Лампочка тесла что это

Обновлено: 03.05.2024

Во многом наш электрический мир своим нынешним технологическим состоянием обязан ученому из Сербии. За годы своей бурной изобретательской деятельности он получил более 300 патентов, разработал двигатели переменного тока, подтолкнувшие промышленную революцию, и немного не дожил до признания своего вклада в открытие радио. Onliner.by рассказывает о человеке, который изобрел 21-й век.

Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в деревушке Смилян (приграничный район тогдашней Австрийской империи) в семье местного приходского священника. Отец надеялся, что парень продолжит его трудовую карьеру, однако с самого детства Николу интересовало совсем другое. Сперва он мастерил рогатки и занимался всеми шалостями, присущими детям. Тесла был левшой, но в школе его, конечно же, переучили. Однако гений впоследствии одинаково хорошо управлялся обеими руками.

Сказать, что Тесла был странным — не сказать ничего. Он терпеть не мог женские серьги, один вид жемчужины был для него оскорбительным, а при взгляде на персик его бросало в жар. Со временем во взрослом возрасте к этим странностям добавлялись новые. Взглянув однажды на микробов под микроскопом, Никола приобрел привычку заказывать в ресторанах по 18 салфеток, чтобы лично протирать все приборы. Муха, севшая в процессе обеда на стол, могла вынудить Теслу и его спутников пересесть за новый.

Схема на песке

Снимок носит иллюстративный характер. Скорее всего, на нем изображен не Тесла, а любвеобильный инструктор по плаванию

Во время одной из таких прогулок Николу в буквальном смысле озарило. В одно мгновение он понял, как будет работать его двигатель, и принялся чертить прямо на песке схему. Она изменила и судьбу самого Теслы, и мир, в котором мы живем.

В те годы улицы городов освещали газовыми фонарями либо электрическими дуговыми лампами. Ни первый, ни второй способ не подходил для света в замкнутых жилищах простых обывателей. Электрический свет пришел в дома только в 1879 году, когда Томас Эдисон усовершенствовал лампочку до коммерчески выгодных параметров.

Здесь стоит объяснить, что в США тех лет электростанции Томаса Эдисона передавали постоянный ток (DC) низкого напряжения. Но эффективной передача была только на короткие расстояние. Точнее, на очень короткие расстояния — до двух километров от генератора. Чем дальше шли провода, тем больше энергии терялось по пути, что с коммерческой стороны было крайне невыгодно.

Тесла же ратовал за переменный электрический ток (AC), который особо не зависел от протяженности проводов. Проблема была только в модулировании напряжения на входе и выходе с электрических проводов для подачи безопасного тока в жилища. Эту задачу решил инженер Уильям Стенли: генератор производит переменный ток низкого напряжения, трансформатор повышает напряжение до нужной величины, ток передают на огромное расстояние, а другой трансформатор уже понижает его.

Адепты переменного тока упирались в одну важную деталь — отсутствие надежных электродвигателей, которые могли бы крутить на заводах и фабриках различные станки. Лампочки в домах потребителей в данном случае выступали скорее как PR-компания всего электричества вместе взятого.

Изобретатель работал над всей системой оборудования для передачи переменного тока сразу: генераторы, счетчики, трансформаторы. И над двигателями переменного тока. Мотор Теслы как раз использовал вращение электромагнитного поля. На полюса электродвигателя подавались два различных переменных тока, отличавшихся друг от друга сдвигом по фазе. Это и вызывало вращение магнитного поля. Оно увлекало за собой обмотку ротора. Никола принялся развивать идею двухфазного тока, отметив при этом, что количество фаз может быть и большим. В 1888 году он получил первые патенты на двигатели переменного тока.

Пожар

Разбогатев, Тесла перебрался в собственную лабораторию, где продолжал работать над самыми различными изобретениями. Так, в начале 90-х годов он демонстрировал изумленной публике лампу без нити накаливания, которая не была подсоединена ни к одному проводу, но все равно светилась. Это было подобие гейслеровской газоразрядной лампы, внесенной в переменное электромагнитное поле высокой частоты. Позже Тесла наполнит эти лампы люминоформами, сделав прообраз современных люминесцентных ламп. Эдисону конкурент его ламп накаливания не понравился. Он называл его мертвым белым светом, опасным для глаз.

