Выходец из Хорватии Никола Тесла является самым загадочным ученым 20 века. Подарив человечеству генератор переменного тока он еще при жизни ушел в «андеграунд» и заработал славу «сумасшедшего ученого». В отличии от Эдисона, который был скорее талантливым бизнесменом чем ученым (кстати, Тесла какое-то время работал у Эдисона, но затем они разругались), Никола Тесла был человеком, для которого наука и знание стояли впереди коммерческой выгоды. Фантазия этого гения все больше уводила его в сторону от проторенной научной колеи. Карьера и признание Теслу не волновали. Показательным является история, когда Тесла взялся на деньги банкира Моргана строить башню трансатлантической связи. Вместо этого ученый решил построить установку, которая смогла бы обеспечивать всю округу бесплатным электричеством без проводов. В 1899 Тесла публично продемонстрировал лампы и двигатели, работающие на высокочастотном токе без проводов. Понятное дело, что инвесторам такая альтруистическая новация сильно не понравилось. Кроме того, пущенная на полную мощность установка Теслы извергала молнии в небо, вокруг экспериментальной башни пылал шар света диаметром в 30 метров и в радиусе нескольких миль наблюдались загадочные световые и электрические эффекты, а затем установка сожгла ближайшую трансформаторную станцию, оставив весь район без электричества. Когда Тесла работал под Нью-Йорком то к нему не раз выезжала полиция по жалобам соседей, от загадочных опытов Теслы все здания начинали дрожать как при землятресении в радиусе километра.
Тесла демонстрировал и вещи, которые были далеко за гранью понимания современного человека. Например, в подтверждении своей теории о существовании эфира Тесла публично модернизировал автомобиль, заменив двигатель внутреннего сгорания электромотором и маленькой загадочной «коробкой Теслы» (Tesla Box), питающим электричеством «из эфира» авто . Автомобиль ездил несколько дней без всяких видимых внешних поступлений энергии. Тесла также утверждал, что разгадал загадку телепортации и, по слухам, упорно работал над установкой-генератором для мгновенного перемещения объектов через эфир.
Это был ученый, в одиночку штурмовавший тайны Вселенной, первым открывшим радиовещание и переменный ток и ушедшего в отрыв от науки так далеко, что и сегодня большинство работ гения остаются непонятыми и необъяснимыми.
Одним из разработанных этим гениальным ученым устройств является трансформатор Тесла. Принцип действия этого устройства остается непонятным до сих пор. На фото ниже показана работа такого трансформатора.
В элементарной форме трансформатор Тесла состоит из двух катушек — первичной и вторичной, а также разрядника (прерывателя, часто встречается английский вариант Spark Gap), конденсатора, тороида (используется не всегда) и терминала (на схеме ниже показан как «выход»).
Первичная катушка обычно содержит от единиц до нескольких десятков витков (для VTTC — катушки Тесла на лампе — число витков может достигать 60) провода большого диаметра или медной трубки, а вторичная около 1000 провода меньшего диаметра. Первичная катушка может быть плоской (горизонтальной), конической или цилиндрической (вертикальной). В отличие от обычных трансформаторов, здесь нет никакого ферромагнитного сердечника. Таким образом, взаимоиндукция между двумя катушками гораздо меньше, чем у трансформаторов с ферромагнитным сердечником. Первичная катушка вместе с конденсатором образует колебательный контур, в который включён нелинейный элемент — разрядник (искровой промежуток).
Разрядник, в простейшем случае, обыкновенный газовый; выполненный обычно из массивных электродов (иногда с радиаторами), что сделано для большей износостойкости при протекании больших токов через электрическую дугу между ними.
Вторичная катушка также образует колебательный контур, где роль конденсатора главным образом выполняют ёмкость тороида и межвитковая ёмкость самой катушки. Оконечное устройство (терминал) может быть выполнено в виде диска, заточенного штыря или сферы. Терминал предназначен для получения предсказуемых искровых разрядов большой длины. Геометрия и взаимное положение частей трансформатора Тесла сильно влияют на его работу.
Таким образом трансформатор Тесла представляет собой два связанных колебательных контура, что и определяет его замечательные свойства и является главным его отличием от обычных трансформаторов. Для полноценной работы трансформатора эти два колебательных контура должны быть настроены на одну резонансную частоту. Обычно настраивают первичный контур путём изменения ёмкости конденсатора и числа витков первичной обмотки до получения максимального напряжения на выходе трансформатора.
Во время работы катушка Тесла создаёт красивые эффекты, связанные с образованием различных видов газовых разрядов. Многие люди собирают трансформаторы Тесла ради того, чтобы посмотреть на эти впечатляющие, красивые явления. В целом катушка Тесла производит 4 вида разрядов:
Стримеры (от англ. Streamer) — тускло светящиеся тонкие разветвлённые каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Протекает от терминала (или от наиболее острых, искривлённых ВВ-частей) катушки прямо в воздух, не уходя в землю, так как заряд равномерно стекает с поверхности разряда через воздух в землю. Стример — это, по сути дела, видимая ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая ВВ-полем трансформатора.
Спарк (от англ. Spark) — это искровой разряд. Идёт с терминала (или с наиболее острых, искривлённых ВВ частей) непосредственно в землю или в заземлённый предмет. Представляет собой пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвлённых полосок — искровых каналов. Также имеет место быть особый вид искрового разряда — скользящий искровой разряд.
Коронный разряд — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг ВВ-частей конструкции с сильной кривизной поверхности.
Дуговой разряд — образуется во многих случаях. Например, при достаточной мощности трансформатора, если к его терминалу близко поднести заземлённый предмет, между ним и терминалом может загореться дуга (иногда нужно непосредственно прикоснуться предметом к терминалу и потом растянуть дугу, отводя предмет на большее расстояние). Особенно это свойственно ламповым катушкам Тесла. Если катушка недостаточно мощна и надёжна, то спровоцированный дуговой разряд может повредить её компоненты.
Часто можно наблюдать (особенно вблизи мощных катушек), как разряды идут не только от самой катушки (её терминала и т. д.), но и в её сторону от заземлённых предметов. Также на таких предметах может возникать и коронный разряд. Редко можно наблюдать также тлеющий разряд. Интересно заметить, что разные химические вещества, нанесённые на разрядный терминал, способны менять цвет разряда. Например, натрий меняет обычный окрас спарка на оранжевый, а бром — на зелёный.
Работа резонансного трансформатора сопровождается характерным электрическим треском. Появление этого явления связано с превращением стримеров в искровые каналы (см. статью искровой разряд), который сопровождается резким возрастанием силы тока и количества энергии, выделяющегося в них. Каждый канал быстро расширяется, в нём скачкообразно повышается давление, в результате чего на его границах возникает ударная волна. Совокупность ударных волн от расширяющихся искровых каналов порождает звук, воспринимаемый как «треск» искры.
Многие люди считают, что катушки Тесла — это особенные артефакты с исключительными свойствами. Существует мнение, что трансформатор Тесла может быть генератором свободной энергии и является вечным двигателем, исходя из того, что сам Тесла считал, что его генератор берёт энергию из эфира (особой невидимой материи в которой распространяются электромагнитные волны) через искровой промежуток. Иногда можно услышать, что с помощью «Катушки Тесла» можно создать антигравитацию и эффективно передавать электроэнергию на большие расстояния без проводов. Данные свойства пока никак не проверены и не подтверждены наукой.
Также очень распространён тезис о том, что разряды, испускаемые трансформаторами Тесла, полностью безопасны, и их можно трогать руками. Это не совсем так. В медицине также используют «катушки Тесла» для оздоровления кожи. Это лечение имеет положительные плоды и благотворно действует на кожу, но конструкция медицинских трансформаторов сильно разнится с конструкцией обычных. Лечебные генераторы отличает очень высокая частота выходного тока, при которой толщина скин-слоя (см. Скин-эффект) безопасно мала, и крайне малая мощность. А толщина скин-слоя для среднестатистической катушки Тесла составляет от 1 мм до 5 мм и её мощности хватит для того, чтобы разогреть этот слой кожи, нарушить естественные химические процессы. При долгом воздействии подобных токов могут развиться серьёзные хронические заболевания, злокачественные опухоли и другие негативные последствия. Кроме того, надо отметить, что нахождение в ВЧ ВВ поле катушки (даже без непосредственного контакта с током) может негативно влиять на здоровье. Важно отметить, что нервная система человека не воспринимает высокочастотный ток и боль не чувствуется, но тем не менее это может положить начало губительным для человека процессам. Также существует опасность отравления газами, образующимися во время работы трансформатора в закрытом помещении без притока свежего воздуха. Плюс ко всему, можно обжечься, так как температуры разряда обычно достаточно для небольшого ожога (а иногда и для большого), и если человек всё же захочет «поймать» разряд, то это следует делать через какой-нибудь проводник (например, металлический прут). В этом случае непосредственного контакта горячего разряда с кожей не будет, и ток сначала потечет через проводник и только потом через тело.
(Материалы из Википедии - свободной энциклопедии)
Комментариев нет:
Отправить комментарий