Никола Тесла и его изобретения | Рефераты Физика
Скачай Никола Тесла и его изобретения и еще Рефераты в формате PDF Физика только на Docsity! Введение (Слайд 2) Актуальность: Я считаю считаю, что проделанная нами работа носит в первую очередь просветительский характер, а так же повысит заинтересованность учеников в более углубленном изучении таких школьных предметов как физика, побудит их к исследовательской деятельности, и возможно для кого-то определит область дальнейшей деятельности. . 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. Однако, в наше время, энтузиасты и учёные мира пытаются повторить опыты гениального учёного и найти им применение. Я считаю себя одной из таких энтузиастов. Предмет исследования: катушка Тесла и магнитное поле. Оборудование: проектор, экран, компьютер, качер Бровина (катушка Тесла).
Цель проекта: формирование физического мышления, получение новых знаний, совершенствование практического применения знаний и развитие интереса к предмету физики к физическим явлениям в области магнитных полей. 1.Собрать действующую катушку Тесла, изучить ее работу, пронаблюдать образование искрового разряда. 2 Демонстрация невероятных свойств электромагнитного поля катушки Тесла и необыкновенно интересных опытов по применению катушки. Гипотеза исследования: 1. Вокруг катушки Тесла образуется электромагнитное поле огромной напряженности 2. Электромагнитное поле катушки Тесла способно передавать электрический ток беспроводным способом. Задачи: 1. Изучить основную литературу об учёном — физике Николае Тесла и его открытиях. 2. Ознакомиться с результатами, находящимися в открытом доступе, уже проведённых экспериментов по конструированию и работе катушки Тесла. 3. Проанализировать собранную информацию и попробовать сделать свои выводы по данному вопросу. 4. Ознакомить обучающихся с результатами моей работы, подготовив по данной теме презентацию.
Глава 1 Биография Николы Тесла (Слайд 3) 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.Теслы 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. Никола устроился преподавателем в реальную гимназию в Госпиче, ту, в которой он учился. Работа в Госпиче его не устраивала. Молодой Тесла смог в январе 1880 года уехать в Прагу, где поступил на философский факультет Пражского университета. Он проучился всего один семестр и был вынужден искать работу.
До 1882 года Тесла работал инженером-электриком в правительственной телеграфной компании в Будапеште. 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. 6 июля 1884 года Тесла прибыл в Нью-Йорк. Он устроился на 1) лампочки, наполненные инертным газом, светятся вблизи катушки, следовательно, вокруг установки действительно существует электромагнитное поле высокой напряженности; 2) лампочки загорались сами по себе у нас 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 нас 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 советуем. Современное применение идей Теслы: 1. Переменный ток, впервые полученный Тесла, является основным способом передачи электроэнергии на большие расстояния 2. Электрогенераторы, которые изобрел Никола Тесла, являются основными элементами в генерации электроэнергии на ГЭС, АЭС, ТЭС и т. д. 3. Электродвигатели используются во всех современных электропоездах, электромобилях, трамваях, троллейбусах 4. 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. 5. Беспроводные заряжающие устройства начинают использоваться для зарядки мобильных телефонов или ноутбуков. 6. Оригинальные современные противоугонные средства для автомобилей работают по принципу все тех же катушек.
7. Использование в развлекательных целях и в медицине. Заключение Одной из самых ярких, интересных и неоднозначных личностей среди ученых-физиков является Никола Тесла. Почему-то его несильно жалуют на страницах школьных учебников физики, хотя без его трудов, открытий и изобретений трудно представить себе существование обыденных, казалось бы, вещей, таких как, например, наличие электротока в наших розетках. Подобно Ломоносову, Никола Тесла опередил своё время и не получил заслуженного признания при жизни, впрочем, и поныне его труды не оценены по достоинству. Николе 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». Трансформатор Тесла — удивительное устройство, позволяющее получить мощный интенсивный поток автоэлектронной эмиссии чрезвычайно экономичным способом. Однако его уникальные свойства и полезные применения далеко еще не исчерпаны.
Бесспорно, Н. Тесла является интересной фигурой с точки зрения на перспективу использования на практике его нетрадиционных идей. Сербскому гению удалось оставить заметный след в истории науки и техники. Его инженерные разработки нашли применение в области электроэнергетики, электротехники, кибернетики, биофизике, медицине. Деятельность изобретателя окутана мистическими рассказами, среди которых надо выбрать именно те, в которых содержится правдивая информация, действительные исторические факты, научные достижения и конкретные результаты. 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.
Электромагнитная индукция как видел её гениальный Тесла
В данной статье мы рассмотрим явление “Электромагнитна индукция”. И, как увидит читатель, это явление очень просто для понимания. Надо только взглянуть на это глазами великого Теслы. Мы это попробовали сделать. И получилась простая логичная картина.
Чтобы увидеть электричество – как видет это Тесла, надо изменить взгляд на электричество.
Электрический ток – это не поток электронов. Это движение некой субстанции, что-то вроде газа или жидкости. и ведёт себя эта субстанция во вмногом как газ или жидкость.
Вспомним потоки энергии электромагнитного поля проводника (смотри статью “Электричество и электрические явления”)..
Как мы видим, все потоки энергии электромагнитного поля направлены от «+» – к «-». Представим себе проводник, намотанный в виде витков спирали вокруг катушки.
Потоки энергии электромагнитного поля, согласно законам диффузии, будут направлены от «+» – к «-».
И внутри катушки, и снаружи. Теперь представим сердечник в виде металлического стержня внутри катушки.
Потоки энергии внутри этого стержня (когда он находился вне катушки) направлены от поверхности по кратчайшему расстоянию – к оси сердечника. Это естественно и соответствует законам диффузии.
Все меняется, когда стержень поместили внутрь катушки и включили ток. Теперь сердечник плотным кольцом окружают направленные потоки энергии электромагнитного поля проводника. Направленные вдоль сердечника от «+» – к «-» обмотки. Таким способом перекрывается доступ свободной энергии извне – внутрь сердечника. Кроме как со стороны «+» катушки.
И, самое главное: на конце катушки с током появилась точка недостатка энергии. И в эту точку, в полном соответствии с законами диффузии, направятся потоки свободной энергии внутреннего пространства металлического сердечника. Это есть действие так называемой «электродвижущей силы» катушки с током.
Все эти направленные потоки свободной энергии потащат за собой сердечник.
Опять же, в полном соответствии законам диффузии энергии и законам взаимодействия материи и энергии. Сердечник сдвинется по направлению потоков электромагнитного поля. И прекратит свое движение только после того как сердечник выйдет из зоны действия электромагнитного поля.
Но если сердечник жестко закреплен в катушке, то под действием электродвижущей силы в нем возникнет электрический ток. Катушка с сердечником превратится в электромагнит. Сердечник поглощает энергию одной своей стороной, а излишек выделяет другой стороной. Поглощающая сторона будет притягивающей стороной электромагнита.
Если внутри катушки поместить не просто сердечник, а проводник – как часть электрической цепи. В этой цепи возникнет электрический ток.
На способности катушки с током индуцировать возникновение электротока в проводнике основано действие многих приборов. В первую очередь – трансформаторов и генераторов электротока.
Принципиально, генератор электрического тока представляет собой рассмотренную, нами, катушку с проводником вместо сердечника.
Точнее: с электрической цепью с какой-нибудь нагрузкой, например – лампочкой. Благодаря направленному потоку электромагнитной индукции, созданному катушкой, внутри сердечника – проводника появляется направленный поток межмолекулярной энергии. Это и есть электрический ток, созданный электромагнитной индукцией.
Наиболее высокий КПД такого генератора наблюдается при подаче на катушку прерывистого тока. Именно в моменты включения – выключения электротока в катушке, ее электромагнитное поле достигает своего пика.
Длина волны индуцированного тока определяется длиной катушки. Вспомним, что в момент включения и выключения электротока в проводнике, электромагнитное поле движется от «+» – к «-» со скоростью света. Достигает пика к середине проводника и сходит на ноль – к его концу. Значит, длина волны электромагнитной индукции здесь должна быть равна длине катушки. Отсюда легко определить необходимую максимальную частоту электротока в катушке: как отношение скорости света «С» – к двум длинам катушки.
Меньшая частота ведет к уменьшению КПД генератора.
В моменты включения (или выключения) электрического тока в катушке, в электрической цепи – сердечнике катушки – возникнет электрический ток. В результате, лампочка в цепи загорится. Но тут же погаснет, поскольку прекращает свое действие ЭДС индукции. В результате затрат энергии на горение лампочки, в этой цепи возникнет недостаток межмолекулярной энергии.
Получаем: электромагнитного поля катушки нет, во вторичной цепи недостаток энергии. И тогда проводник – сердечник восполняет возникший недостаток межмолекулярной энергии единственно возможным и самым великолепным способом. Он забирает ее из окружающего пространства!
ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ СВОЕОБРАЗНЫЙ «Н А С О С» ПО ВЫКАЧИВАНИЮ СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ ИЗ ОКРУЖАЮЩЕГО ПРОСТРАНСТВА И ПРЕВРАЩЕНИЮ ЕЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.
В ЭТОМ ВЕЛИЧАЙШАЯ СИЛА ЭЛЕКТРИЧЕСТВА. НИКАКИЕ, ДАЖЕ САМЫЕ СМЕЛЫЕ, ПРОГНОЗЫ НЕ БУДУТ ПРЕУВЕЛИЧЕНИЕМ: КАКИЕ ПОТРЯСАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДАЕТ ЧЕЛОВЕКУ ПРИМЕНЕНИЕ «НАСОСА» ПО ПЕРЕКАЧКЕ ЭНЕРГИИ!
Любой генератор электроэнергии: будь то простой автомобильный генератор или мощнейшая паровая (гидро-) турбина электростанции, на самом деле выкачивают энергию из окружающего пространства и превращают ее в электрическую.
Но никак не «превращают» механическую энергию – в электрическую.
Принцип «насоса» означает, что создание бестопливного генератора энергии – не просто мечта, а вполне достижимая реальность.
Взлет и падение гения электричества – Physics World
Взято из январского номера журнала Physics World за 2014 год
Тесла: изобретатель эпохи электричества хб 520pp
Электрический эффект Ученый и изобретатель Никола Тесла родился в 1856 году в семье сербов, живших в городе Смильян на территории современной Хорватии. Вдохновленный своей матерью, молодой Тесла был заядлым мастером, который пытался построить дирижабль, когда был еще ребенком. У него также было чрезмерно яркое воображение, и поначалу он жил в тени своего старшего брата Дейна. После того, как Дейн погиб в результате несчастного случая, семилетний Никола должен был пойти по стопам отца и стать священником Сербской православной церкви. Однако через несколько лет Тесла серьезно заболел холерой и на смертном одре выпросил у отца разрешение на получение технического образования.
Он быстро поправился.
К сожалению, последующая история Теслы — его изобретения двухфазного электродвигателя и катушки Теслы (среди прочего), его долгая вражда с Томасом Эдисоном и его последующее забвение — изложена в новой биографии Бернарда Карлсона неравномерно. Хотя книга
Первый признак неприятностей в книге следует за переездом Теслы в 1875 году в Грац, Австрия. Там, в Технической школе Джоаннеум, он получил свое первое формальное введение в то, что тогда было известно об электричестве. Именно в Граце Тесла предпринял свои первые попытки изобрести двигатель переменного тока (AC), в отличие от двигателей постоянного тока (DC), которые использовались в то время. Но отчеты Карлсона о технических деталях работы Теслы даны с точки зрения понимания Теслы, а не современного взгляда, и их часто трудно проследить в деталях.
После Граца Тесла продолжил образование в Праге, а затем в Будапеште. Там у него появился помощник Антал Сигети, и у него родилась первая большая идея: вращающееся магнитное поле в двигателе переменного тока. Затем он и Сигети отправились в Париж, где присоединились к компании, основанной Эдисоном, и Тесла узнал разницу между его мысленным образом двигателя переменного тока и проблемами, связанными с реальной вещью. В 1884 году он снова переехал, на этот раз в Нью-Йорк, где работал на машиностроительном заводе Эдисона. Там он разработал систему дугового освещения, но Эдисона больше интересовало освещение лампами накаливания, и вскоре их пути разошлись.
В последующие годы Тесла изобрел ряд электрических устройств, включая термоэлектрический двигатель и пиромагнитный генератор. Его работа привлекла внимание как богатых финансистов, так и технологов; Альфред С. Браун, суперинтендант столичного округа Нью-Йорка Western Union, поддержал его в этот период, как и Чарльз Ф. Пек, юрист из Энглвуда, штат Нью-Джерси.
Компания Westinghouse построила от 500 до 1000 электродвигателей Тесла, предназначенных в основном для использования в трамваях и горнодобывающей технике. Westinghouse также лицензировала американские патенты Теслы на многофазный асинхронный двигатель переменного тока и построила огромные электростанции для снабжения этих двигателей электричеством. Эдисон, со своей стороны, построил электростанции постоянного тока и отстаивал использование постоянного тока, но идеи Теслы были лучше и в конце концов победили. Любопытно, что в этой книге очень мало говорится об эпической борьбе между идеями переменного тока Теслы и устройствами постоянного тока Эдисона.
В любом случае Тесла уволился из Вестингауза в 1889 году и вернулся в Нью-Йорк, где все это время работал Сигети. (Кстати, Сигети мог быть больше, чем просто другом и помощником Теслы; у Теслы были давние дружеские отношения с несколькими мужчинами, включая Сигети, и Карлсон предполагает, не приходя к однозначному выводу, что он был гомосексуалистом.) В Нью-Йорке , Тесла взялся повторить эксперименты Генриха Герца, подтвердившие предсказание Джеймса Клерка Максвелла об электромагнитных волнах. Возясь с аппаратом, похожим на Герца, для создания волн, он вскоре наткнулся на то, что стало известно как катушка Тесла — устройство, которое генерировало высокочастотные сигналы высокого напряжения при слабом токе. Он начал читать лекции, в которых приводил публику в восторг мощными демонстрациями электрических эффектов. Примечательно, что во время этих захватывающих шоу он редко получал травмы.