13 марта 1895 года изобретателя постиг серьезный удар. Его лаборатория в Нью-Йорке на Пятой авеню полностью сгорела. Видимо, из-за короткого замыкания в здании начался пожар, который за несколько часов полностью уничтожил труды всей жизни Теслы: приборы, все экспериментальные установки, чертежи и документы, записи в дневниках инженера. Под натиском репортеров Никола держался достойно. Он заявил, что все удастся восстановить, кроме писем его близких.

Несмотря на феноменальную память Теслы, эти слова звучали скорее как бравада для журналистов. Частично восстановить наработки удалось бы, вот только для этого нужна была новая лаборатория. Сгоревшая же оценивалась в $250 тыс. И где достать такие деньги, Тесла не знал. Газеты называли пожар не личной потерей ученого, а трагедией для целого мира.

Но Никола к тому времени был уже всемирно знаменит и получил меценатскую помощь от американского предпринимателя. Ему предлагали создать совместную компанию, доработать то же изобретение радио до коммерческого образца, однако изобретатель видел перспективы в работе над высокочастотным током. Биографы ученого называют это главной ошибкой Теслы, негативно повлиявшей на его жизнь.

Рентген

Тесла вполне мог претендовать и на открытие X-лучей, впервые о которых рассказал Вильгельм Конрад Рентген в 1895 году. Еще в 1887-м серб проводил опыты с электровакуумными трубками. Внося их в поле токов высокой частоты, Никола регистрировал два вида излучения: видимый свет и ультрафиолетовое излучение. Но были и совершенно особые лучи, которые оставляли на металлических экранах странные отпечатки.

Спустя шесть лет во время публичной лекции Тесла вернулся к этим лучам, отметив их свойство проникать через предметы, что позволяло узреть находящиеся в ящиках объекты. Но из-за крайней занятости и распыленности ученого на различные объекты изучение лучей дальше не продвинулось. Только открытие Рентгена раскрыло глаза Николе, который, впрочем, не претендовал на первенство. Однако он крепко вцепился в тему, выпустил десяток научных статей о природе лучей и усовершенствовал рентгеновскую установку.

Тесла сканировал все и всех подряд: собак, своих коллег и самого себя. При этом для получения некоторых снимков приходилось сидеть под установкой по часу, во время чего исследователь частенько засыпал. Сперва он считал, что излучение совершенно безвредно: облучал голову, глаза, руки. Пока у него не появились первые ожоги.

Машина землетрясений Теслы

Позже Тесла потерял интерес к излучению и приступил к работе с ультразвуком, о чем соседи его лаборатории узнали самым неприятным образом — ученый буквально вызвал землетрясение в Нью-Йорке. По крайней мере, он, а позже его биографы рассказывали об этом происшествии.

С лабораторией Николы соседствовали полицейский участок, различные фабрики и жилые дома итальянцев. Весенним утром 1898 года полицейский участок начал ходить ходуном: тряслась мебель, ставни и двери сами собой открывались и хлопали. В панике население района выбежало на улицу, предполагая разрушительные толчки землетрясения. Полицейские же бросились прямиком к Тесле, которого считали виновником всех громких событий.

Ученого они нашли в лаборатории с кувалдой в руках. Ею он лупил по некому прибору, прикрепленному к опоре здания. Последний удар, и прибор рассыпался, землетрясение прекратилось. Это был осциллятор Теслы — генератор механических колебаний сверхвысокой частоты, вырабатывавший ультразвук. Эти колебания вызывали внутренний резонанс в предметах, когда совпадали с частотой их собственных колебаний. В этих принципах Никола видел огромную разрушительную силу. При достаточном объеме динамита изобретатель обещал расколоть Землю надвое.

Конечно, эти рассказы для репортеров оказались всего лишь рассказами. Позднейшие эксперименты с машиной поставили под сомнение ее всемогущие способности.

Радио Теслы

Радиоуправление

О первенстве Теслы говорит хотя бы тот факт, что в 1893 году он приступил к разработке дистанционно управляемых машин. Ученый писал, что упорно работал над ними пару лет и даже создал несколько механизмов, но приснопамятный пожар отбросил его далеко назад. Первая публичная демонстрация состоялась в 1898 году на выставке, где свои дистанционные мины представлял ненавистный Николе Маркони.

