Nikola Tesla, uno scienziato e inventore il cui nome è avvolto nelle leggende, è nato 162 anni fa. A lui viene attribuita l'invenzione della prima trasmissione wireless di elettricità e persino dei “raggi della morte”. Ma impressionanti sono anche le invenzioni vere, studiate e confermate di Tesla: ha dato un enorme contributo allo studio dell’elettricità, delle onde radio e dei campi magnetici.

La principale scoperta di Tesla rimane la corrente alternata. Naturalmente, il brillante serbo non l'ha inventato (come talvolta viene scritto in articoli popolari), ma ne ha solo trovato l'applicazione pratica. Lungo il percorso progettò un motore e un generatore di corrente alternata, i cui “discendenti” sono ancora in uso oggi.

I componenti possono essere posizionati su un circuito stampato o mediante montaggio superficiale - su MDF o cartone.

E qualche parola sulle precauzioni di sicurezza. Nonostante il fatto che le scariche di una bobina di Tesla non causino danni a una persona a causa del cosiddetto "effetto pelle" (la corrente passa lungo la superficie della pelle), è importante osservare la sicurezza elettrica durante il montaggio e il collaudo . Si sconsiglia inoltre di rimanere troppo a lungo vicino a una bobina funzionante: il campo ad alta tensione può influire negativamente sul proprio benessere.

Passiamo ora all'assemblaggio del dispositivo. Abbiamo già discusso dell'alimentatore sopra, ma ecco cinque modi su come e da cosa costruire un alloggiamento, bobine e un toroide.

Metodo uno: “sul flauto dei tubi di scarico”

Ecco cosa ti servirà.

• Interruttore.
• Resistenza da 22 kOhm.
• Transistor 2N2222A.
• Connettore per la corona.
• Tubo in PVC d=20 mm, lunghezza 85 mm.
• Batteria "corona" 9V.
• Filo di rame con una sezione trasversale di 0,5 mm.
• Filo isolato in PVC con una sezione trasversale di 1 mm, una lunghezza di 15-20 cm.
• Un pezzo di compensato o laminato di circa 20x20 cm.

La procedura di assemblaggio qui è quasi la stessa dei modelli precedenti.

1. Iniziamo con la bobina L2. Avvolgere il filo di rame sul tubo in uno strato, girare per girare, allontanandosi dai bordi di circa 0,5 cm, fissare la prima e l'ultima spira con nastro di carta in modo che l'avvolgimento non voli via.

2. Fissare il tubo avvolgitore alla base in compensato o laminato utilizzando la colla a caldo. Fissare anche l'interruttore, il transistor e il connettore della corona.

3. Realizzare la bobina L1. Avvolgi due volte il filo isolato attorno alla bobina e fissalo anche con colla a caldo.

4. Collegare il circuito in un circuito:

♦ l'estremità inferiore del filo della bobina secondaria (lunga) - al contatto centrale del transistor;

♦ resistore - anche al contatto centrale del transistor;

♦ l'estremità superiore del filo della bobina primaria (corta) - al resistore;

♦ l'estremità inferiore del filo dell'avvolgimento primario - al contatto destro del transistor;

♦ contatto della resistenza con il filo dell'avvolgimento primario - al contatto dell'interruttore;

♦ filo rosso del connettore “corona” (+) - al contatto centrale dell'interruttore;

♦ filo nero del connettore corona (-) - al contatto sinistro del transistor.

Dopo aver installato la batteria nel connettore e premuto l'interruttore, la bobina funzionerà. Non produrrà alcuna scarica visibile a causa della sua bassa tensione operativa, ma sarà in grado di accendere una lampada fluorescente nella tua mano.

Bonus: una bobina gigante alta tre metri

Questa “ricetta” è stata sviluppata e testata da un utente Habr zerglabs e la sua squadra. Hanno creato una serpentina alta circa tre metri con una potenza stimata di circa 30-40 kW. Gli appassionati hanno scelto una variante della bobina di Tesla nota come DRSSTC - Dual Resonant Solid State Tesla Coil. Ha una “musicalità” speciale: produce suoni, la cui altezza può essere controllata utilizzando un telecomando midi.

La squadra ha utilizzato:

• Filo di rame 1,6 mm.
• Tubo per fognatura in PVC d=30 mm, lunghezza 180 cm.
• Tubo in rame dal diametro di 22 mm.
• Tubi in alluminio d=50 mm.
• Compensato e fibra di vetro per le parti del telaio.

Processo di creazione:

1. Come i maestri precedenti, Zerglabs e i suoi "complici" hanno prima avvolto il tubo con filo di rame per creare un circuito secondario. Era montato su un supporto di compensato.

2. Il circuito secondario era costituito da un tubo di rame, posizionato su un supporto scanalato. Sei giri, diametro 22 mm.

3. Il team ha costruito un toroide speciale comodo da trasportare. È costituito da elementi in compensato e tubi di alluminio piegati e, una volta assemblato, sembra una ciambella scheletrata. Come spiega zerglabs, il campo “avvolge” il toroide, quindi può essere reso non continuo.

4. Assemblaggio della parte elettrica. Gli inverter di potenza per bobine Tesla di grandi dimensioni utilizzano spesso moduli IGBT. Per la bobina gigante, il team ha preso due moduli CM600DU-24NFH (600 A di corrente continua, 1200 V) e li ha collegati in un circuito a ponte. I moduli sono stati fissati con sbarre di rame e dotati di condensatori elettrolitici e a film. Nell'automazione di controllo sono stati integrati un avviatore automatico (relè di potenza di grandi dimensioni) e diversi resistori di potenza in modo che una volta accesa, la bobina non interrompesse i fusibili di rete.

Il progetto prevedeva anche una batteria di condensatori: cinque pezzi con una capacità totale di circa 1,2 microfarad e una tensione massima di 20 kilovolt. Erano collegati utilizzando piastre di rame.

La parte complessa e segreta della bobina gigante è il driver, che modula la frequenza di oscillazione. Permette di controllare le scariche, anche per riprodurre la melodia sulle bobine. Ma il suo schema è proprietà intellettuale degli sviluppatori.

