WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаФізика → Нікола Тесла – вклад в електротехніку - Реферат

Нікола Тесла – вклад в електротехніку - Реферат


РЕФЕРАТ
на тему:
Нікола Тесла - вклад в електротехніку
Нікола Те?сла - (серб.:'Никола Тесла', англ.:'Nikola Tesla') - (10.VII.1856-7.I.1943) - всесвітньовідомий фізик, винахідник. Походив із Сербії. Пізніше став громадянином США. Найбільш відомий своїми революційними винаходами в науці. Зробив великий внесок у електрику і магнетизм.
За легендою, Тесла народився точно в північ під час дуже грозової ночі. Народився в сербській сім'ї у селі Сміл'ян недалеко від Ґоспіку в у Австро-Угорщині (тепер це Хорватія). Батько - Рев Мілутін Тесла був священником Сербської Православної Церкви. Його матір - Дука (Мандік) Тесла була дочкою православного священника. Вона добре справлялась з господарством. Знала також багато народних пісень і фольклору, проте не була писемною, що проте в той час було досить поширеним. В сім'ї Тесли було п'ятеро дітей - двоє хлопців і троє дівчат.
В 1881 р. він переїхав до Будапешту в Угорщині, де він працював на американській телеграфній компанії. Тут він добився шефства в компанії. Він також брав участь у конструюванні першого в країні телефону. Згодом він переїжджає до Парижу.
В Сполучених Штатах вступає у компанію Томаса Едісона де робить великі успіхи. В лабораторії Т.Едісона він працював по вісімнадцять годин на день, включаючи неділі, і побачив, як можна поліпшити конструкцію едісоновських динамо-машин, збільшити їх КПД. Едісон схвалив його ідеї. Двадцять чотири типи динамо-машин спроектував для нього Тесла, зумів зменшити габарити магнітних сердечників, обладнав машини деякою автоматикою. Однак, Тесла не одержав ані цента - ні за винаходи, ні за сотні понаднормових - і заявив про звільнення. Це було навесні 1885 року.
Зате він устиг придбати репутацію в електротехнічних колах, настільки добру, що група ділків вирішила організувати компанію під його керівництвом. Побачивши в цьому шанс здійснити, нарешті, систему на перемінному струмі, Тесла погодився. Він поділився з ділками своїми планами, і йому було заявлено, що перемінний струм нікого не цікавить. Усе, що потрібно від Тесли, - це розробити економічні дугові ліхтарі для освітлення вулиць і фабричних цехів.
Згодом в своїй лабораторії були виготовлені три комплекти динамо-машин і електромоторів, до них автоматика - для однофазної, двохфазної та трифазної систем, проведені досліди з чотири- і шестифазними струмами, з різними сполученнями цих систем. Через кілька місяців Тесла передав свій двохфазний мотор у Корнельський університет для випробувань, а сам зайнявся загальною математичною теорією електроапаратури.
Теорія вийшла універсальною, охопила широкий діапазон високих і низьких частот. А 12 жовтня 1887 року, через півроку після відкриття лабораторії і через п'ять з половиною років після того, як він додумався до принципу обертового магнітного поля, повірені Тесли подали на всі його винаходи єдину заявку. Експерти, однак, зажадали розбити її на сім окремих, оскільки винаходи були складними, важливими, буквально піднімали електричну цілину.
Ще через півроку Тесла одержав сім патентів на одно- і багатофазні мотори, трансформатори, а також на розподільну систему. В квітні 1888 р. він одержав наступні п'ять патентів - на чотири- й трипроводні трифазні системи, потім ще вісімнадцять... У травні 1888 р. його запросили прочитати в Американському інституті інженерів-електриків лекцію про теоретичні передумови і практичне застосування перемінного струму в енергетиці.
Залишивши в 1889 р. завод Вестингауза в Піттсбурзі та повернувшись у Нью-Йорк, у свою лабораторію, Тесла занурився в нову область досліджень. Перемінний струм малих частот був для нього тільки одним зі звуків, породженим лише однією клавішею нижчої октави електромагнітного світу, що подає про себе сигнали таємничого.
Працюючи над багатофазною системою він вивчив досить широку область частот і помітив, що в міру їхнього збільшення устаткування стає все легшим, усе менше на нього потрібно заліза, і вирішив досліджувати такі частоти, при яких, як він вважав, можна буде обійтися взагалі без заліза в магнітному ланцюзі. В цій думці його впевнили роботи Максвелла й досліди Герца з метровими радіохвилями.
Тесла впевнився, що цікаві відкриття чекають на нього на кожній сходинці частотної шкали, що, плавно підвищуючи частоту електричних коливань аж до світлового діапазону, він зрештою отримає світло прямим способом, набагато більш ефективним, ніж за допомогою ламп накалювання, де корисне випромінювання буквально тоне в тепловому.
І він виготовив багатополюсні динамо-машини перемінного струму. 384-полюсна машина давала частоти до 10 тисяч герц, при яких електроенергія передавалася на великі відстані ще краще, ніж при 60 герцах. Такі струми було складно трансформувати, але він вирішив і цю задачу: сконструював високочастотні трансформатори без залізних сердечників, тільки з "повітряними", що складаються лише з концентричних первинної й вторинної обмоток. Згодом їх охрестили "котушками Тесли". В них збуджувалися коливання з частотою 150 кілогерц, напругою 7 млн вольт, що пробивали повітряний проміжок шириною два дюйми. І знайшов для високовольтних пристроїв надійну ізоляцію, що стала потім загальновживаною.
Одночасно він розробив високочастотний генератор без обертових частин - зі зворотно-поступальним рухом поршня, що приводиться паром чи стисненим повітрям. Ця машина давала струм з недосяжною на звичайному генераторі стабільною частотою 20 тисяч герц, вона навела Теслу на серію нових експериментів, про які докладна розповідь попереду, на важливі, але небезпечні і, почасти, комічні експерименти з механічними коливаннями. А попутно - на ідею електрогодинників, яку, втім, ні розвивати, ні патентувати він не став, вважаючи її дрібницею.
Гігантські напруги при високих частотах Тесла зумів одержати, доводячи електроколивання до резонансів, підбираючи для цього значення для основних параметрів контуру ємності й індуктивності, налаштовуючи контур. Досягнутий резонанс - значить кожна порція енергії, введена в ланцюг, підхльостує електровібрації, швидко підвищує амплітуду. А завчасно проведені розрахунки показали Теслі, що резонанси на високих частотах досягаються при невеликих емностях і індуктивностях.
Розроблені Теслою в 1890 р. способи настроювання електричних ланцюгів стали вирішальною передумовою створення бездротового телеграфу й сучасного радіо.
Точно настроєні електричні контури відкрили перед електротехнікою нові обрії, і країна почула про Теслу, захопилася ним. Звістку про його досліди з високочастотними й високовольтними струмами (зокрема, в медицині, де він запропонував застосувати їхню нагрівальну дію,) рознеслася по всьому світі.
Повернувшись у березні 1893 р. з Європи, Тесла з головою занурився в досліди з бездротовими системами. Відпрацьовуючи принцип резонансного настроювання ланцюга, він зібрав більше сотні різних коливальних контурів, безліч вібраторів, конденсаторів і котушок. Він довів, що може змусити ту чи іншукотушку вибірково реагувати на визначену довжину хвилі, випромінюваної осцилятором, у той час як інші котушки будуть "мовчати", і що настроєні електричні котушки, подібно музичним струнам, вібрують у відповідь не тільки на основну ноту, але й на численні обертони. Цю властивість можна була використовувати в прийомних і передавальних антенах, хоча воно заважало настроюванню котушок.
У липні 1894 р. в інтерв'ю видавцю журналу "Ворлд" Тесла заявив: "Ви вважаєте мене мрійником, але я впевнений у можливості передачі бездротових повідомлень по всій земній кулі. У такий же спосіб можна буде передавати й електроенергію".
За зимові місяці він спроектував і побудував передавальну та приймальну станції: вони вже працювали на невеликих відстанях, у лабораторії й у межах міста. Вирішальний експеримент, що, можливо, дав би Теслі пріоритет у винаході радіо, був запланований на весну 1895 р., але 13 березня будинок, де знаходилася лабораторія Тесли, згорів. Згоріли прилади, устаткування, а головне - записи й щоденники винахідника.
Біля року пішло в нього на обладнання нової лабораторії. Свої експерименти Тесла почав у 1889 р. і незабаром винайшов електронну лампу - попередницю сьогоднішніх радіоламп. У 1892 р. він уже демонстрував її в радіоустановці на лекціях у Лондоні та Парижі.
Електрони ще не були відкриті, а Тесла вже описав їх природу, настільки чуттєвих, що дюймовий магніт відхиляв їхній потік, промінь, на відстань до шести футів.
У Тесли не залишалося часу на технічну розробку, впровадження й комерційне використання винаходів. Ідей була багато. Експериментуючи з котушками, він змінював їхні розміри, форми, конструкції, від звичайних циліндричних перейшов до конічних і навіть до плоских, млинцевоподібних, і знайшов буквально розсип невідомих до того дуже цікавих ефектів.
Тесла не винайшов ідею електричного резонансу, вона вже містилася в математичному описі конденсаторного розряду, опублікованому лордом Кельвіном, і відповідала фізичній природі перемінних струмів. Але Тесла перетворив її з "таємничої" математичної структури в блискучу фізичну реальність, уперше практично здійснив резонанс, підібравши потрібні ємності й індуктивності, розробив спосіб посилення резонансу за допомогою індуктивного з'єднання двох настроєних ланцюгів і, нарешті, одержав резонанс у ланцюзі, настроєного на чверть довжини хвилі джерела первинного струму.
Використана література
1. О'Нейл Дж. Изобретатель и рационализатор. - М., 1999.
2. Цікаве у світі фізики. - К., 2001.
Loading...

 
 

Цікаве