Гвоздем мероприятия стал показ изобретения Теслы — радиоуправляемой лодки, посреди которой торчал металлический стержень, а на носу и корме находились лампочки. У серба же в руках был дистанционный пульт управления. Меняя сигналы с пульта, Никола заставлял лодку двигаться вперед и назад, выполнять различные маневры.

Угасание гения

Но Теслу мало волновало мнение военных. Он был уверен, что в ближайшее время сможет передавать энергию без проводов. Идея фикс поразила ученого, и он отправился в Колорадо-Спрингс ставить эксперименты. Биографы Николы отмечают, что с этой поездкой наступил третий — заключительный и бесславный — период в жизни инженера. Великие изобретения остались позади, Тесла вошел в историю, и оставшаяся половина его жизни представляет собой медленный закат, о котором ученый пока не догадывается.

В Колорадо-Спрингс по заказу изобретателя построили 60-метровую антенну, с помощью которой Никола собирался экспериментировать с беспроводной передачей электричества. Но пока его башня, на которую с подозрением и опаской смотрели местные, только генерировала молнии — толщиной в руку и длиной более четырех метров.

Фотография из Колорадо-Спрингс, выполненная приемом двойной экспозиции. Сперва снимали молнии, а затем самого Теслу

На этой же станции Тесла, по его утверждению, зарегистрировал странные сигналы, которые могли быть радиопередачей с Марса или Венеры. Репортеры, естественно, выдали это за сенсацию. Никаких доказательств связи Николы с инопланетянами так и не было представлено. Ученого подняли на смех и за этот прокол, и за его дикую концепцию передачи электричества без проводов — он так и не смог объяснить, как же этого добиться на практике. Пока же выходили только молнии.

Несмотря на весь негатив, Тесла получил инвестиции под проект глобальной сети радио, хотя планировал заниматься энергией. На выделенные бизнесменом Морганом деньги Никола построил новую лабораторию и башню в Уорденклифе, которая стала известной на весь мир. Ее строительство, начавшееся в 1901 году, тут же вызвало претензии со стороны инвестора: он не понимал, зачем тратить деньги на башню, без которой Маркони сумел передать сигнал практически через всю Атлантику. Морган стал что-то подозревать и урезал финансирование.

Тесла раскрыл перед ним все карты. Бизнесмен планировал занять лидирующие позиции на рынке радио, но по факту выбросил огромную сумму денег на фантастические планы серба. Ученый на протяжении года писал ему письма отчаяния, однако после пары отказов его уже попросту игнорировали. Кредиторы осаждали Николу, участок вокруг башни пришлось продавать по кусочкам, а здание буквально по кирпичикам разбирали мародеры.

Крушение последних надежд Теслы повлияло на его характер. Он стал больше работать языком, а не головой, рассказывая о своих новых изобретениях, которые вскоре перевернут мир. Именно эти мистификации от самого серба поспособствовали созданию вокруг него ореола таинственности: космические лучи, загадка тунгусского метеорита, шпионские следы СССР и Германии. В биографии инженера осталось много таинственных пятен, которые напрямую не относятся к его настоящим изобретениям.

Прежде чем мы создадим этот проект, я должен предупредить вас о безопасности.

Это устройство выдает высокое напряжение — до 25 000 вольт и может вас убить. НЕ ЗАМЕНЯЙТЕ НИКАКИЕ КОМПОНЕНТЫ ИЛИ ЧАСТИ КОМПОНЕНТОВ НА ДРУГИЕ ЧАСТИ С ИНЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ! Это важно для вашей безопасности. Еще, прежде чем создавать этот проект, я бы порекомендовал вам провести кое-какие исследования о высоких напряжениях. Также имейте в виду, что это не проект начального уровня, и вам нужно будет иметь опыт работы с обратными трансформаторами, высокими напряжениями и смертельными токами.

Вы были предупреждены.

Шаг 1: Методы: 1 и 2

Есть два способа сделать плазма лампу. Оба используют трансформаторы обратного хода переменного тока, но используют разные драйверы. Это важно знать, потому что вы будете создавать драйвер самостоятельно и должны выбрать свой метод, основываясь на нескольких факторах.

Метод 1 использует таймер 555 для включения и выключения мосфета. В нём используется меньше компонентов и его легче собрать.

