Никола Тесла: човекът на тока
Ще научиш кой е Никола Тесла, какво е променливият ток и защо днес токът в контакта ти работи по неговата идея.
Здравей, приятелю, Мечо Добрин е. Като включиш зарядното в контакта, мислиш ли кой е измислил тока да стига до теб от електроцентрала на стотици километри? Един упорит мечтател, който не се отказвал, дори когато всички му се смеели.
История от живота
През 1884 г. 28-годишен младеж слиза от кораба в Ню Йорк. Има малко пари в джоба, но главата му е пълна с идеи. Казва се Никола Тесла. Започва работа в компанията на прочутия изобретател Томас Едисон, но двамата скоро се разделят: Едисон вярва в постоянния ток, а Тесла в променливия. Следва така наречената "война на токовете". Тесла и предприемачът Джордж Уестингхаус печелят: през 1893 г. Световното изложение в Чикаго е осветено с променлив ток, а през 1896 г. електроцентралата на Ниагарския водопад праща ток до град Бъфало, на около 40 км. Днес почти целият свят използва променлив ток.
Разбери го стъпка по стъпка
- Кой е Тесла?
Никола Тесла е роден на 10 юли 1856 г. в село Смилян, тогава в Австрийската империя, днес в Хърватия, в сръбско семейство. Учи инженерство в Грац, работи в Будапеща и Париж, а после заминава за САЩ. Има около 300 патента в различни страни.
- Постоянен и променлив ток
При постоянния ток (като в батерията) електроните текат само в една посока. При променливия ток посоката се сменя много пъти в секунда. В Европа токът в контакта прави 50 цикъла в секунда (50 херца) при напрежение 230 волта.
- Защо печели променливият ток?
Променливият ток лесно се преобразува с трансформатори: повишава се до много високо напрежение за пренос на далечни разстояния (с малки загуби) и после се понижава за домовете. С постоянния ток по онова време това не било възможно и централи трябвало да има почти на всеки квартал.
- Асинхронният двигател
През 1888 г. Тесла патентова двигател, който работи с променлив ток чрез въртящо се магнитно поле. Такива двигатели и днес въртят перални, помпи, вентилатори и фабрични машини.
- Мечтателят
Тесла създава и прочутата "бобина на Тесла" (1891 г.), която прави огромни искри. Мечтае да предава ток без жици по целия свят и строи кула Уордънклиф, но парите свършват и кулата е разрушена през 1917 г. Умира на 7 януари 1943 г. в Ню Йорк, почти без пари.
Представи си така: Постоянният ток е като вода, която тече само надолу по пързалка. Променливият ток е като люлка: движи се напред-назад, но пак върши работа. А трансформаторът е като зъбчатите колела на колело: сменяш "предавката" според това дали ти трябва сила или скорост.
- 1856Ражда се в Смилян (днес Хърватия)
- 1884Пристига в Ню Йорк и работи за Едисон
- 1888Патентова двигател за променлив ток
- 1891Създава бобината на Тесла
- 1893Изложението в Чикаго светва с променлив ток
- 1896Ток от Ниагарския водопад стига до Бъфало
- 1943Умира в Ню Йорк на 86 години
- 1960Единица във физиката е наречена "тесла"
Решени примери
Защо високоволтовите стълбове са толкова високи и опасни?
По тях токът се пренася с много високо напрежение (десетки и стотици хиляди волта), за да има по-малко загуби. Затова никога не се приближавай и не пускай хвърчило край тях.
Защо зарядното на телефона има "кутийка"?
В нея има малък трансформатор и схема, които превръщат 230 волта променлив ток в около 5 волта постоянен ток за батерията. Трансформаторът тук не повишава, а понижава напрежението.
Как Ниагарският водопад дава ток?
Падащата вода върти турбини, свързани с генератори на променлив ток. После токът тръгва по проводниците към града.
Внимавай с тези грешки
- Тесла е измислил електричеството.Електричеството е природно явление, изучавано от много учени преди него. Тесла създава системи и машини за променлив ток.
- Едисон и Тесла са работили заедно цял живот.Тесла работи в компанията на Едисон само няколко месеца. После двамата стават съперници във "войната на токовете".
- Да си играеш с контакта е безопасно, щом е само 230 волта.230 волта могат да убият човек. С ток се експериментира само с батерии и само с възрастен.
Задачи
Лесни
В коя година и къде е роден Никола Тесла?
Подсказка
Виж първите редове на обяснението или линията на времето.
Отговор
На 10 юли 1856 г. в Смилян (тогава Австрийската империя, днес Хърватия).
Каква е разликата между постоянен и променлив ток с твои думи?
Подсказка
Пързалка срещу люлка.
Отговор
При постоянния ток зарядите текат в една посока, при променливия посоката се сменя много пъти в секунда.
Средни
Тесла пристига в Ню Йорк през 1884 г. на 28 години. Провери дали това съвпада с годината му на раждане. На колко години е, когато патентова двигателя (1888)?
Подсказка
Извади годините.
Отговор
1884 - 1856 = 28, съвпада. През 1888 г. е на около 32 години (зависи дали е след 10 юли).
Обиколи вкъщи с възрастен и намери 5 уреда с електродвигател. Запиши ги.
Подсказка
Търси уреди, в които нещо се върти.
Отговор
Например пералня, хладилник (компресор), прахосмукачка, вентилатор, сешоар, миксер.
Трудни
Токът в Европа е 50 херца. Колко цикъла прави за 1 минута? А за 1 час?
Подсказка
1 херц = 1 цикъл в секунда.
Отговор
3000 за минута (50 x 60) и 180 000 за час (3000 x 60).
Апарат за ЯМР е 3 тесла, а полето на Земята е около 0,00005 тесла. Колко пъти е по-силен апаратът?
Подсказка
Раздели 3 на 0,00005, или помисли колко пъти 5 стотохилядни се събират в 3.
Отговор
60 000 пъти (3 : 0,00005 = 60 000).
Война на токовете: дебат
Цел: Да разбереш защо променливият ток печели, като защитиш едната страна.
- Разделете класа на два отбора: "Отбор Едисон" (постоянен ток) и "Отбор Тесла" (променлив ток).
- Всеки отбор събира 3 довода с факти от урока и от книги или сайтове с разрешение на учител/родител.
- Всеки отбор има 2 минути да представи доводите си.
- Публиката (или учителят) задава въпроси, например: как ще пренесете тока на 40 км?
- Накрая обсъдете къде днес се ползва постоянен ток (батерии, телефони, слънчеви панели).
Накрая: Кратък дебат и обща таблица: къде се ползва постоянен и къде променлив ток днес.
Тест с точки
10 въпроса, 18 точки, оценка накрая и разбор какво да преговориш.