Ciao. Oggi parlerò di una bobina di Tesla (trasformatore) in miniatura.
Dirò subito che il giocattolo è estremamente interessante. Io stesso avevo in programma di assemblarlo, ma si scopre che questa questione è già stata messa in funzione.
La revisione include test, vari esperimenti e miglioramenti minori.
Quindi per favore...

Di Nicola Tesla Ci sono opinioni diverse. Per alcuni è quasi il dio dell’elettricità, il conquistatore dell’energia libera e l’inventore del moto perpetuo. Altri lo considerano un grande mistificatore, un abile illusionista e un amante delle sensazioni. Entrambe le posizioni possono essere messe in discussione, ma l’enorme contributo di Tesla alla scienza non può essere negato. Dopotutto, ha inventato cose senza le quali è impossibile immaginare la nostra esistenza attuale, ad esempio: corrente alternata, alternatore, motore asincrono, radio(sì, è stato N. Tesla il primo a inventare la radio, non Popov e Marconi), telecomando e così via.
Una delle sue invenzioni era un trasformatore risonante che produce alta tensione ad alta frequenza. Questo trasformatore porta il nome del suo creatore: Nikola Tesla.
più semplice Trasformatore Teslaè costituito da due bobine: primaria e secondaria, nonché da un circuito elettrico che crea oscillazioni ad alta frequenza.
La bobina primaria contiene solitamente diverse spire di filo di grande diametro o tubo di rame, mentre la bobina secondaria contiene solitamente circa 1000 spire di filo di diametro inferiore. A differenza dei trasformatori convenzionali, non è presente alcun nucleo ferromagnetico. Pertanto l'induttanza reciproca tra le due bobine è molto inferiore a quella dei trasformatori con nucleo ferromagnetico.
Nell'originale nel circuito del generatore veniva utilizzato uno spinterometro a gas. Al giorno d'oggi viene spesso utilizzato il cosiddetto Brovin Kacher.
Kacher Brovina- un tipo di generatore su un singolo transistor, presumibilmente funzionante in una modalità non standard per i transistor convenzionali, e che mostra proprietà misteriose che risalgono alla ricerca di Tesla e non si adattano alle moderne teorie dell'elettromagnetismo.
Apparentemente, il Kacher è uno spinterometro a semiconduttore (per analogia con uno spinterometro di Tesla), in cui una scarica elettrica di corrente passa attraverso il cristallo del transistor senza la formazione di un plasma (arco elettrico). In questo caso, il cristallo del transistor viene completamente ripristinato dopo la sua rottura (poiché si tratta di una rottura a valanga reversibile, a differenza della rottura termica, che è irreversibile per un semiconduttore). Ma per dimostrare questo modo di funzionamento del transistor nella fotocamera, vengono fornite solo affermazioni indirette: nessuno tranne lo stesso Brovin ha studiato in dettaglio il funzionamento del transistor nella fotocamera, e queste sono solo le sue ipotesi. Ad esempio, a conferma della modalità “kacher”, Brovin cita il seguente fatto: qualunque sia la polarità con cui si collega l'oscilloscopio al kacher, la polarità degli impulsi che mostra è comunque positiva

Basta parole, è ora di passare all'eroe della recensione.

L'imballaggio è il più ascetico: polietilene espanso e nastro adesivo. Non ho scattato una foto, ma il processo di unboxing è nel video alla fine della recensione.

Attrezzatura:

Il set è composto da:
- alimentazione 24V 2A;
- adattatore per spina europea;
- 2 luci al neon;
- Bobine di Tesla (trasformatore) con generatore.

Trasformatore Tesla:

Le dimensioni dell'intero prodotto sono molto modeste: 50x50x70 mm.






Ci sono molte differenze rispetto alla bobina di Tesla originale: l'avvolgimento primario (con un piccolo numero di spire) dovrebbe essere posizionato all'esterno del secondario e non viceversa, come in questo caso. Inoltre, l'avvolgimento secondario deve contenere un numero di spire abbastanza elevato, almeno 1000, ma qui sono circa 250 in totale.
Il circuito è abbastanza semplice: un resistore, un condensatore, un LED, un transistor e lo stesso trasformatore Tesla.
Questo è un Brovin Kacher leggermente modificato. Nell'originale, il driver Brovin ha 2 resistori installati dalla base del transistor. Qui uno dei resistori viene sostituito con un LED acceso con polarizzazione inversa.

Test:

Accendiamo e osserviamo il bagliore di una scarica ad alta tensione sul contatto libero della bobina di Tesla.
Possiamo anche vedere il bagliore delle lampade al neon del kit e del “risparmio energetico” a scarica di gas. Sì, per chi non lo sapesse, le lampade si illuminano proprio così, senza collegarsi a nulla, proprio vicino alla bobina.


Il bagliore può essere osservato anche con una lampada a incandescenza difettosa
È vero, durante l'esperimento, la lampadina è scoppiata.
Una scarica ad alta tensione accende facilmente un fiammifero:
Il fiammifero può essere facilmente illuminato dal retro:

Per registrare un oscillogramma del consumo di corrente, ho installato una resistenza da 2 watt con una resistenza di 4,7 Ohm nell'interruttore dell'alimentatore. Ecco cosa è successo:

Nella prima schermata il trasformatore funziona senza carico, nella seconda è posizionata una lampada a risparmio energetico. Si può vedere che il consumo totale di corrente non cambia, cosa che non si può dire della frequenza di oscillazione.
Con il pennarello V2 ho segnato il potenziale zero e il punto medio della componente variabile, il risultato totale è stato di 1,7 volt su una resistenza da 4,7 Ohm, cioè il consumo medio di corrente è
0,36 A. E il consumo energetico è di circa 8,5 W.

Revisione:

Un evidente difetto di progettazione è il radiatore molto piccolo. Sono sufficienti pochi minuti di funzionamento del dispositivo per riscaldare il radiatore a 90 gradi.
Per migliorare la situazione, è stato utilizzato un radiatore più grande della scheda video. Il transistor è stato spostato verso il basso e il LED è stato spostato nella parte superiore della scheda.
Con questo radiatore la temperatura massima è scesa a 60-65 gradi.

Versione video della recensione:

La versione video contiene unboxing, esperimenti con diverse lampade, fiammiferi, carta, vetri ustori e una "altalena elettronica". Divertitevi a guardare.

Risultati:

Inizierò con gli svantaggi: la dimensione del radiatore è stata scelta in modo errato: è troppo piccola, quindi puoi accendere il trasformatore solo per pochi minuti, altrimenti potresti bruciare il transistor. Oppure devi ingrandire immediatamente il radiatore.
Pro: tutto il resto, solo continui vantaggi, dall'effetto “Wow” al risveglio dell'interesse per la fisica nei bambini.
Consiglio vivamente di acquistarlo.

Il prodotto è stato fornito per scrivere una recensione dal negozio. La recensione è stata pubblicata in conformità con la clausola 18 delle Regole del Sito.

Molte persone hanno sentito dire che il fisico Nikola Tesla era un brillante inventore ed era significativamente in anticipo sui tempi. Sfortunatamente, per una serie di ragioni, la maggior parte delle sue invenzioni non videro mai la luce. Ma una delle più controverse - la bobina di Tesla - è sopravvissuta fino ad oggi e ha trovato applicazione nella medicina, nell'industria militare e negli spettacoli di luci.

In breve, una bobina di Tesla (CT) è un trasformatore risonante che crea una corrente ad alta frequenza. Ci sono informazioni che nei loro esperimenti i militari hanno portato la bobina a una potenza di 1 THz.

Enorme bobina di Tesla

Qui vale la pena sollevare la seguente domanda: perché Tesla l'ha inventato? Secondo i documenti, lo scienziato stava lavorando alla tecnologia per la trasmissione wireless di elettricità. La domanda è estremamente rilevante per tutta l’umanità. In teoria, con l'aiuto dell'etere, due potenti CT situati a un paio di chilometri l'uno dall'altro saranno in grado di trasmettere elettricità. Per fare ciò, devono essere sintonizzati sulla stessa frequenza. C'è anche un'opinione secondo cui la CT può diventare una sorta di macchina a moto perpetuo.

L'introduzione di questa tecnologia renderà semplicemente superflue tutte le centrali nucleari, termoelettriche, idroelettriche e altre esistenti oggi. L’umanità non dovrà bruciare fossili solidi, correre il rischio di contaminazione da radiazioni o bloccare i letti dei fiumi. Ma la risposta alla domanda sul perché nessuno stia sviluppando questa tecnologia spetta ai teorici della cospirazione.

Bobina di Tesla da tavolo, venduta oggi come souvenir

Principio di funzionamento

Oggi molti elettricisti domestici stanno cercando di assemblare un CT, non sempre comprendendo il principio di funzionamento del trasformatore Tesla, motivo per cui falliscono. In effetti, il TA non è molto lontano da un trasformatore convenzionale.

Ci sono due avvolgimenti: primario e secondario. Quando una tensione alternata proveniente da una fonte esterna viene applicata all'avvolgimento primario, attorno ad esso viene creato un campo magnetico o, come viene anche chiamato, un circuito oscillatorio. Quando la carica attraversa lo spinterometro, l'energia inizierà a fluire attraverso il campo magnetico verso l'avvolgimento secondario, dove si formerà un secondo circuito oscillatorio. Parte dell'energia accumulata nel circuito sarà rappresentata dalla tensione. Il suo valore sarà direttamente proporzionale al tempo di formazione del contorno.

Pertanto, in un TA ci sono due circuiti oscillatori interconnessi, che è la caratteristica distintiva rispetto ai trasformatori convenzionali. La loro interazione crea un effetto ionizzante, motivo per cui vediamo le stelle filanti (scariche di fulmini).

Dispositivo a bobina

Il trasformatore Tesla, il cui schema verrà presentato di seguito, è costituito da due bobine, un toroide, un anello protettivo e, ovviamente, la messa a terra.

Schizzo TC da tavolo

È necessario considerare ciascun elemento separatamente:

• La bobina primaria si trova proprio in basso. Gli viene fornita alimentazione. Deve essere messo a terra. Realizzato in metallo a bassa resistenza;
• bobina secondaria. Per l'avvolgimento viene utilizzato filo di rame smaltato di circa 800 spire. In questo modo le bobine non si sfalderanno o si graffieranno;
• toroide. Questo elemento riduce la frequenza di risonanza, accumula energia e aumenta il campo di lavoro.
• anello protettivo. È un anello aperto di filo di rame. Impostare se la lunghezza dello streamer è maggiore della lunghezza dell'avvolgimento secondario;
• messa a terra Se si accende una bobina senza messa a terra, gli streamer (scariche di corrente) non verranno sparati in aria, ma creeranno un anello chiuso.

Disegno TC

Autoproduzione

Quindi, il modo più semplice per realizzare una bobina di Tesla per i manichini con le tue mani. Spesso su Internet si vedono importi che superano il costo di un buon smartphone, ma in realtà da un mucchio di spazzatura del garage è possibile assemblare un trasformatore da 12 V, che permetterà di divertirsi accendendo la lampada senza utilizzare una presa.

Cosa dovrebbe succedere alla fine?

Avrai bisogno di filo di rame smaltato. Se non riesci a trovarne uno smaltato, avrai bisogno anche di uno smalto normale. Il diametro del filo può variare da 0,1 a 0,3 mm. Per mantenere il numero di giri saranno necessari circa 200 metri. Puoi avvolgerlo su un normale tubo in PVC con un diametro da 4 a 7 cm, un'altezza da 15 a 30 cm, dovrai anche acquistare un transistor, ad esempio D13007, una coppia di resistori e fili. Sarebbe bello avere un dispositivo di raffreddamento del computer che raffreddi il transistor.

Ora puoi iniziare ad assemblare:

1. tagliare 30 cm di tubo;
2. avvolgere il filo attorno ad esso. Le curve dovrebbero essere il più vicine possibile l'una all'altra. Se il filo non è rivestito di smalto, verniciarlo all'estremità. Dalla parte superiore del tubo, infilare l'estremità del filo attraverso il muro e sollevarlo in modo che sporga 2 cm sopra il tubo installato.;
3. creare una piattaforma. Andrà bene un normale pannello truciolare;
4. puoi fare la prima bobina. Devi prendere un tubo di rame da 6 mm, piegarlo in tre giri e mezzo e fissarlo al telaio. Se il diametro del tubo è inferiore, dovrebbero esserci più giri. Il suo diametro dovrebbe essere 3 cm più grande della seconda bobina. Attaccare al telaio. Collegare immediatamente la seconda bobina;
5. Esistono diversi modi per realizzare un toroide. È possibile utilizzare tubi di rame. Ma è più semplice prendere una normale ondulazione in alluminio e una traversa di metallo per il fissaggio all'estremità sporgente del filo. Se il filo è troppo fragile per sostenere il toroide, puoi usare un chiodo, come nella foto qui sotto;
6. Non dimenticare l'anello protettivo. Tuttavia, se un'estremità del circuito primario è collegata a terra, può essere abbandonata;
7. Quando il progetto è pronto, il transistor viene collegato secondo il circuito, collegato al radiatore o al dispositivo di raffreddamento, quindi è necessario fornire alimentazione e l'installazione è completata.

La prima bobina può essere appiattita, come nella foto

Molte persone utilizzano una normale corona Duracell per alimentare l'installazione.

Trasformatore Tesla fai-da-te, circuito semplice

Calcolo della bobina

Il calcolo del TA viene solitamente effettuato durante la produzione di un trasformatore di dimensioni industriali. Per gli esperimenti domestici, è sufficiente utilizzare i consigli di cui sopra.

Il calcolo stesso ti dirà il numero ottimale di spire per la bobina secondaria in base alle spire della prima, all'induttanza di ciascuna bobina, alla capacità dei circuiti e, soprattutto, alla frequenza operativa richiesta del trasformatore e alla capacità di il condensatore.

Esempio di calcolo CT

Misure di sicurezza

Una volta ritirato il CT è necessario prendere alcune precauzioni prima del lancio. Innanzitutto, devi controllare il cablaggio nella stanza in cui prevedi di collegare il trasformatore. In secondo luogo, controllare l'isolamento degli avvolgimenti.

Vale anche la pena ricordare le precauzioni più semplici. La tensione dell'avvolgimento secondario è in media di 700 A, 15 A sono già fatali per una persona. Inoltre, vale la pena riporre tutti gli apparecchi elettrici: se entrano nell’area operativa della bobina, rischiano di bruciarsi.

La TC è una scoperta rivoluzionaria del suo tempo, oggi sottovalutata. Oggi il trasformatore Tesla viene utilizzato solo per l'intrattenimento degli elettricisti domestici e negli spettacoli di luci. Puoi creare una bobina tu stesso utilizzando i materiali disponibili. Avrai bisogno di un tubo in PVC, diverse centinaia di metri di filo di rame, un paio di metri di tubi di rame, un transistor e un paio di resistori.

"L'uomo che ha inventato il 20° secolo!" - questo è ciò che i biografi moderni chiamano Tesla, e lo fanno senza alcuna esagerazione. Ha guadagnato la sua fama grazie alle sue opinioni progressiste e alla capacità di dimostrarne la validità. Tesla condusse esperimenti pericolosi in nome della scienza e in certi ambienti è considerato una figura associata al misticismo. In quest’ultimo caso, molto probabilmente, si tratta di speculazioni, ma quello che è certo è che le invenzioni di Nikola Tesla hanno contribuito al progresso in tutto il mondo.

L'eredità di Nikola Tesla

Per prima cosa, diamo un'occhiata alle invenzioni importanti dal punto di vista scientifico, ma raramente incontrate nella vita quotidiana delle persone moderne.

Parleremo di una delle invenzioni più famose e spettacolari di Nikola. Una bobina di Tesla è un tipo di circuito trasformatore risonante. Questo dispositivo è stato utilizzato per produrre alta frequenza ad alta tensione.

La bobina di Tesla era uno degli strumenti per studiare la natura della corrente elettrica e le possibilità del suo utilizzo

Tesla ha utilizzato le bobine durante esperimenti innovativi nel campo di:

• illuminazione elettrica;
• fosforescenza;
• generazione di raggi X;
• corrente alternata ad alta frequenza;
• elettroterapia;
• ingegneria radiofonica;
• trasmettere energia elettrica senza fili.

A proposito, Nikola Tesla era una di quelle persone che predissero l'emergere di Internet e dei gadget moderni.

La bobina di Tesla è uno dei primi predecessori (insieme alla bobina di induzione) di un dispositivo più moderno chiamato trasformatore flyback. Fornisce la tensione necessaria per alimentare il tubo a raggi catodici di televisori e monitor di computer. Le versioni di questa bobina sono oggi ampiamente utilizzate nella radio, nella televisione e in altre apparecchiature elettroniche.

La bobina può essere vista in tutto il suo splendore nei musei della scienza o in mostre speciali.

Una bobina di Tesla in azione è sempre uno spettacolo:

Questa struttura, conosciuta anche come Torre di Tesla, è stata costruita per consentire le telecomunicazioni senza fili e dimostrare la possibilità di trasmettere energia elettrica senza fili.

Secondo l'idea di Tesla, la Torre Wardenclyffe avrebbe dovuto essere un passo verso la creazione Sistema wireless mondiale. I suoi piani erano di installare diverse dozzine di stazioni ricetrasmittenti in tutto il mondo. Pertanto non ci sarebbe bisogno di utilizzare linee elettriche ad alta tensione. Cioè, in effetti, avremmo una centrale elettrica globale. A proposito, Tesla era in grado di trasmettere l'elettricità "attraverso l'aria" da una bobina all'altra, quindi le sue ambizioni non erano infondate.

Oggi Wardenclyffe è una struttura chiusa

Il progetto Wardenclyffe ha richiesto ingenti investimenti di capitale e ha ricevuto il sostegno di investitori influenti nelle fasi iniziali. Tuttavia, quando i lavori per la costruzione della torre furono quasi completati, Tesla perse i suoi fondi e si trovò sull'orlo della bancarotta. E tutto perché Wardenclyffe potrebbe essere il presupposto per la fornitura gratuita di elettricità in tutto il mondo, e questo potrebbe rovinare alcuni investitori la cui attività era legata alla vendita di elettricità.

I fan di varie teorie del complotto collegano la caduta del meteorite Tunguska in Siberia e gli esperimenti di Tesla con la Torre.

Raggi X

Wilhelm Roentgen scoprì ufficialmente la radiazione che porta il suo nome l'8 novembre 1895. Ma in realtà Nikola Tesla fu il primo a osservare questo fenomeno. Nel 1887 iniziò a condurre ricerche utilizzando tubi a vuoto. Durante i suoi esperimenti, Tesla registrò “raggi speciali” che potevano “trasparente” gli oggetti. Inizialmente, lo scienziato non ha attribuito molta importanza a questo fenomeno, dato che l'esposizione prolungata ai raggi X è pericolosa per l'uomo.

Nikola Tesla fu il primo a richiamare l'attenzione sui pericoli dei raggi X

Tuttavia, Tesla continuò la ricerca in questa direzione e condusse anche diversi esperimenti prima della scoperta di Wilhem Roentgen, inclusa la fotografia delle ossa della sua mano.

Sfortunatamente, nel marzo 1895, si verificò un incendio nel laboratorio di Tesla e le registrazioni di questi studi andarono perdute. Dopo la scoperta dei raggi X, Nikola, utilizzando un apparecchio con tubi a vuoto, ha scattato una foto della sua gamba e l'ha inviata a un collega insieme alle congratulazioni. Roentgen ha elogiato Tesla per le sue fotografie di alta qualità.

La stessa inquadratura di un piede in una scarpa

Contrariamente alla credenza popolare, Wilhem Roentgen non aveva familiarità con il lavoro di Tesla ed è arrivato alla sua scoperta da solo, cosa che non si può dire di Guglielmo Marconi...

Radio e telecomando

Ingegneri di diversi paesi hanno lavorato sulla tecnologia delle comunicazioni radio, mentre la ricerca era indipendente l'una dall'altra. L'esempio più eclatante: il fisico sovietico Alexander Popov e l'ingegnere italiano Guglielmo Marconi, che nei loro paesi sono considerati gli inventori della radio. Tuttavia, Marconi ottenne una grande fama mondiale stabilendo per primo le comunicazioni radio tra due continenti (1901) e ricevendo un brevetto per la sua invenzione (1905). Pertanto, si ritiene che abbia dato il maggior contributo allo sviluppo delle comunicazioni radio. Ma cosa c’entra Tesla?

Le onde radio sono ovunque oggi

Come si è scoperto, è stato il primo a rivelare la natura dei segnali radio e nel 1897 brevettò un trasmettitore e un ricevitore. Marconi prese come base la tecnologia di Tesla e fece la sua famosa dimostrazione nel 1901. Già nel 1904 l'Ufficio Brevetti privò Nicola del brevetto radiofonico e un anno dopo lo assegnò a Marconi. Apparentemente, ciò non sarebbe potuto accadere senza l'influenza finanziaria di Thomas Edison e Andrew Carnegie, che si scontrarono con Tesla.

Nel 1943, dopo la morte di Nikola Tesla, la Corte Suprema degli Stati Uniti esaminò la situazione e riconobbe il contributo più significativo di questo scienziato come inventore della tecnologia radio.

Riavvolgiamo un po' il nastro. Nel 1898, all’Esposizione Elettrica al Madison Square Garden, Tesla dimostrò un’invenzione che chiamò “teleautomatica”. In effetti lo era un modello di barca, il cui movimento può essere controllato a distanza tramite un telecomando.

Ecco come appariva la barca radiocomandata di Tesla

Nikola Tesla ha effettivamente dimostrato le possibilità dell'utilizzo della tecnologia di trasmissione delle onde radio. Oggi il controllo remoto è ovunque, dal telecomando televisivo al volo dei droni.

Motore asincrono e auto elettrica Tesla

Nel 1888 Tesla ricevette un brevetto per una macchina elettrica in cui la rotazione viene creata sotto l'influenza della corrente alternata.

Non entreremo nelle caratteristiche tecniche del funzionamento di un motore asincrono: coloro che sono interessati possono familiarizzare con il materiale pertinente su Wikipedia. Quello che devi sapere è che il motore ha un design semplice, non richiede costi di produzione elevati ed è affidabile nel funzionamento.

Tesla intendeva utilizzare la sua invenzione come alternativa ai motori a combustione interna. Ma è successo che durante questo periodo nessuno era interessato a tali innovazioni e la situazione finanziaria dello scienziato stesso non gli permetteva di scatenarsi.

Fatto interessante! Un monumento al grande inventore è stato eretto nella Silicon Valley. È simbolico che distribuisca la connessione Wi-Fi gratuita.

È impossibile non menzionare ciò che è avvolto nel mistero Auto elettrica Tesla. È proprio a causa dell'incertezza di questa storia che non la presenteremo come un paragrafo separato. Inoltre, non era necessario un motore elettrico.

1931, New York. Nikola Tesla ha dimostrato il funzionamento di un'auto in cui presumibilmente Al posto del motore a combustione interna venne installato un motore a corrente alternata da 80 CV. Lo scienziato ci guidò per circa una settimana, accelerando fino a 150 km/h. E il problema è questo: il motore funzionava senza alcuna fonte di alimentazione visibile, e l'auto ha bisogno di essere ricaricata presumibilmente mai installato. L'unica cosa a cui era collegato il motore era una scatola fatta di lampadine e transistor, che Tesla acquistò in un vicino negozio di elettronica.

Per la dimostrazione è stata utilizzata una Pierce Arrow del 1931.

A tutte le domande Nikola ha risposto che l'energia viene presa dall'etere. Gli scettici dei giornali iniziarono ad accusarlo di magia quasi nera, e il genio scontento, prendendo la sua scatola, si rifiutò di commentare o spiegare qualsiasi cosa.

Un evento simile nella biografia di Tesla si verifica effettivamente, ma gli esperti dubitano ancora che abbia trovato un modo per ottenere energia per un’auto dall’“aria”. In primo luogo, negli appunti dello scienziato non c'è alcun accenno a un motore alimentato dall'etere e, in secondo luogo, si ipotizza che Nikola abbia ingannato il pubblico in questo modo per attirare l'attenzione sull'idea stessa delle auto elettriche. E direttamente per il movimento di questo prototipo potrebbe essere utilizzata una batteria nascosta o un motore a combustione interna con un sistema di scarico modernizzato.

Comunque sia, oggi esiste un'azienda che, in un certo senso, implementa questa idea di Tesla. Prende il nome dall'inventore.

Corrente alternata

In un modo o nell'altro, le invenzioni di Nikola Tesla sopra elencate sono legate alla corrente alternata, un tipo di corrente eclettica che può cambiare direzione e intensità a determinati intervalli di tempo. Puoi leggere di più sulle differenze tra corrente continua e corrente alternata in un libro di testo di fisica.

Nel nostro caso, devi sapere che quando si trasmette corrente alternata dalla stazione al consumatore, le perdite di energia sono molto inferiori ed è molto più semplice trasformarla. Così, la corrente alternata può essere definita più pratica in termini di distribuzione. Tesla ha insistito su questo.

Thomas Edison, in quanto sostenitore della corrente continua e come persona che ci guadagna, denigrava l'idea di utilizzare la corrente alternata in ogni modo possibile. Ha parlato dei pericoli di questa decisione e ha persino ucciso animali con corrente alternata. Ma la giustizia ha trionfato e oggi la corrente alternata corre lungo i cavi della vostra città.

Epilogo

Inizialmente, l'intenzione di questo articolo sarebbe stata quella di evidenziare brevemente le invenzioni più importanti di Nikola Tesla. Ma mentre lo scrivevo, è diventato chiaro che l'intero genio di quest'uomo non può essere rivelato in poche parole. Tesla aveva davvero visioni progressiste e sorprese il mondo con le sue scoperte. Sfortunatamente, non è sempre riuscito a trasmettere al pubblico il significato delle sue idee, soprattutto sotto la pressione dei malvagi.

Il trasformatore (bobina) Tesla (Tesla Coil, TC) è un step-up ad alta frequenza trasformatore risonante- due circuiti oscillatori sintonizzati sulla stessa frequenza di risonanza. IN Su Internet puoi trovare molti esempi di vivide implementazioni di questo insolito dispositivo.

Una bobina priva di nucleo ferromagnetico, composta da tante spire di filo sottile, sormontate da un toro, emette veri e propri fulmini, impressionando gli spettatori attoniti.

Dal punto di vista dell'ingegneria elettrica nella nostra comprensione primitiva, un trasformatore Tesla è un avvolgimento primario e secondario, il circuito più semplice che fornisce energia all'avvolgimento primario alla frequenza di risonanza dell'avvolgimento secondario, ma la tensione di uscita aumenta centinaia di volte . È difficile da credere, ma tutti possono vederlo da soli.

Come funziona un trasformatore Tesla?

Bobina Tesla prende il nome dal suo inventore Nikola Tesla(circa 1891). La storia di questa invenzione inizia alla fine del XIX secolo, quando il brillante scienziato sperimentale Nikola Tesla, che lavorava negli Stati Uniti, si prefisse il compito di imparare a trasmettere energia elettrica su lunghe distanze senza fili. Un apparato per produrre correnti ad alta frequenza e ad alto potenziale fu brevettato da Tesla nel 1896.

Sebbene esistano diversi tipi di bobine di Tesla, tutte hanno caratteristiche comuni.

Il Tesla Transformer è un fantastico giocattolo per chi vuole fare qualcosa di simile. Questo dispositivo non smette mai di stupire con la potenza delle sue enormi scariche. Inoltre, il processo stesso di costruzione di un trasformatore è molto entusiasmante: non capita spesso che così tanti effetti fisici siano combinati in un unico semplice progetto.

Nonostante il fatto che la Tesla stessa sia molto semplice, molti di coloro che provano a progettarla non capiscono come funziona il trasformatore Tesla.

Il principio di funzionamento di un trasformatore Tesla è simile al funzionamento di uno convenzionale. Il trasformatore Body è costituito da due avvolgimenti: primario (Lp) e secondario (Ls) (sono più spesso chiamati “primario” e “secondario”). All'avvolgimento primario viene applicata una tensione alternata che crea un campo magnetico. Con l'aiuto di questo campo l'energia viene trasferita dall'avvolgimento primario a quello secondario.

fluttuazioni di tensione in un trasformatore Tesla

Tesla ha tre caratteristiche principali:

1. frequenza di risonanza del circuito secondario,
2. coefficiente di accoppiamento degli avvolgimenti primari e secondari,
3. fattore di qualità del circuito secondario.

Il coefficiente di accoppiamento determina la velocità con cui l'energia viene trasferita dall'avvolgimento primario a quello secondario, mentre il fattore di qualità determina per quanto tempo il circuito oscillante può trattenere l'energia.

Parti principali e strutture del trasformatore di Tesla

Progettazione del trasformatore Tesla

Toroide

Toroide: svolge tre funzioni.

Il primo è ridurre la frequenza di risonanza: questo è importante per SSTC e DRSSTC, poiché i semiconduttori di potenza non funzionano bene alle alte frequenze.

Il secondo è l'accumulo di energia prima della formazione di uno streamer.

