และกินไฟประมาณ 8.5W.
การแก้ไข:
ข้อบกพร่องด้านการออกแบบที่ชัดเจนคือหม้อน้ำที่มีขนาดเล็กมาก การทำงานของอุปกรณ์เพียงไม่กี่นาทีก็เพียงพอที่จะทำให้หม้อน้ำร้อนถึง 90 องศาเพื่อปรับปรุงสถานการณ์จึงใช้หม้อน้ำขนาดใหญ่กว่าจากการ์ดแสดงผล ทรานซิสเตอร์ถูกย้ายลงและ LED ถูกย้ายไปที่ด้านบนของบอร์ด
ด้วยหม้อน้ำนี้ อุณหภูมิสูงสุดลดลงเหลือ 60-65 องศา
บทวิจารณ์เวอร์ชันวิดีโอ:
เวอร์ชันวิดีโอประกอบด้วยการแกะกล่อง การทดลองกับโคมไฟแบบต่างๆ ไม้ขีดไฟ กระดาษ กระจกที่กำลังลุกไหม้ รวมถึง "วงสวิงอิเล็กทรอนิกส์" สนุกกับการรับชมผลลัพธ์:
ฉันจะเริ่มต้นด้วยข้อเสีย: เลือกขนาดของหม้อน้ำไม่ถูกต้อง - มันเล็กเกินไปดังนั้นคุณจึงสามารถเปิดหม้อแปลงได้เพียงไม่กี่นาทีไม่เช่นนั้นคุณสามารถเผาทรานซิสเตอร์ได้ หรือจำเป็นต้องขยายหม้อน้ำทันทีข้อดี: อย่างอื่นเป็นเพียงข้อได้เปรียบอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่เอฟเฟกต์ "ว้าว" ไปจนถึงการกระตุ้นความสนใจในวิชาฟิสิกส์ในเด็ก
ฉันแนะนำให้ซื้อมันอย่างแน่นอน
สินค้าจัดทำไว้เพื่อเขียนรีวิวจากทางร้าน บทวิจารณ์นี้เผยแพร่ตามข้อ 18 ของกฎของไซต์
ฉันกำลังวางแผนที่จะซื้อ +67 เพิ่มในรายการโปรด ฉันชอบรีวิว +107 +197