Проблема проекта трансформатор тесла

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 05.10.2024

Проблема проекта трансформатор тесла

Введение

Актуальность темы

Экспериментальная физика имеет огромное значение в развитии науки. Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Никто не будет спорить с тем, что эксперимент - это мощный импульс к пониманию сущности явлений в природе.

В наше время остро стоит вопрос о передаче энергии на расстояние, в частности передача энергии беспроводным способом. Здесь можно вспомнить идеи великого ученого Николы Тесла, который занимался этими вопросами еще в 1900х годах и добился внушительного успеха, построив свой знаменитый резонансный трансформатор – катушку Тесла. Вот и я решил разобраться в этом вопросе самостоятельно, попытавшись повторить эти эксперименты.

Цели исследовательской работы

-Собрать действующие катушки Тесла по транзисторной технологии (Class-E SSTC) и по ламповой технологии (VTTC)

-Пронаблюдать образование различных видов разрядов и выяснить, насколько они опасны.

-Передать энергию беспроводным способом, при помощи катушки Тесла

-Изучить свойства электромагнитного поля, генерируемого катушкой Тесла

-Изучить практическое применение катушки Тесла

Предмет исследования:

Две катушки Тесла, собранные по разным технологиям, поля и разряды, генерируемые этими катушками.

Методы исследования:

-Эмпирические: наблюдение высокочастотных электрических разрядов, исследование, эксперимент.

-Теоретические: конструирование катушки Тесла, анализ литературы и возможных электрических схем сборки катушки.

Этапы исследования:

-Теоретическая часть. Изучение литературы по проблеме исследования.

-Практическая часть. Изготовление трансформаторов Тесла и проведение опытов с построенным оборудованием.

Теоретическая часть

Изобретения Николы Тесла

Никола Тесла — изобретатель в области электротехники и радиотехники, инженер, физик. Родился и вырос в Австро-Венгрии, в последующие годы в основном работал во Франции и США.

Также он известен как сторонник существования эфира: известны многочисленные его опыты и эксперименты, целью которых было показать наличие эфира как особой формы материи, поддающейся использованию в технике. Именем Н. Тесла названа единица измерения плотности магнитного потока. Современники-биографы считали Тесла «человеком, который изобрёл XX век» и «святым заступником» современного электричества. Ранние работы Тесла проложили путь современной электротехнике, его открытия раннего периода имели инновационное значение.

В феврале 1882 года Тесла придумал, как можно было бы использовать в электродвигателе явление, позже получившее название вращающегося магнитного поля. В свободное время Тесла работал над изготовлением модели асинхронного электродвигателя, а в 1883 году демонстрировал работу двигателя в мэрии Страсбурга.

В 1885 году Никола представил 24 разновидности машины Эдисона, новый коммутатор и регулятор, значительно улучшающие эксплуатационные характеристики.

В 1888—1895 годах Тесла занимался исследованиями магнитных полей и высоких частот в своей лаборатории. Эти годы были наиболее плодотворными, именно тогда он запатентовал большинство своих изобретений.

В конце 1896 года Тесла добился передачи радиосигнала на расстояние 48 км.

В Колорадо Спрингс Тесла организовал небольшую лабораторию. Для изучения гроз Тесла сконструировал специальное устройство, представляющее собой трансформатор, один конец первичной обмотки которого был заземлён, а второй соединялся с металлическим шаром на выдвигающемся вверх стержне. К вторичной обмотке подключалось чувствительное самонастраивающееся устройство, соединённое с записывающим прибором. Это устройство позволило Николе Тесле изучать изменения потенциала Земли, в том числе и эффект стоячих электромагнитных волн, вызванный грозовыми разрядами в земной атмосфере. Наблюдения навели изобретателя на мысль о возможности передачи электроэнергии без проводов на большие расстояния.

Следующий эксперимент Тесла направил на исследование возможности самостоятельного создания стоячей электромагнитной волны. На огромное основание трансформатора были намотаны витки первичной обмотки. Вторичная обмотка соединялась с 60-метровой мачтой и заканчивалась медным шаром метрового диаметра. При пропускании через первичную катушку переменного напряжения в несколько тысяч вольт во вторичной катушке возникал ток с напряжением в несколько миллионов вольт и частотой до 150 тысяч герц.

При проведении эксперимента были зафиксированы грозоподобные разряды, исходящие от металлического шара. Длина некоторых разрядов достигала почти 4,5 метров, а гром был слышен на расстоянии до 24 км.

На основании эксперимента Тесла сделал вывод о том, что устройство позволило ему генерировать стоячие волны, которые сферически распространялись от передатчика, а затем с возрастающей интенсивностью сходились в диаметрально противоположной точке земного шара, где-то около островов Амстердам и Сен-Поль в Индийском океане.

В 1917 году Тесла предложил принцип действия устройства для радиообнаружения подводных лодок.

Одним из его самых знаменитых изобретений является трансформатор (катушка) Тесла.

Трансформатор Тесла, также катушка Тесла — устройство, изобретённое Николой Тесла и носящее его имя. Является резонансным трансформатором, производящим высокое напряжение высокой частоты. Прибор был запатентован 22 сентября 1896 года как «Аппарат для производства электрических токов высокой частоты и потенциала».

Простейший трансформатор Тесла состоит из двух катушек — первичной и вторичной, а также разрядника, конденсаторов, тороида и терминала.

Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора главным образом выполняют ёмкость тороида и собственная межвитковая ёмкость самой катушки. Вторичную обмотку часто покрывают слоем эпоксидной смолы или лака для предотвращения электрического пробоя.

Таким образом, трансформатор Тесла представляет собой два связанных колебательных контура, что и определяет его замечательные свойства и является главным его отличием от обычных трансформаторов.

Во всех типах трансформаторов Тесла основной элемент трансформатора — первичный и вторичный контуры — остается неизменным. Однако одна из его частей — генератор высокочастотных колебаний может иметь различную конструкцию.

Практическая часть.

Катушка Тесла (Class-ESSTC)

Резонансный трансформатор состоит из двух катушек, у которых нет общего железного сердечника, - это нужно для создания низкого коэффициента связи. На первичной обмотке находится несколько витков толстого провода. На вторичную обмотку наматывают от 500 до 1500 витков. За счет такой конструкции катушка Тесла обладает таким коэффициентом трансформации, который в 10-50 раз больше, чем отношение количества витков на вторичной обмотке к количеству витков на первичной. При этом должно соблюдаться условие возникновения резонанса между первичным и вторичным колебательными контурами. Напряжение на выходе такого трансформатора может превышать несколько миллионов Вольт. Именно это обстоятельство и обеспечивает возникновение зрелищных разрядов, длина которых может достигать сразу нескольких метров. В Интернете можно найти разные варианты изготовления источников высокой частоты и напряжения. Я выбрал одну из схем.

Установку я собирал сам на основе вышеуказанной схемы (Рис.1). Катушка, намотанная на каркасе от пластмассовой (сантехнической) трубы с диаметром 80 мм. Первичная обмотка содержит всего 7 витков, провод диаметром 1 мм, был использован одножильный медный провод МГТФ. Вторичная обмотка содержит около 1000 витков обмоточного провода диаметром 0,15 мм. Вторичная обмотка мотается аккуратно, виток к витку. В результате получилось устройство производящее высокое напряжение при высокой частоте. (Рис.2)

Большая катушка Тесла (VTTC)

Эта катушка собрана на базе генераторного пентода гу-81м по автогенераторной схеме, т.е. с самовозбуждением тока сетки лампы.

Как видно по схеме (Рис.3), лампа подключена как триод, т.е. все сетки объединены между собой. Конденсатор C1 и диод VD1 образуют однополупериодный удвоитель. Резистор R1 и конденсатор C3 нужны для регулировки режима работы лампы. Катушка L2 нужна для возбуждения тока сетки. Первичный колебательный контур образуется из конденсатора C2 и катушки L1. Вторичный колебательный контур образован катушкой L3 и ее собственной межвитковой емкостью. Первичная обмотка на каркасе диаметром 16 см содержит 40 витков с отводами от 30, 32, 34, 36 и 38 витков, для подстройки резонанса. Вторичная обмотка содержит около 900 витков на каркасе диаметром 11см. Сверху вторичной обмотки находится тороид, - он необходим для накопления электрических зарядов.

Обе этих установки (Рис.2 и Рис.3) предназначены для демонстрации высокочастотных токов высокого напряжения и способов их создания. Также катушки могут быть использованы для беспроводной передачи электрического тока. В ходе работы я продемонстрирую действие и возможности изготовленных мною катушек Тесла.

Экспериментальные опыты применения катушки Тесла

С готовой катушкой Тесла можно провести ряд интересных опытов, однако необходимо соблюдать правила безопасности. Для проведения опытов должна быть очень надежная проводка, вблизи катушки не должно быть предметов, должна быть возможность аварийно обесточить оборудование.

Во время работы катушка Тесла создаёт красивые эффекты, связанные с образованием различных видов газовых разрядов. Обычно люди собирают эти катушки для того, чтобы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления.

Катушка Тесла может создавать несколько видов разрядов:

-Спарки - это искровые разряды между катушкой, и каким либо предметом, производит характерный хлопок, из-за резкого расширения газового канала, как при природной молнии, но в меньшем масштабе.

-Стримеры - тускло светящиеся тонкие разветвленные каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщепленные от них свободные электроны. Протекает от терминала катушки прямо в воздух, не уходя в землю. Стример - это видимая ионизация воздуха. Т.е. свечение ионов, которые образует высокое напряжение трансформатора.

-Коронный разряд - свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг высоковольтных частей конструкции с сильной кривизной поверхности.

-Дуговой разряд - образуется при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет. Между ним и терминалом загорается дуга.

Некоторые химические вещества, нанесённые на разрядный терминал, способны менять цвет разряда. Например, натрий меняет голубоватый цвет разряда на оранжевый, бор — на зелёный, марганец – на синий, а литий – на малиновый окрас.

При помощи данных катушек можно провести ряд довольно интересных, красивых и эффектных экспериментов. Итак, начнем:

Опыт 1: Демонстрация газовых разрядов. Стример, спарк, дуговой разряд

Оборудование: катушка Тесла, толстая медная проволока.

При включении катушки, с терминала начинает выходить разряд, который в длину 5-7мм

Опыт 2: Демонстрация разряда в люминесцентной лампе

Оборудование: катушка Тесла, люминесцентная лампа (лампа дневного света).

Наблюдается свечение в люминесцентной лампе на расстоянии до 1 м. от установки.

Опыт 3: Эксперимент с бумагой

Оборудование: катушка Тесла, бумага.

При внесении бумаги в разряд, стример быстро охватывает ее поверхность и через несколько секунд бумага загорается

Опыт 4: «Дерево» из плазмы

Оборудование: катушка Тесла, тонкий многожильный провод.

Разветвляем жилы у заранее зачищенного от изоляции провода, и, прикручиваем к терминалу, в результате получаем «дерево» из плазмы.

Опыт 5: Демонстрация газовых разрядов на большой катушке Тесла. Стример, спарк, дуговой разряд

Оборудование: большая катушка Тесла, толстая медная проволока.

Рис.11 Рис.12 Рис.13

При включении катушки, с терминала начинает выходить разряд, который в длину 45-50см, при поднесении предмета к тороиду - загорается дуга

Опыт 6: Разряды в руку

Оборудование: большая катушка Тесла, рука.

При поднесении руки к стримеру разряды начинают бить в руку, не причиняя боль

Опыт 7: Демонстрация газовых разрядов из предмета, находящегося в поле катушки Тесла.

Оборудование: большая катушка Тесла, толстая медная проволока.

При внесении медной проволоки в поле катушки Тесла (с убранным терминалом), происходит появление разряда из проволоки в сторону тороида.

Опыт 8: Демонстрация разряда в шаре, наполненного разреженным газом, в поле катушки Тесла

Оборудование: большая катушка Тесла, шар наполненный разреженным газом.

При внесении шара в поле катушки Тесла загорается разряд внутри шара.

Опыт 9: Демонстрация разряда в неоновых и люминисцентных лампах.

Оборудование: большая катушка Тесла, неоновые и люминисцентные лампы.

При внесении лампы в поле катушки Тесла загорается разряд внутри неоновых и люминисцентных ламп на расстоянии до 1,5 м..

Опыт 10: Разряды из руки

Оборудование: большая катушка Тесла, рука с напальчниками из фольги.

Рис.26 Рис.27 Рис.28

При внесении руки в поле катушки Тесла (с убранным терминалом), происходит появление разряда с напальчников в сторону тороида.

Заключение

Все поставленные цели выполнены. Я построил 2 катушки и на их примере доказал следующие гипотезы:

-Катушка Тесла может генерировать реальные электрические разряды различных видов.

-Разряды, создаваемые катушкой тесла, безопасны для человека и не могут нанести ему урон путем удара электрическим током. К выходной катушке высокого напряжения можно даже прикоснуться куском металла или рукой. Почему при прикосновении к источнику напряжения 1 000 000 В высокой частоты с человеком ничего не случается? Потому что при протекании тока высокой частоты наблюдается так называемый скин-эффект, т.е. заряды текут только по краям проводника, не трогая сердцевину.

Ток протекает по коже, и не касается внутренних органов. Именно поэтому можно безопасно касаться этих молний.

-Катушка Тесла может передавать энергию без проводов путем создания электромагнитного поля.

-Энергия этого поля может передаваться как на любые предметы в этом поле, от разреженных газов, до человека.

Современное применение идей Николы Тесла:

-Переменный ток является основным способом передачи электроэнергии на большие расстояния.

-Электрогенераторы являются основными элементами в генерации электроэнергии на электростанциях турбинного типа (ГЭС, АЭС, ТЭС).

-Электродвигатели переменного тока, впервые созданные Николой Тесла, используются во всех современных станках, электропоездах, электромобилях, трамваях, троллейбусах.

-Радиоуправляемая робототехника получила широкое распространение не только в детских игрушках и беспроводных телевизионных и компьютерных устройствах (пульты управления), но и в военной сфере, в гражданской сфере, в вопросах военной, гражданской и внутренней, а также и внешней безопасности стран и т. п.

-Беспроводные заряжающие устройства уже используются для зарядки мобильных телефонов.

-Переменный ток, впервые полученный Тесла, является основным способом передачи электроэнергии на большие расстояния

-Использование в развлекательных целях и шоу.

-В фильмах эпизоды строятся на демонстрации трансформатора Тесла, в компьютерных играх.

-В начале XX века трансформатор Тесла также нашёл популярное использование в медицине. Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые протекая по тонкому слою поверхности кожи, не причиняли вреда внутренним органам, оказывая при этом «тонизирующее» и «оздоравливающее» влияние.

-Он используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах.

Ошибочно мнение, что катушки Тесла не имеют широкого практического применения. Основное их использование приходится на развлекательно-медийную сферу развлечений и шоу. При этом сами катушки или устройства, использующие принципы работы катушек, довольно распространены в нашей жизни, о чем свидетельствуют вышеприведенные примеры.

Литература

Пиштало В. Никола Тесла. Портрет среди масок. - М: Азбука-классика, 2010

Ржонсницкий Б. Н. Никола Тесла. Жизнь замечательных людей. Серия биографий. Выпуск 12. - М: Молодая гвардия, 1959.

Фейгин О. Никола Тесла: Наследие великого изобретателя. - М.: Альпина нон-фикшн, 2012.

Беспроводная передача энергии и катушка Теслы: нужные изобретения или выдумки мечтателя?

Среди разных идей, которые Никола Тесла принёс в мир, одной из самых амбициозных была идея освоения передачи электроэнергии без проводов - за тысячи километров от источника. Это решило бы множество проблем, которые портят жизнь человечеству и в наши дни. Ряд экспериментов в этой области привел талантливого инженера к созданию " катушки Тесла " - самого известного из его изобретений.

Первыми и, увы, последними применениями этой катушки на практике стали установки беспроводного телеграфа . Впечатляющие разряды электричества, похожие на маленькие молнии выглядят внушительно, но являются лишь зрелищным аттракционом. А может, они смогут нам пригодиться? Давайте разберёмся!

Как работает катушка Теслы

Катушка Теслы или резонансный трансформатор, использует преобразование переменного напряжения 220 Вольт в очень высоковольтное - до миллионов Вольт. В отличие от обычных трансформаторов, преобразующих напряжение плавно и равномерно, в катушке Тесла напряжение постоянно "срывается", порождая мощные выбросы энергии на выходном электроде.

С помощью подстройки части схемы достигается резонанс - явление, похожее на эффект раскачивания качелей: если в нужный момент подталкивать подвешенное сиденье, амплитуда его движений резко возрастает , так как каждая новая порция энергии полностью идёт на её рост.

Так же получается и здесь: энергия тока на входе, совпадающая по частоте и фазе с колебаниями на выходе резко подбрасывает их уровень, порождая, даже на простых самодельных схемах, выбросы напряжения до сотен тысяч Вольт.

А что насчёт передачи энергии?

Увы, дальнейшие эксперименты показали, что резонанс быстро пропадает при увеличении расстояния между катушками - искровой разряд, по сути, является элементом схемы и при растяжении портит КПД и устойчивость работы системы. Так что катушка Теслы это эффектное, но бесполезное изобретение.

Очень жаль, что её изобретатель - его достоинств мы никак не принижаем - стал намного популярнее нашего соотечественника Александра Осиповича Доливо-Добровольского , который не увлекался фантастическими проектами, а спокойно и планомерно доводил до ума трёхфазную систему напряжения , перевернувшую всю энергетику. Весь мир - от жителей Патагонии до обитателей Крайнего Севера используют это изобретение, но его создателя знают гораздо меньше, чем инженера, собравшего яркую игрушку.

Заключение

Собрать этот интересный аттракцион может каждый - инструкций в интернете более чем достаточно. Главное помнить, что электроника не любит соседства с катушкой Теслы - лучше всего проводить эти опыты на расстоянии не меньше 15 метров от компьютеров, смартфонов и других умных устройств.

Исследовательский проект: "Катушка Тесла". Руководитель: Томилина Ольга Сергеевна

Цель исследования: - Изучиние фактов биографии Николы Тесла, принципов работы катушки Тесла, создание в домашних условиях.

Просмотр содержимого документа
«Исследовательский проект: "Катушка Тесла". Руководитель: Томилина Ольга Сергеевна»

Введение: актуальность и значимость темы. 3

а) Никола Тесла – физик, инженер 4

б) Трансформатор (катушка) Тесла 5

в) Создание катушки Тесла в домашних условиях 6

Библиографический список 8

Цель исследования: - изучение фактов биографии Николы Тесла, принципов работы катушки Тесла, создать катушку Тесла в домашних условиях.

собрать материалы о Никола Тесла;

изучить принцип работы катушки Тесла;

создать катушку Тесла в домашних условиях.

Методы исследования: анализ научных данных, схем, создание макета.

Основная мысль – знать и уметь создавать модели физических приборов.

Никола Тесла известен как ученый, изобретатель, коллега Томаса Эдисона, экспериментатор. Его исследования во многом опередили свое время.

Одним из изобретений Тесла является катушка или трансформатор, названный его именем. Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (радиоуправление), беспроводной передачи данных (радио) и беспроводной передачи энергии. В начале XX века трансформатор Тесла также нашёл популярное использование в медицине. Пациентов обрабатывали слабыми высокочастотными токами, которые протекая по тонкому слою поверхности кожи не причиняли вреда внутренним органам, оказывая при этом «тонизирующее» и «оздоравливающее» влияние.

Похожая на этот трансформатор схема используется в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания, но там она низкочастотная.

В наши дни трансформатор Тесла не имеет широкого практического применения. Он изготовляется многими любителями высоковольтной техники и сопровождающих её работу эффектов. Также он иногда используется для поджига газоразрядных ламп и для поиска течей в вакуумных системах.

Никола Тесла – физик, инженер

Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в селе Смиляны (Хорватия). Ребенок посещал гимназию в Карлштате, хорошо учился, но рос слабым и нерешительным. Уже тогда у него стали проявляться некоторые странности в восприятии окружающей действительности. При взгляде на жемчуг у Теслы случалось некое подобие приступа, персики приводили его к лихорадке.

Отец Николы — Милутин Тесла, сербский православный священник, мечтал о духовной карьере для своего сына. Последний, напротив, испытывал необъяснимую тягу к естественным наукам. Понимая это, отец строго-настрого запретил мальчику поступать в политехнический институт в Граце. В 1873 году Никола Тесла вернулся домой из училища, несмотря на то, что в родном городе ученого бушевала эпидемия холеры и заразился. Доктора были уверены, что молодой человек не перенесет болезнь, однако ему удалось впервые в жизни удивить всех окружающих. Взяв с отца обещание не препятствовать его стремлению стать инженером, Никола буквально за несколько дней выздоровел.

Позднее Тесла признавался, что после болезни он может “сконструировать” любой прибор у себя в голове и там же проверить его работоспособность, не прибегая к каким-либо реальным экспериментам [3].

В 1878 году Тесла окончил институт в Граце, а в 1880 году — Пражский университет. В это же время он устраивается на работу в телеграфное учреждение в Будапеште. Здесь он впервые замечает явление, позже получившее название вращающегося магнитного поля. В 1882 году ученый переезжает в Париж и устраивается на работу в крупную компанию, в 1883 году собирает свой первый электромотор, а еще через год знакомится с величайшим на тот момент изобретателем в области электрической энергии Томасом Эдисоном.

Познакомившись с Эдисоном, молодой серб переехал на работу в США, где и прожил всю оставшуюся жизнь. Примечательно, что когда Тесла сошел с корабля в Нью-Йорке, у него в кармане было только 4 цента, рекомендательное письмо и рисунки летающей машины.

Выйдя из команды Эдисона в 1887 году, Никола основал компанию “Тесла Электрик Лайт Компани”. В период с 1888 по 1895 год Тесла экспериментирует в области магнитных полей и высоких частот. В 1899-1900 годах ученый проводит ряд экспериментов в городке Колорадо Спрингс, во время которых доказывает возможность передачи электрического тока через землю [3].

Трансформатор (катушка) Тесла

В 1891 г. Никола Тесла разработал трансформатор (катушку) при помощи которого он ставил эксперименты с электрическими разрядами высоких напряжений. Разработанное Теслой устройство состояло из блока питания, конденсатора, первичной и вторичной катушек, установленных так, что пики напряжения чередуются между ними, и двух электродов, разведенных друг от друга на расстояние. Устройство получило имя своего изобретателя. Принципы, открытые Тесла при помощи этого устройства, используется сейчас в различных областях, начиная от ускорителей частиц, заканчивая телевизорами и игрушками.

Самый простейший трансформатор Тесла состоит из двух индуктивно не связанных (без общего сердечника) катушек. Первичная обмотка изготовлена из нескольких витков толстого провода. Вторичная, высоковольтная, обмотка содержит гораздо большее число витков.

Конденсатор заряжается до напряжения в несколько десятков киловольт и как только напряжение на нём достигает напряжения пробоя искрового промежутка, возникает разряд и через первичную обмотку течёт мощный импульсный ток, создавая СВЧ электроволну. Настроенная (с помощью ферритового сердечника) в резонанс с первичной, вторичная обмотка позволяет получить выходное напряжение до нескольких миллионов вольт, приводящее к коронному разряду в воздухе (генератор молний). У трансформаторов Теслы коэффициент трансформации всегда в 10-50 раз выше отношения числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной и пропорционален добротности вторичного контура [2].

Принцип работы данного устройства сравним с действием обычных качелей. При режиме принудительного раскачивания, максимальная амплитуда находится в пропорции к прилагаемым усилиям. Если же раскачивание производится в свободном режиме, происходит еще больший рост максимальной амплитуды. В катушке качелями является вторичный контур колебаний, а прилагаемое усилие осуществляет генератор.

«Исследование электромагнитного поля на примере катушки Тесла (качер Бровина)»

Физика – это удивительная наука! Это наука из наук! Еще из незапамятных времен она держалась и всегда будет держаться на трех китах: гипотеза, закон, эксперимент. Экспериментальная физика имеет огромное значение в развитии науки. Эксперименты с электричеством… кажется, что тут еще можно открывать и экспериментировать, ведь сейчас мы воспринимаем электричество как самое обыденное явление: холодильник, телевизор, компьютер, микроволновка. Однако, сам ток доходит к нам, увы, лишь по проводам. А как воспользоваться током на расстояние, без проводов? Это всё очень далеко от того, что Никола Тесла мог делать более 100 лет назад, и чего современная физика не может объяснить до сих пор. Ещё в 1900–х годах Тесла мог передавать на огромные расстояния ток без проводов, получить ток 100 млн. ампер и напряжение 10 тыс. вольт. И поддерживать такие характеристики любое необходимое время. Современная физика достичь таких показателей просто не в состоянии. Современные учёные достигли лишь планки в 30 миллионов ампер (при взрыве электромагнитной бомбы), и 300 миллионов при термоядерной реакции - да и то, на доли секунды. Однако, в наше время, энтузиасты и учёные мира пытаются повторить опыты гениального учёного и найти им применение. В современном мире, стоит задача передачи электроэнергии беспроводной связи. Собираю катушку Тесла, я получил сильное электромагнитное поле, которое исследовал. Поэтому я думаю, что в будущем я добьюсь широкого использования этого явления. Я считаю, что моя работа имеет просветительный характер, вызывает появление интереса к более углубленному изучению школьных предметов как физика, побудит к исследовательской и экспериментальной деятельности, а возможно приведет к увлечению на всю жизнь.

Исследовать высокочастотный трансформатор Тесла, на основе собранного мной действующей установки. Демонстрация свойств электромагнитного поля катушки Тесла и опытов по применению катушки.

Познакомиться с биографией Никола Тесла и историей изобретения трансформатора Тесла, Владимира Бровина

Сконструировать катушку Тесла
Провести опыты, с собранной мною катушкой демонстрирующих действие электромагнитного поля
Исследовать электромагнитное поле, созданное качером Бровина

Методы и приемы исследования:

Поиск информации в различных источниках
Эксперимент

Гипотеза исследования: Вокруг катушки Тесла образуется электромагнитное поле огромной напряженности электромагнитное поле катушки Тесла способно передавать электрический ток без проводного способа.

Основная часть

Биография Никола Тесла и Владимира Бровина.

Ни́кола Те́сла (10 июля 1856 г (Хорватия) – 7 января 1943 г (Нью-Йорк, США) — физик, инженер, изобретатель в области электротехники и радиотехники. Широко известен благодаря своему научно-революционному вкладу в изучение свойств электричества и магнетизма, теоретические работы Теслы дали основу для изобретения и развития многих современных устройств, работающих на переменном токе. Именем Н. Теслы названа единица измерения магнитной индукции. Среди многих наград учёного — медали Э. Крессона, Дж. Скотта, Т. Эдисона. Современники-биографы считали Теслу «человеком, который изобрёл XX век» и «святым заступником» современного электричества, который получил повсеместное признание как выдающийся инженер-электротехник и изобретатель. Его считают одним из гениев 20 века. Многие изобретения Теслы до сих пор хранятся правительством США под грифом "Совершенно секретно". Он настолько обогнал науку, что многие из его опытов учёные не могут повторить даже сейчас. Он открыл переменный ток, беспроводную передачу энергии, построил первые электрические часы, турбину, двигатель на солнечной энергии. Он включал и выключал электродвигатель дистанционно, в его руках сами собой загорались электрические лампочки. По идее, от экспериментатора не должно было бы остаться и уголька. А Тесла улыбался как ни в чём не бывало. Убивает не напряжение, а сила тока и ток высокой частоты проходит только по поверхностным покровам. Но это мы знаем сейчас. А Тесла знал это более 100 лет назад.
Теоретики современной физики так и не смогли дать толкование взглядам Теслы на физическую реальность. Почему он сам не сформулировал своей теории? Ответа на этот вопрос мы уже не узнаем.

Владимир Ильич Бровин

Гражданин России Бровин В.И.образование высшее - окончил Московский институт электронной техники в 1972 году. В 1987 г. обнаружил несоответствия общепринятым знаниям в работе электронной схемы созданного им компаса и стал их изучать. Это он делал на дому на собственных приборах. Через три года у него сформировалось убеждение, что это новое неизвестное физическое явление. Бровин написал об этом в Комитет по изобретениям и открытиям, но ему ответили, что он составил описание не в соответствии с инструкцией. Он не стал с ними спорить и решил изучать это явление сам. За 10 лет экспериментов и исследований в 1998 г. Бровину удалось объяснить физику странностей в работе схем.

"Я пытаюсь показать Вам, что есть электростатическая составляющая, ёмкостная составляющая и открытое Н. Тесла "радианное электричество" и естественно электромагнитное излучение по Максвеллу. Эти проявления электричества и формируют "странную работу" Качера.”

Выдающиеся изобретения.

Одним из его самых знаменитых изобретений является Трансформатор Тесла.

Простейший трансформатор Тесла состоит из двух катушек — первичной и вторичной, а также разрядника конденсатора тороида и терминала.

Первичная катушка обычно содержит несколько витков провода большого диаметра или медной трубки, а вторичная около 1000 витков провода меньшего диаметра. Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в который включён нелинейный элемент — разрядник. Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора главным образом выполняют ёмкость тороида и собственная межвитковая ёмкость самой катушки. Вторичную обмотку часто покрывают слоем эпоксидной смолы или лака для предотвращения электрического пробоя.

После достижения между электродами разрядника напряжения пробоя, в нём возникает лавинообразный электрический пробой газа. Конденсатор разряжается через разрядник на катушку. Поэтому цепь колебательного контура, состоящего из первичной катушки и конденсатора, остаётся замкнутой через разрядник, и в ней возникают высокочастотные колебания. Во вторичной цепи возникают резонансные колебания, что приводит к появлению на терминале высокого напряжения.
С помощью катyшки pазмеpом в 61 метр, полюс котоpой возглавляла большая медная сфеpа, возвышающейся над его лабоpатоpией, Тесла генеpиpовал потенциалы, котоpые pазpяжались стpелами молний длиной до 40 метров. Гpом от высвобождаемой энеpгии мог быть yслyшан за 24 километра. Вокpyг экспеpиментальной башни пылал шаp света диаметpом в 30 метров.

Выходное напряжение трансформатора Теслы может достигать нескольких миллионов вольт. Это напряжение в резонансной частоте способствует созданию внушительных электрических разрядов в воздухе. Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (телеуправление).

Вы не найдете трансформатор Теслы в кабинете физики в школе. Ими перестали комплектовать кабинеты, поэтому я решил сделать такой трансформатор для школы.

Экспериментальная часть.

В катушке Тесла используется разрядник и переменный ток. Бровин же заменил в схеме Тесла разрядник транзистором, подключил транзистор к источнику постоянного тока, который на выходе выдает переменный ток.

Я хочу продемонстрировать вам работу одной из таких катушек Тесла и результаты исследования, которые я проводил. Установку я собирал сам на основе схемы «Качера Бровина». Это устройство производит высокое напряжение при высокой частоте.

Моя установка состоит:

Проволока медная –диаметром сечения 0,2мм. (0,64м.)

Проволока медная – диаметром 2мм (200 м.)

Пластиковая трубка- длина 42см.

Транзистор – КТ 805 БМ и др.

Резисторы: 12КОм и 47КОм

Конденсатор- 0,5 мкФ от 160В.

Источник питания- трансформатор 24 В.

Сглаживающий электролитический конденсатор 2000 мФ на 50 В.

В качере(как в общем-то и в блокинг-генераторе) теоретически, можно использовать любые транзисторы и радиолампы. Я проделал опыты с различными видами (N-P-N) транзисторами (см. таблица в приложения). Однако, практически очень неплохо себя зарекомендовали именно транзисторы КТ805, в частности - КТ805БМ, т.к. имел наибольшую длительность работы при постоянной нагрузке, а также я убедился, что работа катушки должна проводиться с временными интервалами в 15-20 минут, для охлаждения установки. Для охлаждения я использовал радиатор (5см.x8см.) схема №1 (см.приложение)

В самостоятельной сборке качера самый серьезный момент - намотка вторичной обмотки(L2). Как правило, она содержит в себе от 800 до 1800 витков. Намотка производится виток, к витку проводом диаметром 0,1 - 0,25 мм на диэлектрическое основание, например - пластиковую трубку. Соответственно, габариты полученного трансформатора (длина) напрямую зависят от толщины используемого провода. Диаметр каркаса при этом не важен - может быть от 15мм до 40мм,но при его увеличении эффективность качера должна возрастать (как и ток потребления).

К неподключенному концу катушки можно подсоединить иглу - это даст возможность наблюдать "стример" - коронообразное свечение, которое возникнет на ее кончике, во время работы устройства. Можно обойтись и без иглы - стример точно так же будет появляться на конце намоточного провода, без затей отогнутого к верху.

Вторичная обмотка представляет из себя бескаркасный четырехвитковой соленоид намотаный проводом диаметром (не сечением!) от 1,5 до 3 мм. Длина этой катушки может составлять от 7-8 до 25-50 см, а диаметр зависит от расстояния между ее витками и поверхностью катушки L2. Оно должно составлять 1 - 2 см. Направление витков обеих катушек должно совпадать обязательно.

Резисторы R1 и R2 можно взять любого типа с мощностью рассеивания не менее 0,5 Вт. Конденсатор C1 так же любого типа от 0,1 до 0,5 мФ на напряжение от 160 в. При работе от нестабилизированного источника питания необходимо подсоединить параллельно C1 еще один, сглаживающий конденсатор 1000 - 2000 мФ на 50 в.
Транзистор обязательно устанавливается на радиатор - чем больше, тем лучше.

Источник питания для качера должен быть рассчитан на работу при токе до 3 А (с запасом), с напряжением от 12 вольт, а желательно – выше. Будет гораздо удобнее, если он будет регулируемым по напряжению.
В собранном мной образце качера, я использовал источник питания трансформатор на 24 В. Диаметре вторичной катушки 5 см (длина - 42см) и площадь поперечного сечения провода 0.2мм2, а первичной - 8см (длина – 0,64 м), при площади поперечного проводника сечения 1.18мм2, стример возникал сразу. Причем, обычные эффекты, вроде зажигания светодиодных и газоразрядных ламп на расстоянии, возникали, так же сразу, как я их подносил.

В качестве источника питания был использован трансформатор, который подключен к осветительной сети 220В., последовательно подключил диодный мост, а также сглаживающий электролитический конденсатор 2000 мФ на 50 В.

При попытке заменить (из чистого интереса) КТ805 на более мощные КТ8102, КТ819, КТ918А, обнаружилось что режимы работы устройства значительно поменялись. На многих, заметно упал рабочий ток. Он составил всего - от 100 до 250 мА.

Следующий эксперимент, который я провел, был таков: на вверх катушки, к стримеру, прикрепил тор (который служил для увеличения радиуса действия электромагнитного поля.Как бы проще говоря, он является своеобразным конденсатором, с помощью которого, стример, увеличился и расстояние, работы лампочек увеличилось. Так же заметил, что, используя любой кусочек проволоки, стример, исходил из проволоки. Мне, показалось это очень странным, причины этому, считаю, что тор стал передавать, всю энергию на проволоку, и как бы, добился взаимодействия.

А так же, хочу предложить способ создания тора: Соединить концы трубы вместе можно алюминиевым скотчем. Так же, существует «бюджетный» вариант, например, взять шарик для пинг-понга и обмотать его фольгой, или просто, скомкать в шар фольгу, определенного диаметра. Все, тероид готов.

Кстати, функции тора таковы:

— снижение рабочей частоты за счёт изменения ёмкости во вторичном LC-контуре;

— значительное увеличение выходного напряжения за счёт гладкости (большого радиуса кривизны) поверхности;

— экранирование вторичной обмотки дополнительным электростатическим полем;

— формирование направления истечения разряда при помощи терминала;

— придание общему виду катушки классических форм и пропорций; и многие другие.

Заключение

Одной из самых ярких, интересных и неоднозначных личностей среди ученых-физиков является Никола Тесла.

Тесле удалось соединить в одном приборе свойства трансформатора и явление резонанса. Так был создан знаменитый резонанс-трансформатор, сыгравший огромную роль в развитии многих отраслей электротехники, радиотехники и широко известный под названием " трансформатора Теслы".

Его инженерные разработки нашли применение в области электроэнергетики, электротехники, кибернетики, биофизике, медицине. Вопросы, которыми занимался Николай Тесла, остаются актуальными и сегодня. Их рассмотрение позволяет творческим инженерам и студентам физических специальностей шире смотреть на проблемы современной науки, отказаться от шаблонов, научиться отличать правду от вымысла, обобщать и структурировать материал. Поэтому взгляды Н. Тесла можно считать актуальными ныне не только для исследований в области истории науки и техники, но как достаточно действенной средство поисковых работ, изобретение новых технологических процессов и использования новейших технологий .

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.

Выводы

В результате моих экспериментов, я убедился, что вокруг катушки Тесла, возникает электромагнитное поле высокой напряженности и высокой частоты, которое оказывает действие на светодиодные лампы, лампы заполненными инертными газами и они дают яркий свет. А в лампах накаливания возникает стример. лампочки загорались сами по себе у меня в руках на определенном расстоянии, значит, электрический ток может передаваться без проводов. Необходимо отметить и еще одну важную вещь: действие этой установки на человека: Как Вы заметили при работе меня не било током: токи высокой частоты, которые проходят по поверхности человеческого организма не причиняют ему вреда, наоборот, оказывают тонизирующее и оздоровительное действие, это используется даже в современной медицине. Однако надо заметить, что электрические разряды, которые Вы видели, имеют высокую температуру, поэтому долго ловить молнию руками не советую!

Стоячие волны и трансформатор Тесла Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Рустамов Н. Т., Досанов Н. Е., Бекболат М. С.

В данной работе рассматривается вопрос связанный индуцированным методом беспроводной пере-дачи электрической энергии. Раскрывается физическая суть такой передачи электрической энергии. Выдвигается концепция, что вокруг соленоида порождается полый «резонатор» или «волновод» заполненный магнитном поле . В возникшей вокруг трансформатора Тесла «волноводе» образуется стоячая волна . На пучках этой волны собирается электрическая энергия. Передача этой энергии зависит от размеров «волновода», т.е. от размеров магнитного поля создаваемой второй обмоткой трансформатора Тесла . В конце работы описывается техническая реализация выдвинутой концепции.

Текст научной работы на тему «Стоячие волны и трансформатор Тесла»

«эдущадум-лоугм&у »вттлмд / technical SCHMCE_21

Международный казахско-турецкий университет имени Х.А.Яссави, Казахстан

СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ И ТРАНСФОРМАТОР ТЕСЛА

International Kazakh-Turkish University. HA.Yassaviyy, Kazakhstan

International Kazakh-Turkish University. HA.Yassaviyy, Kazakhstan STANDING WAVES AND TESLA TRANSFORMER

В данной работе рассматривается вопрос связанный индуцированным методом беспроводной передачи электрической энергии. Раскрывается физическая суть такой передачи электрической энергии. Выдвигается концепция, что вокруг соленоида порождается полый «резонатор» или «волновод» заполненный магнитном поле. В возникшей вокруг трансформатора Тесла «волноводе» образуется стоячая волна. На пучках этой волны собирается электрическая энергия. Передача этой энергии зависит от размеров «волновода», т.е. от размеров магнитного поля создаваемой второй обмоткой трансформатора Тесла. В конце работы описывается техническая реализация выдвинутой концепции.

Ключевые слова. Трансформатор Тесла, беспроводная передача, «волновод», «резонатор», соленоид, магнитное поле, стоячая волна, пучки и узлы стоячей волны.

Введение. Проблема беспроводной передачи электроэнергии на расстояние уже более столетия будоражит умы ученых и заставляет их проводить бесконечные исследования в этой области. Пионером в освоении и исследовании методов передачи энергии на расстояние, без каких либо проводов можно с уверенностью считать Николу Тесла. Он обнаружил, что электроэнергия может передаваться и через землю, и через атмосферу. В ходе своих исследований он добился возгорания лампы на умеренных расстояниях и зафиксировал передачу электроэнергии на больших дистан-циях[1,2,3]. Его методы были основаны на явлениях электромагнитной индукции[4].

При беспроводной передаче энергии методом электромагнитной индукции используется ближнее электромагнитное поле на расстояниях около одной шестой длины волны. Электрический трансформатор является простейшим устройством для беспроводной передачи энергии. Первичная и вторичная обмотки трансформатора прямо не свя-

заны. Передача энергии осуществляется посредством процесса, известного как взаимная индукция. Беспроводная передача электрической энергии (WPT) позволяет подавать питание через воздушный зазор без необходимости использования электрических проводов. Беспроводная передача электрической энергии использует поля, создаваемые заряженными частицами, для переноса энергии через воздушный зазор между передатчиками и приемниками. Воздушный зазор заворачивается с помощью преобразования электрической энергии в форму, которая может передаваться по воздуху. Электрическая энергия преобразуется в переменное поле, передается по воздуху, и затем с помощью приемника преобразуется в пригодный для использования электрический ток. Такого тока называют током смешение[5,6].

Целью работы является обоснование беспроводной передачи электрической энергии на базе стоячих волн возникающих в магнитном поле вокруг соленоида.

Метод решение. Беспроводное электричество в буквальном смысле представляет передачу электрической энергии без проводов. Часто эту технологию сравнивают с передачей информации, к примеру, с Wi-Fi, сотовыми телефонами и радио. Беспроводная электроэнергия - это сравнительно новая и динамично развивающаяся технология.

До последнего времени наиболее совершенной технологией передачи электроэнергии считалась магнитно-резонансная система CMRS, созданная в 2007 году в Массачусетском технологическом институте. Данная технология обеспечивала передачу тока на расстояние до 2,1 метра. Однако запустить ее в массовое производство мешали некоторые ограничения, к примеру, высокая частота передачи, большие размеры, сложная конфигурация катушек, а также высокая чувствительность к внешним помехам, в том числе к присутствию человека.

Однако ученые из Южной Кореи создали новый передатчик электроэнергии, который позволит передавать энергию до 5 метров. А все приборы в комнате будут питаться от единого хаба. Резонансная система из дипольных катушек DCRS способна работать до 5 метров. Система лишена целого ряда недостатков CMRS, в том числе применяются довольно компактные катушки размерами 10*20х300 см, их можно незаметно установить в стены квартиры.

Самая реалистичная из технологий — беспроводное электропитание на основе электромагнитной индукции[7].

Предлагаемая технология основана на магнетизме и электромагнетизме и базируется на ряде простых принципов работы. В первую очередь это касается наличия в системе двух катушек. Многие свойства переменных и статических полей совпа-

дают. Но между ними имеются существенные различия. Вокруг неподвижного электрона (в реальности он не бывает неподвижным) имеется лишь статическое поле. Если начинается его движение, то вокруг него возникает и магнитное поле. При этом, чем быстрее движется данный электрон, напряженность данного магнитного поля будет выше. Однако движущееся магнитное поле создает и индуктированное поле. В результате вокруг электрона образуется индуктированное (вихревое) поле.

Как известно, электрическое поле представляет векторное поле, возникающее вокруг частиц или тел, обладающих электрическим зарядом, в том числе появляющееся при изменении магнитного поля, к примеру, в электромагнитных волнах. Оно является одним из двух компонентов электромагнитного поля.

Часть пространства, ограниченная со всех сторон металлическими стенками, называется полым резонатором. В резонаторе может существовать система стоячих волн с определенными частотами (собственными частотами резонатора). Эта система волн определяется путем решение уравнений

с граничным условием Ет = 0

Для создания таких волн нужны определенные условия. В этом случае понадобится полый «резонатор» или «волновод». Если проанализируем соленоид, тогда через него течет переменный ток, то сразу видно, что вокруг него образуется «волновод» заполненные магнитным полем. Такое представление соленоида показано на рис.2.

Рис.1. Вид соленоида, когда через него течет переменный ток

Такой соленоид идеальное устройство для создания стоячей волны. В принципе, беспроводная передача электроэнергии с помощью трансформатора Тесла работает на таком «волноводе». Ниже рассмотрим эту технологическую версию.

Первичная обмотка трансформатора Тесла является частью колебательного контура. Амплитуда

тока в колебательном контуре Р раз больше амплитуды питающего контура. Р - это добротность, значит колебательный контур создает Р раз большее магнитное поле, чем обмотка без резонансного контура.

Рис. 2. Вид трансформатора Тесла

А увеличение амплитуды магнитного поля, повлечет за собой увеличение ЭДС во вторичной обмотке. Таким образом, за счет резонанса достигается еще большее увеличение напряжения на выходе трансформатора Тесла. И еще одно: вторичная обмотка - это тоже колебательный контур. Сама обмотка- индуктивность контура, а конденсатором служит емкость на верхушке катушки верхней обкладки. И земля - нижняя обкладка. Если частоты первичного и вторичного контура совпадают, то амплитуда увеличивается не только р1 раз, но и в Р2 раз. Здесь самое интересное и самое важное. Ра-

бота вторичной обмотки Тесла, в роли длинной линии. Длинная линия - это провод геометрические размеры второго сопоставления длины волны колебания.

Наложение волны в длинной линии

Провод вторичной обмотки катушки Тесла -это длинная линия. В длинной линии, возможно, такое явление, как наложения прямых и отраженных волн. На рисунке вы можете видеть вторичную обмотку трансформатора Тесла.

А также изображения прямых и отраженных волн, движущие в проводе, которым намотана вторичная обмотка.

Рис. 3. В реальности длина волны больше длины провода.

Прямая волна - это колебание, наведенная во вторичной цепи со стороны первичной обмотки. Прямая волна двигается от нижней части обмотки к верхней. Когда прямая доходит до волн, а вторич-

ная обмотка она отражается и называется отраженной волной. Отраженная волна продолжает свое движение уже сверху вниз, при этом происходит

наложение прямых и отраженных волн. В определенных точках мы получаем максимумы амплитуды пучности, а между ними минимумы или узлы.

На рисунке, для легкости восприятия длина волн показана меньше длины провода, из чего в обмотку помещается много длинных волн. В реальной длине больше длины провода. Сам процесс сложения на прямых и отраженных волн это не влияет. Когда прямые и отраженные волны складываются в сайде, образуются максимум амплитуды или пучности, когда накладываются в противофазе минимум или узел. Наилучший результат возникает тогда, когда длина провода составляет четверть длины колебаний. Тогда у нас образуется классический случай стоячей волны.

Но, рационально пользоваться одной четвертью, когда длина провода на четверти волны, на верхнем конце обмотки мы получаем чистый максимум напряжения при минимуме тока 1тш, а в заземленном конце - максимум тока 1тах при минимуме напряжения итт.

Возникает вопрос: во сколько раз можно увеличить напряжение за счет сложения прямых и отраженных волн? Вот тут самое интересное.

- амплитуду колебания можно увеличить ровно во столько раз, сколько сложено прямых и отраженных волн.

Например, если частота колебаний 1 мГц, а частота разрядов 1 кГц, то мы получаем тысячекратное увеличение напряжения за счет сложения волн.

- Если складываются 1000 волн, то амплитуда возрастает в 1000 раз.

Давайте посчитаем, какова должна быть длина провода вторичной обмотки при 1 МГц, чтобы точно попасть в четверть длины волны.

Длина волны: Я = С; так как нам нужного четверть длина волны.

Провод: 1- = — = 3*108 = 75 [метров].

Тогда мы получим значительноеусиление ко-эффициентапо напряжению. Теперь можно рассчитать какое напряжение на выходе трансформатора Тесла мы получим при заданных парамет-рах.Увх = 100 В

^ = 20, к = 0.5, = 5, КНВ = 1000, ^

УвЬК = Увх • Qí • к • & • КНВ = 100 • 20 • 0,5 • 5 • 1000 =5000000 В.

Таким образом, небольшая катушка Тесла с хорошей настройкой может выдать несколько миллионов вольт при питании напряжения в 100 вольт. Техническая реализация.

Рис.3. Трансформатор Тесла обмотка тр. Тесла, 2-пов.трансформатор, 3-резонатор.

Возле этого трансформатора Тесла возникает «волновод», как показанной на рис.2. В этом «вол-

новоде» порождается стоячая волна, как показанной на рис. 3. На рис. 4 показана практическая реализация предложенной концепции.

Рис .4 Беспроводная передачи эл. энергии трансформатором Тесла.

Выводы. Основной функцией трансформатора является увеличение или уменьшение первичного напряжения. Бесконтактные зарядные устройства мобильных телефонов и электрических зубных щёток являются примерами использования принципа электродинамической индукции. Индукционные плиты также используют этот метод. Основным недостатком метода беспроводной передачи является крайне небольшое расстояние его действия. Приёмник должен находиться в непосредственной близости к передатчику для того, чтобы эффективно с ним взаимодействовать.

Беспроводная передача электрической энергии (WPT) дает нам шанс избавиться от тирании кабелей питания. В настоящее время эта технология проникает во все виды устройств и систем. Давайте взглянем на нее!

Большинство современных жилых домов и коммерческих зданий питаются от сетей переменного тока. Электростанции генерируют электричество переменного тока, которое доставляется в дома и офисы с помощью высоковольтных линий электропередачи и понижающих трансформаторов.

Электричество поступает в распределительный щит, а затем электропроводка доставляет электричество к оборудованию и устройствам, которые мы используем каждый день: светильники, кухонная техника, зарядные устройства и так далее.

Все компоненты стандартизованы. Любое устройство, рассчитанное на стандартные ток и

напряжение, будет работать от любой розетки по всей стране. Хотя стандарты разных стран и различаются между собой, в конкретной электрической системе любое устройство будет работать при условии соблюдения стандартов данной системы.

Тут кабель, там кабель. Большинство наших электрических устройств обладает кабелем питания от сети переменного тока.

1. Огребков Д. С. Резонансные методы передачи электрической энергии. М.: ВИЭОХ, 2006.

2. Никола Тесла. Лекции и статьи. М.: Tesla Print, 2003.

3. Исследование резонансной системы передачи электрической энергии // Информационные ресурсы России. 2011. №3. О. 21 - 24.

4. Nikola Tesla On His Work With Alternating Currents and Their Application to Wireless Telegraphy, Telephony and Transmission of Power, pp. 2629. (англ.) Об однопроводной системе передачи силовой электрической энергии // Оборник научных трудов НГТУ. 2011. № 2(64). О.123 - 134.

5. Тамм И.Е. Основы теории электричества. «Наука», 1966.

6. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поле. «Наука», 1967.

7. Рустамов Н .Т., Кибишов А., Бекболат М.О.. Ииспользование системы беспроводной передачи электрической энергии на расстоянии. Вестник МКТУ им. Х.АЯсауи, №2, 2018 , с.84-93.

Читайте также:

Проблема проекта трансформатор тесла