Какие генераторы изобрел тесла
Обновлено: 06.07.2024
Конец XIX в. отмечен появлением многофазных систем передачи и распределения электроэнергии на базе синхронных генераторов и асинхронных двигателей, предложенных великим изобретателем Николой Тесла, который также исследовал беспроводные методы передачи энергии и информации.
Почти весь XIX век в практических применениях безраздельно господствовал постоянный ток. Главным препятствием широкой электрификации в то время была невозможность передачи электроэнергии на большие расстояния, а переходу на переменные токи мешало отсутствие эффективных электродвигателей переменного тока. Решение было найдено в новаторских работах гениального электротехника Николы Тесла.
Причин популярности постоянного тока тогда было несколько. Прежде всего, источниками тока служили гальванические батареи, и все производимые генераторы и моторы также были постоянного тока. Инженеры мыслили электрогидравлическими аналогиями, в которые не укладывалась идея потоков, меняющих свое направление, поэтому, например, приверженность Эдисона постоянным токам казалась вполне оправданной. Между тем недостатки устройств постоянного тока становились все более очевидными в связи с плохой работой коллектора электрических машин (искрением и износом), проблемами освещения и, главное, невозможностью передачи электроэнергии на большие расстояния.
Освещение по системе Эдисона имело низкое напряжение, 110 В, поэтому в каждом районе требовалось строить свою электростанцию. Например, в Петербурге из-за дороговизны земли такие электростанции ставились на баржах, стоящих в реках Мойке и Фонтанке [2]. Было ясно, что крупные генерирующие станции выгоднее строить вблизи рек и угольных бассейнов, вдали от городов. Но тогда для дальней передачи нужно или увеличивать сечение подводящих проводов, или повышать напряжение. Для проверки первого подхода на практике русский изобретатель Федор Апполонович Пироцкий предлагал использовать железнодорожные рельсы. Второй путь (повышение напряжения) был испробован французским инженером, впоследствии академиком Марселем Депре (Marcel Deprez), построившим несколько линий передачи постоянного тока с напряжением до 6 кВ. Первая из них, с напряжением 2 кВ, имела длину 57 км и питала двигатель постоянного тока с насосом для искусственного водопада на Мюнхенской электротехнической выставке 1882 г. [2, 4]. Однако для систем освещения такое высокое напряжение было непригодно.
Во многом наш электрический мир своим нынешним технологическим состоянием обязан ученому из Сербии. За годы своей бурной изобретательской деятельности он получил более 300 патентов, разработал двигатели переменного тока, подтолкнувшие промышленную революцию, и немного не дожил до признания своего вклада в открытие радио. Onliner.by рассказывает о человеке, который изобрел 21-й век.
Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в деревушке Смилян (приграничный район тогдашней Австрийской империи) в семье местного приходского священника. Отец надеялся, что парень продолжит его трудовую карьеру, однако с самого детства Николу интересовало совсем другое. Сперва он мастерил рогатки и занимался всеми шалостями, присущими детям. Тесла был левшой, но в школе его, конечно же, переучили. Однако гений впоследствии одинаково хорошо управлялся обеими руками.
Сказать, что Тесла был странным — не сказать ничего. Он терпеть не мог женские серьги, один вид жемчужины был для него оскорбительным, а при взгляде на персик его бросало в жар. Со временем во взрослом возрасте к этим странностям добавлялись новые. Взглянув однажды на микробов под микроскопом, Никола приобрел привычку заказывать в ресторанах по 18 салфеток, чтобы лично протирать все приборы. Муха, севшая в процессе обеда на стол, могла вынудить Теслу и его спутников пересесть за новый.
Схема на песке
Снимок носит иллюстративный характер. Скорее всего, на нем изображен не Тесла, а любвеобильный инструктор по плаванию
Во время одной из таких прогулок Николу в буквальном смысле озарило. В одно мгновение он понял, как будет работать его двигатель, и принялся чертить прямо на песке схему. Она изменила и судьбу самого Теслы, и мир, в котором мы живем.
В те годы улицы городов освещали газовыми фонарями либо электрическими дуговыми лампами. Ни первый, ни второй способ не подходил для света в замкнутых жилищах простых обывателей. Электрический свет пришел в дома только в 1879 году, когда Томас Эдисон усовершенствовал лампочку до коммерчески выгодных параметров.
Здесь стоит объяснить, что в США тех лет электростанции Томаса Эдисона передавали постоянный ток (DC) низкого напряжения. Но эффективной передача была только на короткие расстояние. Точнее, на очень короткие расстояния — до двух километров от генератора. Чем дальше шли провода, тем больше энергии терялось по пути, что с коммерческой стороны было крайне невыгодно.
Тесла же ратовал за переменный электрический ток (AC), который особо не зависел от протяженности проводов. Проблема была только в модулировании напряжения на входе и выходе с электрических проводов для подачи безопасного тока в жилища. Эту задачу решил инженер Уильям Стенли: генератор производит переменный ток низкого напряжения, трансформатор повышает напряжение до нужной величины, ток передают на огромное расстояние, а другой трансформатор уже понижает его.
Адепты переменного тока упирались в одну важную деталь — отсутствие надежных электродвигателей, которые могли бы крутить на заводах и фабриках различные станки. Лампочки в домах потребителей в данном случае выступали скорее как PR-компания всего электричества вместе взятого.
Изобретатель работал над всей системой оборудования для передачи переменного тока сразу: генераторы, счетчики, трансформаторы. И над двигателями переменного тока. Мотор Теслы как раз использовал вращение электромагнитного поля. На полюса электродвигателя подавались два различных переменных тока, отличавшихся друг от друга сдвигом по фазе. Это и вызывало вращение магнитного поля. Оно увлекало за собой обмотку ротора. Никола принялся развивать идею двухфазного тока, отметив при этом, что количество фаз может быть и большим. В 1888 году он получил первые патенты на двигатели переменного тока.
Пожар
Разбогатев, Тесла перебрался в собственную лабораторию, где продолжал работать над самыми различными изобретениями. Так, в начале 90-х годов он демонстрировал изумленной публике лампу без нити накаливания, которая не была подсоединена ни к одному проводу, но все равно светилась. Это было подобие гейслеровской газоразрядной лампы, внесенной в переменное электромагнитное поле высокой частоты. Позже Тесла наполнит эти лампы люминоформами, сделав прообраз современных люминесцентных ламп. Эдисону конкурент его ламп накаливания не понравился. Он называл его мертвым белым светом, опасным для глаз.
13 марта 1895 года изобретателя постиг серьезный удар. Его лаборатория в Нью-Йорке на Пятой авеню полностью сгорела. Видимо, из-за короткого замыкания в здании начался пожар, который за несколько часов полностью уничтожил труды всей жизни Теслы: приборы, все экспериментальные установки, чертежи и документы, записи в дневниках инженера. Под натиском репортеров Никола держался достойно. Он заявил, что все удастся восстановить, кроме писем его близких.
Несмотря на феноменальную память Теслы, эти слова звучали скорее как бравада для журналистов. Частично восстановить наработки удалось бы, вот только для этого нужна была новая лаборатория. Сгоревшая же оценивалась в $250 тыс. И где достать такие деньги, Тесла не знал. Газеты называли пожар не личной потерей ученого, а трагедией для целого мира.
Но Никола к тому времени был уже всемирно знаменит и получил меценатскую помощь от американского предпринимателя. Ему предлагали создать совместную компанию, доработать то же изобретение радио до коммерческого образца, однако изобретатель видел перспективы в работе над высокочастотным током. Биографы ученого называют это главной ошибкой Теслы, негативно повлиявшей на его жизнь.
Рентген
Тесла вполне мог претендовать и на открытие X-лучей, впервые о которых рассказал Вильгельм Конрад Рентген в 1895 году. Еще в 1887-м серб проводил опыты с электровакуумными трубками. Внося их в поле токов высокой частоты, Никола регистрировал два вида излучения: видимый свет и ультрафиолетовое излучение. Но были и совершенно особые лучи, которые оставляли на металлических экранах странные отпечатки.
Спустя шесть лет во время публичной лекции Тесла вернулся к этим лучам, отметив их свойство проникать через предметы, что позволяло узреть находящиеся в ящиках объекты. Но из-за крайней занятости и распыленности ученого на различные объекты изучение лучей дальше не продвинулось. Только открытие Рентгена раскрыло глаза Николе, который, впрочем, не претендовал на первенство. Однако он крепко вцепился в тему, выпустил десяток научных статей о природе лучей и усовершенствовал рентгеновскую установку.
Тесла сканировал все и всех подряд: собак, своих коллег и самого себя. При этом для получения некоторых снимков приходилось сидеть под установкой по часу, во время чего исследователь частенько засыпал. Сперва он считал, что излучение совершенно безвредно: облучал голову, глаза, руки. Пока у него не появились первые ожоги.
Машина землетрясений Теслы
Позже Тесла потерял интерес к излучению и приступил к работе с ультразвуком, о чем соседи его лаборатории узнали самым неприятным образом — ученый буквально вызвал землетрясение в Нью-Йорке. По крайней мере, он, а позже его биографы рассказывали об этом происшествии.
С лабораторией Николы соседствовали полицейский участок, различные фабрики и жилые дома итальянцев. Весенним утром 1898 года полицейский участок начал ходить ходуном: тряслась мебель, ставни и двери сами собой открывались и хлопали. В панике население района выбежало на улицу, предполагая разрушительные толчки землетрясения. Полицейские же бросились прямиком к Тесле, которого считали виновником всех громких событий.
Ученого они нашли в лаборатории с кувалдой в руках. Ею он лупил по некому прибору, прикрепленному к опоре здания. Последний удар, и прибор рассыпался, землетрясение прекратилось. Это был осциллятор Теслы — генератор механических колебаний сверхвысокой частоты, вырабатывавший ультразвук. Эти колебания вызывали внутренний резонанс в предметах, когда совпадали с частотой их собственных колебаний. В этих принципах Никола видел огромную разрушительную силу. При достаточном объеме динамита изобретатель обещал расколоть Землю надвое.
Конечно, эти рассказы для репортеров оказались всего лишь рассказами. Позднейшие эксперименты с машиной поставили под сомнение ее всемогущие способности.
