Проектная работа «Никола Тесла и его величайшее открытие»

Автор: Соколова Наталья Павловна

Организация: МКОУ Троицкая СОШ № 50

Населенный пункт: Свердловская область, п. Троицкий

Введение

Я мог бы расколоть земной шар, но никогда

не сделаю этого.

Моей главной целью было указать на новые явления

и распространить идеи, которые и станут

отправными точками для новых исследований.

Никола Тесла

 

Актуальность: электротехника играет важную роль в повседневной жизни современного человека. Мы живём в век технического прогресса, когда практически все бытовые приборы работают на электроэнергии, а сама электротехника является одним из самых важных компонентов жизни каждого человека.  Существование всех этих, казалось бы, обыденных вещей – результат усердной работы и тщательных исследований многих ученых-физиков. Одной из самых ярких, интересных и неоднозначных личностей среди них является Никола Тесла. Однако, несмотря на все его труды, исследования и открытия, почему-то о нем лишь вскользь упоминается на страницах школьных учебниках физики. На мой взгляд, это очень несправедливо. Современное общество должно помнить ученого, открытия которого значительно облегчили жизнь людям.

Проделанная мною работа в первую очередь носит просветительский характер, она должна повысить заинтересованность учеников в более углубленном изучении физики, а также побудить их к исследовательской деятельности.

Цель: создание трансформатора Тесла, повышение заинтересованности учеников в более углубленном изучении физики и личности Николы Тесла

Задачи:

1. Ознакомиться с изобретениями и научными работами Николы Тесла;

2. Проанализировать собранную информацию;

3. Определить, сборка какого прибора возможна в домашних условиях;

4. Собрать необходимые материалы для выбранного прибора.

Объект: важнейшие открытия Николы Тесла в области физики.

Предмет: процесс создания катушки Тесла.

Методы исследования:  анализ, эксперимент.

 

 

ГЛАВА 1. БИОГРАФИЯ НИКОЛЫ ТЕСЛА

Ранние годы

Никола Тесла родился 10 июля 1856 в городе Смилян, Австрийская империя, ныне в Хорватии. Отец - Милутин Тесла (1819-1879), священник Сремской епархии сербской православной церкви, серб. Мать - Георгина (Джука) Тесла (1822-1892), в девичестве Мандич, была дочерью священника.28 июня (10 июля) 1856 года в семье появился четвёртый ребёнок - Никола. Всего в семье было пять детей: три дочери - Милка, Ангелина и Марица и два сына - Никола и его старший брат Дане. Когда Николе было пять лет, его брат погиб, упав с коня. Первый класс начальной школы Никола закончил в Смилянах. В 1862 году оканчивает оставшиеся три класса, а затем и трёхлетнюю нижнюю реальную гимназию, которую закончил в 1870 году. Осенью того же года Никола поступил в Высшее реальное училище в городе Карловац.

В июле 1873 года Н. Тесла получил аттестат зрелости.

Никола поступил в высшее техническое училище в Граце (в настоящее время - Грацский технический университет), где стал изучать электротехнику. Наблюдая за работой машины Грамма на лекциях по электротехнике, Тесла пришёл к мысли о несовершенстве машин постоянного тока, однако профессор Яков Пешль подверг его идеи резкой критике, перед всем курсом прочитав лекцию о неосуществимости использования переменного тока в электродвигателях.

29 апреля 1879 умер отец Николы.

Тесла устроился преподавателем в реальную гимназию в Госпиче, ту, в которой он учился. Работа в Госпиче его не устраивала. У семьи было мало денег, и только благодаря финансовой помощи от двух своих дядей, Петара и Павла Мандич, молодой Тесла смог в январе 1880 года уехать в Прагу, где поступил на философский факультет Пражского университета.

Он проучился всего один семестр и был вынужден искать работу.

До 1882 года Тесла работал инженером-электриком в правительственной телеграфной компании в Будапеште, которая в то время занималась проведением телефонных линий и строительством центральной телефонной станции. В феврале 1882 года Тесла придумал, как можно было бы использовать в электродвигателе явление, позже получившее название вращающегося магнитного поля.

Работа у Томаса Эдисона

В июле 1884 года Тесла прибыл в Нью-Йорк. Он устроился на работу в компанию Томаса Эдисона в качестве инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.

Эдисон довольно холодно воспринимал новые идеи Теслы и всё более открыто высказывал неодобрение направлению личных изысканий изобретателя. Весной 1885 года Эдисон пообещал Тесле 50 тыс. долларов (по тем временам сумма, примерно эквивалентная 1 млн современных долларов), если у него получится конструктивно улучшить электрические машины постоянного тока, придуманные Эдисоном. Никола активно взялся за работу и вскоре представил 24 разновидности машины Эдисона, новый коммутатор и регулятор, значительно улучшающие эксплуатационные характеристики. Одобрив все усовершенствования, в ответ на вопрос о вознаграждении Эдисон отказал Тесле, заметив, что эмигрант пока плохо понимает американский юмор. Оскорблённый Эдисоном Тесла немедленно уволился.

Лаборатория в Нью-Йорке

Проработав всего год в компании Эдисона, Тесла приобрёл известность в деловых кругах. Узнав о его увольнении, группа электротехников предложила Николе организовать свою компанию, связанную с вопросами электрического освещения.       Проекты Тесла по использованию переменного тока их не воодушевили, и тогда они изменили первоначальное предложение, ограничившись лишь предложением разработать проект дуговой лампы для уличного освещения. Через год проект был готов. Вместо денег предприниматели предложили изобретателю часть акций компании, созданной для эксплуатации новой лампы. Такой вариант не устроил изобретателя, компания же в ответ постаралась избавиться от него, попытавшись оклеветать и опорочить Тесла.

С осени 1886 года и до весны молодой изобретатель вынужден был перебиваться на подсобных работах. Он занимался рытьём канав, "спал, где придётся, и ел, что найдёт". В этот период он подружился с находившимся в подобном же положении инженером Брауном, который смог уговорить нескольких своих знакомых оказать небольшую финансовую поддержку Тесле.        В апреле 1887 года созданная на эти деньги "Тесла арк лайт компани" начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами. Вскоре перспективность компании была доказана большими заказами из многих городов США. Для самого изобретателя компания была лишь средством к достижению заветной цели.

Под офис своей компании в Нью-Йорке Тесла снял дом на Пятой авеню неподалёку от здания, занимаемого компанией Эдисона. Между двумя компаниями развязалась острая конкурентная борьба, известная в Америке под названием "Война токов".

В июле 1888 года известный американский промышленник Джордж Вестингауз выкупил у Тесла более 40 патентов, заплатив в среднем по 25 тысяч долларов за каждый. Вестингауз также пригласил изобретателя на должность консультанта на заводах в Питсбурге, где разрабатывались промышленные образцы машин переменного тока. Работа не приносила изобретателю удовлетворения, мешая появлению новых идей. Несмотря на уговоры Вестингауза, через год Тесла вернулся в свою лабораторию в Нью-Йорке.

В 1888-1895 годах Тесла занимался исследованиями магнитных полей и высоких частот в своей лаборатории. Эти годы были наиболее плодотворными: он получил множество патентов. Руководство Американского института электроинженеров пригласило Теслу прочитать лекцию о своих работах. 20 мая 1892 года он выступил перед аудиторией, включавшей выдающихся электротехников того времени, и имел большой успех.

В марте 1895 года в лаборатории на Пятой авеню случился пожар. Здание сгорело до основания, уничтожив самые последние достижения изобретателя: механический осциллятор, новый метод электрического освещения, новый метод беспроводной передачи сообщений на далёкие расстояния и метод исследования природы электричества. Сам Тесла заявил, что по памяти может восстановить все свои открытия.

Финансовую помощь изобретателю оказала "Компания Ниагарских водопадов". Благодаря Эдварду Адамсу у Тесла появилось 100 000 долларов на обустройство новой лаборатории. Уже осенью исследования возобновились по новому адресу: Хаустон-стрит, 46. В конце 1896 года Тесла добился передачи радиосигнала на расстояние 30 миль (48 км).

Колорадо Спрингс

В мае 1899 года по приглашению местной электрической компании Тесла переехал в курортный городок Колорадо Спрингс в штате Колорадо. Городок располагался на обширном плато на высоте 2000 м. Сильные грозы были нередки в этих местах.

В Колорадо Спрингс Тесла организовал небольшую лабораторию. Спонсором на этот раз был владелец отеля "Уолдорф-Астория", выделивший на исследования 30 000 долларов. Для изучения гроз Тесла сконструировал специальное устройство, представляющее собой трансформатор, один конец первичной обмотки которого был заземлён, а второй соединялся с металлическим шаром на выдвигающемся вверх стержне. К вторичной обмотке подключалось чувствительное самонастраивающееся устройство, соединённое с записывающим прибором. Это устройство позволило Николе Тесле изучать изменения потенциала Земли, в том числе и эффект стоячих электромагнитных волн, вызванный грозовыми разрядами в земной атмосфере (через пять с лишним десятилетий этот эффект был подробно исследован и позднее стал известен как "Резонанс Шумана"). Наблюдения навели изобретателя на мысль о возможности передачи электроэнергии без проводов на большие расстояния.

Следующий эксперимент Тесла направил на исследование возможности самостоятельного создания стоячей электромагнитной волны. Кроме множества индукционных катушек и прочего оборудования он спроектировал "усиливающий передатчик". На огромное основание трансформатора были намотаны витки первичной обмотки. Вторичная обмотка соединялась с 60-метровой мачтой и заканчивалась медным шаром метрового диаметра. При пропускании через первичную катушку переменного напряжения в несколько тысяч вольт во вторичной катушке возникал ток с напряжением в несколько миллионов вольт и частотой до 150 тысяч герц.

При проведении эксперимента были зафиксированы грозоподобные разряды, исходящие от металлического шара. Длина некоторых разрядов достигала почти 4,5 метров, а гром был слышен на расстоянии до 24 км. Первый запуск эксперимента прервался из-за сгоревшего генератора на электростанции в Колорадо Спрингс, который был источником тока для первичной обмотки "усиливающего передатчика". Тесла вынужден был прекратить эксперименты и самостоятельно заниматься ремонтом вышедшего из строя генератора. Через неделю эксперимент был продолжен.

На основании эксперимента Тесла сделал вывод о том, что устройство позволило ему генерировать стоячие волны, которые сферически распространялись от передатчика, а затем с возрастающей интенсивностью сходились в диаметрально противоположной точке земного шара, где-то около островов Амстердам и Сен-Поль в Индийском океане.

Свои заметки и наблюдения от опытов в лаборатории в Колорадо Спрингс Никола Тесла заносил в дневник, который позднее был опубликован под названием "Colorado Springs Notes, 1899-1900".

После 1900 года Тесла получил множество других патентов на изобретения в различных областях техники (электрический счётчик, частотомер, ряд усовершенствований в радиоаппаратуре, паровых турбинах и пр.)

В 1915 году в газетах писали, что Тесла был номинирован на Нобелевскую премию по физике. Одновременно был заявлен и Томас Эдисон. Изобретателям предлагалось разделить премию на двоих. По утверждениям некоторых источников, взаимная неприязнь изобретателей привела к тому, что оба отказались от неё, таким образом отвергнув любую возможность разделения премии. В действительности Эдисону в 1915 не предлагали премии, хотя и номинировали на неё, а Теслу впервые номинировали в 1937 году.

В мае 1917 года Тесле была вручена медаль Эдисона, хотя сам он решительно отказывался от её получения.

В 1917 году Тесла предложил принцип действия устройства для радиообнаружения подводных лодок.

В 1917-1926 годах Никола Тесла работал в разных городах Америки. С лета 1917 до ноября 1918 года он работал на "Пайл Нэшнл" в Чикаго; в 1919-1922 годах был в Милуоки с Эллисом Чалмерсом; последние месяцы 1922 года прошли в Бостонской "Уолтем Уотч Компани", а в 1925-1926 годах в Филадельфии Тесла разрабатывал для "Бадд Компани" бензиновую турбину.

В 1934 году в журнале Scientific American была опубликована статья Теслы, вызвавшая широкий резонанс в научных кругах, в которой он подробно рассмотрел пределы возможности получения сверхвысоких напряжений путем зарядки шарообразных ёмкостей статическим электричеством от трущихся ремней и высказал сомнение в том, что разряды этого электростатического генератора смогут помочь в исследованиях строения атомного ядра.

Смерть

В преклонном возрасте ученого сбила легковая машина, он получил перелом рёбер. Болезнь вызвала острое воспаление лёгких, перешедшее в хроническую форму. Тесла оказался прикован к постели. Никола Тесла скончался в ночь с 7 на 8 января 1943 года, на 87-м году жизни.

 

 

Полный текст статьи см. в приложении.

1. file0.docx (130,8 КБ)

Опубликовано: 15.09.2025