Slovenské technické múzeum
Propagačná výstava k pripravovanej expozícii vysokonapäťových zariadení
¼udia od pradávna s údivom aj strachom pozorovali úchvatné svetelné úkazy vyvolané atmosférickou elektrinou počas búrok na oblohe a obdivovali ich účinky. Snažili sa pochopiť a vysvetliť princíp blesku. Blesk je na pohľad krásny a zaujímavý prírodný jav, ale súčasne aj nebezpečný svojou ničivou silou. Objasnenie základných princípov elektrostatiky v 2. polovici 17. a v 18. storočí viedlo k vyvíjaniu rôznych zariadení na výrobu elektrostatického náboja, tzv. trecích elektrík - prvých elektrostatických generátorov. Nové teoretické poznatky v oblasti fyziky a elektrotechniky podmienili dynamický a rýchlo napredujúci rozvoj vysokonapäťových zariadení. Veľký úspech v tomto odbore dosiahol srbský elektrotechnik Nikola Tesla. Jeho výskumy smerovali k zostrojeniu zariadenia na bezdrôtový prenos elektrickej energie, čím značne predbehol dobu, v ktorej žil.
Demonštračné ukážky v rámci upútavkovej výstavy "Prajete si blesk?" vypovedajú o javoch elektrostatiky a technike vysokých napätí. Odvážlivci môžu pozorovať a zažiť umelý blesk v jeho bezprostrednej blízkosti v bezpečí Faradayovej klietky.
Zariadenia, pomocou ktorých sú na výstave demonštrované vysokonapäťové efekty:
Trecia elektrika - prístroj, ktorý slúži na generovanie elektrostatického náboja, resp. na porušenie elektricky rovnovážneho stavu, na dodanie elektrického náboja telesu. Využívali sa v oblasti experimentálneho bádania v elektrostatike, veľakrát aj na pobavenie pri rôznych spoločenských stretnutiach v 17. a 18. storočí. Prvú rotujúcu treciu elektriku guľovitého tvaru zo síry skonštruoval v roku 1633 Otto von Guericke.
Van de Graaffov generátor - vysokonapäťový elektrostatický generátor, ktorý slúži ako urýchľovač častíc. Toto zariadenie našlo uplatnenie nielen pri výskume atómov, ale tiež v medicíne, priemysle a ako prostriedok na demonštrácie nepredstaviteľnej sily elektriny. Pôvodná konštrukcia Van de Graaffovho pásového generátora z roku 1929 rátala s použitím pásu z čistého hodvábu, poháňaného malým motorom. Náboje boli zbierané na kovovej "plechovke" z cínu. Prvé Van de Graaffove generátory boli schopné vyvíjať 80 000V.
Rühmkorffov induktor - druh indukčnej cievky, ktorá dokázala produkovať iskry dlhšie než 1 stopa - viac ako 30 cm. Rühmkorffove cievky boli využité v prvých rozhlasových vysielačoch a iných elektrických a elektronických zariadeniach v období nástupu elektrotechniky a elektroniky. Taktiež našli využitie pri mnohých fyzikálnych experimentoch, kde bolo potrebné vygenerovať vysoké napätie. Zdokonalením Rühmkorffovho induktora sa v roku 1882 americkým fyzikom Gaulardovi a Gibbsovi podarilo vyvinúť prvý transformátor na striedavý prúd. RI je použitý s cieľom vytvorenia efektu - Jacobov rebrík - ide vlastne o elektromagnetické vyfukovanie oblúka. Zapojením oblúka sa uzatvorí obvod, ktorým začne pretekať elektrický prúd. Oblúk je tvorený ionizovanými horúcimi plynmi, ktoré kladú prúdu relatívne malý odpor. Z fyzikálnych zákonov vyplýva, že okolo vodičov a oblúka sa vytvorí magnetické pole, ktoré spätne pôsobí silou, nezávislou na smere toku prúdu a smeruje von zo slučky. Týmto je oblúk hnaný nahor. V mieste rozchádzania pripojených drôtov sa ionizuje stále väčšie množstvo i objem plynov, ale rastie i dåžka oblúka a jeho elektrický odpor. Tým sa znižuje veľkosť pretekajúceho elektrického prúdu a v určitom kritickom bode oblúk zanikne.
Marxov generátor - impulzný kaskádny generátor, ktorý v roku 1923 vynašiel nemecký inžinier Erwin Marx (1893 - 1980), je generátor o veľmi vysokých amplitúdach s krátkou dobou nárastu čela amplitúdy (1,2 µs) a s niekoľkonásobným doznievaním tylu impulzu (50 µs).
Plazmová guľa - atraktívny svetelný predmet, ktorý ponúka fascinujúcu hru bleskov. V našich demonštráciách plazmová guľa reaguje na dotyk a zvuk.
Prístrojový transformátor napätia - zmenšuje napätie na hodnotu, ktorá zodpovedá rozsahu normálneho meracieho prístroja. Využíva sa aj z ochranných dôvodov. V našich demonštráciách je PTN použité na zvyšovanie napätia za účelom dosiahnutia efektu plazivého výboja v nehomogénnom poli, ktorého objaviteľom bol v roku 1777 Georg Christoph Lichtenberg (Lichtenbergove obrazce).
Teslov transformátor - Nikola Tesla (1856 - 1943) sa svojim transformátorom pokúšal prenášať elektrickú energiu na diaľku. Jeho nádejné vyhliadky však po prvých senzačných pokusoch stroskotali. Tesla sa pokúšal vytvoriť generátor rotujúci obrovskou rýchlosťou, aby mohol vytvoriť vysokofrekvenčné prúdy. To sa mu síce podarilo, ale pri 20 000 otáčkach za minútu sa v tých časoch i tá najdokonalejšia konštrukcia rozlietla na kusy. Tesla preto vynašiel svoju úžasnú cievku, resp. transformátor, používanú vlastne až dodnes. Tá dokázala z bežnej zásuvkovej frekvencie 50 Hz, resp. v Amerike 60 Hz získať frekvencie blížiace sa k 1MHz. Dokázala taktiež vytvoriť extrémne vysoké napätie. Odtiaľ bol len krôčik k neónovým a fluorescenčným svetlám, ktoré boli ďalšími Teslovými vynálezmi. Najsenzačnejší však zostáva fakt, že Tesla dokázal rozsvietiť svoju žiarivku na diaľku, bez prívodných drôtov. Od tej doby bol posadnutý bezdrôtovým prenosom energie. Tesla proste nemal rád pohľad na ståpy podopierajúce drôty vedenia.
V našich demonštračných ukážkach je v súvislosti s Teslovým transformátorom ako zdrojom veľmi vyokého napätia prezentovaná aj Faradayova klietka, ktorá pracuje ako celokovové tienenie, elektrický potenciál vo vnútri klietky je nulový. Vytvára clonu proti prenášaniu elektrostatických vplyvov na predmety umiestnené vo vnútri klietky. Princíp klietky, ktorú skonštruoval v roku 1836 Michael Faraday (1791 - 1867) objavil už anglický fyzik Henry Cavendish (1731 - 1810). |
tlačiareň
|
magyar
polski
deutsch
pošli do vybrali.sme.sk