Метод 2 использует чип TL494, который можно купить онлайн. Этот метод более сложный, но он дает вам больше контроля над схемой и позволяет даже вводить аудио.

Для начинающих я рекомендую метод 1, потому что в нём легче получить желаемую частоту. Если вы используете правильные компоненты, то частота установлена на безопасное значение. Это важно, потому что, если частота слишком низкая, вы словите неприятный шок. В конце этой инструкции я покажу 2 видео, в которых рассказывается, как настроить драйвер так, чтобы дуги были безопасны в работе.

Шаг 2: Метод 1: компоненты

Чтобы сделать лампу Tesla, нам нужен высокочастотный источник питания переменного тока. Также будет хорошо, если частоту можно будет регулировать для улучшения дуги. Мы будем делать наш собственный трансформатор обратного хода. Однако этот шаг можно пропустить, если у вас есть трансформатор обратной связи переменного тока.

чип 555
потенциометр 22к
резистор 10к
резистор 56 Ом
конденсатор 2,2 нф
регулятор напряжения 7809
зеленый светодиод
резистор 680 Ом
МОП-транзистор с N-канальным питанием (IRFP250, IRFP260, IRFP450 и т. д.)
Источник постоянного тока 12-24 В при 3 А или более (у меня напряжение 12 В при 18 А)

обратный трансформатор
30 метров магнитного провода 30 калибра (0,255 мм)
30 см магнитного провода 22 калибра (0,644 мм)
Электроизоляционная лента
Тефлоновые ленты
Для корпуса
Коробка проекта
Различные винты и гайки
Сверла
60 ваттная лампочка

Как видите, в этом проекте есть разные шаги. Я предполагаю, что у вас нет обратноходового преобразователя переменного тока. Преобразователи от современных телевизоров, компьютерных мониторов и других устройств — для постоянного тока, потому в них встроен внутренний диод, который выпрямляет импульс обратного хода. Если вы можете найти портативный мини телевизор, скорее всего, вы найдёте вариант AC, и сможете использовать его. Но самое интересное в этом проекте — это намотка собственного трансформатора, поэтому я проведу вас по всем шагам.

Шаг 3: Собираем драйвер

Здесь особо нечего сказать. Просто убедитесь, что вы правильно установили соединения на чипе 555. Пока не беспокойтесь о подключении первичной обмотки, мы вернемся к этому после сборки трансформатора.

Шаг 4: Метод 2: компоненты

Чтобы сделать плазменный шар, нам нужен высокочастотный источник питания переменного тока. Также будет нужно, чтобы частота была настраиваемой, чтобы получить лучшую дугу и самый чистый звук. Мы будем делать наш собственный трансформатор обратного хода.

ШИМ TL494
потенциометр 10к
потенциометр 22к
резистор 2.2к
резистор 10 Ом
100 нф конденсатор
10 нф конденсатор
47 нф конденсатор
200 мкФ конденсатор
МОП-транзистор с N-канальным питанием (IRFP250, IRFP260, IRF540, IRFP450, IRFP064 [я использую такой])
UF4007 или быстрый диод
аудио разъем-папа
регулятор напряжения 7812
Источник постоянного тока 12-24 В при 3 А или более
Обратноходовой преобразователь переменного тока (домашние не очень хорошо работают)

Коробка проекта
Различные винты и гайки
Сверла
60 ваттная лампочка

Как видите, у этого метода много дополнительных частей. Другим недостатком является то, что большинство самодельных преобразователей, которые я пробовал, не работают с этой схемой. Но если вы все же хотите попробовать сделать самодельный преобразователь, переходите к следующему шагу.

Шаг 5: Создаём преобразователь

обратный трансформатор
30 метров магнитного провода 30 калибра
30 см магнитного провода 22 калибра
Электроизоляционная лента
Тефлоновые ленты

Что такое обратноходовой трансформатор?

Обратноходовой трансформатор — это трансформатор, который можно найти в ЭЛТ-мониторах и телевизорах. Он используется для создания высокого напряжения и генерирования электронного луча для проецирования изображений на экран. Вы можете легко выпаять такой из телевизора или ЭЛТ-монитора при помощи паяльной лампы.