Uno streamer è, infatti, la ionizzazione visibile dell'aria (bagliore di ioni) creata dal campo ad alta tensione di un trasformatore.

Più grande è il toroide, maggiore è l'energia accumulata al suo interno e, nel momento in cui l'aria sfonda, il toroide cede questa energia allo streamer, aumentandola così. Per sfruttare questo fenomeno nelle Tesla a pompaggio continuo, viene utilizzato un elicottero.

Il terzo è la formazione di un campo elettrostatico, che respinge lo streamer dall'avvolgimento secondario del tesla. In parte questa funzione è svolta dall'avvolgimento secondario stesso, ma il toroide può aiutarla molto bene. È proprio a causa della repulsione elettrostatica dello streamer che non percorre la strada più breve verso il secondario.

I tesla a pompaggio di impulsi - SGTC, DRSSTC e tesla chopper - trarranno maggiori benefici dall'uso del toroidoa. Il diametro esterno tipico di un toroide è il doppio del diametro del secondario.

I toroidi sono generalmente realizzati con ondulazione di alluminio, sebbene siano disponibili molte altre tecnologie

L'avvolgimento secondario è la parte principale di Tesla

Il rapporto tipico tra la lunghezza dell'avvolgimento di Tesla e il suo diametro di avvolgimento è 4:1 – 5:1.

Il diametro del filo per l'avvolgimento di un tesla viene solitamente scelto in modo tale che sul secondario siano posizionati 800-1200 giri.

ATTENZIONE!

Non avvolgere troppe spire sul secondario con un filo sottile. Le bobine del secondario devono essere posizionate il più vicino possibile l'una all'altra.

Per proteggerli dai graffi e dallo sfaldamento delle spire, gli avvolgimenti secondari sono solitamente rivestiti con vernice. Molto spesso per questo vengono utilizzate resina epossidica e vernice poliuretanica. È necessario verniciare in strati molto sottili. Di solito sul secondario vengono applicati almeno 3-5 strati sottili di vernice.

L'avvolgimento secondario è avvolto su tubi in PVC di canalizzazione dell'aria (bianchi) o peggio fognari (grigi). Puoi trovare questi tubi in qualsiasi negozio di ferramenta.

Anello protettivo

L'anello protettivo è progettato per garantire che lo streamer, se entra nell'avvolgimento primario, non danneggi l'elettronica. Questa parte viene installata sulla Tesla se la lunghezza dello streamer è maggiore della lunghezza dell'avvolgimento secondario. È una spira aperta di filo di rame (molto spesso leggermente più spessa di quella da cui è realizzato l'avvolgimento primario del trasformatore Tesla). L'anello protettivo è collegato a terra comune mediante un filo separato.

Avvolgimento primario

Avvolgimento primario - solitamente realizzato in tubo di rame per condizionatori d'aria. Deve avere pochissima resistenza affinché una grande corrente lo attraversi. Lo spessore del tubo solitamente viene scelto a occhio; nella stragrande maggioranza dei casi la scelta ricade su un tubo da 6 mm. Inoltre, come cavi primari vengono utilizzati cavi di sezione trasversale più grande.

Rispetto all'avvolgimento secondario è tarato in modo da fornire il coefficiente di accoppiamento desiderato.

Spesso svolge il ruolo di elemento costruttivo in quei tesla in cui il circuito primario è risonante. Il punto di connessione al primario viene reso mobile e il suo movimento modifica la frequenza di risonanza del circuito primario.

Gli avvolgimenti primari sono generalmente realizzati cilindrici, piatti o conici. Tipicamente, il primario piatto viene utilizzato in SGTC, conico in SGTC e DRSSTC e cilindrico in SSTC, DRSSTC e VTTC.

Messa a terra

Anche la messa a terra, stranamente, è una parte molto importante della Tesla. Le persone spesso si pongono la domanda: dove stanno andando gli streamer? - gli streamer toccano terra!

Gli streamer chiudono la corrente mostrata in blu nell'immagine

Pertanto, se la messa a terra è scarsa, gli streamer non avranno nessun posto dove andare e dovranno colpire la Tesla (cortocircuitare la corrente) invece di esplodere in aria.

Pertanto, quando si pone la domanda, è necessario mettere a terra la Tesla?

La messa a terra per una Tesla è obbligatoria.

Esistono trasformatori Tesla senza avvolgimento primario. Forniscono energia direttamente all'estremità “terra” del secondario. Questo metodo di alimentazione è chiamato “basefeed”.

A volte, come fonte di alimentazione di base viene utilizzato un altro trasformatore Tesla; questo metodo di alimentazione è chiamato “Lente d’ingrandimento”.

Esistono i cosiddetti Tesla bipolari, differiscono per il fatto che la scarica non avviene nell'aria, ma tra le due estremità dell'avvolgimento secondario. Pertanto il percorso della corrente può essere facilmente cortocircuitato e la messa a terra non è necessaria.

Ecco i tipi più comuni di bobine di Tesla a seconda di come vengono controllate:

1. SGTC (SGTC, Spark Gap Tesla Coil) - Trasformatore Tesla su uno spinterometro. Questo è un design classico, uno schema simile è stato originariamente utilizzato dallo stesso Tesla. Come elemento di commutazione viene qui utilizzato uno spinterometro. Nei progetti a bassa potenza, lo scaricatore è costituito da due pezzi di filo spesso situati a una certa distanza, mentre in quelli più potenti vengono utilizzati complessi scaricatori rotanti che utilizzano motori. I trasformatori di questo tipo vengono realizzati se è richiesta solo una lunga lunghezza dello streamer e l'efficienza non è importante.
2. VTTC (VTTC, Vacuum Tube Tesla Coil) – Trasformatore Tesla su un tubo a vuoto. Come elemento di commutazione viene qui utilizzato un potente tubo radio, ad esempio GU-81. Tali trasformatori possono funzionare in modalità continua e produrre scariche piuttosto spesse. Questo tipo di alimentatore viene spesso utilizzato per costruire bobine ad alta frequenza che, per l'aspetto tipico dei loro streamer, sono chiamate "bobine per torcia".
3. SSTC (SSTC, Solid State Tesla Coil) è un trasformatore Tesla che utilizza i semiconduttori come elemento chiave. Tipicamente si tratta di transistor IGBT o MOSFET. Questo tipo di trasformatori possono funzionare in modalità continua. L'aspetto degli streamer creati da tale bobina può essere molto diverso. Questo tipo di trasformatori Tesla sono più facili da controllare, ad esempio puoi riprodurre musica su di essi.
4. DRSSTC (Dual Resonant Solid State Tesla Coil) è un trasformatore Tesla con due circuiti risonanti; qui, come in SSTC, i semiconduttori vengono utilizzati come chiavi. DRSSTC è il tipo di trasformatore Tesla più difficile da controllare e configurare.

Per ottenere un funzionamento più efficiente ed efficace del trasformatore Tesla, vengono utilizzati i circuiti di topologia DRSSTC, quando si ottiene una potente risonanza nel circuito primario stesso e nel circuito secondario, di conseguenza, un'immagine più luminosa, fulmini più lunghi e più spessi (streamer) .

Tipi di effetti di una bobina di Tesla

• Arco – Si verifica in molti casi. È tipico dei trasformatori a tubi.
  Una scarica corona è il bagliore degli ioni dell'aria in un campo elettrico ad alta tensione; forma un bellissimo bagliore bluastro attorno agli elementi di un dispositivo ad alta tensione, oltre ad avere un'ampia curvatura superficiale.
• La scintilla è anche chiamata scarica di scintilla. Scorre dal terminale al suolo, o ad un oggetto messo a terra, sotto forma di un fascio di strisce ramificate luminose che scompaiono o cambiano rapidamente.
• Gli streamer sono canali ramificati sottili e debolmente luminosi contenenti atomi di gas ionizzato ed elettroni liberi. Non vanno nel terreno, ma fluiscono nell'aria. Uno streamer è la ionizzazione dell'aria generata dal campo di un trasformatore ad alta tensione.

L'azione di una bobina di Tesla è accompagnata dal crepitio della corrente elettrica. Gli streamer possono trasformarsi in canali spark. Ciò è accompagnato da un grande aumento di corrente ed energia. Il canale dello streamer si espande rapidamente, la pressione aumenta bruscamente e quindi si forma un'onda d'urto. La combinazione di tali onde è come il crepitio delle scintille.

Applicazione pratica del trasformatore Tesla

La tensione all'uscita di un trasformatore Tesla a volte raggiunge milioni di volt, formando significative scariche elettriche nell'aria lunghe diversi metri. Pertanto, tali effetti vengono utilizzati per creare spettacoli dimostrativi.

La bobina di Tesla ha trovato applicazione pratica in medicina all'inizio del secolo scorso. I pazienti sono stati trattati con correnti a bassa potenza e ad alta frequenza. Tali correnti scorrono attraverso la superficie della pelle, hanno un effetto curativo e tonico, senza causare alcun danno al corpo umano. Tuttavia, le potenti correnti ad alta frequenza hanno un effetto negativo.

Il trasformatore Tesla viene utilizzato nell'equipaggiamento militare per la distruzione rapida di apparecchiature elettroniche in un edificio, su una nave o in un carro armato. In questo caso, viene creato un potente impulso di onde elettromagnetiche per un breve periodo di tempo. Di conseguenza, transistor, microcircuiti e altri componenti elettronici si bruciano in un raggio di diverse decine di metri. Questo dispositivo funziona in modo assolutamente silenzioso. È dimostrato che la frequenza attuale durante il funzionamento di tale dispositivo può raggiungere 1 THz.

A volte in pratica un trasformatore di questo tipo viene utilizzato per accendere lampade a scarica di gas e per cercare perdite nel vuoto.

Gli effetti della bobina di Tesla vengono talvolta utilizzati nel cinema e nei giochi per computer.

Attualmente, la bobina di Tesla non ha trovato un uso pratico diffuso nella vita di tutti i giorni.

Novità nei trasformatori Tesla

Allo stato attuale, le questioni affrontate dallo scienziato Tesla rimangono rilevanti. La considerazione di queste questioni problematiche consente agli studenti e agli ingegneri degli istituti di guardare ai problemi scientifici in modo più ampio, strutturare e generalizzare il materiale e abbandonare pensieri stereotipati. Le opinioni di Tesla sono rilevanti oggi non solo nella tecnologia e nella scienza, ma anche per il lavoro su nuove invenzioni e l'uso di nuove tecnologie nella produzione. Il nostro futuro fornirà una spiegazione ai fenomeni e agli effetti scoperti da Tesla. Ha gettato le basi della civiltà moderna per il terzo millennio.

Circuito del trasformatore Tesla su un transistor

Il circuito del trasformatore Tesla sembra incredibilmente semplice ed è composto da:

1. una bobina primaria costituita da filo con sezione di almeno 6 mm², circa 5-7 spire;
2. una bobina secondaria avvolta su un dielettrico è un filo con un diametro fino a 0,3 mm, 700-1000 giri;
3. scaricatore;
4. condensatore;
5. emettitore di scintille.

La differenza principale tra il trasformatore Tesla e tutti gli altri dispositivi è che non utilizza ferroleghe come nucleo e la potenza del dispositivo, indipendentemente dalla potenza della fonte di alimentazione, è limitata solo dalla forza elettrica dell'aria. L'essenza e il principio di funzionamento del dispositivo è creare un circuito oscillatorio, che può essere implementato con diversi metodi:

1. Generatore di oscillazioni di frequenza costruito sulla base di uno spinterometro.
2. Generatore di oscillazioni del tubo.
3. Sui transistor.

Video: Onde stazionarie in un trasformatore di Tesla, risonanza, rapporto di trasformazione

Video: trasformatore TESLA fai da te

Video: Trasformatore Tesla

Una spiegazione passo passo del processo di assemblaggio e lancio di uno dei trasformatori Tesla più potenti in Russia. Costruttore: Blotner Boris