🈺 ™️ 💅🏿 Comment Tesla a rencontré Landau ou Hyde pour construire une salle à haute énergie 👨🏽‍⚖️ 🐹 🎆

Au lycée, on nous parlait du courant électrique et des aimants. Il a été dit qu'un champ électrique constant génère un champ magnétique constant et qu'un champ électrique alternatif crée un champ magnétique alternatif. Nous avons hoché la tête ensemble, l'avons écrit dans un cahier et sommes rentrés chez nous, oubliant le sujet de la leçon en cours de route. Nous ne savions pas à quoi ressemblent ces domaines, comment fonctionne l'électricité et où ces connaissances peuvent être appliquées.

S'il y avait alors un endroit où ces principes sont clairement démontrés, peut-être que certains d'entre nous se souviendraient de ce que les enseignants ont dit et s'essayeraient en science. Voilà comment nous pensions lorsque nous avons commencé à construire une salle à haute énergie.

Attention - beaucoup de photos intéressantes sous la coupe.

À propos du LandauCenter

High Energy Room est un projet éducatif pour les enfants. Nous l'avons lancé dans le premier centre universitaire ukrainien de sciences interactives - le «LandauCenter» de l'Université nationale V.N. Karazin Kharkiv.

Le LandauCenter est situé dans le bâtiment nord de KNU - un bâtiment d'avant-guerre qui abritait auparavant la L. A. Govorov Military Engineering Radio Engineering Academy of Air Defence. En 2004, l'académie a été réorganisée et le bâtiment a été transféré à l'Université Karazin. En 2013, au 1er étage de l'aile droite, plusieurs locaux ont été alloués pour la création de l'Université de Landau Centre. Plus tard, après un début de travail réussi en 2014, le centre a reçu plusieurs salles de classe au 2e étage et au sous-sol.

Le LandauCenter rappelle de nombreux centres scientifiques européens: le Copernic de Varsovie, l'expérience de Gdansk ou le Tartu AXAA. Ces centres ont des objectifs communs. L'un d'eux enseigne les sciences de manière ludique. Par exemple, au LandauCenter, les enfants essaient de soulever un poids de 32 kilogrammes sur l'épaule courte et longue du levier et comprennent: si vous faites l'épaule suffisamment longue, vous pouvez développer n'importe quel effort. Même les anciens Égyptiens utilisaient le levier d'Archimède pour déplacer des morceaux de marbre.

Toutes les expositions sont créées par des employés et des étudiants universitaires de leurs propres mains. Ainsi, le hall principal du premier étage a été progressivement rempli, donc pour notre projet, nous avons choisi l'une des chambres gratuites du deuxième.

À propos de l'équipe

Deux architectes, trois constructeurs, deux consultants en physique, deux électriciens, un coordinateur et de nombreuses personnes qui ne sont pas indifférentes à la science ont travaillé sur le projet.

Les architectes ont réalisé la conception et le rendu de la pièce. Les constructeurs ont concrétisé le projet en six mois environ. Les physiciens ont construit «l'échelle de Jacob» et la plus grande bobine de Tesla en Ukraine. Les électriciens ont aidé au câblage et à la mise en œuvre du système de démarrage de ces appareils. Le coordinateur a fait en sorte que le travail se déroule sans heurts et sans méthodes régulières de valériane.

Planification

Nous avons pensé que nous pourrions utiliser l'une des salles vides du centre pour un projet intéressant qui intéresserait les enfants avec la science et la technologie. Mais ils ne savaient pas ce qui pouvait être spécifiquement mis en œuvre. Je voulais faire quelque chose d'utile, mais en même temps spectaculaire, comme la salle Ames ou la salle RVB.

Les scientifiques du LandauCenter rêvent depuis longtemps de construire une grande bobine Tesla. Ils ont dit qu'ils avaient une mini bobine et ont organisé une petite démonstration. Nous l'avons vraiment aimé et nous avons décidé de mettre en œuvre cette idée.

Début 2016, nous sommes arrivés au LandauCenter pour inspecter et mesurer à nouveau les locaux.

La pièce n'était pas adaptée à notre projet: le plafond suspendu en plastique pouvait facilement prendre feu, il était trop clair, les murs devaient être mis en ordre - retirez la couche de revêtement et, éventuellement, faites-en une nouvelle.

Pour que les visiteurs soient intéressés, vous devez leur donner la possibilité de faire fonctionner des appareils électroménagers, mais de manière à ce qu'ils ne mettent pas leur vie et leur santé en danger. Nous avons consulté des architectes et des physiciens et avons décidé de diviser la salle en 2 zones: pour les visiteurs et pour les expositions.

Nous avons décidé que l'espace visiteurs pourrait accueillir 25 personnes. Pour des raisons de sécurité, nous divisons les zones avec une cage de Faraday. Positionnons-le pour qu'il tombe dans un champ électrique extérieur émis par des appareils.

Une cellule de Faraday fonctionne comme ceci: les électrons libres se déplacent autour d'elle et se concentrent d'une certaine manière. Pour cette raison, les côtés opposés de la cellule reçoivent des charges différentes, ce qui crée un nouveau champ dirigé à l'opposé de l'extérieur. En conséquence, la charge est compensée et absente à l'intérieur de la cellule - c'est-à-dire que la cellule absorbe complètement les ondes électromagnétiques de la bobine.

En plus de la cage, nous isolons la deuxième zone des visiteurs avec du verre, dont nous parlerons plus tard. Il aura une bobine Tesla, une échelle de Jacob, plusieurs lampes fluorescentes et un grand ventilateur.

Maintenant, nous avions les plans et nous avons commencé la construction.

Nous avons décidé de quitter le parquet. Ils voulaient que la salle ressemble à un public universitaire et livre le projet à temps. Ils ont enlevé la couche supérieure de bois avec l'ancien vernis et recouvert d'un nouveau.

Les décharges électriques sont mieux visibles dans l'obscurité. Nous avons décidé de repousser le plâtre en brique, puis de peindre les murs et le plafond en noir.

Voici à quoi cela ressemblait sur les rendus:

Heureusement, les murs étaient en bon état.

Test de peinture noire. Ça a l'air bien:

Qu'est-il arrivé à la fin:

Travail

Pendant que les constructeurs démontaient le dernier mastic, des physiciens du LandauCenter ont assemblé la bobine de Tesla et l'échelle de Jacob.

Nikola Tesla a breveté la bobine en 1891. Depuis lors, son design n'a pas beaucoup changé. Vous pouvez créer une version simple de transformateur à partir de cette vidéo:

Les physiciens de Landau discutent du circuit primaire de la bobine:

Voyons maintenant comment fonctionne le transformateur Tesla :

Il existe une source de tension - 220 volts. Le courant est fourni par une ampoule à incandescence de 200 watts, qui sert de résistance de limitation de courant. S'il n'y avait pas de lumière, lorsque la bobine Tesla était allumée, les disjoncteurs seraient coupés.

Le courant passe à 4 transformateurs. Ils sont situés dans un récipient en plastique et remplis d'huile moteur synthétique. L'huile est un diélectrique et protège contre les pannes électriques, et refroidit également les transformateurs pendant le fonctionnement.

A la sortie des transformateurs, nous obtenons 8 400 volts. Le courant se ferme à travers l'entrefer entre les deux contacts qui tournent sur le moteur.

Lorsque le moteur tourne, les contacts se ferment et un circuit oscillant se forme. L'enroulement primaire a une inductance et les condensateurs dans lesquels l'énergie est accumulée ont une capacité.

Après cela, un courant d'une fréquence supérieure à 200 kilohertz commence à résonner dans le circuit primaire et une partie de l'énergie est absorbée par l'enroulement secondaire.

En conséquence, nous obtenons la plus grande bobine d'Ukraine et près d'un demi-million de volts. Pour une hauteur de bobine de 80 centimètres, un résultat décent. Mais pour provoquer une météorite Tunguska, cela, bien sûr, ne suffit pas.

«Jacob's Staircase» est composé de 2 électrodes en cuivre de 2 mètres chacune. Un courant haute tension les traverse également - environ 18 000 volts. Entre les électrodes, il y a une panne d'air et un arc électrique qui monte.

Un arc électrique dans l'air se transforme en plasma dont la température est de 5000 º. L'air chaud est plus léger que le froid.Par conséquent, en raison de la convection, il monte, entraînant un arc avec lui. Lorsque l'arc atteint l'espace le plus large entre les électrodes, il se rompt. Au même moment, une nouvelle décharge d'arc s'enflamme au bas des électrodes et le processus se répète.

Sur la photo «l'échelle de Jacob» à droite:

elle est appelée «l'échelle de Jacob» en raison des décharges qui ressemblent à des escaliers. Ceci est une référence à l'histoire biblique du patriarche Jacob, qui dans un rêve a vu un escalier menant au ciel.

"Escalier" se compose de:

Les deux arcs qui sont montés au sommet de la cage de Faraday à travers des isolateurs.
Quatre transformateurs néon. Ils ne sont pas dans l'huile, comme pour la bobine Tesla, mais sont remplis de résine époxy solide en usine.
Cartes de contrôle de démarrage.

Test

Les spécialistes de LandauCenter ont terminé les instruments 2 mois avant l'ouverture. Les expositions futures devaient être soigneusement vérifiées.

Le courant de la bobine a un effet cutané - l'électricité passe à la surface de la peau et ne nuit en aucune façon à une personne. Mais malgré tout, nous avons décidé de mettre un écran de protection en verre devant la cage de Faraday. Un niveau de protection supplémentaire ne fera pas de mal: lorsque les visiteurs de la pièce sont des enfants, il est préférable de la jouer en toute sécurité.

Les constructeurs ont terminé la finition et installé la grille. Nous avons réfléchi à l'horaire de travail des expositions. Nous nous sommes arrêtés au fait que la bobine et l '"échelle" fonctionneront pendant environ une minute, puis s'éteindront pendant près de 5 minutes. Cela permettra d'éviter l'usure des transformateurs et autres composants. Et un employé du centre à ce moment-là parlera de l'électricité aux visiteurs - ou fera une pause.

Les expositions sont activées par des boutons situés dans les gardes à côté de la cage de Faraday. Dans un bouclier, il y a un bouton pour la bobine, dans l'autre pour «l'échelle». Les enfants s'efforcent tout le temps d'appuyer sur les boutons, tandis que l'employé du centre ne regarde pas. Mais après la fin de la session d'expositions, appuyer sur le bouton ne produira rien. Lorsque l'appareil est prêt à redémarrer, les voyants au-dessus des protecteurs s'allument. S'ils sont verts, vous pouvez à nouveau faire un show!

Après avoir travaillé les bobines dans la pièce, il est très facile de respirer, comme s'il s'éteignait après un orage. Cela est dû au fait qu'après la décharge de la foudre, beaucoup d'ozone se forme. En grande quantité, l'ozone peut provoquer des maux de tête, donc un extrait travaille constamment dans la pièce.

Nous avons installé la cage de Faraday et commencé à installer un verre de protection qui aidera à lutter contre la surabondance d'ozone. Sur la photo, il est clairement visible.

Le fonctionnement de la bobine et de l'échelle est absolument sûr. Mais il y a des exceptions: lorsque la bobine fonctionne, les personnes portant un stimulateur cardiaque et des aides auditives ne devraient pas être dans la pièce. Le champ magnétique généré par la bobine affecte le fonctionnement de ces appareils - ils peuvent commencer à tomber en panne.

Le déchargeur de bobine Tesla est très bruyant. Le personnel du centre a acheté des dizaines d'écouteurs insonorisants pour que les enfants se sentent à l'aise.

La bobine Tesla incluse a un fort champ électromagnétique. La lampe fluorescente à côté de lui commencera à briller. Nous avons fixé plusieurs de ces lampes sur la cage de Faraday.

Découverte

Le 5 janvier, la salle s'est ouverte à tous les arrivants.

Désormais, les employés du LandauCenter organisent des conférences interactives et expliquent clairement le fonctionnement de l'électricité. Par exemple, ils disent pourquoi vous ne pouvez pas marcher dans une zone dégagée lors d'un orage. Un fort champ électromagnétique apparaît à la surface de la terre. La tension de ce champ est très élevée à proximité de conducteurs pointus: arbres, tours de télévision, paratonnerres, solitaire dans la steppe. Par conséquent, la foudre peut les frapper.

Pour le démontrer, nous avons mis un cintre dans la cage de Faraday, qui prend en charge la bobine.

Plarium est une entreprise technique et nous voulons vulgariser la technologie de toutes les manières possibles. L'année dernière, ils ont organisé une série d'événements pour les développeurs uDev, cette année, ils ont ouvert une salle à haute énergie avec le LandauCenter. Nous sommes convaincus qu'il n'est possible d'intéresser les gens que par leur propre expérience. Que la science et la technologie font avancer l'humanité, même si elle résiste fortement et prépare toujours du thé avec les chaudières de grand-mère.

Expérimentez et apprenez de nouvelles choses. Après tout, Tesla a déclaré: "L'action même de la plus petite créature entraîne des changements dans l'univers entier."