Посмотрите на обратноходовой трансформатор, который у вас на руках. Вам нужно получить ферритовый сердечник. Ферритовый сердечник — это оголенный стержень феррита, который соединяется внутри с трансформатором. Для этого попробуйте несколько раз ударить по ферритовому сердечнику резиновым молотком. Если это не поможет, погрузите трансформатор в горячую воду и попытайтесь ослабить лак, удерживающий сердечник на месте. Как только вы сможете покачивать сердечник, попробуйте удалить металлическую скобу, которая удерживает его на месте. Как только это будет сделано, две части сердечника должны выпасть из трансформатора.

Вы на полпути! Далее, посмотрите, насколько большой ваш сердечник. Самые большие сердечники обычно находятся в больших телевизорах, но я использовал самое маленькое ядро, которое смог найти, чтобы сэкономить место. Мы ищем вариант примерно на 10000 вольт.

Затем возьмите картонную карточку и загните ее в трубку, которая может поместиться вокруг цилиндрической стороны вашего сердечника.

Я нарисовал диаграмму, чтобы всё было наглядно.

Затем начните наматывать проволоку 30 калибра вокруг трубки. Начните намотку на расстоянии примерно 1,5 см от края бумаги, потому что намотка, расположенная слишком близко к сердечнику, приведет к дуге. Обмотайте провод вокруг трубки, убедившись, что мотки плотно прилегают друг к другу и не перекрываются. Наматывайте, пока вы не достигнете 1,5 см до конца бумаги. Затем поместите кусок изоленты поверх края обмотки. Оберните обмотку большим количеством тефлоновой ленты и накройте ее слоем изоленты.

Затем начните наматывать второй слой поверх предыдущего. Обмотайте примерно на 5 оборотов меньше, остановитесь, закройте тефлоном и изолентой и запустите новый слой, который намотайте поверх предыдущей намотки. Делайте это до тех пор, пока у вас не останется места. На последней обмотке заклейте всю вторичную ленту большим количеством изоленты.

Для первичной обмотки сделайте 7 витков проводом 22 калибра вокруг другой стороны сердечника. Готово!

Шаг 6: Тестирование трансформатора и его подготовка

Подсоедините трансформатор к схеме и проверьте его. Возьмите карандаш с проволокой, прикрепленной к нему. Подсоедините один конец провода к одному концу вторичной обмотки. Затем подключите источник питания 12-24 В к входу драйвера. Встряхните его.

Если вы слышите шум, значит, он работает. Медленно соедините вторичные провода вместе, используя карандаш. Фиолетовая электрическая дуга должна прыгать с одного конца на другой. Если всё так, то попробуйте отрегулировать 22к потенциометр, чтобы изменить частоту и получить тихую толстую дугу.

Если у вас не получилось, то есть несколько вещей, которые могут пойти не так:

Ваша вторичная катушка дает внутреннюю дугу. Вы должны перемотать вторичную катушку и использовать больше изоляции.

Работает и внезапно останавливается:

Ваш мосфет может быть неисправен. Проверьте его на короткое замыкание с помощью мультиметра.
Ваш чип 555 сгорел. Замени его.

Ничего не происходит при включении драйвера. Возможно, вы неправильно прочитали схему. Проверьте все соединения.

Если вы слышите шум, значит, все работает. Медленно соедините вторичные провода вместе, используя карандаш. Фиолетовая электрическая дуга должна прыгать с одного конца на другой. Если всё так, попробуйте отрегулировать оба потенциометра, чтобы изменить частоту и рабочий цикл. Попробуй получить тихую толстую дугу. При желании вы можете подключить музыкальный проигрыватель к аудиоразъему и проверить, будет ли дуга воспроизводить музыку. Если все это произойдет, то поздравляю! Вы почти закончили.

Если это не так, то есть несколько вещей, которые могут пойти не так.

Ваша вторичная катушка дает внутреннюю дугу. Вы должны перемотать вторичную катушку и использовать больше изоляции.
Работает и внезапно останавливается. Ваш мосфет может быть неисправен. Проверьте на короткое замыкание с помощью мультиметра.
Ничего не происходит при включении драйвера. Возможно, вы неправильно прочитали схему. Проверьте все соединения.

Дополнительное вощение

Эта часть довольно крута. Если вы используете мелки для воска, снимите бумагу со всех мелков. Возьмите старую банку, например, консервную, и поместите мелки в неё. Поместите банку на очень слабый огонь на плиту. Растопите воск полностью. Затем возьмите кусочек алюминиевой фольги и создайте форму для вашего обратноходового трансформатора.

Попытайтесь сделать коробку, в которую поместится трансформатор. Поместите его в форму так, чтобы вторичный и первичный провода торчали вверх. Затем медленно вылейте воск на трансформатор, пока он не будет полностью погружен. Покачайте форму немного, чтобы воск просочился в отверстия в трансформаторе. Дайте коробке полежать одну ночь, чтобы всё остыло.

Когда вы вернетесь на следующий день, снимите фольгу. Вы получите блок воска с 4 торчащими проводами. Это должно помочь вашему трансформатору работать дольше и предотвратить дуги.

Шаг 7: Включаем!

Поместите металлическое основание вашей лампочки на высоковольтные выходы вашего трансформатора и включите его!
Пожалуйста, посмотрите это видео, которое поможет вам с настройкой и эксплуатацией плазменного шара:

И помните, что высокое напряжение может быть смертельным, если работать с ним неправильно. Будьте осторожны и веселой вам сборки!

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Прежде чем мы создадим этот проект, я должен предупредить вас о безопасности.

Вы были предупреждены.

Шаг 1: Методы: 1 и 2

Шаг 2: Метод 1: компоненты

чип 555
потенциометр 22к
резистор 10к
резистор 56 Ом
конденсатор 2,2 нф
регулятор напряжения 7809
зеленый светодиод
резистор 680 Ом
МОП-транзистор с N-канальным питанием (IRFP250, IRFP260, IRFP450 и т. д.)
Источник постоянного тока 12-24 В при 3 А или более (у меня напряжение 12 В при 18 А)

обратный трансформатор
30 метров магнитного провода 30 калибра (0,255 мм)
30 см магнитного провода 22 калибра (0,644 мм)
Электроизоляционная лента
Тефлоновые ленты
Для корпуса
Коробка проекта
Различные винты и гайки
Сверла
60 ваттная лампочка

Шаг 3: Собираем драйвер

Шаг 4: Метод 2: компоненты

ШИМ TL494
потенциометр 10к
потенциометр 22к
резистор 2.2к
резистор 10 Ом
100 нф конденсатор
10 нф конденсатор
47 нф конденсатор
200 мкФ конденсатор
МОП-транзистор с N-канальным питанием (IRFP250, IRFP260, IRF540, IRFP450, IRFP064 [я использую такой])
UF4007 или быстрый диод
аудио разъем-папа
регулятор напряжения 7812
Источник постоянного тока 12-24 В при 3 А или более
Обратноходовой преобразователь переменного тока (домашние не очень хорошо работают)

Коробка проекта
Различные винты и гайки
Сверла
60 ваттная лампочка

Шаг 5: Создаём преобразователь

обратный трансформатор
30 метров магнитного провода 30 калибра
30 см магнитного провода 22 калибра
Электроизоляционная лента
Тефлоновые ленты

Что такое обратноходовой трансформатор?

Я нарисовал диаграмму, чтобы всё было наглядно.

Для первичной обмотки сделайте 7 витков проводом 22 калибра вокруг другой стороны сердечника. Готово!

Шаг 6: Тестирование трансформатора и его подготовка

Если у вас не получилось, то есть несколько вещей, которые могут пойти не так:

Работает и внезапно останавливается:

Ваш мосфет может быть неисправен. Проверьте его на короткое замыкание с помощью мультиметра.
Ваш чип 555 сгорел. Замени его.

Если это не так, то есть несколько вещей, которые могут пойти не так.

Ваша вторичная катушка дает внутреннюю дугу. Вы должны перемотать вторичную катушку и использовать больше изоляции.
Работает и внезапно останавливается. Ваш мосфет может быть неисправен. Проверьте на короткое замыкание с помощью мультиметра.
Ничего не происходит при включении драйвера. Возможно, вы неправильно прочитали схему. Проверьте все соединения.

Дополнительное вощение

Шаг 7: Включаем!

