Laboratoř Nikoly Tesly (Shoreham, USA)

Laboratoř Nikoly Tesly (Shoreham, USA)

Tento inženýr a vynálezce, který se věnoval především elektrotechnice, byl bezpochyby nejgeniálnější postavou druhé průmyslové revoluce.

Fyzika

Klíčová slova

Tesla, Nikola Tesla, Teslova cívka, turbína, kompaktní zářivka, motor střídavého proudu, generátor, cívka, střídavý proud, elektromagnetická indukce, bezdrátový, Kolumbovo vejce, telegraf, elektrický proud, magnetické pole, síť, Energie, elektřina, electro, vynálezce, Edison, patent, fyzika

Související doplňky

Otázky

  • Kdy žil a pracoval Nikola Tesla?
  • Ve které zemi zahynul Tesla?
  • SI jednotka které veličiny byla pojmenována po Teslovi?
  • Kolik patentů bylo registrovaných pod Teslovým jménem (během jeho života)?
  • Čemu se Tesla nevěnoval do hloubky?
  • Který Teslův současník byl jeho největším rivalem?
  • Pod jakým názvem se zapsal do dějin „boj“ mezi Edisonem a Teslou?
  • Který předmět se nemohl nacházet v laboratoři Tesly?
  • Který předmět se nemohl nacházet v laboratoři Tesly?
  • Jaká je mezinárodní zkratka stejnosměrného proudu?
  • Kdo byl zaměstnavatelem Tesly v USA?
  • Co řídil Tesla pomocí rádiové technologie?
  • Kterou teorii nebo zákon považoval Tesla za logicky nesprávný?
  • Je následující tvrzení pravdivé?\nTesla vynalezl první telefonní zesilovač (tj. první reproduktor).
  • Která byla Teslovou nejdůležitější oblastí výzkumu ve městě Colorado Springs?
  • Je následující tvrzení pravdivé?\nWardenclyffe Tower byl původně postaven jako maják.
  • Jakému povolání se Tesla nevěnoval?
  • Jaké oblasti/zařízení se Tesla nevěnoval?
  • Podle legendy který svůj vynález označil Tesla za nejdůležitější na smrtelné posteli?
  • Kdo byl současníkem Tesly?
  • Kdo nebyl současníkem Tesly?

Scénky

Wardenclyffe

  • laboratoř
  • Teslova věž

Laboratoř a věž:

Tesla, který přišel do USA v roce 1884, pracoval ve více laboratořích (ty se nacházely v Pittsburghu, New Yorku, Orangei a ve městě Colorado Springs).
Laboratoř založená ve Wardenclyffe byla posledním.

Tesla v roce 1901 koupil od Jamese Wardene pozemek ležící na Long Islandu. Toto místo se později vzpomínalo jako Wardenclyffe podle předchozího majitele. (Tento pozemek se nacházel při městě Shoreham.)

Tesla zde chtěl vytvořit bezdrátovou telegrafickou stanici. Firmu McKim, Mead, and White pověřil přípravou návrhu budovy a vysílací věže.

Tesla chtěl později upravit tyto budovy, ale nepodařilo se mu najít nové investory. (Totiž J. P. Morgan, který předtím financoval podnikání, nepodporoval tyto úpravy.) Tesla upustil od tohoto projektu v roce 1906, a tak zařízení nikdy nebylo uvedeno do provozu.

Po vypuknutí I. světové války se Tesla nemohl spoléhat ani na podporu svých evropských klientů. Věž v roce 1917 zbourali a zpeněžili ji jako kovový odpad. Tesla byl nucen prodat i Wardenclyffe.

V laboratoři

  • Nikola Tesla
  • rentgenový přístroj
  • Teslovy cívky
  • turbína
  • asynchronní motor
  • Kolumbovo vejce
  • loď řízená rádiem

Konstrukce a fungování:

V budově laboratoře byl umístěn vysokovýkonný generátor na výrobu elektřiny, který byl pomocí vedení spojen s věží.

Nadzemní část stavby známé pod názvem Wardenclyffe Tower (nebo Tesla Tower) dosahovala výšky 57 m (z toho kupole měla 21 m), zatímco podzemní část sahala do hloubky 37 m.

Podle Tesly pomocí této věže bylo možné vyřešit problematiku bezdrátového přenosu energie. Za vhodné přenosné prostředí považoval vzduch a zem. Do země chtěl zavést elektřinu pomocí podzemní části věže. Domníval se, že tímto způsobem by bylo možné vyřešit problematiku přenosu téměř bez jakékoliv ztráty.

Součástí jeho dlouhodobých plánů byla taková světová bezdrátová síť, která by umožnila přenos elektřiny kamkoliv, k jakémukoli zařízení.

Vynálezy

Vynálezy:

Teslovy cívky (Colorado Springs)

Tesla vynalezl první, později po něm pojmenované cívky kolem roku 1891. Teslovy cívky obsahují alespoň dvě vzduchové cívky. Generují vysoké napětí při vysoké frekvenci.

Tento vynález byl výjimečný kvůli tomu, že Tesla použil v praxi elektrickou rezonanci (podle níž na rozdíl od transformátoru primární a také sekundární obvod je v rezonanci s provozní frekvencí) pomocí vzduchové cívky. Později se jeho vynález stal základní součástí mnoha zařízení.

Teslovy cívky vytvářejí zajímavé jevy ve formě vysokonapěťových korónových výbojů - v závislosti i na tzv. přídavné kapacity.

Asynchronní motor

Asynchronní motor je jedním z Teslových nejslavnějších a nejdůležitějších vynálezů. První prototyp zkonstruoval ve Francii v roce 1883. Patent motoru poháněného rotujícím magnetickým polem si dal zaregistrovat v roce 1888 v USA.

Teslův motor sestával ze dvou základních částí - ze statoru (vnější pevné části) a rotoru (vnitřní otáčivé části). Stator tvoří několik cívek, do kterých se zavádí střídavý proud. Rotor může být jednoduchý kovový válec, ale obvykle také v rotoru najdeme cívky. Jednotlivé fáze fungování tohoto motoru jsou následující:

1) Střídavý proud proudící v cívkách statoru vytváří kolem cívek rotující magnetické pole.
2) Toto rotující magnetické pole indukuje v cívce rotoru elektrický proud.
3) Tímto způsobem indukovaný elektrický proud znovu generuje magnetické pole kolem vnitřní cívky.
4) Vlivem magnetického pole ve vnitřní cívce se rotor pokouší otočit podle vnějšího magnetického pole, ale nakolik se toto magnetické pole stále mění, nikdy ho nedožene, rotace bude stálá.

Rotující magnetické pole vzniká pouze tehdy, když vnější cívky nepracují najednou, ale v rozdílných fázích. Pokud je motor poháněn vícefázovým proudem, vnější cívky musí být napojeny na rozdílné fáze, čímž se zajistí rotující magnetické pole.
Pokud je motor poháněn jednofázovým proudem, vnější cívky nemohou fungovat ve stejné fázi, protože v tom případě nevznikne rotující magnetické pole. Fázové posunutí potřebné pro cívky zajišťují kondenzátory, respektive v současnosti elektronika. Pokud neexistuje fázové posunutí, motor nenastartuje, ale pokud mu dopomůžeme k nastartování, pak už bude rotovat i bez fázového posunutí.

Mezi Teslou a jeho bývalým zaměstnavatelem, Edisonem vypukla tzv. „válka proudů“. Tesla byl zastáncem střídavého proudu, zatímco Edison, který byl rovněž geniálním inženýrem a se kterým Tesla v té době již neměl přátelský vztah, byl přívržencem stejnosměrného proudu.

Nejen jeho tehdejší důkazy, ale i dějiny potvrdili Teslovy představy: dnes mnoho zařízení funguje na principu jeho asynchronního motoru.

Loď řízená rádiem

Zrod rádiového principu a rádiového zařízení přinesl rozvoj i v ostatních oblastech bezdrátového přenosu signálu.

První zařízení považované za předchůdce dnešních moderních dálkových ovladačů sestrojil Tesla. Použitím dálkového ovladače patentovaného v roce 1898 řídil model lodě pomocí rádiových vln.

Zářivky

Navzdory oblíbenému mýtu kolem zářivek ne Tesly považujeme za vynálezce zářivky. Tesla se věnoval zářivkám v 90. letech, které byly napájeny pomocí vysokofrekvenčních zdrojů proudu.

Tesla takto popsal vnímání jeho zářivek: „Když byly mé zářivky vystaveny, hleděli na ně s takovým úžasem, že je to nemožné popsat.“

Kolumbovo vejce

Tesla představil své zařízení pojmenované jako „Kolumbovo vejce“ v roce 1893. (Podle legendy objevitel Ameriky na jednom setkání postavil vejce na stůl tak, že naťukl jeho špičku a všechny tím ohromil.)

Cílem tohoto zařízení bylo demonstrovat fungování rotujícího magnetického pole a indukčního motoru.

Základem zařízení byl železný prstenec (stator: pevná část), ke kterému byly připojeny čtyři cívky (čtyři elektromagnety). Měděné vejce“ se točilo na dřevěné platformě. Za vytvoření vhodného magnetického pole byl zodpovědný zdroj střídavého proudu.

Turbína

Turbína:

Teslova turbína patentovaná v roce 1913 byla velmi jednoduchým, ale vysoce efektivním zařízením. Funkčnost tohoto zařízení bez lopatek, sestávajícího z rovnoběžných disků byla založena na dostředivé síle a proudění.

Fungovala při zavedení plynu i tekutiny. Proudění plynu/tekutiny zatočilo osu. Vývod se nacházel ve spodní části turbíny. Změnou směru otáčení mohlo toto zařízení fungovat jako pumpa.

„V mém vynálezu je prakticky celý povrch aktivní. V lopatkové turbíně se účinek nešíří úplně dokola, k tomu je třeba použít sadu trysek. Ale v mé turbíně plyn může projít celým obvodem přes volné spirálové dráhy, přičemž vždy hledá cestu s nejmenším odporem a předává veškerou svou energii.“(Nikola Tesla)

Ačkoliv se Teslova turbína dá vyrobit relativně levně a je vysoce efektivní, přece se nerozšířila.

Přestože se Tesla podle legendy na své smrtelné posteli vyjádřil, že turbínu považuje za svůj nejdůležitější vynález, toto zařízení „upadlo do zapomnění“.

Nikola Tesla

Procházka

  • Nikola Tesla
  • spirálová cívka
  • přídavná kapacita
  • rentgenový přístroj
  • Teslovy cívky
  • turbína
  • asynchronní motor
  • Kolumbovo vejce
  • generátor
  • soustruh
  • palivová nádrž
  • loď řízená rádiem

Animace

  • Nikola Tesla
  • rentgenový přístroj
  • Teslovy cívky
  • turbína
  • asynchronní motor
  • Kolumbovo vejce
  • loď řízená rádiem

Vyprávění

Nikola Tesla je jeden z nejgeniálnějších vynálezců v dějinách vědy a techniky. K jménu tohoto inženýra a génia druhé průmyslové revoluce se váže 146 patentů.
Tesla měl srbský původ a narodil se v roce 1856 v Smiljanu, který se v té době nacházel na území Habsburské říše. Výjimečnými schopnostmi disponoval už jako mladík, které pak později efektivně zúročil jako inženýr a vynálezce.

Po Grazu, Praze a Budapešti se v roce 1882 dostal do Paříže, kde začal pracovat pro Continental Edison Company.
Jako servisní inženýr procestoval celou Evropu. V roce 1884 se přestěhoval do USA, aby osobně mohl pracovat s Edisonem.
Nejlepší léta strávil v USA jako vynálezce. Tesla měl mnoho nápadů a vynálezů, které předběhly jeho vlastní dobu. Mnohé z nich jsou v nějaké formě přítomné i v dnešních zařízeních.
Tesla, po kterém je pojmenována SI jednotka magnetické indukce, ostře kritizoval i Einsteinovu teorii relativity.
Zemřel ve věku 86 let v hotelovém pokoji v New Yorku.

„Avšak člověk není obyčejná hmota, skládající se z rotujících atomů a molekul, která obsahuje pouze tepelnou energii. Člověk je hmotou, jež má jisté vyšší kvality: je nadán rozumem.“ (Nikola Tesla)

Související doplňky

Generátor a elektromotor

Zatímco generátor přeměňuje mechanickou energii na elektrickou energii, elektromotor přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii.

Systém elektrické sítě

Účelem elektrické sítě je poskytovat elektřinu pro spotřebitele.

Transformátor

Transformátor je zařízení pro přeměnu napětí elektrického proudu.

Domácí elektrické světelné zdroje

Tato animace nám představí fungování domácích zdrojů světla od tradičních žárovek až po LED osvětlení.

Dynamo

Dynamo transformuje mechanickou energii na stejnosměrný proud.

Elektromobil

Tesla Model S je první elektromobil, který je vhodný i pro každodenní použití.

Elektromotory

Elektromotory jsou přítomny v mnoha oblastech našeho každodenního života. Podívejme se na různé typy.

Fyzici, kteří změnili svět

Tito vynikající vědci měli obrovský vliv na rozvoj fyziky.

Generování střídavého proudu

Elektrický proud může být generován otáčením smyčky vodiče v magnetickém poli.

Kondenzátor

Kondenzátor elektrickou energii uskladňuje v podobě elektrického náboje.

Magnetron

Magnetron, který vyrábí mikrovlny, je důležitou součástí mikrovlnné trouby.

Typy vln

Vlny hrají v mnoha oblastech našeho života nesmírně důležitou roli.

Blýskání

Blesk je elektrický výboj vznikající v atmosféře, který je doprovázen emisí světla a hřměním.

Elektrický zvonek

Mechanický zvonek funguje pomocí elektromagnetu.

Laboratoř Marie Curie

Marie Curie, která získala Nobelovu cenu za fyziku a chemii, je asi nejznámější ženou v dějinách vědy.

Magnetické pole Země

Jižní a severní magnetické pole Země se nachází blízko severního a jižního zeměpisného pólu.

Povrchová elektrická doprava

Trolejbusy a tramvaje jsou prostředky veřejné dopravy šetrné k životnímu prostředí.

Rimac Concept One

První automobilový model chorvatské společnosti Rimac Automobili je nejrychlejším elektromobilem na světě.

Vodní turbína, generátor

Vodní turbíny transformují kinetickou energii vody do elektrického proudu.

Edisonova žárovka

Americký elektrotechnik Edison vynalezl žárovku v roce 1879, která změnila náš každodenní život.

Elektromotor

Je vzájemné silové působení elektromagnetických polí vytvářených elektrickými vodiči, kterými protéká elektrický proud.

Jak funguje LCD obrazovka?

LCD obrazovka vytváří obraz pomocí aktivity kapalných krystalů.

Jak funguje solární panel a solární kolektor?

Tato animace představuje, jak může být sluneční energie využita.

Jak to funguje? - Elektrická napařovací žehlička

Tato animace prezentuje strukturu a fungování elektrických napařovacích žehliček.

Jak to funguje? - Lednička

Tato animace prezentuje jak funguje lednička.

Jak to funguje? - Mikrovlnná trouba

Pomocí animace poznáme strukturu a fungování mikrovlnné trouby.

Jak to funguje? - Mobilní telefon

Pomocí animace poznáme strukturu a fungování mobilních telefonů.

Jak to funguje? - Pračka

Pomocí animace poznáme strukturu a fungování automatické pračky.

Solární elektrárna

Solární elektrárny přeměňují sluneční energii na elektřinu.

Telegraf (Samuel F. B. Morse)

Americký objevitel představil svůj revoluční vynález na Newyorké univerzitě v roce 1837.

Bioplynová elektrárna

Bioplyn může být vyroben z organického materiálu (hnůj, rostlinné odpady, organické odpady) pomocí bakterií. Bioplyn je směs metanu a oxidu uhličitého;...

Dynamo (základní)

Dynamo transformuje mechanickou energii na stejnosměrný proud.

Pasivní dům

V pasivním domě je možné zajistit komfortní vnitřní teplotu bez použití tradičních topných a chladicích systémů.

Added to your cart.