Вершина карьеры Теслы пришлась на 1893 год, когда руководитель проекта по использованию энергии Ниагарского водопада Эдвард Дин Адамс заключил с Westinghouse контракт на создание генераторов для электростанции.
Основным изобретением Теслы этого более позднего периода была схема передачи информации и энергии по всему миру с помощью земных волн: не радиоволн его соперника Гульельмо Маркони, а подземных стоячих волн, генерируемых огромными устройствами. Однако Тесла никогда не был в состоянии финансировать создание этих устройств, и в книге мы узнаем о его все более отчаянных попытках собрать средства для поддержки этого и других «изобретений» — все они явно безуспешны.
Карлсон считает «изобретение» Теслы по передаче информации предвосхищением Всемирной паутины и говорит, что даже сегодня есть люди, исследующие, могут ли идеи Теслы работать. Но, как признает даже Карлсон, существует «несоответствие между тем, что думал Тесла… и тем, как на самом деле функционирует Земля». Действительно, дизъюнкция: эта идея, как и многие схемы Теслы, была чистой фантазией.
Поначалу Карлсон несколько скептически относится к безумным идеям Теслы. В конце концов, однако, его увлекает магия Теслы, и вторая половина его книги страдает из-за этого, скатываясь к той ерунде, которую на самом деле заядлые поклонники Теслы (а их там много). любовь. Очень жаль, потому что у Теслы были очень хорошие идеи, особенно на раннем этапе. В общем, это не очень хорошая книга.
Физика электромагнита на 10 миллиардов вольт Хитрого Э. Койота
Мне нравится анализировать физику научной фантастики, и поэтому я собираюсь утверждать, что действие мультфильма «Веселые мелодии» «Сжатый заяц» происходит в далеком будущем, когда животные правят миром.
Я имею в виду, Багз Банни и Хитрый Койот ходят на двух ногах, разговаривают и строят разные вещи. Как это не научная фантастика?
Позвольте мне установить сцену — и я не думаю, что нам нужно беспокоиться о предупреждениях о спойлерах, поскольку этому эпизоду 60 лет. Основная идея, конечно, в том, что Хитрый Э. Койот решил, что он должен съесть кролика. После пары неудачных попыток поймать Багса он придумывает новый план. Во-первых, он собирается бросить кусок железа в форме морковки в кроличью нору Багса. После того, как морковь будет съедена (и я понятия не имею, как это произойдет), Хитрый Койот включит
Но подождите! Вот часть, которая мне очень нравится: пока Уайл Э. Койот собирает свое хитроумное изобретение, мы видим, что оно поставляется в огромном ящике с надписью «Набор для самостоятельной сборки одного электрического магнита на 10 000 000 000 вольт».
В конце концов, вы, наверное, догадываетесь, что происходит: Багс на самом деле не ест железную морковь, поэтому, как только койот включает магнит, он просто летит к нему и в его пещеру.И, конечно, куча других к нему тоже притягиваются всякие вещи, в том числе фонарный столб, бульдозер, гигантский круизный лайнер и ракета.
Хорошо, давайте разберем физику этого массивного электромагнита и посмотрим, сработало бы это, если бы Багс на это попался.
Существует два основных способа создания постоянного магнитного поля. Первый — с постоянным магнитом, вроде тех, что прилипают к дверце холодильника. Они сделаны из ферромагнитного материала, такого как железо, никель, альнико или неодим. Ферромагнитный материал в основном содержит области, которые действуют как отдельные магниты, каждая из которых имеет северный и южный полюса. Если все эти магнитные домены выровнены, материал будет действовать как магнит. (На атомном уровне происходят очень сложные вещи, но давайте не будем об этом сейчас беспокоиться.
)
Однако в данном случае У Уайла Э. Койота есть электромагнит, который создает магнитное поле с электрическим током. (Примечание: мы измеряем электрический ток в амперах, и его не следует путать с напряжением, которое измеряется в вольтах.) Все электрические токи создают магнитные поля. Обычно, чтобы сделать электромагнит, вы берете проволоку, обматываете ее вокруг ферромагнитного материала, например железа, и включаете ток. Сила его магнитного поля зависит от электрического тока и количества петель, которые проволока делает вокруг сердечника. Можно сделать электромагнит без железного сердечника, но он будет не таким сильным.
Когда электрический ток создает магнитное поле, это поле затем взаимодействует с магнитными доменами в куске железа. Теперь, когда железо и действуют как магнит, в результате электромагнит и наведенный магнит притягиваются друг к другу.
Как насчет 10 миллиардов вольт?
Я не знаю, как появился сценарий для этого эпизода, но, по-моему, у них была группа сценаристов, работающих вместе.
