Номер 2, страница 64, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 78. Исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 2, страница 64.

Условие.

• Никола Тесла и электромагнетизм.

Решение.

Никола Тесла и электромагнетизм.

Никола Тесла — выдающийся сербско-американский изобретатель, инженер-электрик, инженер-механик и физик, чьи работы в области электромагнетизма заложили основу для современных систем электроснабжения переменным током и множества других технологий, которые определяют облик современного мира. Его вклад был революционным и во многом опередил свое время.

Основные направления работы и достижения Николы Теслы в области электромагнетизма:

1. Система переменного тока (AC)
Это самое знаменитое и важное достижение Теслы. В конце XIX века шла "война токов" между системами постоянного тока (DC), продвигаемой Томасом Эдисоном, и переменного тока (AC), которую отстаивал Тесла. Тесла не только доказал теоретические преимущества AC, но и создал все необходимые компоненты для ее практической реализации.
- Многофазные системы: Он разработал двухфазные и трехфазные системы переменного тока, которые позволяли эффективно генерировать и передавать электроэнергию.
- Асинхронный электродвигатель: Ключевым изобретением стал асинхронный двигатель (1888 г.), который был прост по конструкции, надежен и не требовал сложного щеточного узла, в отличие от двигателей постоянного тока. Этот двигатель работал на принципе вращающегося магнитного поля, создаваемого многофазным током.
- Эффективная передача энергии: Системы AC позволяли легко изменять напряжение с помощью трансформаторов. Это давало возможность передавать электроэнергию на большие расстояния при очень высоком напряжении и малом токе, что минимизировало потери на сопротивление в проводах (потери мощности пропорциональны квадрату тока $P_{потерь} = I^2 R$). На месте потребления напряжение безопасно понижалось до бытового уровня. Победа системы Теслы определила развитие всей мировой энергетики.

2. Высокочастотные токи и катушка Теслы
Тесла был пионером в изучении токов высокой частоты. Для их получения он в 1891 году изобрел резонансный трансформатор, известный как "катушка Теслы".
- Принцип действия: Это устройство представляет собой два индуктивно связанных колебательных контура, настроенных в резонанс. Оно способно создавать на выходе высокочастотное напряжение амплитудой в сотни тысяч и даже миллионы вольт.
- Демонстрации и исследования: С помощью катушки Тесла проводил захватывающие демонстрации: зажигал в руках люминесцентные лампы без проводов, создавал длинные электрические разряды (искусственные молнии). Эти эксперименты были важны для изучения природы электричества и заложили основы высокочастотной техники, которая позже нашла применение в радиосвязи и медицине.

3. Беспроводная передача энергии и информации
Одной из главных идей Теслы была возможность беспроводной передачи энергии в глобальном масштабе. Он верил, что можно использовать Землю и ее ионосферу как огромный резонатор для передачи электрической энергии в любую точку планеты.
- Башня Ворденклиф: Кульминацией этих идей стал проект Всемирной системы беспроводной передачи на Лонг-Айленде. Гигантская башня должна была стать первым передатчиком. Однако из-за прекращения финансирования проект не был завершен.
- Радиосвязь и дистанционное управление: Несмотря на неудачу с глобальной передачей энергии, работы Теслы в этой области привели к другим важным результатам. Он был одним из первых, кто открыл принципы радиосвязи. В 1898 году он продемонстрировал первое в мире радиоуправляемое судно, заложив основы телеуправления. Позже, уже после его смерти, в 1943 году Верховный суд США признал приоритет патентов Теслы в изобретении радио над патентами Маркони.

4. Наследие и признание
Вклад Теслы в науку об электромагнетизме огромен. Он получил более 300 патентов на свои изобретения. Его идеи опередили время и легли в основу многих современных технологий, включая радио, люминесцентное освещение, принципы радиолокации и многое другое.
В знак признания его заслуг перед наукой, единица измерения индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ) была названа в его честь — тесла (Тл). Магнитная индукция в 1 тесла — это очень сильное магнитное поле: $1 \text{ Тл} = 1 \frac{\text{Н}}{\text{А} \cdot \text{м}}$.

Ответ: Никола Тесла внес фундаментальный вклад в учение об электромагнетизме, разработав и внедрив систему многофазного переменного тока, которая является основой современной мировой энергетики. Его ключевые изобретения, такие как асинхронный двигатель и трансформатор (катушка Теслы), а также его новаторские исследования в области токов высокой частоты, беспроводной передачи энергии и радиосвязи, заложили основу для множества современных технологий. Вклад ученого увековечен в названии единицы измерения магнитной индукции — тесла.