Радио Теслы
Радиоуправление
О первенстве Теслы говорит хотя бы тот факт, что в 1893 году он приступил к разработке дистанционно управляемых машин. Ученый писал, что упорно работал над ними пару лет и даже создал несколько механизмов, но приснопамятный пожар отбросил его далеко назад. Первая публичная демонстрация состоялась в 1898 году на выставке, где свои дистанционные мины представлял ненавистный Николе Маркони.
Гвоздем мероприятия стал показ изобретения Теслы — радиоуправляемой лодки, посреди которой торчал металлический стержень, а на носу и корме находились лампочки. У серба же в руках был дистанционный пульт управления. Меняя сигналы с пульта, Никола заставлял лодку двигаться вперед и назад, выполнять различные маневры.
Угасание гения
Но Теслу мало волновало мнение военных. Он был уверен, что в ближайшее время сможет передавать энергию без проводов. Идея фикс поразила ученого, и он отправился в Колорадо-Спрингс ставить эксперименты. Биографы Николы отмечают, что с этой поездкой наступил третий — заключительный и бесславный — период в жизни инженера. Великие изобретения остались позади, Тесла вошел в историю, и оставшаяся половина его жизни представляет собой медленный закат, о котором ученый пока не догадывается.
В Колорадо-Спрингс по заказу изобретателя построили 60-метровую антенну, с помощью которой Никола собирался экспериментировать с беспроводной передачей электричества. Но пока его башня, на которую с подозрением и опаской смотрели местные, только генерировала молнии — толщиной в руку и длиной более четырех метров.
Фотография из Колорадо-Спрингс, выполненная приемом двойной экспозиции. Сперва снимали молнии, а затем самого Теслу
На этой же станции Тесла, по его утверждению, зарегистрировал странные сигналы, которые могли быть радиопередачей с Марса или Венеры. Репортеры, естественно, выдали это за сенсацию. Никаких доказательств связи Николы с инопланетянами так и не было представлено. Ученого подняли на смех и за этот прокол, и за его дикую концепцию передачи электричества без проводов — он так и не смог объяснить, как же этого добиться на практике. Пока же выходили только молнии.
Несмотря на весь негатив, Тесла получил инвестиции под проект глобальной сети радио, хотя планировал заниматься энергией. На выделенные бизнесменом Морганом деньги Никола построил новую лабораторию и башню в Уорденклифе, которая стала известной на весь мир. Ее строительство, начавшееся в 1901 году, тут же вызвало претензии со стороны инвестора: он не понимал, зачем тратить деньги на башню, без которой Маркони сумел передать сигнал практически через всю Атлантику. Морган стал что-то подозревать и урезал финансирование.
Тесла раскрыл перед ним все карты. Бизнесмен планировал занять лидирующие позиции на рынке радио, но по факту выбросил огромную сумму денег на фантастические планы серба. Ученый на протяжении года писал ему письма отчаяния, однако после пары отказов его уже попросту игнорировали. Кредиторы осаждали Николу, участок вокруг башни пришлось продавать по кусочкам, а здание буквально по кирпичикам разбирали мародеры.
Крушение последних надежд Теслы повлияло на его характер. Он стал больше работать языком, а не головой, рассказывая о своих новых изобретениях, которые вскоре перевернут мир. Именно эти мистификации от самого серба поспособствовали созданию вокруг него ореола таинственности: космические лучи, загадка тунгусского метеорита, шпионские следы СССР и Германии. В биографии инженера осталось много таинственных пятен, которые напрямую не относятся к его настоящим изобретениям.
Перепечатка текста и фотографий Onliner.by запрещена без разрешения редакции. nak@onliner.by
Физик, инженер-электрик, изобретатель и футурист Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в Смильяне (ныне Хорватия). Помимо его знаменитого изобретения переменного тока, есть масса различных вещей о Тесле, которые вас поразят. Знаете ли вы, что спустя почти 20 лет после его смерти Генеральная конференция по мерам и весам ввела "теслу" как единицу измерения напряженности магнитного поля? Сегодня, как дань уважения великому новатору, мы представляем 16 поразительных фактов о Никола Тесла.
16. Фильмы, основанные на жизни и творчестве Николы Теслы
За эти годы несколько примечательных фильмов попытались изобразить жизнь гения Николы Теслы. Некоторые из них;
- Никола Тесла, Гений, который осветил мир, документальный фильм 1994 года
- Тайна Николы Теслы, биографический фильм 1980 года
- Престиж, вымышленный фильм 2006 года о двух магах, в котором Дэвид Боуи изображает Теслу.
15. Он родился во время грозы
Может быть, это была его судьба, чтобы достичь величия вокруг электричества. Во время его рождения разразилась довольно сильная гроза. Согласно легенде, той ночью акушерка, которая заботилась о его матери, подняла руки вверх и в панике сказала: "Этот ребенок будет дитем тьмы", на что мать Теслы ответила: "Нет, он будет дитя света".
14. Он продавал патенты на протяжении всей своей карьеры
За всю свою карьеру Тесла продал многие из патентных прав на изобретение промышленникам. Одним из таких примеров был его бесщеточный асинхронный двигатель переменного тока, который он продал бизнесменам Джорджу Вестингаузу. Владея патентом Теслы, Вестингауз не только получил изрядную прибыль, но и получил преимущество над другими системами переменного тока.
Он также сделал ряд изменений и модификаций в версии асинхронного двигателя Теслы с помощью Бенджамина Ламме. Вскоре после этого Джордж Вестингауз начал называть всю свою линию многофазной системы переменного тока "Tesla Polyphase System."
13. Его необычная любовь к голубям
Хотя Тесла придерживался обета безбрачья, он однажды признался, что любит голубя, как мужчина любит женщину. Ну, большинство из нас кормит голубей и других птиц на углу улицы или в парке, но Тесла был совсем другим, он заботился о больных голубях, кормил их ежедневно и приносил их в свои квартиры.
Был один конкретный голубь, в которого он влюбился, и, согласно Тесле, этот голубь тоже любил его в ответ. В письме он упомянул о голубе,
Я кормил голубей, тысячи из них в течение многих лет. Но была одна, прекрасная птица, чисто белая со светло-серыми пятнышкам на крыльях; эта была другой. Это была женщина. Стоило мне только пожелать и позвать ее, и она прилетала ко мне. Я любил эту голубку, как мужчина любит женщину, а она любила меня. Пока она была у меня, в моей жизни была цель.
12. Сообщается, что он помог Марку Твену с его болезнью
Тесла вместе с Марком Твеном в своей лаборатории
Тесла и Марк Твен подружились после нескольких первых встреч в джентльменском клубе. Он и Твен часами проводили в лаборатории Теслы, проверяя различные новые эксперименты. Однажды Тесла пригласил Твена стать добровольцем для его новой "машины землетрясения", которая сотрясала все здание всякий раз, когда он испытывал оборудование.
При дальнейшем исследовании он обнаружил, что фактически создал генератор высокой мощности. Зная, что у его друга болит живот, он попросил Твена постоять на этом генераторе довольно долго. Примерно через 90 секунд Твен выключил генератор, чтобы опорожнить кишечник.
11. Тесла имел около 300 патентов под своим именем
10. Никола Тесла и Альберт Эйнштейн
Хотя они никогда не пересекались друг с другом, как и многие ученые, Телса также скептически относился к теории относительности Эйнштейна, поскольку он всячески отвергал ее. Более того, в 1931 году по случаю празднования 75-летия Теслы Тесла получил письмо от Альберта Эйнштейна и других ученых и инженеров со всего мира.
9. Тесла, возможно, страдал от бессонницы
Широко известно, что Тесле требовалось всего два-три часа сна в день. Бессонница могла привести к обсессивно-компульсивному расстройству, что могло объяснить его одержимость цифрой 3 и то, почему он всегда использовал 18 салфеток, чтобы убрать со стола. Он ненавидел круглые предметы и украшения.
8. Сообщается, что он получал внеземные сигналы
Тесла сидит в своей лаборатории в Колорадо-Спрингс
В 1899 году Тесла основал экспериментальную станцию в Колорадо-Спрингс, штат Колорадо, для изучения возможности применения высоковольтного и высокочастотного электричества для беспроводной передачи энергии. Однажды, проводя свои эксперименты, его оборудование обнаружило странный сигнал неизвестного происхождения.
Первоначально предполагалось, что он мог перехватить сигналы, посланные Маркони в июле 1899 года, которые были отправлены из Англии вплоть до Канады. Но исследователи теперь полагают, что сигнал фактически исходил от Марса или Юпитера, который возник, когда спутник Ио проходил через сильное магнитное поле Юпитера.
7. Эйдетическая / фотографическая память
Мало того, что у Теслы была фотографическая память, он также утверждал, что у него было несколько эпизодов галлюцинаций, сопровождаемых случайными подробными воспоминаниями о его прошлом. Наличие эйдетической памяти имеет свои хорошие и плохие стороны. Он мог легко запомнить каждую строку из целой книги и изображений в мельчайших деталях.
6. Его недостающие изобретения
После его смерти в 1943 году Управление чужой собственности, независимое отделение в правительстве США во время Второй мировой войны, которое функционировало в качестве хранителя имущества противника, изъяло все ценные заметки, дневники и бумаги, которые Тесла держал под их защитой. Спустя годы некоторые из этих бумаг были возвращены его семье, и лишь немногие из них были переданы в дар музею Теслы.
5. Нервный срыв и смерть
Никола Тесла впал в психическое расстройство сразу после того, как Дж. П. Морган оставил его, что привело к закрытию его проекта бесплатной энергетики. Через некоторое время он возобновил свою работу, но уже в качестве консультанта. Со временем его психическое состояние ухудшалось, его идеи становились непрактичными и странными.
На более поздних этапах своей жизни он начал проводить все свое время с голубями на улицах и в парках Нью-Йорка. 7 января 1943 года он умер в возрасте 86 лет в том самом нью-йоркском отеле, где прожил много лет.
4. Научный центр Тесла
Будущее башни Ворденклиф (первая беспроводная телекоммуникационная башня, созданная Николой Теслой) погрузилось в полную тьму после того, как рухнула мечта Теслы о создании свободного электричества. После его смерти имущество было намеренно оставлено заброшенным, в то время как многочисленные попытки сделать его объектом национального значения потерпели неудачу в 1967, 1976 и 1994 годах. Но в 2008 году была создана некоммерческая группа под названием научный центр Тесла с намерением приобрести собственность и превратить ее в музей, посвященный творчеству изобретателя.
3. Он предсказал беспроводные мобильные телефоны в начале 1900-х
Работая на своем трансатлантическом радио, он пришел к идее технологии мгновенной беспроводной связи. Затем он пошел к своему банкиру Дж. П. Моргану, чтобы рассказать ему о своем видении.
В общем, он задумал идею мобильных телефонов и интернета почти за столетие до того, как она стала мейнстримом.
2. Тесла был экологом и гуманистом
Никола Тесла всегда был обеспокоен тем, что люди слишком быстро потребляют природные ресурсы на Земле. В связи с этим он настаивал на создании возобновляемых технологий с использованием неископаемого топлива и активно исследовал способы производства электроэнергии из возобновляемых источников энергии.
При финансовой поддержке легендарного банкира Дж. П. Моргана Тесла смог создать искусственную лампочку для поддержки своего дела, но Дж.п. Морган, как сообщается, отказался поддержать дело Теслы, заявив, что он не заинтересован в поддержке технологии, которую он не мог измерить.
О его великой гуманистической натуре судили лишь по одному факту: несмотря на то, что он был одним из величайших изобретателей своей эпохи, он умер бедняком. Никола Тесла всегда верил в улучшение жизни других людей, а не в личные финансовые игры.
Профессиональное соперничество и заклятые враги - разные вещи. В то время как соперничество является частью почти каждой профессии, заклятых врагов вы обычно избегаете. Почти все считают, что Тесла и Эдисон были вечными врагами, но на самом деле все было по-другому.
Эти два гения действительно работали вместе над различными новыми проектами, включая разработку генераторов постоянного тока до того, как Тесла расстался с ним. Он покинул компанию Эдисона, чтобы создать собственную технологию, которая позже была известна как переменный ток. Это сделало его прямым конкурентом Эдисона. Когда ситуация накалилась, оба начали использовать любые средства, чтобы доказать свое превосходство над другим, что привело к Войне токов.
Никола Тесла был, без сомнения, одним из величайших изобретателей в истории человечества. Родившийся в 1856 году в сербской семье, Тесла всегда опережал свое время. Он окончил школу на год раньше, преуспел в университете, где он изучал электротехнику, однако не получил степень.
За всю свою карьеру Тесла получил около 300 патентов из 26 разных стран, большинство из которых из США, Канады и Великобритании. Хотя многие из нас знают его как изобретателя-футуриста, сыгравшего ключевую роль в развитии переменного тока наряду с достижениями в области радио и двигателей, он также предложил некоторые из самых странных идей, которые отделяют его от других изобретателей.
Ниже мы составили список изобретений Теслы, которые все еще влияют на нашу жизнь, а также те, которые никогда не были реализованы.
12. Безлопастная турбина
Турбина Тесла в Музее Николы Теслы
Запатентовано в: 1913
В 1906 году, в возрасте 50 лет, Тесла продемонстрировал безлопастную турбину мощностью 200 лошадиных сил или 149,2 киловатт при 16 000 об/мин. Безлопастная турбина, как следует из названия, не имеет лопаток, а состоит из нескольких гладких, плотно набитых пластин, прикрепленных к валу.
Жидкость подается из отверстия, которое обычно расположено на верхнем крае турбины. При этом единственный выход, расположенный в центре, жидкость перед выходом из турбины совершает спиральный путь. Она создает тягу, чтобы заставить диски вращаться.
Несмотря на то, что безлопастные турбины используются с начала 1980-х годов, они так и не стали популярными или коммерчески успешными. Сегодня такие турбины используются в основном в тех случаях, когда в качестве источника энергии используется пар или сжатый воздух (например, турбокомпрессор в автомобилях).
11. Лодка с дистанционным управлением
Радиоуправляемая лодка Теслы
Предложено в: 1907
В 1898 году во время электрической выставки Тесла продемонстрировал (маленькое) радиоуправляемое судно, которое он мог маневрировать над водой. При этом он развлекал публику, создавая впечатление, будто лодка подчиняется голосовым командам зрителей. В действительности, однако, он управлял лодкой, используя радиочастоты. Он назвал эту технологию "телавтоматика".
Для многих из присутствовавших там в тот день это был момент чистой магии. С другой стороны, немногие видели в нем потенциальную военную машину. Тесла получил патент США на это 1 июля 1898 года.
10. Искусственные приливные волны
Как инженер и изобретатель, Тесла твердо верил, что наука может быть отличным средством против войны и может эффективно использоваться для их предотвращения. Он потратил значительное количество времени на разработку нового и мощного оружия, которое могло бы использоваться сегодня, если бы оно работало.
По оценкам Теслы, такой взрыв должен вызвать приливную волну высотой до 100 футов на участке в 1 милю от первоначального источника взрыва. Такого рода сильных волн было бы достаточно, чтобы потопить любой крупный корабль в то время.
Во время Холодной войны и Соединенные Штаты, и Советский Союз подвергли теорию Теслы испытанию, выполнив серию ядерных взрывов в Тихом океане. К сожалению, результаты оказались совсем не такими, как представлял себе Тесла.
9. Осциллятор Теслы
Запатентовано в: 1893
В 1893 году Тесла получил патент на свой паровой электрический генератор, который, по его мнению, мог бы заменить поршневые паровые двигатели. Он работает путем впрыскивать пар в генератор и выкидывать его от множественных портов, который причиняет поршень двинуть вверх и вниз. Это движение производит вибрации на высокой скорости, которая в свою очередь производит электричество.
