Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Промышленновская средняя общеобразовательная школа №56»
Передача электроэнергии на расстоянии
Исследовательская работа
Авторы работы:
Добриянский Сергей,
ученик 8 г класса,
Константинов Константин,
ученик 8 г класса.
Руководитель:
Осипов Александр Андреевич,
учитель физики.
п.Промышленная
2013
Оглавление
Оглавление 2
1.1.Цель работы: 3
1.2.Передача энергии беспроводным способом. 4
1.3.Качер В.И. Бровина 8
2.1. Мои опыты по передачи электрической энергии на расстоянии. 10
Выводы: 11
Список литературы 12
Цель работы:
Изучение явления передачи электрической энергии на расстоянии на основе опытов Николы Тесла.
Зыдачи:
1.Изучить историю изобретения беспроводной передачи электричества.
2. Построить простейшую машину по передаче электрической энергии на расстоянии, «Качер Бровина».
3. Зажечь лампу накаливания и люминесцентную лампу на расстоянии.
Передача энергии беспроводным способом.
Передача энергии на расстояние. Первым, кто смог осуществить эту мечту стал Никола Тесла – сын обычного сербского священника в селе Смиляны (Хорватия). “Передача энергии без проводов — не теория и не просто вероятность, как это представляется большинству людей, но явление, которое я экспериментально демонстрировал в течение ряда лет. Сама идея появилась у меня не сразу, а в результате длительного и постепенного развития и стала логическим следствием моих исследований, которые были убедительно продемонстрированы в 1893 году, когда я впервые представил миру схему моей системы беспроводной передачи энергии для всевозможных целей. Мои опыты с токами высокой частоты были первыми за всё время, проведенными публично, и они вызвали острейший интерес по причине тех возможностей, которые они открывали, а также поразительной природы самих явлений. Немногие из специалистов, знакомых с современной аппаратурой, по достоинству оценят трудность задачи, когда у меня в распоряжении были примитивные устройства”.
Hикола Тесла полyчил финансовую независимость и внимание публики к своим разработкам. В 1888 Тесла откpыл явление вpащающегося магнитного поля, на основе котоpого постpоил электpогенеpатоpы высокой и свеpхвысокой частот. В 1891 сконстpyиpовал pезонансный тpансфоpматоp (тpансфоpматоp Тесла), позволяющий полyчать высокочастотные колебания напpяжения с амплитyдой до миллиона вольт, и пеpвым yказал на физиологическое воздействие токов высокой частоты.
Hаблюдаемые во вpемя гpозы стоячие волны электpического поля пpивели Тесла к идее о возможности создания системы для обеспечения электpоэнеpгией yдаленных от генеpатоpа потpебителей энеpгии без использования пpоводов.
Лаборатория в Колорадо Спрингс
В этой лаборатории, расположенной в Колорадо Спрингс, Никола Тесла Добился первых успехов в беспроводной передаче электрического тока.
Первоначально, Тесла сосредоточился на передаче электричества через ионосферу (напомним, она находится на высоте примерно 80 км). Но как поднять энергию на такую высоту? Даже располагая всеми современными технологиями, башню высотой 80 км построить невозможно, она просто рухнет под собственным весом.
Была построена лаборатория в Колорадо Спрингс, где была установлена самая большая на тот момент катушка Тесла диаметром 15.5 метра (51 фут), которая, по замыслу изобретателя будет пересылать электричество, с использованием антенны высотой 43 метра (142 фута). Во время первого испытания своей установки Тесла создал гигантский разряд молнии, грохот от которого было слышно на расстоянии 100 километров, сжег генератор электростанции El Paso Power Company, заставил светиться лампы, установленные в землю на расстоянии нескольких километров от своей установки, и как следует «наэлектризовал» нескольких лошадей через металлические подковы. В общем, можно сказать, это был грандиозный успех изобретателя. И это доказательство того, что Никола Тесла преуспел в области, которую современные ученые относят к научной фантастике.
В 1899 Тесла пyблично пpодемонстpиpовал лампы и двигатели, pаботающие на высокочастотном токе без пpоводов. В конце — концов экспеpименты Тесла pазpyшили генеpатоp на местной электpостанции и в 1900-м годy Hикола Тесла веpнyлся в Hью-Йоpк, где взялся, по поpyчению банкиpа Моpгана (J.P. Morgan) за стpоительство башни для тpансатлантической связи. Проект был основан на идее pезонансной pаскачки ионосфеpы, пpедyсматpивал yчастие 2000 человек и полyчил название "Wardenclyffe".
Трансформатор Тесла
Возможно, это единственное из изобретений Тесла, носящих его имя сегодня. Это - устройство, производящее высокое напряжение при высокой частоте. Оно использовалось Теслой в нескольких размерах и вариациях для его экспериментов. Трансформатор Тесла, также известный как катушка Тесла, используется сегодня в различных применениях в радио и телевидении.
В элементарной форме трансформатор Тесла состоит из двух катушек, первичной и вторичной, при «потере индуктивной связи». Первичная катушка построена из нескольких витков провода большого диаметра и вторичная из многих витков провода меньшего диаметра. В отличие от других трансформаторов, здесь нет никакого ферромагнитного ядра и таким образом взаимоиндукция между двумя катушками маленькая.
В первичной катушке применяются электрические волны высокой интенсивности, разряжая соответствующий конденсор, первоначально заряженный до напряжения несколько киловольт. Процедура осуществляется посредством устройства искрового промежутка, как представлено в диаграмме. Искровой промежуток настроен так, чтобы стрелять, как только напряжение между конденсорными терминалами достигает определенной величины.
Когда искровой промежуток находится в проводящем состоянии, конденсор и первичная катушка связаны последовательно, таким образом формируя RLC цепь, в которой произведены электрические колебания определенной частоты. Во вторичной катушке, которая также формирует другую RLC цепь, также производятся электрические колебания из-за индукции напряжения. Частоты колебания обоих цепей определены их структурными параметрами.
Для надлежащего действия трансформатора две RLC цепи (первичная и вторичная) должны быть в резонансе, то есть их частоты колебаний должны совпасть. Когда это случается, амплитуда колебания во вторичной катушке умножается, и трансформатор производит высокое напряжение на выходе.
Выходное напряжение трансформатора Тесла может достигать нескольких миллионов вольт. Это напряжение в резонансной частоте способно к созданию внушительных электрических разрядов в воздухе, которые могут иметь длину многих метров, также как и других явлений.
Трансформатор использовался Теслой для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (телеуправление), беспроволочной связи (радио), и беспроволочной передачи энергии, которые все были им достигнуты. В начале столетия, трансформатор Тесла также нашел популярное использование в медицине. Пациентов обрабатывали высоко частотными токами, способными к путешествию через человеческое тело без вреда оказывая тонизирующее и оздоравливающее влияние.