Что такое катушка Тесла?

Однажды вечером 1899 года жители городка Колорадо Спрингс увидели необычное сияние от 20-метровой башни с большой медной сферой сверху, которую недавно построил изобретатель Никола Тесла.

Сфера сверкала сверкала разрядами молнии длиной около 40 метров, а раскаты грома были слышны за 25 километров от места проведения эксперимента. В один момент на площади 40 километров от башни загорелось 200 лампочек — электрический заряд был передан без проводов.

Так человечество впервые познакомилось с катушкой, изобретенной Николой Тесла и носящей его имя.

Прибор был запатентован 22 сентября 1896 года. Это резонансный трансформатор, производящий напряжение высокой частоты. С его помощью ученый собирался проводить беспроводную передачу электроэнергии. Как показал эксперимент в Колорадо Спрингс — это целиком реально. Также изобретатель применял трансформатор для генерации и распространения электрических колебаний, направленных на управление устройствами на расстоянии без проводов (радиоуправление) и беспроводной передачи данных (радио).

Выходное напряжение трансформатора Тесла может достигать нескольких миллионов вольт. Это напряжение в частоте минимальной электрической прочности воздуха способно создавать многометровые электрические разряды в воздухе. Эти явления очаровывают, поэтому трансформатор Тесла часто используется в кино, шоу-бизнесе и даже компьютерных играх.

Красивые эффекты, создаваемые катушкой Тесла, связаны с образованием четырех видов газовых разрядов:

1. Стримеры — тускло светящиеся разветвлённые каналы, которые содержат ионизированные атомы газа и отщеплённые от них свободные электроны. Это световые лучи, которые идут от основания катушки в воздух. Стример — это, по сути, видимая ионизация воздуха.
2. Спарк — искровой разряд. Проходит с терминала непосредственно в землю или в заземлённый предмет. Выглядит как пучок ярких, быстро исчезающих или сменяющих друг друга нитевидных, часто сильно разветвлённых полосок — искровых каналов.
3. Коронный разряд — свечение ионов воздуха в электрическом поле высокого напряжения. Создаёт красивое голубоватое свечение вокруг В-образных частей конструкции с сильной кривизной поверхности.
4. Дуговой разряд — образуется во многих случаях. Например, при достаточной мощности трансформатора, если к его основанию близко поднести заземлённый предмет, между ним и терминалом может загореться дуга.

Интересно, что некоторые ионные химические вещества, нанесённые на терминал трансформатора, способны менять цвет разряда. Например, ионы натрия меняют обычный окрас спарка на оранжевый, а бора — на зелёный.

Характерный электрический треск резонансного трансформатора вызван совокупностью ударных волн от расширяющихся искровых каналов.

В начале XX века трансформатор Тесла также получил популярное применение в медицине. На пациентов воздействуют слабыми высокочастотными токами, которые, протекая по тонкому слою поверхности кожи, оказывают «тонизирующее» и «оздоровительное» влияние на нее, не причиняя вреда внутренним органам.

Американская группа ARC ATTACK использовала трансформаторы Тесла в качестве источника звуков. То есть разряд, создаваемый трансформатором, может звучать, «петь».

В настоящее время ведется работа над созданием целого оркестра музыкальных инструментов от катушек Тесла.

По принципу распространения беспроводной передачи энергии созданы современные зарядные терминалы мобильных устройств. В ближайшей перспективе — создание пригодной для коммерческого использования системы беспроводной передачи электроэнергии, позволяющей питать бытовые электронные устройства (телевизоры, акустические системы и так далее), а также осуществлять бесконтактную подзарядку электромобилей.

Одесский Музей Интересной Науки является обладателем самой большой профессиональной катушкой на юге Украины, на выходе которой создается разряд напряжением более 1 000 000 Вольт и частотой около 175 000 герц. Катушка может создавать электрические разряды длительностью от нескольких наносекунд до сотых доли секунды. Максимальный выход тока в 3500 раз превышает частоту тока, используемого в бытовых сетях. Размер разрядов молнии составляет около 1 метра.

Прибор создает электромагнитное поле в диаметре 30 метров, что позволяет зажигать на близком расстоянии лампы, заполненные газами, просто касаясь их. Катушка может проигрывать MIDI мелодии либо же проигрывать звуки разных электронных музыкальных инструментов.