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Александр Улитин,

В 2003 году Илон Маск основал Tesla Motors. Компания, названная в честь создателя асинхронного электродвигателя, использует технологию многофазных систем переменного тока. Никола Тесла впервые разработал и запатентовал её в 1883 году, дав научное описание явлению вращающегося магнитного поля.

Почему магнитное поле вращается

И наша планета, и магнитик на холодильнике обладает магнитным полем. Но мы можем его получить и искусственно. Для этого возьмём провод, сделаем из него рамку и пустим ток. Если ток будет постоянным, то и поле будет постоянным. Но если ток будет переменным и будет изменяться по синусоидальному закону, то и поле будет изменяться также. Теперь можно ещё усложнить и взять две рамки с переменным током и разместить их перпендикулярно друг другу. Если ток в обеих рамках будет одной частоты, но сдвинут по фазе, то мы получим вращающееся магнитное поле. Чем больше будет таких рамок, тем более гладким будет вращение.

Помимо двигателя, электромобили Tesla используют высокочастотные микропроцессоры для обработки сигналов, антенны для передачи и приёма радиосигналов, которые тоже придумал Тесла.

Кто такой Никола Тесла

💁 Краткий биографический экскурс

Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в хорватском селе Смилян, входившем тогда в состав Австрийской империи.

Он получил хорошее начальное образование благодаря отцу-священнику. Его дальнейший путь в образовании был такой: нижняя реальная гимназия → Высшее реальное училище в Карловаце → университет в Граце (в настоящее время — Грацский технический университет) → Пражский университет.

🙅‍♂️ Помехи

Во время учёбы произошло два очень важных события: первое — Тесла проиграл в карты так, что его родителям пришлось брать деньги в долг, после этого он перестал играть навсегда. Второе — заметил несовершенства машин постоянного тока и задумался об использовании переменного тока в электродвигателях.

Что такое электрический ток

Электрический ток — это направленное, упорядоченное движение носителей электрического заряда. В металлах это электроны, в электролитах и газах — ионы, в полупроводниках — электроны и дырки.

🚶‍♂️ Никола к успеху шёл

Никола Тесла искал место, где работать будет действительно интересно. После университета он устроился инженером-электриком в правительственную телеграфную компанию в Будапеште. Осуществить там свои замыслы по созданию электродвигателя переменного тока Тесла не смог, поэтому в конце 1882 года перешёл в Континентальную компанию Эдисона в Париже.

Первая серьёзная задача на новом месте — сооружение электростанции для железнодорожного вокзала в Страсбурге. Там же он впервые продемонстрировал работу асинхронного двигателя. В 1884 году, закончив с электростанцией и ожидая крупного вознаграждения, Тесла вернулся в Париж и уволился, как только понял, что ему не заплатят.

Летом того же года изобретатель переехал в Нью-Йорк и устроился в компанию Томаса Эдисона инженером по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.

В чём разница между постоянным и переменным электрическим током

Разница в том, что переменный ток изменяется с течением времени по величине и направлению в электрической цепи. Если представить эти изменения на графике, то получится синусоида. Смещение такого графика вправо или влево называется фазой.

Эдисон холодно воспринимал новаторские идеи молодого изобретателя и в качестве шутки пообещал Тесле 50 000 долларов за улучшение электрической машины постоянного тока. Представив более двадцати идей, Тесла получил одобрение на каждое изменение, вновь не заработал ни цента и немедленно уволился.

После скандала изобретатель основал собственную компанию, связанную с вопросами электрического освещения, но сценарий повторился. Акционеры не стали платить за законченный проект дуговой лампы и предложили Тесле взять вознаграждение акциями. Из-за разногласий по оплате учёный оказался на улице и полгода занимался подсобными работами. По случайности во время рытья канав он познакомился с находившимся в подобном же положении инженером и изобретателем А. Брауном, который смог убедить своих знакомых оказать финансовую поддержку Тесле. Спустя несколько месяцев, в апреле 1887 года Тесла создал компанию Tesla Electric Company, которая начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами.

Что такое дуговая лампа

Дуговая лампа — это обозначение целого класса ламп, использующих электрическую дугу в качестве источника света. Сегодня такой принцип используется в люминесцентных лампах. Работают они так: внутри находится смесь инертного газа и паров ртути. Электрический ток, проходя через газообразное тело внутри лампы, возбуждает ультрафиолетовое излучение, которое попадает на люминофор, нанесённый на стенки лампы. Потом люминофор переизлучает поглощённое им УФ-излучение в видимый свет.

Несколько лет спустя американский промышленник Джордж Вестингауз выкупил (наконец-то за деньги!) у Теслы более 40 патентов. Вестингауз пригласил изобретателя на должность консультанта на заводах в Питтсбурге, где разрабатывались промышленные образцы машин переменного тока. Тесла не получал удовольствия от работы, считал, что она мешает появлению новых идей, и через год вернулся в лабораторию в Нью-Йорке.

🌟 И сквозь тернии к звёздам пришёл

Началась самая плодотворная часть жизни изобретателя. Во время изучения высокочастотных магнитных полей Тесла получил множество патентов на изобретения.

В дополнение Тесла намеревался продемонстрировать передачу электроэнергии без проводов. Поскольку это могло обрушить рынок и предоставить всем желающим дешёвую электроэнергию, Дж. П. Морган, акционер первой в мире Ниагарской ГЭС и медных заводов, отказался от дальнейшего финансирования. Вдобавок истекло большинство патентов Теслы, а значит — остановилась выплата гонораров. Серьёзное сокращение бюджета остановило строительство башни Ворденклиф. До 1917 года башню не использовали. Опасаясь, что она станет маяком для германских кораблей, правительство США приняло решение о демонтаже башни. Из-за высокого качества строительства это удалось сделать только с помощью взрыва.

Данных о том, чем занимался Тесла после строительства башни, практически нет. За несколько лет до смерти он вышел покормить голубей и столкнулся с такси. Травма спины спровоцировала воспаление лёгких, и в 1943 году Тесла скончался.

Список открытий и изобретений Николы Теслы и где они применяются сейчас

За всю жизнь Никола Тесла получил более 700 патентов. Многие его разработки стали электрической догмой, но открытия и нововведения не ограничивались одной сферой. Например, Тесла придумал радио раньше Маркони и Попова и работал с рентгеновскими лучами до их официального открытия Вильгельмом Рентгеном.

⚡ Многофазный электрический ток

Что такое многофазный электрический ток

Если у нас есть несколько переменных токов, максимумы и минимумы которых смещены относительно друг друга, то мы получим многофазный электрический ток.

Многофазный электрический ток используют в асинхронных двигателях, а также в линиях электропередач для более экономичной передачи электроэнергии.

📶 Радиосвязь и мачтовая антенна для радиосвязи

Как работает антенна

Антенна может работать в двух режимах: либо как передатчик, либо как приёмник сигнала. Когда антенна работает в режиме приёма, электромагнитное поле падающей на антенну волны наводит токи на токопроводящих элементах конструкции антенны, создавая разность потенциалов, которую радиоприёмник преобразует в выходной сигнал, и мы можем услышать музыку. Если мы хотим передать сигнал, то происходит всё ровно наоборот: радиопередатчик образует переменный электрический ток, и вокруг антенны создаётся переменное магнитное поле, которое порождает вихревое электрическое поле и в результате образуется электромагнитная волна, которая уносится в пространство. [Картинка №5 устройство антенны]

Сегодня антенны используют повсеместно: от радиоприёмников и автомобилей до Wi-Fi-роутеров, телефонов и 5G-вышек.

🌩️ Трансформатор Тесла

Что такое трансформатор

Трансформатор — электромагнитное устройство, которое изменяет напряжение электрической системы, сохраняя частоту, за счёт электромагнитной индукции.

Катушка Теслы — это тоже трансформатор, но резонансный, способный производить высокое напряжение высокой частоты.

К сожалению, сейчас трансформатор Тесла используют только в качестве декоративных и развлекательных целей, так как выходное напряжение может достигать миллионов вольт, создавая многометровые молнии.

💡 Люминесцентные лампы

Такие лампы очень экономичные, они быстро заменили лампы накаливания. Но прогресс не стоит на месте, и сейчас мы всё чаще используем светодиодное освещение.

Прим. ред. Continental Edison Company — одна из крупнейших энергетических компаний в США с 1823 года.

Прим. ред. Edison Machine Works. Бывшая компания по производству динамо, больших электродвигателей и других компонентов электрического освещения, принадлежащая Томасу Эдисону

Не путать с Continental Edison Company.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Читайте также: