Высокочастотный трансформатор Тесла (исследовательская работа) Ачинск, 2010г

Цель исследования: Исследовать высокочастотный трансформатор Тесла и на основе действующей установки провести эксперименты. Исследовать высокочастотный трансформатор Тесла и на основе действующей установки провести эксперименты. Задачи исследования: Познакомиться с биографией Николы Тесла и историей изобретения трансформатора Тесла Познакомиться с биографией Николы Тесла и историей изобретения трансформатора Тесла Познакомиться с принципом работы и основными типами трансформаторов Тесла Познакомиться с принципом работы и основными типами трансформаторов Тесла Поиск деталей и изготовление высокочастотного трансформатора Поиск деталей и изготовление высокочастотного трансформатора Проведение опытов, демонстрирующих работу трансформатора Проведение опытов, демонстрирующих работу трансформатора Проверка вредного воздействия трансформатора на организм человека Проверка вредного воздействия трансформатора на организм человека Методы и приемы исследования: Поиск информации в различных источниках Поиск информации в различных источниках Эксперимент Эксперимент

ВВЕДЕНИЕ На страницах газет, научных журналов, телевидении и в Интернете, можно увидеть множество информации, которая описывает принцип работы высокочастотного трансформатора Тесла. А правда ли всё это? Нас очень заинтересовал данный прибор и мы решили самостоятельно изготовить этот трансформатор и провести с ним опыты, наглядно показывающие его работу. На страницах газет, научных журналов, телевидении и в Интернете, можно увидеть множество информации, которая описывает принцип работы высокочастотного трансформатора Тесла. А правда ли всё это? Нас очень заинтересовал данный прибор и мы решили самостоятельно изготовить этот трансформатор и провести с ним опыты, наглядно показывающие его работу.

ИССЛЕДОВАНИЕ Трансформатор изобретён в 1891г. Н. Тесла. Это электрическое трансформаторное устройство, состоящее из бессердечникового трансформатора, разрядника и электрического конденсатора. Первичная обмотка трансформатора выполнена в виде нескольких витков спирали из толстой медной проволоки, а вторичная обмотка состоит из большого числа витков тонкой изолированной медной проволоки. Первичная обмотка через разрядник и конденсатор подсоединяется к источнику переменного тока и во вторичной обмотке возбуждаются высоковольтные колебания. Трансформатор изобретён в 1891г. Н. Тесла. Это электрическое трансформаторное устройство, состоящее из бессердечникового трансформатора, разрядника и электрического конденсатора. Первичная обмотка трансформатора выполнена в виде нескольких витков спирали из толстой медной проволоки, а вторичная обмотка состоит из большого числа витков тонкой изолированной медной проволоки. Первичная обмотка через разрядник и конденсатор подсоединяется к источнику переменного тока и во вторичной обмотке возбуждаются высоковольтные колебания.

Поиск деталей для будущего трансформатора После того как была изучена литература и схема трансформатора, мы приступили к поиску деталей. После того как была изучена литература и схема трансформатора, мы приступили к поиску деталей. Сложность заключалась в том, чтобы найти генераторную лампу ГК-71, так как она применяется в медицинской технике (электрохирургический высокочастотный аппарат). Сложность заключалась в том, чтобы найти генераторную лампу ГК-71, так как она применяется в медицинской технике (электрохирургический высокочастотный аппарат).

После полного монтажа и соединения деталей, было произведено подключение устройства. Было подано напряжение на катод лампы, затем высокое напряжение на анод и лампа начала генерировать высокочастотные колебания, которые начали проходить через первичный контур L1C1, при этом возбуждая электромагнитные колебания во вторичном контуре L2C2. На верху, с терминала появился стример длиной около 20см. Устройство заработало, так как выполнилось условие резонанса. После полного монтажа и соединения деталей, было произведено подключение устройства. Было подано напряжение на катод лампы, затем высокое напряжение на анод и лампа начала генерировать высокочастотные колебания, которые начали проходить через первичный контур L1C1, при этом возбуждая электромагнитные колебания во вторичном контуре L2C2. На верху, с терминала появился стример длиной около 20см. Устройство заработало, так как выполнилось условие резонанса.

Опыты с использованием трансформатора Опыт 1. Демонстрация газовых разрядов. Стример, спарк, дуговой разряд. Оборудование: трансформатор Тесла, отвёртка. При включении трансформатора, с терминала начинает выходить разряд, который в длину достигает 20-25см. При включении трансформатора, с терминала начинает выходить разряд, который в длину достигает 20-25см.

Стримеры - тускло светящиеся тонкие разветвлённые каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Протекает от терминала катушки прямо в воздух, не уходя в землю, так как заряд равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая высоковольтным полем трансформатора. Стримеры - тускло светящиеся тонкие разветвлённые каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Протекает от терминала катушки прямо в воздух, не уходя в землю, так как заряд равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая высоковольтным полем трансформатора.

Спарк - это искровой разряд. Идёт с терминала непосредственно в заземлённый предмет или человеческую руку. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвлённых полосок искровых каналов. Спарк - это искровой разряд. Идёт с терминала непосредственно в заземлённый предмет или человеческую руку. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвлённых полосок искровых каналов.

Дуговой разряд - образуется при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет, между ним и терминалом может загореться дуга (иногда нужно непосредственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, отводя предмет на большее расстояние). Особенно это свойственно ламповым катушкам Тесла. Дуговой разряд - образуется при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет, между ним и терминалом может загореться дуга (иногда нужно непосредственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, отводя предмет на большее расстояние). Особенно это свойственно ламповым катушкам Тесла.

Опыт 2. Демонстрация тлеющего разряда. Свечение спектральных трубок, наполненных инертными газами: гелием, водородом и неоном. Свечение ламп дневного света (ЛДС). Свечение кварцевой лампы. Оборудование: трансформатор Тесла, набор спектральных трубок, ЛДС, кварцевая лампа. Оборудование: трансформатор Тесла, набор спектральных трубок, ЛДС, кварцевая лампа. При поднесении этих ламп к работающему трансформатору, мы будем наблюдать, как газ, которым наполнены лампы, будет светиться. При поднесении этих ламп к работающему трансформатору, мы будем наблюдать, как газ, которым наполнены лампы, будет светиться. трубка с неономтрубка с водородом трубка с гелием свечение кварцевой лампы

свечение ЛДС на расстоянии 15см свечение ЛДС на расстоянии 80см

Опыт 3. Демонстрация разряда в лампах накаливания. Оборудование: трансформатор Тесла, осветительная лампа накаливания, лампа от кинопроектора, прожекторная лампа ПКН, автомобильная галогеновая лампа. разряд в лампе накаливания разряд в лампе от кинопроектора разряд в автомобильной лампе разряд в лампе ПКН

Опыт 4. Изменение цвета стримера Оборудование: трансформатор Тесла, штатив с пробирками, водный раствор LiCl (хлорид лития), водный раствор KBr (бромид калия), палочки для нанесения растворов. Оборудование: трансформатор Тесла, штатив с пробирками, водный раствор LiCl (хлорид лития), водный раствор KBr (бромид калия), палочки для нанесения растворов. При нанесении раствора хлорида лития на терминал трансформатора, цвет стримера изменяется с сине-фиолетового на розовый, а при нанесении раствора бромида калия цвет становится жёлтым (оранжевым). При нанесении раствора хлорида лития на терминал трансформатора, цвет стримера изменяется с сине-фиолетового на розовый, а при нанесении раствора бромида калия цвет становится жёлтым (оранжевым). хлорид лития роданид калия бромид калия

Опыт 5. Эксперимент с линейками. Оборудование: трансформатор Тесла, металлическая линейка, деревянная линейка. Оборудование: трансформатор Тесла, металлическая линейка, деревянная линейка. При внесении металлической линейки в разряд, стример ударяет в неё, при этом линейка остаётся холодной и невредимой. При внесении металлической линейки в разряд, стример ударяет в неё, при этом линейка остаётся холодной и невредимой. При внесении деревянной линейки в разряд, стример активно охватывает её поверхность и через несколько секунд линейка вспыхивает При внесении деревянной линейки в разряд, стример активно охватывает её поверхность и через несколько секунд линейка вспыхивает разряд в железную линейку охват линейки разрядом воспламенение деревянной линейки

Опыт 6. Ионный мотор Оборудование: трансформатор Тесла, пластина-крест. Оборудование: трансформатор Тесла, пластина-крест. К терминалу трансформатора прикручиваем иглу, сверху по центру устанавливаем пластину-крест. После включения трансформатора из 4 концов креста начинают выходить стримеры и под их действием пластина начинает вращаться. К терминалу трансформатора прикручиваем иглу, сверху по центру устанавливаем пластину-крест. После включения трансформатора из 4 концов креста начинают выходить стримеры и под их действием пластина начинает вращаться.

Опыт 7. Дерево из плазмы. Оборудование: трансформатор Тесла, тонкий многожильный провод. Оборудование: трансформатор Тесла, тонкий многожильный провод. Разветвляем жилы, у заранее зачищенного от изоляции провода, и прикручиваем к терминалу. Разветвляем жилы, у заранее зачищенного от изоляции провода, и прикручиваем к терминалу.

Опыт 8. Демонстрация флуоресценции и радиолюминесценции Оборудование: трансформатор Тесла, флуоресцентный фосфорный экран, осциллографическая трубка. Оборудование: трансформатор Тесла, флуоресцентный фосфорный экран, осциллографическая трубка.

Опыт 10. Электрический разряд в вакууме. Оборудование: трансформатор Тесла, трубка с двумя электродами ВТ-11, насос Комовского, соединительный толстостенный шланг. Оборудование: трансформатор Тесла, трубка с двумя электродами ВТ-11, насос Комовского, соединительный толстостенный шланг.

Заключение В результате проведённых в данной работе исследований, был сделан вывод: что трансформатор Тесла, является простым в изготовлении и настройке прибором, предложенная мною конструкция, является недорогой. Проверка вредного воздействия трансформатора на организм человека показала, что устройство является безопасным для использования в учебных целях при соблюдении правил техники безопасности работы с трансформатором. В результате проведённых в данной работе исследований, был сделан вывод: что трансформатор Тесла, является простым в изготовлении и настройке прибором, предложенная мною конструкция, является недорогой. Проверка вредного воздействия трансформатора на организм человека показала, что устройство является безопасным для использования в учебных целях при соблюдении правил техники безопасности работы с трансформатором. С помощью трансформатора Тесла можно продемонстрировать множество красивых и эффектных экспериментов. Во время работы катушки мы можем наблюдать 4 типа разрядов. С помощью трансформатора Тесла можно продемонстрировать множество красивых и эффектных экспериментов. Во время работы катушки мы можем наблюдать 4 типа разрядов. Думаю, что учителям физики, нужно взять на заметку результаты моих исследований и ввести лабораторные работы с использованием трансформатора Тесла, для более подробного изучения конкретных тем из курса физики. Это значительно повысит у учащихся интерес к данным темам. Думаю, что учителям физики, нужно взять на заметку результаты моих исследований и ввести лабораторные работы с использованием трансформатора Тесла, для более подробного изучения конкретных тем из курса физики. Это значительно повысит у учащихся интерес к данным темам.