Генератор молний


ГЕНЕРАТОР МОЛНИЙ
Паспорт проекта
Выполнили: Мищенков Никита Сергеевич,
Назаренко Никита Андреевич,
Азизов Тимур БахтияровичУченики 11 «А» класса
МБОУ гимназии г. Гурьевска
Научный руководитель
Матвеева Вера Владимировна,
Учитель физики и астрономии
МБОУ гимназии г. Гурьевска
Тип проекта: информационно - исследовательский.
Тип проекта по предметно - содержательной характеристике: межпредметный.
Учебная работа по количеству участников: групповая.
По срокам: долгосрочная.
По характеру контактов у учащихся в процессе выполнения проекта:
внутришкольная.
Краткая аннотация проекта.
В одном из номеров журнала «Популярная Механика» была статья про модель катушки Тесла. Нас идея создания подобной катушки заинтересовала. Моделирование таких конструкций полезны для развития инженерной мысли, приобретения навыков работы с радиотехническими устройствами, выбора дальнейшей профессии. На примере таких моделей катушки Тесла удобно изучать явление электромагнитной индукции, принцип работы трансформатора, демонстрировать эффектные опыты.
Гипотеза: может ли данная модель катушки являться источником беспроводной энергии.
Цель: создание модели катушки Тесла и испытание её в процессе работы.
Задачи:
Изучить научные труды Николы Тесла.
Найти и изучить источники информации в популярной литературе и интернете.
Создать модель и испытать её в действии.
Методы исследования:
Анализ информации из разных источников.
Обобщение данных из истории создания катушки Тесла.
Демонстрация модели.

Глава I. Теоретическая часть работы
Биография Тесла
Зрелый возраст
«Распространение цивилизации можно сравнить с огнём: сначала это слабая искра, затем мерцающий огонёк, а потом могущественное пламя, наделённое скоростью и силой».
Никола Тесла
После окончания Пражского университета, он первое время работал в Будапеште на телеграфе, спустя некоторое время перебирается в Париж, а оттуда в Страсбург. В 1883 году Тесла изобрел свой первый электродвигатель, благодаря чему он познакомился с Томасом Эдисоном и переехал в США. Эта страна станет для него родным домом и там он проживет всю оставшуюся жизнь. Никола Тесла трудился с утра до ночи, не покладая рук, спал несколько часов в день, но Эдисон так и не оценил его стараний. Будучи старше Николы на девять лет, он уже изобрел такие популярные вещи, как электрическая лампочка, фонограф, угольный микрофон. К тому же работали все его изобретения на постоянном токе, а Никола Тесла отдавал предпочтение току переменному. 
Однако именно в это период он подружился с инженером по фамилии Браун, который уговорил нескольких своих знакомых оказать небольшую финансовую поддержку Тесле. В апреле 1887 года созданная на эти деньги компания начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами. Вскоре перспективность компании была доказана большими заказами из многих городов США.
Под офис своей компании в Нью-Йорке Тесла снял дом на Пятой авеню неподалёку от здания, занимаемого компанией Эдисона и между двумя крупнейшими на тот момент компаниями развязалась острая конкурентная борьба, получившая в Америке под название "Война токов". С 1888 года Тесла полностью посвятил себя исследованиям магнитных полей и высоких частот в своей лаборатории. Эти годы были наиболее плодотворными: он получил множество патентов на свои изобретения. Он мог позволить себе отомстить своему давнему недоброжелателю Эдисону и устроил феерическое шоу на выставке в Чикаго. Стоя посередине выставочного зала, изобретатель пропустил через свое тело ток напряжением в два миллиона вольт. Тесла стоял и умиротворенно улыбался, держа в руках лампочку Эдисона, которая получала энергию как бы из ниоткуда. А ведь по версии Томаса Эдисона, он при таком раскладе должен был мгновенно умереть из-за действия опасного для жизни переменного тока.

В следующий раз он поразил окружающим еще более феерическим поступком. На башне своей лаборатории он установил медный шар и, проверив оборудование, велел механику запускать установку. Башня загудела, и от нее во все стороны метнулись молнии длиной более десятка метров. У людей, которые шли по улице, под ногами мелькали искры, бабочки, кружившие в воздухе, светились синими огнями, из открытых водопроводных кранов выскакивал ворох разноцветных искр. 
В 1931 году Тесла показал общественности новый феномен. Он заменил бензиновый двигатель в автомобиле на электромотор, затем прицепил под капот коробочку с двумя стержнями, сел на водительское кресло и, после нажатия на педаль, машина поехала. Изобретатель ездил на ней семь дней и мог развить скорость до 150 км/час. И это при том, что ни батарей, ни аккумуляторов в машине не было. 
Тесла и Нобелевская премия
«Сколько людей называли меня фантазером, как насмехался над моими идеями наш заблуждающийся близорукий мир. Нас рассудит время.»
Никола Тесла
6 ноября 1915 года газета «Нью-Йорк таймс» сообщила: Нобелевскую премию по физике разделят Тесла и Эдисон. Но сообщение о присуждении премии Тесле и Эдисону вызвало настоящую сенсацию. Всем было интересно, как давние конкуренты и «заклятые друзья» будут вместе ее получать.
А 14 ноября начали поступать сообщения из Стокгольма — на этот раз уже об официальном решении Нобелевского комитета, который объявил, что премию по физике получат другие учёные.
Труды Тесла
Изобретения и патенты
«Наш мир погружен в огромный океан энергии, мы летим в бесконечном пространстве с непостижимой скоростью. Всё вокруг вращается, движется — всё энергия. Перед нами грандиозная задача — найти способы добычи этой энергии. Тогда, извлекая её из этого неисчерпаемого источника, человечество будет продвигаться вперёд гигантскими шагами.»
Никола Тесла
Телеавтоматическая лодка. В 1889 Тесла объявил о своем изобретении – телеавтоматическая лодка, управляемая дистанционно. Он построил модель судна и показал, как можно управлять им на расстоянии. Посреди пруда, повинуясь приказам Тесла, плавал маленький кораблик. В настоящее время все радиоуправляемые модели работают на этом принципе.
Кирлиан эффект. Широко известный среди ученых нашего времени Кирлиан эффект был запатентован только лишь в 1949 году, хотя Тесла демонстрировал эффект удивительного свечения "ауры" предметов еще в конце XIX века!
Считается, что российские исследователи супруги Кирлиан открыли окно в неведомый мир. Ими были получены первые уникальные снимки мерцающих излучений живых и неживых объектов природы с использованием "токов высокой частоты". При этом проводились исследования свечения объектов в электромагнитном поле.
Башня Ворденклиф. Она известна как Башня Тесла— первая беспроводная телекоммуникационная башня, созданная Николой Тесла и предназначавшаяся для коммерческой трансатлантической телефонии, радиовещания, и демонстрации беспроводной передачи электроэнергии. Первые полномасштабные испытания башни-резонатора прошли 15 июня 1903 года ровно в полночь по местному времени. Результат работы этого объекта никогда не были зафиксированы авторитетными сторонними наблюдателями, не осталось никаких чертежей башни, никто не знает точный принцип ее работы. Существуют лишь фотографии и обрывочные данные. В настоящее время есть ученые и инженеры, которые по своим чертежам пытаются повторить это изобретение.
Машина землетрясений. В 1898 году Никола Тесла заявил, что создал некий "электромеханический осциллятор", который, будучи установленным на любой конструкции, построенной с использованием металлического каркаса, разрушит этот объект менее чем за час, например, он может разрушить Бруклинский мост всего за полчаса.
Радиолокатор Тесла. В 1917 году Тесла предложил устройство для обнаружения подводных лодок. Он доказывал: "Существует возможность определить местонахождение корабля или подводной лодки с помощью электромагнитных волн". Эта его идея не была принята всерьез. И лишь в 1930-е годы в мире стали создаваться первые радиолокаторы.
Тунгусский метеорит. В подтверждение этой гипотезы сообщается, что якобы в то время у Тесла видели карту Сибири, включающую район, в котором произошел взрыв, а время проведения экспериментов непосредственно предшествовало "Тунгусскому диву".
Весной того года в письме к редактору газеты Тесла писал: "...Даже сейчас мои беспроводные энергетические установки могут превратить любой район земного шара в область, непригодную для проживания..." Примечательно, что в ночь на 30 июня многие наблюдатели в Канаде и Северной Европе отмечали в небе облака необычного серебристого цвета, которые, казалось, пульсировали. Это совпадает с рассказами очевидцев, наблюдавших ранее за опытами Тесла в его лаборатории в Колорадо-Спрингс. Кроме того, в те дни в десятках населенных пунктов Западной Европы и России наблюдалось интенсивное свечение неба, ночные светящиеся облака и необычайно красочные сумерки.
Наследие Тесла
«Я не тружусь более для настоящего, я тружусь для будущего».
Никола Тесла
Применение идей Тесла в современном мире
Переменный ток является основным способом передачи электроэнергии на большие расстояния.
Электрогенераторы являются основными элементами в генерации электроэнергии на ГЭС, АЭС, ТЭС и т. д.
Электродвигатели используются во всех современных 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.
Беспроводные заряжающие устройства начинают использоваться для зарядки мобильных телефонов или ноутбуков.
Никола Тесла в массовой культуре и искусстве
Награды Тесла
«Великие тайны нашего бытия еще только предстоит разгадать, даже смерть может
оказаться не концом».
Никола Тесла
Кавалер черногорского Ордена князя Данило I 2-й степени (1895).
Кавалер Большого креста Ордена Белого льва (Чехословакия) (1891).
Золотая медаль Эллиота Крессона (Elliott Cresson Gold Medal).
МедальЭдисона (EdisonMedal) (AIEE, 1916).
Увековечение памяти. Именем Тесла названа единица измерения магнитной индукции в международной системе единиц СИ.
Памятники. Аэропорту в белградском пригороде Сурчин присвоено имя Николы Тесла.
В Хорватии, в курортном городе Пореч, расположенном на западном побережье полуострова Истрия, есть набережная имени Николы Тесла. Именем Тесла названы улицы в Загребе и других городах. Памятник Тесла, установленный около здания Белградского университета.

Деньги. Никола Тесла также изображен на сербских деньгах.
Кинематограф. Около 10 фильмов, снятых разными режиссёрами, посвящены Николе Тесла, например, биографии Тесла посвящен фильм «Тайна Николы Тесла», снятый в Югославии режиссёром Крсто Папич.
Искусство (Тесла шоу). Уникальное, футуристическое Тесла шоу существует на стыке искусства и науки. Грозные некогда молнии стали инструментом в руках музыкантов будущего. Энергия в чистом виде переливается яркими разрядами и звучит мелодиями в живом исполнении. Танцующие нити молний ловят руками и всем телом танцоры.

Глава II. Практическая часть исследовательской работы
«Вам знакомо выражение «выше головы не прыгнешь»? Это заблуждение. Человек может все».
Никола Тесла
Состав и работа трансформатора Тесла
Трансформатор Тесла состоит из 2 катушек (их называют первичной и вторичной катушками(обмотками)) и схемы, которая преобразует постоянное напряжение в переменное. На картинке: 1- первичная катушка, 2- вторичная катушка, 3-схема.

Первичная катушка обычно содержит несколько витков провода большого диаметра или медной трубки, а вторичная около 500-1500 витков провода меньшего диаметра. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической (вертикальной). В отличие от обычных трансформаторов, здесь нет ферро магнитного сердечника. В катушке Тесла, взаимоиндукция между двумя катушками гораздо меньше, чем у трансформаторов с ферро магнитным сердечником. Вторичную обмотку часто покрывают слоем эпоксидной смолы или лака для предотвращения электрического пробоя.
2) Изготовление собственной модели
Собственную модель трансформатора Тесла мы собирали по схеме качера Бровина.
Для изготовления данной схемы мы взяли следующие компоненты:
2 резистора.
1мощный транзистор перехода р-n-р.
1 конденсатор.
Кулер от компьютера, алюминиевый радиатор.
Медная проволока диаметром 0,12 мм (проволоку взяли, размотав силовой трансформатор).
Медная трубка диаметром 15 мм и длиной 100 см.
Часть водопроводной трубы.
Подставка для трансформатора.
Изготовление трансформатора Тесла:
Сначала изготавливали вторичную катушку. Для этого была взята часть водопроводной трубы длинной 235 мм и диаметром 40 мм. На данную трубу снизу-вверх наматывали медную проволоку в один слой. Витки при намотке располагались строго друг к другу и не накладывались один на другой (если виток накладывается один на другой, то трансформатор сгорит и перестанет работать). Ряд несложных арифметических расчетов помог вычислить приблизительное число витков катушки: 1950 витков.
Когда вторичная катушка была намотана, то её покрыли слоем электроизоляционного лака, чтобы проволока при работе не нагревалась и не происходил пробой изоляции, то есть чтобы проволока не сгорела и трансформатор не вышел из строя. Также покрытие лаком катушки способствует фиксации витков, а это сводит к нулю риск размотки катушки.
Далее собрали электрическую схему, в которую входят:
2 резистора.
1 мощный транзистор перехода р- n –р.
1 конденсатор.
Кулер от компьютера, алюминиевый радиатор.
3) Расчет выходного напряжения
С помощью коэффициента трансформации K рассчитаем приблизительное (так как классические формулы дают неточные ответы для катушки Тесла) выходное напряжение, при входном напряжении 20В.
K=N1/N2, где N1и N2 – это количество витков в первой и второй катушках. N1=4, а N2=1950. Также K=U1/U2, где U1 и U2 – это входное и выходное напряжения соответственно.U1=20В, найдём U2 по формуле: N1/N2= U1/U2.
Следовательно, U2= U1* N2/ N1=20В*1950/4=9750В. Значит, данный трансформатор Тесла при входном напряжении 20В, дает выходное напряжение примерно 9750В. При максимальном входном напряжении 30В, дает выходное напряжение примерно 15000В.


Заключение
В данной работе мы хотели собрать собственную катушку Тесла, изучить биографию Николы Тесла, познакомиться с трудами и наследием ученого. Мы проанализировали вклад великого физика в развитие науки прошлого и настоящего, ознакомились с различными способами сборки катушки Тесла, сконструировали собственную модель с учетом общепринятых правил, провели ее испытания. Выдвинутая нами гипотеза о катушке как источнике беспроводной энергии, подтвердилась, то есть, имея входное напряжение 20 Вольт, мы получили выходное напряжение 9750 Вольт.
Как говорил Никола Тесла: «Я мог бы расколоть земной шар, но никогда не сделаю этого. Моей главной целью было указать на новые явления и распространить идеи, которые и станут отправными точками для новых исследований». В результате нашей работы мы тоже пришли к выводу, что Никола Тесла – «вдохновенный пророк электричества» и «повелитель молний»
Мы считаем его величайшим изобретателем в истории человечества, незаслуженно редко упоминаемым в учебниках физики, ведь он открыл переменный ток, флуоресцентный свет, беспроводную передачу энергии, впервые разработал принципы дистанционного управления, основы лечения токами высокой частоты, построил первые электрические часы, двигатель на солнечной энергии и многое другое, указанное в нашем реферате, получив на свои изобретения 300 патентов в разных странах. Он изобрёл радио раньше Маркони и Попова, получил трёхфазный ток раньше Доливо-Добровольского. Вся современная электроэнергетика была бы невозможна без его открытий.
Источники интернета
http://tesla-nikola.ruhttp://i-fakt.ru/interesnye-fakty-o-tesla/http://electrik.info/main/fakty/58-tajjny-i-zagadki-nikoly-tesla.htmlhttp://miffacts.com.ua/%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%B0-%D1%82%D0%B5%D1%81%D0%BB%D0%B0/http://lllolll.ru/teslahttp://nepoznanoe.narod.ru/HTM/tesla.htmhttp://howmake.ru/publ/transformator_tesly_svoimi_rukami_v_domashnikh_uslovijakh/1-1-0-588http://paranormal-news.ruhttp://ntesla.at.ua/news/2008-06-24-6http://nauka-teatr.ru/nikola-tesla/http://bourabai.ru/tesla/http://quote-citation.com/topic/nikola-teslahttp://tesla-nikola.ru/tags/%D4%EE%F2%EE/

Приложенные файлы

  • docx file 28
    Генератор молний
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий