Проекты

Катушка Тесла

Работа победителя Городской открытой научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная физика, энергетика, биофизика, бионика» среди учащихся 7–9 классов

Направление работы: Прикладная физика
Авторы работы: ГБОУ Школа №1353
Предметы: Физика
Классы: 8 класс
Мероприятия: Городская открытая научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 10–11 апреля 2017 года

Описание
Никола Тесла – гениальный физик, инженер, изобретатель в области электротехники и радиотехники. А в школе о нем упоминается только когда говорят о единице индуктивности. Поэтому было принято решение сделать кое-что по «рецептам» Тесла – катушку Тесла. С помощью катушки Тесла в процессе изучения физики можно демонстрировать удивительные электрические явления, что сделает обучение наглядным и понятным.
Катушка Тесла – резонансный трансформатор, производящий высокое напряжение высокой частоты. Состоит из двух катушек, у которых нет общего железного сердечника. Первичная обмотка – несколько витков провода большого диаметра, а вторичная – несколько тысяч витков провода меньшего диаметра.
Созданная модель с первичной катушкой из 7 витков и вторичной  из 2160 витков была использована на уроке физике при изучении газовых разрядов.
Работа над проектом проходила с июня по ноябрь 2016 г.

Цель
Изготовить катушку Тесла, которую можно использовать как наглядное пособие на уроках физики для демонстрации электромагнитных явлений.

Задачи:
1. Исследовать материал по данной теме.
2. Познакомиться с принципом работы катушки Тесла.
3. Создать действующую модель катушки Тесла
4. Провести опыты, демонстрирующие работу катушки Тесла.

Результаты
Коэффициент трансформации данной модели трансформатора Тесла K≈ N1/N2 =7/2160=0,003.
При входном напряжении в 90 по расчетам с учетом коэффициента трансформации выходное напряжение составляет 30 000 В. Поле определяется детектором даже на расстоянии одного метра.
Таким образом, вокруг установки существует электромагнитное поле высокой напряженности.
С помощью изготовленной модели катушки Тесла можно продемонстрировать следующие эффектные эксперименты:
1. Тлеющий разряд – свечение спектральных трубок, наполненных инертными газами: гелием, криптоном, неоном.
2. Разряд в люминесцентной лампе.
3. При близком поднесении металлического проводника к терминалу трансформатора между ним и терминалом возникает разряд, при этом разряд ударяется о проводник, а проводник остается холодным.
Собранная модель катушки Тесла является простым и очень дешевым устройством, так как все, что нужно для сборки, можно достать в любом магазине электротехнических товаров.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы
1. Изолированный эмалированный медный  
провод диаметра 1,2 мм
2. Изолированный медный эмалированный
провод диаметром 0,2 мм
3. Резистор 15 Ом
4. Переменный резистор B50K
5. Транзистор 13007A
6. Радиатор
7. 10 батареек типа «Крона»
8. Клеевой пистолет
9. Паяльник
10. Люминесцентная лампа
11. Газоразрядные трубки

Работа была представлена:
- Конкурс исследовательских работ и творческих проектов обучающихся колледжей и старших школьников «Искусство познания» – 1 место.
- Московский городской конкурс научно-исследовательских и проектных работ обучающихся – призер финала.
- Научно-практическая конференции «Инженеры будущего» – победитель.
- 21-я Региональная научно-практическая конференция школьников «Творчество юных» – 3 место.

Перспективы развития результатов работы
Собранную модель можно использовать как наглядное пособие на уроках физики для демонстрации электромагнитных явлений. С помощью данного устройства можно проводить эффектные эксперименты, которые вызовут интерес обучающихся, повысят их познавательную активность, позволят обучение сделать наглядным, понятным, интересным. 

Особое мнение

«Участие в конференции «Инженеры будущего» стало очень значимым для меня, я получил опыт выступления, опыт стендовой защиты, опыт участия в мероприятии такого высокого уровня», – говорит автор работы.