Di sekolah menengah, kami diberi tahu tentang arus listrik dan magnet. Dikatakan bahwa medan listrik konstan menghasilkan medan magnet konstan, dan medan listrik bolak-balik menciptakan medan magnet bolak-balik. Kami mengangguk bersama, menuliskannya di buku catatan dan pulang, melupakan topik pelajaran di sepanjang jalan. Kami tidak tahu bagaimana bidang ini terlihat, bagaimana listrik bekerja, dan di mana pengetahuan ini bisa diterapkan sama sekali.
Jika ada tempat di mana prinsip-prinsip ini ditunjukkan dengan jelas, mungkin sebagian dari kita akan mengingat apa yang dikatakan para guru dan mencoba diri kita sendiri dalam sains. Itulah yang kami pikirkan ketika kami mulai membangun ruang berenergi tinggi.
Perhatian - banyak foto menarik di bawah cut.
Tentang LandauCenter
Kamar High Energy adalah proyek pendidikan untuk anak-anak. Kami meluncurkannya di pusat universitas pertama di Ukraina untuk sains interaktif - "LandauCenter" dari V.N.Karazin Kharkiv National University.
LandauCenter terletak di bangunan utara KNU - sebuah bangunan sebelum perang yang sebelumnya menampung L. A. Govorov Teknik Militer Akademi Teknik Radio Akademi Pertahanan Udara. Pada tahun 2004, akademi ditata ulang dan bangunan dipindahkan ke Universitas Karazin. Pada 2013, di lantai 1 sayap kanan, beberapa bangunan dialokasikan untuk pendirian University of Landau Center. Kemudian, setelah awal kerja yang sukses pada tahun 2014, pusat ini menerima beberapa ruang kelas di lantai 2 dan ruang bawah tanah.
LandauCenter mengingatkan pada banyak pusat sains Eropa: Warsawa Copernicus, Eksperimen Gdansk atau Tartu AXAA. Pusat-pusat semacam itu memiliki tujuan bersama. Salah satunya adalah mengajarkan sains dengan cara yang menyenangkan. Misalnya, di LandauCenter, anak-anak mencoba mengangkat beban seberat 32 kilogram pada bahu tuas pendek dan panjang dan memahami: jika Anda membuat pundak cukup panjang, Anda dapat mengembangkan usaha apa pun. Bahkan orang Mesir kuno menggunakan tuas Archimedes untuk memindahkan potongan marmer.
Semua pameran dibuat oleh karyawan dan mahasiswa dengan tangan mereka sendiri. Jadi aula utama di lantai satu secara bertahap terisi, jadi untuk proyek kami, kami memilih salah satu kamar gratis di lantai kedua.
Tentang tim
Dua arsitek, tiga pembangun, dua konsultan fisika, dua tukang listrik, satu koordinator dan banyak orang yang tidak acuh terhadap sains bekerja pada proyek tersebut.
Arsitek membuat desain dan rendering ruangan. Para pembangun menghidupkan proyek itu dalam waktu sekitar enam bulan. Fisikawan membangun "Tangga Yakub" dan kumparan Tesla terbesar di Ukraina. Listrik membantu dengan pemasangan kabel dan implementasi sistem start-up perangkat ini. Koordinator membuat pekerjaan berjalan dengan lancar dan tanpa metode valerian yang teratur.
Perencanaan
Kami berpikir bahwa kami dapat menggunakan salah satu kamar kosong di pusat tersebut untuk proyek menarik yang akan menarik minat anak-anak dengan sains dan teknologi. Tetapi mereka tidak tahu secara spesifik apa yang bisa diterapkan. Saya ingin melakukan sesuatu yang bermanfaat, tetapi pada saat yang sama spektakuler, seperti ruang Ames atau ruang RGB.
Para ilmuwan dari LandauCenter telah lama bermimpi membangun koil Tesla besar. Mereka mengatakan bahwa mereka memiliki lilitan mini, dan menggelar demonstrasi kecil. Kami benar-benar menyukainya, dan kami memutuskan untuk menerapkan gagasan ini.
Pada awal 2016, kami tiba di LandauCenter untuk memeriksa dan mengukur lokasi lagi.
Ruangan itu tidak cocok untuk proyek kami: plafon gantung plastik dapat dengan mudah terbakar, terlalu terang, dinding harus ditata - lepaskan lapisan yang menghadap dan, mungkin, buat yang baru.
Agar pengunjung tertarik, Anda harus memberi mereka kesempatan untuk menjalankan peralatan - tetapi agar tidak ada bahaya bagi kehidupan dan kesehatan mereka. Kami berkonsultasi dengan arsitek dan fisikawan dan memutuskan untuk membagi ruangan menjadi 2 zona: untuk pengunjung dan untuk pameran.
Kami memutuskan bahwa area pengunjung akan menampung 25 orang. Untuk keamanan, kami membagi zona dengan sangkar Faraday. Mari kita posisikan sehingga jatuh ke medan listrik eksternal yang dipancarkan oleh perangkat.
Sel Faraday bekerja seperti ini: elektron bebas bergerak di sekitarnya dan berkonsentrasi dengan cara tertentu. Karena ini, sisi yang berlawanan dari sel menerima muatan yang berbeda, yang membuat bidang baru diarahkan berlawanan dengan eksternal. Akibatnya, muatan dikompensasi, dan tidak ada di dalam sel - yaitu, sel sepenuhnya menyerap gelombang elektromagnetik dari koil.
Selain kandang, kami mengisolasi zona kedua dari pengunjung dengan kaca, yang akan kita bicarakan nanti. Ini akan memiliki kumparan Tesla, tangga Jacob, beberapa lampu neon dan kipas besar.
Sekarang kami memiliki cetak biru, dan kami mulai membangun.
Kami memutuskan untuk meninggalkan lantai. Mereka ingin ruangan menyerupai penonton universitas dan mengantarkan proyek tepat waktu. Mereka menghapus lapisan atas kayu bersama-sama dengan pernis lama dan ditutup dengan yang baru.
Pelepasan listrik paling baik dilihat dalam gelap. Kami memutuskan untuk mengusir plester menjadi bata, dan kemudian mengecat dinding dan langit-langit hitam.
Inilah yang terlihat pada render:
Untungnya, temboknya dalam kondisi baik.
Menguji cat hitam. Itu terlihat bagus:
Apa yang terjadi pada akhirnya:
Bekerja
Sementara pembangun membongkar dempul terakhir, fisikawan dari LandauCenter mengumpulkan kumparan Tesla dan Tangga Yakub.
Nikola Tesla mematenkan koil kembali pada tahun 1891. Sejak itu, desainnya tidak banyak berubah. Anda dapat membuat versi transformator sederhana dari video ini:
Fisikawan dari Landau berdebat tentang sirkuit utama koil:
Sekarang mari kita lihat bagaimana
transformator Tesla bekerja:
Ada sumber tegangan - 220 volt. Arus dipasok melalui bola lampu pijar 200 watt, yang berfungsi sebagai resistor pembatas arus. Jika tidak ada cahaya, ketika kumparan Tesla dinyalakan, pemutus sirkuit akan padam.
Arus mengalir ke 4 transformer. Mereka terletak di wadah plastik dan diisi dengan oli mesin sintetis. Oli adalah dielektrik dan melindungi terhadap gangguan listrik, dan juga mendinginkan transformator selama operasi.
Di pintu keluar dari transformer, kami mendapatkan 8,400 volt. Arus menutup melalui celah udara antara dua kontak yang berputar pada motor.
Ketika mesin berjalan, kontak ditutup dan sirkuit berosilasi terbentuk. Gulungan primer memiliki induktansi, dan kapasitor di mana energi terakumulasi memiliki kapasitansi.
Setelah itu, arus dengan frekuensi lebih dari 200 kilohertz mulai beresonansi di sirkuit primer, dan sebagian energi diserap oleh belitan sekunder.
Hasilnya, kami mendapatkan koil terbesar di Ukraina dan hampir setengah juta volt. Untuk ketinggian koil 80 sentimeter, hasil yang layak. Tetapi untuk menyebabkan meteorit Tunguska, ini, tentu saja, tidak cukup.
"Tangga Yakub" adalah 2 elektroda tembaga, masing-masing sepanjang 2 meter. Arus tegangan tinggi juga mengalir melalui mereka - sekitar 18.000 volt. Di antara elektroda ada gangguan udara dan busur listrik yang naik.
Busur listrik di udara berubah menjadi plasma, yang suhunya adalah 5000 º. Udara hangat lebih ringan daripada dingin, oleh karena itu, karena konveksi, ia naik, menyeret busur bersamanya. Ketika busur mencapai celah terluas di antara elektroda, itu pecah. Pada saat yang sama, pelepasan busur baru dinyalakan di bagian bawah elektroda, dan proses berulang.
Pada foto "Tangga Yakub" di sebelah kanan:
Itu disebut "Tangga Yakub" karena pangkat yang menyerupai langkah. Ini adalah referensi ke kisah alkitabiah tentang Patriark Yakub, yang dalam mimpi melihat tangga menuju surga.
"Tangga" terdiri dari:
- Dua busur yang dipasang di atas sangkar Faraday melalui isolator.
- Empat transformator neon. Mereka tidak dalam minyak, seperti untuk kumparan Tesla, tetapi diisi dengan resin epoksi padat di pabrik.
- Papan kontrol startup.
Pengujian
Spesialis LandauCenter menyelesaikan instrumen 2 bulan sebelum pembukaan. Pameran di masa depan harus diperiksa dengan cermat.
Arus dari kumparan memiliki efek kulit - listrik melewati permukaan kulit dan tidak membahayakan seseorang dengan cara apa pun. Tapi tetap saja, kami memutuskan untuk memasang layar pelindung kaca di depan sangkar Faraday. Tingkat perlindungan ekstra tidak akan merugikan: ketika pengunjung ke kamar adalah anak-anak, lebih baik bermain aman.
Pembangun selesai menyelesaikan dan memasang grid. Kami memikirkan jadwal kerja pameran. Kami berhenti pada kenyataan bahwa gelung dan "Tangga" akan bekerja sekitar satu menit, lalu mati hampir selama 5 menit. Ini akan membantu menghindari keausan pada transformer dan komponen lainnya. Dan seorang karyawan pusat saat ini akan memberi tahu pengunjung tentang listrik - atau beristirahat.
Pameran diaktifkan oleh tombol-tombol yang terletak di penjaga di sebelah sangkar Faraday. Di satu perisai ada tombol untuk gulungan, di yang lain untuk "Tangga". Anak-anak selalu berusaha menekan tombol, sementara karyawan pusat tidak melihat. Tetapi setelah akhir sesi pameran, menekan tombol tidak akan menghasilkan apa-apa. Saat alat siap memulai kembali, lampu di atas pelindung menyala. Jika berwarna hijau, Anda dapat memiliki pertunjukan lagi!
Setelah mengerjakan gulungan di dalam ruangan, sangat mudah untuk bernapas, seolah-olah keluar setelah badai. Ini disebabkan oleh fakta bahwa setelah pembuangan petir, banyak ozon terbentuk. Dalam jumlah besar, ozon dapat menyebabkan sakit kepala, sehingga ekstrak secara konstan bekerja di dalam ruangan.
Kami memasang kandang Faraday dan mulai memasang kaca pelindung yang akan membantu melawan ozon yang meluap-luap. Dalam foto itu terlihat jelas.
Pengoperasian kumparan dan tangga benar-benar aman. Tetapi ada pengecualian: ketika gelung bekerja, orang dengan alat pacu jantung dan alat bantu dengar tidak boleh berada di dalam ruangan. Medan magnet yang dihasilkan oleh koil memengaruhi operasi perangkat-perangkat ini - mereka dapat mulai gagal.
Pelepasan kumparan Tesla sangat bising. Staf pusat membeli lusinan headphone yang berisik untuk membuat anak-anak merasa nyaman.
Koil Tesla yang disertakan memiliki medan elektromagnetik yang kuat. Lampu neon di sebelahnya akan mulai menyala. Kami memasang beberapa lampu di kandang Faraday.
Penemuan
Pada tanggal 5 Januari ruangan dibuka untuk semua pendatang.
Sekarang karyawan LandauCenter mengadakan kuliah interaktif dan menjelaskan dengan jelas bagaimana listrik bekerja. Misalnya, mereka mengatakan mengapa Anda tidak bisa berjalan di area terbuka di tengah badai. Medan elektromagnetik yang kuat muncul di permukaan bumi. Ketegangan bidang ini sangat tinggi di dekat konduktor yang tajam: pohon, menara televisi, penangkal petir, orang yang kesepian di padang rumput. Karena itu, kilat dapat menyerang mereka.
Untuk menunjukkan ini, kami menaruh gantungan di kandang Faraday, yang mengambil alih koil.
Plarium adalah perusahaan teknis dan kami ingin mempopulerkan teknologi dengan cara apa pun. Tahun lalu, mereka mengadakan serangkaian acara untuk pengembang uDev, tahun ini mereka membuka ruang berenergi tinggi bersama dengan LandauCenter. Kami yakin bahwa hanya mungkin menarik minat orang melalui pengalaman mereka sendiri. Ilmu pengetahuan dan teknologi itu menggerakkan umat manusia ke depan, bahkan jika itu sangat menolak dan masih menyeduh teh dengan boiler nenek.
Eksperimen dan pelajari hal-hal baru. Lagipula, Tesla berkata: "Tindakan bahkan makhluk terkecil pun menyebabkan perubahan di seluruh alam semesta."