Тесла, позже в его жизни, утверждал, что версия этого устройства вызвала землетрясение в Нью-Йорке в 1898 году. Только после этого инцидента осциллятор был популяризирован как машина землетрясения Теслы.
По словам Теслы, он когда-то работал над уменьшенной версией механического генератора в своей лаборатории на Хьюстон-стрит. Генератор был всего 7 дюймов в длину и максимум два фунта. Это было что-то, что "можно было положить в карман."
8. Катушка Тесла
Запатентовано в: 1891
В конце 1890-х и начале 1900-х Тесла экспериментировал с различными идеями, в которых он исследовал возможные способы беспроводной передачи электроэнергии. Системой, которая могла бы сделать это, была катушка Тесла, которая, без сомнения, является одним из его замечательных изобретений.
Катушка Тесла представляет собой электрическую цепь, которая производит высокочастотный переменный ток. Он состоит из двух частей; первичная и вторичная катушка, обе из которых имеют свои конденсаторы. Искровой разрядник (воздушный зазор между двумя проводниками) соединяет две катушки и их конденсаторы.
Внешний источник питания подключен к первичной катушке, конденсатор которой поглощает первоначальный заряд. В конце концов, огромное количество энергии заставляет его разрушать сопротивление воздуха в искровом промежутке и в конечном итоге переносит электрический ток во вторичную катушку.
Цикл повторяется с конденсатором на вторичной катушке, и когда заряд слишком высок, он врывается в воздух, производя молнии. Одна такая катушка может иметь выходное напряжение где-то от 50000 вольт до нескольких миллионов вольт.
Сегодня катушки Теслы в основном можно найти в музеях.
Они когда-то использовались коммерчески в радиопередатчиках и нескольких медицинских оборудованиях. Однако небольшие версии катушек Теслы используются для обнаружения утечек в системах высокого вакуума.
7. Увеличительный передатчик
Никола Тесла сидит рядом со своим увеличительным передатчиком
Увеличительный передатчик - это, в основном, усовершенствованная версия катушки Тесла, которую он намеревался использовать для беспроводной передачи электрической энергии на большие расстояния.
Все это произошло в 1899 году, когда Тесла заявил, что он сделал революционное открытие "земных стационарных волн", которые могли бы позволить Земле использоваться в качестве проводника и резонировать на определенной частоте.
Увеличительный передатчик вместо разряда электричества предназначен для генерации стоячих волн с использованием естественного резонансного контура Земли, который может использоваться на расстоянии приемным контуром. В дополнение к двум большим катушкам, увеличительный передатчик имеет третью или дополнительную катушку, которая работает как резонатор.
Тесла даже сообщил, что ему удалось привести в действие поле лампочек, расположенных в 1 км от увеличительного передатчика, и создать вспышки молнии длиной до 40 метров.
6. Башня Ворденклиф
Башня Ворденклиф на фото 1904 года
Первоначальный успех увеличительного передатчика позволил Тесле планировать что-то гораздо более значительное. В марте 1901 года он получил инвестиции в размере около $150,000 от финансиста и банкира Джона Пирпонта Моргана для создания башни Wardenclyfee, системы или инфраструктуры, которая могла бы передавать электричество на большие расстояния.
Тесла, в то время, был вовлечен в жестокую битву против Гульельмо Маркони, который уже имел некоторый успех в радиопередачах на большие расстояния. Чтобы конкурировать с системой радиоуправления Маркони, Тесла искал больше средств у Джона Пирпонта Моргана, но на этот раз ему было отказано.
К концу 1901 года Маркони успешно осуществил первую в истории трансатлантическую радиопередачу, отметив поражение Теслы. Объект Wardenclyfee Tower так и не был введен в эксплуатацию и был заброшен в 1906 году после того, как Тесла не смог обеспечить никаких дальнейших средств.
5. Сверхзвуковой дирижабль с питанием от наземных башен
Авторская концепция наземных башен Теслы, управляющих сверхзвуковыми дирижаблями
От бытовой электроники и телевизоров до военных беспилотников, мы управляем очень многими вещами по беспроводной сети. Но если бы это зависело от Теслы, у нас были бы сверхзвуковые дирижабли с дистанционным управлением.
В 1919 году Тесла публично объявил о своей идее сверхзвукового дирижабля, который мог бы пролететь 8 миль или 40 000 футов над землей и совершить трансатлантическое путешествие из Нью-Йорка в Лондон чуть более чем за три часа. Но самое лучшее в этом самолете то, что он должен был питаться от беспроводного электричества, передаваемого с наземных вышек.
По словам Тесла, можно построить несколько электростанций, чтобы обеспечить практически неограниченное количество энергии для самолетов, подобно тому, как теперь электричество подается в поезда протяженностью более тысячи километров по проводам.
Он описал, что его Луч Смерти "сбьет флот из 10 000 самолетов противника на расстоянии 200 миль и заставит армии погибнуть на своих путях". По словам Тесла, идея такого оружия возникла после изучения генератора Ван де Граафа.
Газеты прозвали его "лучом смерти" или "лучом мира", аналогичным другому теоретическому оружию с пучками частиц. Тесла, однако, поспешил указать, что его машина не попадает в категорию так называемых "лучей смерти".
3. Камера мысли
Впечатление художника от мысленной камеры Теслы
Человеческий мыслительный процесс, каким бы сложным он ни казался, необходим для интерпретации, осмысления вещей и даже предсказания будущих событий. Это все еще не было должным образом понято исследователями. Но Тесла, в одной из самых необычных идей, предполагал, что будет возможно сфотографировать и записать их.
Еще в 1933 году, на своем дне рождения, Тесла рассказал журналистам, что образ, формируемый (в мозгу) во время мысли, может быть зеркально отображен на сетчатке человека через рефлекторное действие. Это изображение сетчатки может быть сфотографировано с помощью инструмента, который будет проецироваться (например, слайд-шоу) на смотровой экран.
Теперь, если это действительно так, эти изображения могут быть получены с помощью соответствующего устройства. "Таким образом, каждая мысль о человеке может быть прочитана, и тогда наши умы будут как открытые книги".
Очевидно, что человеческий мыслительный процесс не работает таким образом, хотя мы мало что о нем знаем. Но опять же, мы не можем исключить, что Тесла был совершенно неправ.
2. Асинхронный двигатель
Модель асинхронного двигателя с ротором короткого замыкания в музее Николы Теслы, Сербия | Изображение предоставлено Викимедиа
Запатентовано в: 1887
Заслуга изобретения первого в истории асинхронного двигателя принадлежит Николе Тесле и итальянскому физику Галилео Феррарису. Именно Феррарис продемонстрировал рабочую модель трехфазного асинхронного двигателя в 1885 году, за два года до Теслы. Тем не менее Тесла был первым, чтобы подать заявку и получить патенты (США) для него.
В асинхронном двигателе ток в роторе, который необходим для создания крутящего момента, получается не от электрических соединений, а от электромагнитной индукции магнитного поля обмотки статора.
Индукционный двигатель является, пожалуй, наиболее распространенным типом двигателей, используемых в жилых и коммерческих помещениях. Трехфазные асинхронные двигатели, как правило, предпочтительны в промышленных областях благодаря своей экономичности и надежности. В небольших нагрузочных устройствах, которые используются в жилых помещениях, применяются однофазные асинхронные двигатели (потолочные вентиляторы).
1. Переменный ток
Тесла демонстрирует беспроводную передачу электричества в Колумбийском колледже в 1891 году
Тесла не изобрел переменный ток, и при этом он сначала не использовал его в практической демонстрации, но он сыграл важную роль в популяризации переменного тока по сравнению с его конкурентом.
Происхождение переменного тока можно проследить до 1832 года, когда Ипполит Пиксий, французский инженер, разработал первый в мире динамоэлектрический генератор, основанный на принципах Фарадея.
Тогда это был Гийом Дюшенн, который успешно продемонстрировал практическое использование переменного тока в электротерапии в 1855 году. Работы Себастьяна Ферранти, Галилея Феррари и Люсьена Голлара способствовали дальнейшему развитию этой технологии.
Вклад Теслы в переменный ток пришелся на конец 1880-х годов, когда его асинхронный двигатель был интегрирован в системы переменного тока, произведенные компанией Джорджа Вестингауза, чтобы конкурировать с низковольтным постоянным током Томаса Эдисона. В отличие от постоянного тока, альтернативные системы позволяют эффективно передавать электричество на большие расстояния.
Наследие Николы Теслы
Сначала рассмотрим важные с научной точки зрения изобретения, но редко встречающиеся в повседневной жизни современного человека.
Катушка Теслы
Речь пойдёт об одном из самых известных и зрелищных изобретений Николы. Катушка Теслы является разновидностью резонансной трансформаторной схемы. Использовалось это приспособление для производства высокого напряжения высокой частоты.
Тесла задействовал катушки во время проведения инновационных экспериментов в области:
- электрического освещения;
- фосфоресценции;
- рентгеновской генерации;
- высокочастотного переменного тока;
- электротерапии;
- радиотехники;
- передачи электрической энергии без проводов.
Кстати, Никола Тесла был одним из тех людей, кто предсказал появление Интернета и современных гаджетов.
Катушка Теслы является ранним предшественником (наряду с индукционной катушкой) более современного устройства, называемого трансформатором обратного хода. Он обеспечивает напряжение, необходимое для питания электронно-лучевой трубки телевизоров и компьютерных мониторов. Версии этой катушки широко используются сегодня в радио, телевидении и другом электронном оборудовании.
В всей красе катушку можно увидеть в научных музеях или на специальных шоу.
Катушка Теслы в действии – это всегда зрелище:
Башня Ворденклиф
Эта конструкция, известная также как Башня Теслы, была построена с целью осуществления беспроводной телекоммуникации и демонстрации возможности передачи электроэнергии без проводов.
Проект Ворденклиф требовал больших капиталовложений и на начальных этапах получил поддержку влиятельных инвесторов. Однако, когда работа над строительством башни была практически завершена, Тесла лишился финансирования и оказался на гране банкротства. А всё потому, что Ворденклиф могла быть предпосылкой к бесплатным поставкам электричества по всему миру, а это могло разорить некоторых инвесторов, чей бизнес был завязан на продаже электроэнергии.
Любители различных теорий заговоров связывают падение Тунгусского метеорита в Сибири и эксперименты Теслы с Башней.
Рентгеновские лучи
Однако Тесла продолжал исследования в этом направлении и даже провел несколько экспериментов до открытия Вильгема Рентгена, включая фотографирование костей его руки.
К сожалению, в марте 1895 года в лаборатории Теслы произошёл пожар, и записи об этих исследованиях были утрачены. После открытия Рентгена, Никола, используя устройство с вакуумными трубками, сделал снимок своей ноги и отправил коллеге вместе с поздравлениями. Рентген похвалил Теслу за качественную фотографию.
Вопреки расхожему мнению, Вильгем Рентген не был знаком с работами Теслы и к своему открытию пришёл самостоятельно, чего не скажешь о Гульельмо Маркони…
Радио и дистанционное управление
Инженеры разных стран работали над технологией радиосвязи, при этом исследования были независимыми друг от друга. Самый яркий пример: советский физик Александр Попов и итальянский инженер Гульельмо Маркони, которые в своих странах считаются изобретателями радио. Однако Маркони получил большую мировую известность, впервые установив радиосвязь между двумя материками (1901 г.) и получив патент на изобретение (1905 г.). Поэтому считается, что он в развитие радиосвязи внёс наибольший вклад. Но причём тут Тесла?
Как выяснилось, первым природу радиосигналов выявил именно он и в 1897 году запатентовал передатчик и приёмник. Маркони взял за основу технологию Теслы и совершил свою знаменитую демонстрацию в 1901 году. Уже в 1904 году Патентное бюро лишает патента на радио Николу, а через год присуждает его Маркони. Судя по всему, тут не обошлось без финансового влияния Томаса Эдисона и Эндрю Карнеги, которые были в конфронтации с Теслой.
В 1943 году, уже после смерти Николы Теслы, Верховный суд США разобрался в ситуации и признал более значительный вклад этого учёного в качестве изобретателя радиотехнологий.
Никола Тесла на деле показал возможности использования технологии передачи радиоволн. Сегодня дистанционное управление сплошь и рядом, начиная от телевизионного пульта и заканчивая полётами беспилотников.
Асинхронный двигатель и электромобиль Теслы
В 1888 году Тесла получил патент на электрическую машину, в которой под воздействием переменного тока создаётся вращение.
Не будем вдаваться в технические особенности работы асинхронного двигателя – те, кому это интересно, могут ознакомиться с соответствующим материалом на Википедии. О чём нужно знать, так это о том, что двигатель имеет простую конструкцию, не требует высоких затрат на изготовление и надёжен в эксплуатации.
Тесла намеревался использовать своё изобретение как альтернативу двигателям внутреннего сгорания. Но так уж случилось, что в этот период никто в подобных инновациях не был заинтересован, да и финансовое положение самого учёного не позволяло ему особо разгуляться.
Интересный факт! В Силиконовой долине великому изобретателю установлен памятник. Символично, что он раздаёт бесплатный Wi-Fi.
Нельзя не упомянуть и об окутанном тайной электромобиле Теслы. Именно из-за сомнительности этой истории не будем выводить её отдельным пунктом. Тем более, что тут не обошлось без электродвигателя.
1931 год, Нью-Йорк. Никола Тесла провёл демонстрацию работы автомобиля, в котором якобы вместо двигателя внутреннего сгорания был установлен двигатель переменного тока мощностью 80 л.с. Учёный колесил на нём около недели, разгоняясь до 150 км/ч. А загвоздка в следующем: двигатель работал без видимого источника питания, да и на подзарядку машина якобы никогда не ставилась. Единственное, к чему мотор был подключён, это коробочка, собранная из лампочек и транзисторов, которые Тесла купил в ближайшем магазине радиоэлектроники.
На все расспросы Никола отвечал, что энергия берётся из эфира. Газетные скептики начали обвинять его чуть ли не в чёрной магии, и раздосадованный гений, забрав свою коробочку, вообще отказался что-либо комментировать и объяснять.
Как бы там ни было, сегодня существует компания, в каком-то смысле реализующая эту идею Теслы. Названа она именем изобретателя.
Переменный ток
Так или иначе, перечисленные выше изобретения Николы Теслы связанны с переменным током – типом эклектического тока, способного изменять направление и величину в определённые промежутки времени. Подробнее об отличиях постоянного тока от переменного можете почитать в учебнике по физике.
В нашем случае нужно знать, что при передаче переменного тока от станции к потребителю энергопотери значительно ниже, да и трансформировать его гораздо проще. Таким образом, переменный ток можно назвать более практичным в плане распространения. На этом и настаивал Тесла.
Томас Эдисон как сторонник постоянного тока и как человек, зарабатывающий на этом деньги, всячески очернял идею использования переменного тока. Он говорил об опасности этого решения и даже убивал животных переменным током. Но справедливость восторжествовала, и сегодня по проводам вашего города проходит переменный ток.
Эпилог
Изначально задумывалось, что в этой статье будут кратко освещены важнейшие изобретения Николы Теслы. Но в ходе её написания выяснилось, что весь гений этого человека невозможно раскрыть в двух словах. Тесла действительно имел прогрессивные взгляды и удивлял мир своими открытиями. К сожалению, у него не всегда получалось доносить до общественности значимость его идей, особенно в условиях давления со стороны недоброжелателей.
Читайте также: