Никола Тесла. Тот, кто разговаривает с электричеством.
Изобретатель в своей экспериментальной лаборатории в Калорадо-Спринс, 1899г.
Продолжает работу августовский стол заказов. Слушаем френда petr_leycans: в чем смысл прихода Бадхисатвы с юга?) , хотя это чисто философский вопрос))), а если серьёзно, то документалистика о Никола Тесла, не основанная на видеоматериале российских каналов
Видеоматериалов российских каналов особо не помню (РЕН-ТВ не смотрю) по этому сложно отсеять общеизвестное, но постараюсь. Опять таки кратко изложу и популярные факты для тех, кто не знаком с темой.
Многие считают его величайшим изобретателем в истории, незаслуженно редко упоминаемым в учебниках физики. Он открыл переменный ток, флюоресцентный свет, беспроводную передачу энергии, впервые разработал принципы дистанционного управления, основы лечения токами высокой частоты, построил первые электрические часы, двигатель на солнечной энергии и многое другое, получив на свои изобретения 300 патентов в разных странах. Он изобрёл радио раньше Маркони и Попова, получил трёхфазный ток раньше Доливо-Добровольского. Вся современная электроэнергетика была бы невозможна без его открытий.
Эксперимент был столь же грандиозным, сколь и опасным. Башню высотой в несколько десятков метров венчала большая медная полусфера, и при включении установки возникали искровые разряды длиной до сорока метров. Молнии сопровождались громовыми раскатами, слышимыми за 15 миль. Вокруг башни пылал огромный световой шар. Идущие по улице люди испуганно шарахались, с ужасом наблюдая, как между их ногами и землёй проскакивают искры. Лошади получали электрошоковые удары через железные подковы. На металлических предметах возникали синие ореолы – «огни святого Эльма»…
Человек, устроивший всю эту электрическую фантасмагорию в 1899 году из своей лаборатории в Колорадо-Спрингс, вовсе не собирался пугать людей. Его цель была иной, и она была достигнута: за двадцать пять миль от башни под аплодисменты наблюдателей разом загорелись 200 электрических лампочек. Электрический заряд был передан без всяких проводов.
Автора эксперимента звали Никола Тесла. Друживший с ним Марк Твен называл Николу «повелителем молний», а великий Резерфорд нарёк его «вдохновенным пророком электричества». Обуздывая энергию направленно текущих электронов, Тесла и сам обладал неукротимой энергией. Его одержимость не знала границ. Для сна он отводил четыре часа, из которых два обычно уходили на обдумывание идей. Кроме занятий электротехникой, Тесла профессионально занимался лингвистикой, писал стихи. Бегло говорил на восьми языках, прекрасно знал музыку и философию…
В его жизни с самого начала присутствовало нечто, чему трудно подобрать название.
Экспериментальная станция в Калорадо-Спрингс, 1899 год.
Это началось ещё в детстве. Никола Тесла, родившийся 10 июля 1856 года в селе Смиляны (Хорватия), был четвёртым ребёнком в семье сербского православного священника. С пятилетнего возраста Никола начал страдать необычными фобиями и навязчивыми идеями. В состоянии возбуждения он видел сильные вспышки света. Фантастические видения переполняли его мозг. Он читал по ночам, проглатывая книги с маниакальным упорством. Герои книг, по его признанию, пробуждали в нём желание стать «существом высшего порядка». Воспитывая разными упражнениями силу воли, доводил себя до изнурения, часто впадал в состояние транса.
Политехнический институт в Граце, Пражский университет… На втором курсе университета, в 1880 году, его осеняет идея индукционного генератора переменного тока. Профессор Пешль, с которым Тесла поделился идеей, счёл её бредовой. Но заключение профессора только подстегнуло изобретателя, и в 1882 году была построена действующая модель.
Как поведать миру о своём открытии, получить признание? Самый верный способ – обсудить изобретение с великим Эдисоном, решает Никола, и… продаёт всё, что у него было, дабы купить билет на трансатлантический пароход. В 1884 году он прибывает в Нью-Йорк и прямо с пристани отправляется к Эдисону.
Тесла в Нью-Йоркской лаборатории (8th East 40th Street, New York City)
Томас Алва Эдисон – «король изобретателей» любезно выслушал гостя. Он был старше Николы Теслы всего на девять лет, но находился в зените славы. Угольный микрофон, электрическая лампочка, фонограф, динамо-машина сделали Эдисона миллионером. Но все работы именитого американца в области электричества базировались на постоянном токе. А тут какой-то серб с горящими глазами толкует про ток переменный. Чепуха, конечно, но, глядишь, он выбьется однажды в опасные конкуренты… Нюхом почуяв опасность, Эдисон тем не менее предложил Тесле работу в своей компании. Довести до ума его, Эдисона, генераторы постоянного тока. Американец испытующе глянул на молодого эмигранта, но тот с готовностью согласился. Работая на Эдисона, Тесла не прекратил совершенствования своей системы переменного тока и в октябре 1887 года получил на неё патент.
Между двумя великими изобретателями началась «холодная война». Эдисон, ругая про себя «неблагодарного приёмыша», стал публично и резко критиковать генераторы Теслы. «Если вы так уверены в своей правоте, – парировал оппонент, – то что вам мешает позволить мне опробовать мою систему на вашем предприятии?». Неожиданно Эдисон согласился и даже пообещал сопернику 50 тысяч долларов, если тому удастся электрифицировать своим способом один из его заводов. Он был убеждён, что это невозможно. Тесла подготовил двадцать четыре типа устройств и в короткое время осуществил задуманное. Экономический эффект превзошёл все ожидания. Эдисон был обескуражен, но платить отказался. «А как же ваше обещание?» – «Ну, это была шутка. Разве у вас нет чувства юмора?»
После этого они окончательно рассорились, и Тесла оказался на улице без работы и без денег. «Хватит работать на дядю, пора самому становиться на ноги!»– решил эмигрант, твёрдо веривший в свои силы. И это не было самонадеянностью: в апреле 1887 года Тесла при финансовой поддержке Джеймса Кармена открыл собственную фирму «Тесла Электрик Лайт Компани». А через год в его жизни наступил день, ставший поистине судьбоносным. 16 мая 1888 года Тесла сделал доклад и продемонстрировал своё изобретение в Американском институте инженеров-электриков. Среди присутствующих в зале оказался миллионер Джордж Вестингауз, изобретатель гидравлического паровозного тормоза.
Выступление Тесла потрясло Вестингауза. Он предложил изобретателю миллион долларов за его патенты плюс авторские отчисления. Был заключён договор, и компания «Вестингауз Электрик» реализовала разработки Теслы, построив ГЭС на Ниагарском водопаде.
Тесла в возрасте 64 лет
Получив финансовую независимость, Тесла продолжает свои исследования. В 1888 году он открывает явление вращающегося магнитного поля и строит электрогенераторы высокой и сверхвысокой частот. В 1891 году создаёт резонансный трансформатор, позволяющий получать высокочастотное напряжение с амплитудой до нескольких миллионов вольт.
Посетители Всемирной выставки 1893 года в Чикаго, выпучив глаза, смотрели на непонятное и страшное представление, которое ежедневно учинял худой, нервный господин со смешной фамилией. С чудовищной невозмутимостью тот пропускал через себя электроток напряжением в два миллиона вольт. По идее, от экспериментатора не должно было бы остаться и уголька (сам Эдисон заявлял в газетах, что переменный ток высокого напряжения убьёт любого, кто прикоснётся к проводам). А Тесла как ни в чём не бывало улыбается, и в его руках при этом ярко горят лампочки Эдисона… Это теперь мы знаем, что убивает не напряжение, а сила тока и что ток высокой частоты проходит только по поверхностным покровам. В эпоху младенчества электричества подобный фокус казался чудом.
Фокус с энергией из воздуха, который Тесла провёл в Колорадо-Спрингс, впечатлил уже Джона Пирпонта Моргана – одного из богатейших американских «олигархов» того времени. По его приглашению инженер переезжает в Нью-Йорк для осуществления грандиозного проекта «Ворденклиф» – Всемирного центра беспроводной передачи. Морган выделил 150 тысяч долларов (по нынешней покупательной способности – несколько десятков миллионов «баксов») и участок в 200 акров на острове Лонг-Айленд. Строится грандиозная башня высотой 57 метров со стальной шахтой, углублённой в землю на 36 метров. На верху башни – 55-тонный металлический купол диаметром 20 метров. Пробный пуск невиданного сооружения состоялся в 1905 году и произвёл потрясающий эффект. «Тесла зажёг небо над океаном на тысячи миль», – писали газеты. Это был триумф. Но…
Ещё в 1900 году Маркони осуществил передачу трансатлантического сигнала через океан в Канаду, и его система связи оказалась весьма перспективной. Хотя Тесла в 1893 году построил первый волновой радиопередатчик, на годы опередив Маркони (в 1943 году Верховный суд США подтвердил приоритет Теслы в изобретении радио), он признался Моргану, что его интересует не система связи, а беспроводная передача энергии в любую точку планеты. Но Моргану нужна была именно связь, и он прекратил финансирование. Охлаждению банкира отчасти способствовали и странные заявления Теслы, что он-де регулярно общается с инопланетными цивилизациями.
Никола Тесла держит газовую лампу без проводов, питаемую от электромагнитного поля катушки Теслы.
Странностей у Теслы хватало. Он панически боялся микробов, постоянно мыл руки и в отелях требовал до 18 полотенец в день. Если во время обеда на стол садилась муха, заставлял официанта принести новый заказ. Поселялся в отеле только в том случае, если номер его апартаментов был кратен трём.
Фобии и навязчивые состояния сочетались у Теслы с поразительной энергией. Прогуливаясь по улице, он мог во внезапном порыве сделать сальто. Он часто гулял в парке и читал наизусть «Фауста» Гёте, и в эти моменты его осеняли блестящие технические идеи. С другой стороны, у него обнаруживался необъяснимый дар предвидения. Однажды, провожая друзей после вечеринки, он уговорил их не садиться в подходивший поезд и этим спас им жизнь – поезд действительно сошёл с рельсов, и многие пассажиры погибли или получили увечья…
Почти всё, что делал Тесла, выходило за пределы понимания современников. В 1898 году он прикрепил некий электромеханический прибор к железной балке на чердаке здания, в котором находилась его лаборатория. Через некоторое время стены домов в нескольких милях от лаборатории начали вибрировать, и люди в панике хлынули на улицу. К тому времени все были уже наслышаны о фантастических экспериментах «безумного изобретателя». Конечно же, это его проделки! К дому Теслы немедленно помчалась полиция и устремилась толпа репортёров. Тесла успел выключить и уничтожить свой вибратор, осознав, что может стать причиной серьёзного бедствия. «Я мог бы обрушить Бруклинский мост за час», – признался он впоследствии. Однажды он заявил, что мог бы расколоть Землю, нужен только подходящий вибратор и точный расчёт времени.
Возможно, Тесла постиг неведомые другим тайны резонанса. Это могущество приносило учёному дурную славу «яйцеголового маньяка», хотя на самом деле он был человеком мягким и миролюбивым. Всю жизнь возился с голубями, любил их, как близких друзей… Впрочем, и завзятые человеконенавистники бывали сентиментальны и очень любили животных…
Существуют различные мнения о феномене Тунгусского метеорита. По некоторым данным (вымысел газетчиков?) в этот день (30 июня 1908 года) Никола Тесла проводил опыт по передаче энергии «по воздуху». За несколько месяцев до взрыва Тесла утверждал, что сможет осветить дорогу к северному полюсу экспедиции знаменитого путешественника Р. Пири. Кроме того, существует информация (в виде неподтвержденных слухов) , что он спрашивал в библиотеках карты «наименее заселённых частей Сибири». То есть, некоторую связь между двумя этими событиями увидеть можно.
Гипотеза о связи Николы Теслы с Тунгусским метеоритом сравнительно новая. Её появление датируется концом XX — началом XXI века.
«Внимательное изучение Тунгусских событий также позволяет предположить не метеоритную версию, что катастрофа случилась в результате внезапного пуска беспроводной энергии. Ни профессиональных астрономы, ни любители не наблюдали в тот вечер никакого огненного объекта: что должно было быть, если бы предмет весом 200000000 фунтов вошел в атмосферу при скорости в десятки тысяч миль в час. Первые репортеры из города Томска, прибывшие на эту территорию, пришли к заключению, что истории относительно тела, падающего с неба, были плодом воображения впечатлительных людей. Они также отметили, что взрыв сопровождался значительным шумом и треском, но никаких камней не падало с неба. Отсутствие кратера от удара можно объяснить тем, что никакого материального тела там не было. Взрыв, вызванный волновой энергией, не оставил бы кратера. Таким образом, теория столкновения с ледяной кометой оказалось несостоятельной. Между тем, отчеты о состоянии верхних слоев атмосферы и о магнитных изменениях, которые поступали из разных частей мира во время и сразу после Тунгусских событий, показывают массу изменений в электрическом состоянии вокруг Земли. Baxter и Atkins в своих исследованиях взрыва -»Посещение огня»-говорят в передовице Лондонской Times о незначительных, но явно отмеченных нарушениях… магнитов»,которые авторы, не зная о взрыве, связывали с солнечными вспышками»
Знаменитая Башня Уорденклиф
60-метровая башня была сконструирована компанией «W. D. Crow» так, чтобы любая часть была доступна к демонтажу и ремонту в любое время.
Башню венчал «купол» — сфера весом 55 тонн, 20 метров в диаметре, была ЕДИНСТВЕННЫМ элементом из металла. Вся конструкция была изготовлена из дерева.
Строительство башни Уорденклиф было начато в 1901 году, но уже в 1917 году она была демонтирована. Фактически, башню так никогда и не достроили, поскольку Морган отозвал средства выделенные на проект Теслы. Интересно, что компания Global Energy Technologies собирается построить точную копию башни, но только на пожертвования энтузиастов.
Сверх-выстрел
Необитаемая область между Аляской и Северным Полюсом могла бы быть предназначена как цель для испытательного запуска беспроволочной передающей системы. Произвели разрушительный электрический волновой сверх-выстрел по этой цели. Однако принятые в те дни земные размеры не были достаточно точны для решения этой задачи. Кто бы ни утаил демонстрацию энергетического оружия Тесла, он, должно быть, был сильно испуган: или потому, что пропустил назначенную цель и создал угрозу для населенных областей планеты, или потому что, оружие сработало слишком хорошо и привело к разрушению такой большой площади при простом нажатии переключателя, за тысячи мили вдали. Что бы ни было причиной Тесла не получил той известности которой искал.
P.S. Параллельно с Теслой, в России опыты по передаче энергии на большие расстояния проводил Филиппов Михаил Михайлович. В виде эксперимента он зажёг из Петербурга люстру в Царском Селе. В июне 1903 года в С. -Петербурге при проведении лабораторных работ при передаче волн взрыва на большие расстояния М. М. Филиппов погиб при невыясненных обстоятельствах. Аппараты и бумаги его арестовала полиция.
Опровержение:
Тесла завершил проект «Уорденклиф» еще в 1905 году, т.е. за 3,5 года до Тунгусского метеорита. Фактически, контракт с Д.П. Морганом был расторгнут в 1903 году, после чего 2 года Тесла безрезультатно искал финансирование. Несмотря на то, что в 1908 году ни земля, ни лаборатория Тесле уже не пренадлежали, все оборудование, установленное до 1903 года стояло на месте.Данные о передачи в этот день Теслой энергии «по воздуху» можно отбросить, т.к. он занимался этой проблемой более 25 лет своей жизни, информация о том, что Николас запрашивал данные по Сибири также сомнительна — нет данных о первоначальном источнике информации.
Никола Тесла с книгой Роджера Босковича «Теория естественной философии» («Theoria Philosophiae Naturalis» Roger Boskovich) на фоне спиралевидной катушки высоковольтного трансформатора в лаборатории на ул. Восточный Хьюстон, Нью Йорн (East Houston St., New York)
В 1931 году уже пожилой, но всё такой же неугомонный Никола Тесла продемонстрировал публике новый феномен. С обыкновенного автомобиля сняли бензиновый двигатель с нового автомобиля фирмы «Pierce-Arrow» и заменил его электромотором переменного тока мощностью в 80 л.с. без каких бы то ни было традиционно известных внешних источников питания. В местном радио магазине он купил 12 электронных ламп, немного проводов, горстку разномастных резисторов, и собрал все это хозяйство в коробочку длиной 60 см., шириной 30 см. и высотой 15 см. с парой стержней длинной 7.5 см. торчащих снаружи. Укрепив коробочку сзади за сиденьем водителя он выдвинул стержни и возвестил «Теперь у нас есть энергия». После чего сел на место водителя, нажал на педаль, и машина поехала! Он ездил на ней неделю, развивая скорость до 150 км/час. Никаких батарей или аккумуляторов на машине не было.
«Откуда же берётся энергия?» – спрашивали у Теслы озадаченные коллеги-учёные. Тот невозмутимо отвечал: «Из эфира, который нас окружает». Снова поползли слухи о безумии электротехника. Теслу это рассердило. Он снял с машины волшебную коробочку и вернулся в лабораторию, навсегда похоронив тайну своего электромобиля.
A.C. Greene — автор и историк Штата Техас, который живет в Salado. Подробнее читайте тут
В Brooklyn Eagle Тесла объявил 10 июля 1931 г., что «Я запряг космические лучи и заставил их управлять (двигать) движущимся прибором». Далее, в той же статье он пишет: «более 25 лет назад я начал свои усилия, чтобы запрячь космические лучи и сейчас я могу заявить, что я достиг успеха». В 1933 он делает то же заявление в статье для New York American, от 1 ноября под заголовком «Устройство для использования космической энергии заявлено Теслой».
Тесла пишет:
«Эта новая энергия для управления машинным оборудованием мира будет извлечена из энергии, которая движет вселенной, космической энергии, центральным источником которой для Земли является Солнце и которая присутствует везде в неограниченных количествах».
Такой отсчет «более чем 25 лет тому назад» от 1933 г. должен означать, что устройство, о котором говорит Тесла, должно было быть построено перед 1908 г. Более точная информация доступна через библиотеку Колумбийского Университета (Columbia University Library’s collection).
10 июня 1902 г. в письме своему другу Robert U. Johnson, редактору Century Magazine, Тесла прилагает вырезку из недавней New York Herald о Clemente Figueras «инженере деревьев и леса» в Las Palmas — столице Канарских Островов, который изобрел устройство производящее электричество без сжигания топлива. Что случилось дальше с Figueras и его генератором топлива неизвестно, но это объявление в газете побудило Теслу в его письме к Джонсону заявить о том, что им уже создано такое устройство и раскрыть физические законы, на которых оно основано.
Прибор, который наиболее соответствует ожидаемому эффекту можно найти в патенте Тесла «Прибор для Утилизации Лучистой Энергии» № 685,957, что был заявлен и удовлетворен 21 марта 1901. Концепция на более старом техническом языке выглядит просто. Изолированная металлическая пластина поднимается в воздух на столько высоко, на сколько это возможно. Другая металлическая пластина помещается в землю. Провод протягивается от металлической пластины к одной стороне конденсатора и второй провод идет от земли на другой конец конденсатора.
Это на вид очень простой конструкции устройство кажется должно удовлетворять его заявлению о создании безтопливного генератора, питаемого космическими лучами, но в 1900 г. Тесла написал, что он считает наиболее важной своей статьей ту, в которой он описывает самоактивирующуюся машину, которая могла бы извлекать мощность из окружающего пространства; это безтопливный генератор, который отличается от его Устройства Лучистой Энергии. Статья называется «Проблема Увеличения Человеческой Энергии — Через Использование Солнца» была опубликована его другом Robert Johnson в The Century Illustrated Monthly Magazine в июне 1900 вскоре после того, как Тесла, вернулся из Colorado Springs, где он провел интенсивную серию экспериментов от июня 1899, до января 1900.
Точное заглавие главы, где он обсуждает этот прибор стоит того, чтобы воспроизвести его полностью.
«Отход от известных методов — возможность «самодвижущегося» двигателя или машины, неподвижного, но способного, как живое существо, к извлечению энергии из окружающей среды — идеальный способ получения движущей силы».
Тесла заявил, что он сперва начал думать об идее, когда прочитал заявление Лорда Кельвина, который сказал, что невозможно самоохлаждающееся устройство поддерживающее свою работу за счет тепла поступающего извне. В качестве мысленного эксперимента Тесла представил очень длинную связку металлических проводов протянутых от земли во внешний космос. Так как земля теплее, чем окружающий космос, вместе с теплом, которое будет подниматься вверх, по проводам потечет ток. Потом, все, что нужно будет сделать, взять длинный энергетический шнур, чтобы присоединить два конца металлических решеток к мотору. Мотор будет продолжать работать до тех пор, пока земля не охладится до температуры окружающего пространства. «Это была бы неподвижная машина, которая, к всей очевидности, должна охлаждать часть среды ниже температуры окружения, и действовать получаемым теплом, это то, что производит энергию прямо из окружающей среды без «потребления какого бы то ни было материала».
Тесла продолжает в статье описывать как он работал над созданием такого энергетического устройства и здесь он делает некоторою определяющую работу, чтобы сосредоточиться на одном из его изобретений. Он писал, что он сперва начал размышление об извлечении энергии из окружающего пространства когда был в Париже в течение 1883 г., но там он не мог посвятить много времени этой идее, так как несколько лет должен был заниматься коммерческими вопросами связанными с его переменным током и моторами. Это продолжалось до 1889, когда он снова вернулся к идее самодвижущейся машины.
Та же самая форма появляется в другом патенте на этот раз он называется «Динамоэлектрическая Машина». Этот патент был подан и одобрен в том же самом году, в котором Тесла говорил, что он вернулся к работе над «самодействующей» машиной, в 1889. Динамо состоящее из металлических дисков вращалось между магнитами производя электрический ток.
В сравнении с его генератором переменного тока эта «динамомашина» представляет некую любопытную аналогию ко дням ранних экспериментов Фарадея с медным диском и магнитом. Тесла делает некое усовершенствование установки Фарадея используя магниты, которые целиком покрывают вращающиеся металлические диски и он, также, добавляет кромку к наружной части дисков, так что ток может сниматься более легко — все это делает его генератор более совершенным, чем у Фарадея. По первому впечатлению трудно понять, почему Тесла запатентовал такую анахроническую машину в этот период своей работы.
Подробнее про самоподдерживающийся ток и униполярное динамо читайте тут.
Катушки Тесла
Было бы странно, если бы военные не заинтересовались запредельными технологиями серба-американца. В 30-е годы Тесла занимался в корпорации RCA секретными проектами под кодовым названием N.Terbo (фамилия его матери до замужества). В эти проекты входила и беспроводная передача энергии для поражения противника, и создание резонансного оружия, и попытки управления временем. Существует множество версий относительно этих работ, и сейчас практически невозможно отделить правду от вымыслов.
Гений скончался в 1943-м, в своей лаборатории. И в полнейшей нищете. Миллионы, которые у него были в период работы с Вестингаузом, без остатка ухнули в несостоявшийся проект «Ворденклиф». Похоже, мир не был готов к его открытиям. В тридцатых годах Тесла отказался принять Нобелевскую премию, присуждённую ему совместно с Эдисоном. Он до конца жизни не мог простить «королю изобретателей» его малодушного обмана и «чёрного пиара» против переменного тока.
Тесла отчаянно нуждался в престиже, который позволил бы ему найти деньги для исследований, и, отказавшись от премии, сам нанёс себе смертельный удар. Множество его выдающихся работ потеряны для потомков, а большинство дневников и рукописей исчезли при невыясненных обстоятельствах. Некоторые считают, что Никола сжёг их сам в начале Второй мировой войны, убедившись, что знания, заключённые в них, слишком опасны для неразумного человечества…
Изобретения Теслы серьезно заинтересовали правительство США лишь после смерти ученого. В отеле «Нью-Йоркер”, где он умер, был проведен тотальный обыск. ФБР изъяло все бумаги, связанные с научной деятельностью физика. Доктор Джон Трамп, руководивший Национальным комитетом обороны, ознакомился с ними и сделал экспертное заключение, что «эти записи спекулятивны и умозрительны, они носят исключительно философский характер и не подразумевают никаких принципов или методов их реализации”.
Однако через 15 лет после этого Агентство высокотехнологических оборонных исследований (DARPA) реализовало сверхсекретный проект «Качели” в Лаборатории имени Лоуренса Ливермура. На него ушло 10 лет и 27 млн. долларов, причем, несмотря на то, что очевидно провальные результаты этих экспериментов засекречены до сих пор, все ученые сходятся в одном — в 1958 году американцы пытались создать легендарные «лучи смерти” Теслы.
Известно, что незадолго до смерти Тесла объявил, что изобрел «лучи смерти», которые способны уничтожить 10000 самолетов с расстояния в 400 км. О секрете лучей – ни звука. В 60-е годы и Соединенные Штаты и Россия в полной мере воспользовались плодами исследований Теслы. Одна из технологий, разработанных гениальным ученым, привлекла к себе наибольшее внимание военных специалистов и стала предметом секретных разработок. Тесла называл это изобретение осциллятором радиочастот, оно применялось, в частности, в его луче смерти. Основная идея изобретения — трансляция энергии в атмосфере и фокусирование ее для различных целей. Позднее эти технологии, в значительной степени, основанные на изобретениях Теслы, были использованы в программе Звездные войны.
Известно, что отчаявшийся изобретатель рассылал по всему миру предложения сконструировать «супер-оружие”, предполагая установить баланс сил между разными странами и таким образом предотвратить наступление Второй Мировой войны. В списке адресатов были правительства США, Канады, Англии, Франции, Советского Союза и Югославии.
Советский Союз заинтересовался этим предложением. В 1937 году изобретатель провел переговоры с фирмой «Амторг”, представлявшей интересы СССР в США, и передал ей некоторые планы вакуумной камеры для своих «лучей смерти”. Два года спустя Тесла получил из СССР чек на 25000 долларов. Войну это, конечно, не остановило — Советский Союз создал лазерные технологии гораздо позднее.
В 1940 году в интервью «Нью-Йорк таймс» 84-летний Никола Тесла заявил о своей готовности раскрыть перед американским правительством секрет телесилы. Она построена, сказал он, на совершенно новом физическом принципе, о котором никто и не мечтал, отличном от принципов, воплощенных в его изобретениях в области передачи электроэнергии на большие расстояния.
По словам Теслы, этот новый тип энергии будет действовать посредством луча диаметром в одну стомиллионную долю квадратного сантиметра и может генерироваться особыми станциями, стоимость которых не будет превышать 2 млн. долларов, а время постройки – трех месяцев.
Да, возможно, стареющий изобретатель действительно погрузился в мир иллюзий. Однако, учитывая то, что он никогда не бросал слов на ветер и всегда реализовывал заявленные проекты, можно допустить, что Тесла мог приспособить технологию беспроводной передачи энергии под нужды военных.
Основная идея Николы Теслы в поиске вечного и бесконечного источника энергии — черпать энергию из «эфира», т.е. пользоваться энергией Земли и космоса. Если Никола тесла и знал как это возможно, то современные псевдо-изобретатели (а попросту аферисты) пользуются наивностью для продажи «вечных генераторов Теслы».Аферисты активно используют теорию заговора, утверждая, что Пентагон, а также аналогичные ведомства стран Большой Семерки обладают полной информацией о «бесплатной» энергии однако продолжают использовать нефть как основу экономического превосходства и стабильности.
Совершенно очевидно, что Тесле было знакомо то, что, за нехваткой лучшего выражения, можно назвать парапсихологией. Способ, с помощью которого он приходил к своим открытиям или работал в своей лаборатории, безусловно, не имеет аналогов в истории науки. И при том, что в музее Николы Теслы в Белграде хранятся сегодня более чем 150 000 документов, он не оставил после себя системы своего научного метода, который допустимо сравнивать только с состояниями, в которых могут находиться йоги, или с тем, о чём ведают святые.
Сегодня мало кто относится к Тесле как к философу или человеку духа, или к тому, кто одухотворил физику, кто одухотворил технологию, одухотворил науку. Наконец, всей своей жизнью и трудом он заложил основы новой цивилизации третьего тысячелетия и, хотя пока что его влияние на современные тенденции в науке минимально, его роль нуждается в переоценке. Только будущее даст настоящее объяснение явлению Теслы, ибо он ушёл слишком далеко вперёд и стоит выше принятых сегодня научных методов.
78 День рождения Теслы. Отель в Нью Йорке
Известный индийский философ Вивекананда, один из членов миссии Рамакришны, посланный на Запад с целью выяснить возможность объединения всех существующих религий, посетил Теслу в его лаборатории в Нью-Йорке в 1906 году и сразу же послал письмо своему индийскому коллеге Аласингу, в котором встречу с Теслой описал с восторгом: «Этот человек отличается от всех западных людей. Он продемонстрировал свои опыты, проводимые им с электричеством, к которому относится как к живому существу, с которым разговаривает и которому отдаёт приказания. Речь идёт о высшей степени спиритуальной личности. Вне сомнения, что он обладает духовностью высшего уровня и в состоянии признать всех наших богов. В его электрических многокрасочных огнях появились все наши Боги: Вишну, Шива, и я почувствовал присутствие самого Брамы»
Из всех свершений Теслы в учебниках физики обычно упоминается только одно – «трансформатор Теслы». Возможно это единственное из изобретений Тесла, носящих его имя сегодня. Это — устройство, производящее высокое напряжение при высокой частоте. Оно использовалось Теслой в нескольких размерах и вариациях для его экспериментов. Трансформатор Тесла, также известный как катушка Тесла, используется сегодня в различных применениях в радио и телевидении.
Да ещё его именем названа единица измерения магнитной индукции…
Если правда, что гениев посылают на Землю небеса, то с рождением Николы Теслы в небесной канцелярии явно поспешили. Или в преждевременности есть какой-то особый урок?
Шоу с катушками Тесла:
[источники]источники
http://gendocs.ru
http://www.peoples.ru/science/physics/tesla/
http://www.werewolfexposures.com/
http://ntesla.at.ua/
Опыты Н. Тесла по передаче энергии по земной поверхности « Учи физику!
В истории электричества и радио есть одна из самых загадочных личностей – Никола Тесла. Его именем названа единица магнитной индукции. Он автор около 800 патентов на различные изобретения и в этом отношении уступает только Т. Эдисону, в фирме которого начинал свою деятельность в США. Серб по национальности, он учился в Белграде, Праге, жил в Чехословакии, Венгрии, Франции, но большую часть своей жизни провел в США в Нью-Йорке. Там же была его лаборатория.
Тесла является изобретателем первого в мире электромотора переменного тока и способа двухфазной передачи энергии переменного тока. Он – основоположник теории переменных токов (в особенности высокочастотных). Тесла глубоко исследовал явление резонанса и блестяще использовал его в своих работах. По свидетельству А.С. Попова, он – автор первого антенного устройства.
Но самыми впечатляющими и одновременно загадочными были его блестящие опыты по передаче высокочастотной энергии по одному проводу в Лондоне в 1892 г. и передаче энергии по поверхности Земли, выполненные весной и летом 1899 г. в Колорадо-Спрингс в США.
Эти эксперименты наблюдали (особенно в Лондоне) много людей, в том числе инженеры и физики. Однако их физическая суть и теория остались неизвестны после смерти Тесла в 1943 г.
Он был очень скрытным человеком и главные свои идеи и “ноу-хау” хранил в секрете. По этой причине Тесла не имел учеников. Обладая колоссальной памятью, основные данные по своим работам (даже чертежи) он держал в уме.
Записи, которые были понятны только ему, он делал редко и только по основным моментам. К тому же большинство записей сгорело во время пожара в нью-йоркской лаборатории. Поэтому основные идеи Тесла остаются загадкой по сей день.
Но “рукописи не горят!” Заинтересовавшись идеями Н.Тесла в 1987 г., я начал собирать и изучать все доступные мне данные по его деятельности.
В статье сделана попытка разгадать столетнюю тайну Николы Тесла – великого инженера, изобретателя и ученого.
Насколько мне известно, он был единственным человеком, которого в 1892 г. английские физики удостоили честью выпить виски из бутылки, недопитой М.Фарадеем.
В творчестве Н.Тесла есть и эта фантастическая и загадочная страница его экспериментов и идей. Он представлял Землю в виде заряженного шара, поле которого можно нарушить (возбудить колебания потенциала этого шара) воздействием импульсов мощных осцилляторов. Возникающие при этом стоячие волны могут практически без потерь восприниматься настроенными приемниками, которые будут преобразовывать энергию, полученную от источника стоячих волн. “Электромагнитные волны могут распространяться двояко: либо как герцевские волны (лучи через атмосферу), либо “диффундировать” сквозь толщу земной поверхности”. Второй путь он считал единственно пригодным для силовой передачи энергии. Действительно земная поверхность для низкочастотных колебаний представляет собой проводник.
Опыты по передаче энергии по поверхности земли проводились им в Нью-Йорке и в штате Колорадо, пустынном местечке Колорадо-Спрингс в районе Скалистых гор США в 1899 г. Там была построена высоковольтная лаборатория с большим осциллятором, который он назвал “усилительный передатчик”. Эта конструкция представляла собой гигантскую катушку вторичной обмотки трансформатора Тесла в виде башни высотой 60 м. Диаметр катушки около 3 м. Верхний конец катушки оканчивался шаром, покрытым медью, диаметром около 80 см. Нижний конец обмотки был заземлен чугунными плитами. Первичная обмотка этого трансформатора находилась внутри здания лаборатории, ее диаметр был около 15 м. Каркас, на котором намотаны витки катушек, выполнен из дерева. Этот гигантский осциллятор был предназначен для создания колебаний в точке соединения с землей высоковольтной катушки и получения стоячих волн. На этой установке Тесла получал напряжения до 8 МВ. Это и для нашего времени впечатляющие параметры, не говоря уже о конце XIX в. Очевидцы описывают, что длина разрядов достигала 30 м – это были настоящие искусственные молнии. Другие параметры установки, дошедшие до нас, таковы: мощность генератора, питавшего установку, около 200 кВт; частота генерируемых колебаний 150 кГц; длина волны λ= 2 км.
Утверждали, что Тесла добивался свечения нити электролампы 110 В на расстоянии от передатчика до 800 м. Лампы специальной конструкции, которые возможно содержали внутри приемный колебательный контур, располагались на металлических стержнях, вбитых прямо в землю. Этим достигался ошеломляющий эффект восприятия данного зрелища.
Тесла очень любил эффектные демонстрации и был великим мастером показа эффектов электричества. Дошедшие до нас данные неполны, но их достаточно, чтобы оценить техническую возможность реализации этой идеи.
Сами опыты, конструкции осциллятора (передатчика) описаны во множестве биографических и исторических литературных источниках. Но вот принцип приема -передачи энергии и конструкции приемника остаются загадкой.
В теоретической электротехнике принято, что Земля имеет нулевой потенциал. Но емкость земного шара имеет конечное значение, поэтому потенциал поверхности Земли (по определению электрической емкости)
φ3=q/с3
Изменение заряда на некоторую величину Ац для конечного значения емкости должно вызывать определенное колебание потенциала Их энергия может быть принята колебательным контуром, соединенным в одной точке на конце линии. Вторая точка контура свободна. Контур служит здесь и преобразователем энергии поля и выполняет роль частотного селектора.
Расчеты, проведенные автором, показывают, что напряжение на приемном контуре, развиваемое поверхностной волной достигает 1400 В, а напряжение на лампочке с учетом коэффициента включения в контур -130 В, что вполне достаточно для ее свечения.
Это доказывает техническую возможность передачи энергии по земной поверхности и говорит о том, что факт свечения электрических лампочек “от земли” не легенда, а реальность. Вероятно, таким образом передача и прием энергии по Земле были осуществлены Н.Тесла в 1899 г.
Проанализируем теперь и другие сведения по этим опытам.
Расстояние 800 м – это между λ/4 и λ/2 длины волны генератора. Если регулировать частоту (регулировка контура осцилятора была), то точка приема вполне могла быть почти в пучности электрической волны, и соответственно лампы имели тогда наибольший накал.
По моему мнению, большая часть мощности осцилятора в этой системе шла на излучение радиоволн и потери на нагрев Земли вокруг генератора, а меньшая – на возбуждение стоячих волн в Земле, т.е. передача энергии была не очень эффективной.
Тесла впервые вычислил по этим опытам заряд земного шара, оценив его в 300000 Кл. Современные данные 570000 Кл.
Большой шар из меди на вершине мачты улучшал параметры осциллятора, как антенны излучателя радиоволн, но ухудшал условия возбуждения волн по земле, и волны не “диффундировали” сквозь земную поверхность, а распространялись над ней. Этого Тесла не знал – он был первопроходцем. Еще не было очень многих понятий: мало изучена теория длинных линий и так далее, но его интуиция инженера и ученого позволила осуществить этот опыт. Только два человека тогда занимались подобным: А.С.Попов в России и Г. Маркони в Италии, но они изучали именно радиоволны, слабые сигналы, а не передачу силовой энергии.
Правда, и он использовал эту установку для второй цели: изучал также распространение радиоволн, но главной целью его опытов была силовая передача энергии по земле, и он это сделал.
О.Л.Архипов
Журнал “Конструктор” №1-01г.
Никола Тесла и передача электроэнергии переменным током
АЛЕКСАНДР МИКЕРОВ, д. т. н., проф. каф. систем автоматического управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
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.
Электрическое освещение стали использовать после появления дуговых ламп, среди которых наиболее простой была свеча Яблочкова в виде двух вертикально расположенных угольных электродов, разделенных слоем изолирующего материала [1–4]. Вскоре выяснилось, что на постоянном токе разнополярные электроды сгорают неодинаково, поэтому Яблочков предложил питать свечи переменным током, для чего совместно с известным французским заводом Грамма разработал специальный генератор переменного тока, конструкция которого оказалась столь удачной, что его производство доходило до 1000 штук в год [2]. Другое важное изобретение Яблочкова — это схема «дробления света» с использованием индукционной катушки (прообраза современного трансформатора) для параллельного питания от одного генератора любого числа свечей, подобно газовому освещению.
Однако эксплуатация выявила серьезные недостатки дугового освещения, особенно в быту: необходимость замены свечей через каждые два часа, шум, мерцание, большая дороговизна по сравнению даже с газом. Поэтому уже с начала 1890-х гг. электрические свечи были почти повсеместно вытеснены лампами накаливания Эдисона и применялись только в прожекторах или для больших пространств. Тем не менее, именно Яблочкову мы обязаны введением переменных токов в практическую электротехнику, что, в конечном счете, привело к решению острой проблемы дальней передачи электроэнергии, называемой тогда проблемой «распределения света».
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.
Более простое решение — переход на однофазный переменный ток с повышающими и понижающими трансформаторами — было предложено известной компанией «Ганц и Ко» из Будапешта для освещения оперных театров в Будапеште, Вене и Одессе [2]. Талантливые инженеры этой компании, Микша Дери (Miksa Dèri), Отто Блати (Otto Blathy) и Карой Циперновски (Karoly Zipernowsky), создали в 1884 г. наиболее совершенные конструкции трансформатора (и они же придумали сам этот термин). Отто Блати также изобрел первый электрический счетчик электроэнергии и прославился как выдающийся шахматист.
Рис. 1. Дистанционная передача Депре
Однако развитие промышленности требовало мощных приводов, которые не могли быть созданы на базе электродвигателей переменного тока с питанием от однофазной осветительной сети. Эта проблема формулировалась как «электрическая передача механической энергии» или «передача силы»[4]. Одно из ее первых решений было предложено Депре в 1879 г. в виде дистанционной передачи в опытный вагон движения поршней паровой машины (рис. 1) [5].
У нее был датчик в виде щеточного коммутатора (1) и приемник (2), содержащий ротор (3) с двумя взаимно перпендикулярными катушками, который в свою очередь был подключен к коммутатору (4) и находился в поле магнита (5). Устройство работало со скоростью до 3000 об/мин и с моментом до 5 Нм. Эта идея позднее получила свое развитие в виде сельсинных передач и шаговых двигателей, однако подходила для использования только в приборных системах.
Решение этой проблемы в целом пришло из-за океана, где появился деятельный человек, интуитивно осознавший грядущий переход на переменный ток. Это был Джордж Вестингауз (George Westinghouse) (рис. 2) — видный американский промышленник в сфере оборудования железных дорог, основатель компании Westinghouse, решивший заняться еще и электротехническим бизнесом [2, 4].
Рис. 2. Джордж Вестингауз (1846–1914)
Для того чтобы выйти на рынок со своей продукцией, ему нужны были новые патенты, поскольку основные патенты в этой области принадлежали Эдисону, Вернеру Сименсу (Verner Siemens) и другим конкурентам. Перевести освещение на переменный ток было сравнительно просто, и Вестингауз легко вышел на этот рынок, закупив европейские генераторы и трансформаторы и запатентовав ряд своих ламп накаливания. В 1893 г. он получи большой подряд на электрификацию Всемирной выставки в Чикаго, установив там 180 тыс. ламп накаливания и тысячи дуговых ламп [4].Однако электрические машины были совсем другим делом, поэтому для их разработки он подыскал через патентное ведомство никому не известного изобретателя Николу Теслу, имевшего десятки патентов на системы переменного тока. На встрече в Нью-Йорке в 1888 г. Вестингауз предложил Тесле уступить ему все уже полученные и будущие патенты в обмен на один миллион долларов, пост технического руководителя завода в Питтсбурге и один доллар за каждую л. с. двигателей и генераторов по системе Теслы, установленных на территории США в течение ближайших 15 лет. Третье условие соглашения сыграло в дальнейшем важную роль. Тесла все эти условия принял, и так началось его плодотворное сотрудничество с Вестингаузом [4].
Будущий великий электротехник Никола Тесла (рис. 3) родился в семье сербского священника, жившей в Хорватии. Учился в Градском политехникуме и Пражском университете, но, не закончив их, поступил на работу в отделение компании Эдисона в Париже, откуда перебрался в США с рекомендательным письмом от директора отделения самому Эдисону.
Письмо гласило: «Я знаю двух великих людей: один из них вы, а второй — молодой человек, которого я вам рекомендую». Разумеется, Тесла был принят незамедлительно, и ему поручили самую ответственную работу с электротехническим оборудованием, включая ликвидацию аварий.
Рис. 3. Никола Тесла (1856 – 1943)
Впрочем, работа в этой компании продолжалась недолго. Поводом к расставанию якобы послужил отказ Эдисона выплатить обещанную премию в 50 тысяч долларов за совершенствование генераторов постоянного тока. Когда Тесла напомнил об этом шефу, тот сказал: «Молодой человек, вы не понимаете американского юмора» [4]. Однако скорее всего причиной ухода Теслы было упорное нежелание Эдисона разрешать молодому сербу заниматься бесколлекторным электродвигателем переменного тока, с мечтой о котором Тесла прибыл из Европы. Поэтому, разумеется, Тесла с радостью принял предложение Вестингауза, которое предоставляло ему прекрасные возможности для работы над своей идеей.
Еще в мае 1888 г. Тесла получил семь патентов США на системы переменного тока и бесщеточные двигатели [4]. Главным в них было новаторское предложение строить всю цепочку генерации, передачи, распределения и использования электроэнергии как многофазную систему переменного тока, включающую генератор, линию передачи и двигатель переменного тока, названный Теслой «индукционным». Пример такой системы показан на рис. 4.
Здесь: 1 — синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов и с двумя взаимно перпендикулярными фазами обмотки ротора (2), соединенными через контактные кольца (3) и линию передачи (4) с двухфазным индукционным двигателем (5) с обмоткой статора (6) и ротором (7) в виде стального цилиндра со срезанными сегментами [4]. Действие такого двигателя, называемого теперь асинхронным, объяснялось формированием «перемещающегося», а по современной терминологии вращающегося магнитного поля. Для линии дальней передачи предлагалось включение двухфазных повышающего и понижающего трансформаторов. В мае того же года Тесла выступил с большим докладом о многофазных системах на семинаре Американского института инженеров-электриков AIEE (предшественника IEEE). Продолжая исследования, он вскоре реализовал и другие идеи: двухфазный и трехфазный асинхронный двигатель с обмоткой в звезду, трехфазный генератор с нейтралью и без, трех- и четырехпроводные линии электропередачи и т. д. Всего по многофазным системам у Теслы был 41 патент [2].
Рис. 4. Двухфазная система Теслы
Несомненно,Тесле принадлежит патентный, а Вестингаузу промышленный приоритет на многофазные системы переменного тока, поскольку им сразу же было развернуто массовое производство двигателей, генераторов и другой аппаратуры таких систем. Вершиной этой бурной деятельности было строительство в 1895 г. самой крупной по тем временам Ниагарской электростанции на американском берегу Ниагарского водопада, высота которого составляла 48 метров. На плотине было установлено 10 двухфазных генераторов по 3,7 мВт каждый, а также проложена линия электропередачи 11 кВ длиной 40 км в Буффало, где был создан промышленный район с многочисленными потребителями электроэнергии переменного тока [2, 4].
Рис. 5. Опыт Теслы
Однако Теслу тяготила производственная деятельность, и он ушел от Вестингауза, желая и дальше развивать идею дальней передачи электроэнергии, но уже без проводов. Этим он и стал с увлечением заниматься в собственной лаборатории.Его первой мыслью было создать с помощью высоковольтного и высокочастотного излучателя мощное электрическое поле, действующее на значительные расстояния, из которого потребитель мог бы черпать электроэнергию. Тесла изобретает первый электромеханический СВЧ-генератор, использованный позднее в первых радиостанциях и для индукционного нагрева, передающую и приемную антенны, а также резонансный контур приемника для выделения определенной частоты. Всех поразил опыт Теслы, когда при включении генератора безо всяких проводов в его руках загоралась электрическая лампа, как показано на рис. 5.
Тесла был в одном шаге от изобретения радио, но не пошел по этому пути, поскольку его занимала мысль о передаче электроэнергии, а не информации. Однако именно ему принадлежит приоритет в создании телемеханики, реализованной в 1898 г. в виде дистанционно управляемого водяного катера.
Тем временем, многочисленные опыты показывали, что электролампу удается зажигать только на расстоянии не более нескольких сотен метров. Тесла попытался реализовать другой способ передачи электроэнергии: не через атмосферу, а прямо сквозь землю путем возбуждения в земном шаре, как огромном конденсаторе, поверхностных стоячих волн, в пучности которых можно было отбирать энергию в любой точке поверхности Земли. Для этого он построил в местечке Уорденклиф под Нью-Йорком огромную антенну с мощным надземным и подземным возбудителями, подключенными к отдельной электростанции, как показано на рис. 6. Опыты с этой башней по беспроводной передаче электроэнергии в период с 1899 по 1905 г., судя по всему, не дали желаемого эффекта, поскольку Тесла их неожиданно забросил, не опубликовав результатов. И ученые до сих пор спорят, чего же все-таки достиг Тесла в этом эксперименте, поскольку он работал без помощников и не оставил никаких записей [4, 6].
Рис. 6. Башня Уорденклифф
Задача беспроводной передачи электроэнергии не решена до сих пор. Последние достижения используют узконаправленные микроволновое или лазерное излучения для удаленного электропитания космических аппаратов от спутника с солнечными батареями или от управляемых дронов [7]. Экспериментально доказана возможность передачи порядка десятка киловатт на расстояние километров. Другое направление разработок — это лазерное оружие, предвозвестником которого был знаменитый «Гиперболоид инженера Гарина».
Тем не менее заслуги Теслы были всемирно признаны. В честь него единица индукции магнитного поля в системе SI названа «тесла», он был избран членом и почетным доктором наук многих академий и университетов. Одна из самых престижных наград IEEE — медаль Теслы — ежегодно присуждается за выдающиеся заслуги в области производства и использования электроэнергии. Тесле принадлежит около 800 патентов, причем, в отличие от патентов Эдисона, они считаются более новаторскими. Существует несколько памятников Тесле и посвященных ему музеев, среди которых самый впечатляющий находится в Белграде, выпущены банкноты с его портретом (рис. 7).
Рис. 7. Банкнота Сербии
Однако личная жизнь Теслы сложилась неудачно [4, 6]. В конце XIX в. в США разразился экономический кризис, поставивший компанию Вестингауза на грань разорения. Узнав об этом, Тесла явился в штаб-квартиру своего бывшего патрона и публично разорвал их первичное соглашение, потеряв около 10 млн долларов, причитавшихся ему в соответствии с третьим пунктом этого договора. Буквально через две недели после этого великодушного жеста дотла сгорела его великолепная лаборатория, и он остался без средств. В отличие от Эдисона, он не был бизнесменом и вложил все, что у него имелось, в эту лабораторию. После этого Тесла был вынужден проводить свои дальнейшие исследования на различные гранты и пожертвования, в частности, башня Уорденклифф была построена на деньги американского финансиста Моргана.
Биограф Теслы Велимир Абрамович писал: «Пытаясь представить себе Теслу, я не вижу его улыбающимся, а наоборот, грустным…» [6]. Тесла не пил вина, никогда не знал женщин, не имел семьи и умер в одиночестве и бедности в отеле «Нью-Йоркер» [4].
Потребность в передаче электроэнергии на большие расстояния возникла в конце XIX в., прежде всего в связи с широким внедрением систем освещения.
Такая передача на постоянном токе была технически целесообразной только при высоком напряжении и практически неприемлемой для низковольтного освещения.
Линии передачи переменного тока с трансформаторами удовлетворяли задачам освещения, однако для промышленности требовались мощные электродвигатели, все известные конструкции которых были постоянного тока.
Решение этой комплексной проблемы было предложено изобретателем Теслой и предпринимателем Вестингаузом, создавшими многофазные системы переменного тока с синхронными генераторами, линиями передачи и асинхронными двигателями.
Исследования же Теслы по беспроводной передаче электроэнергии до сих пор не получили практического завершения.
Вконтакте
Google+
Литература- Микеров А. Г. Торжество постоянного тока и роль Томаса Эдисона. Control Engineering Россия. 2016. № 4 (64).
- История электротехники / Под ред. И. А. Глебова. М.: Изд-во МЭИ. 1999.
- Шателен М. А. Русские электротехники XIX века. М.-Л.: Госэнергоиздат. 1955.
- Цверава Г. К. Никола Тесла (1856–1943). Л.: Наука. 1974.
- Электродвигатель в его историческом развитии / Сост. Д. В. Ефремов, М. И. Радовский. Под ред. В. Ф. Миткевича. М.-Л.: Изд-во АН СССР. 1936.
- Абрамович В. Метафизика и космология ученого Николы Теслы. http://nowimir.ru/DATA/030025_3_3.htm
- Wireless power. https://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power
3 способа беспроводной передачи энергии
Когда компания Apple представила свое первое беспроводное зарядное устройство для сотовых телефонов и гаджетов, многие посчитали это революцией и огромным скачком вперед в беспроводных способах передачи энергии.
Но были ли они первопроходцами или еще до них, кому-то удавалось проделать нечто похожее, правда без должного маркетинга и пиара? Оказывается были, притом очень давно и изобретателей таких было множество.
Сейчас такой фокус может повторить любой школьник, выйдя в чистое поле и встав с лампой дневного света под линию высокого напряжения от 220кв и выше.
Чуть попозже, Тесла уже сумел зажечь таким же беспроводным способом фосфорную лампочку накаливания.
В России в 1895г А.Попов показал в работе первый в мире радиоприемник. А ведь по большому счету это тоже является беспроводной передачей энергии.
Самый главный вопрос и одновременно проблема всей технологии беспроводных зарядок и подобных методов заключается в двух моментах:
- как далеко можно передать электроэнергию таким способом
- и какое количество
Для начала давайте разберемся, какую мощность имеют приборы и бытовая техника нас окружающие. Например для телефона, смартчасов или планшета требуется максимум 10-12Вт.
У ноутбука запросы уже побольше — 60-80Вт. Это можно сравнить со средней лампочкой накаливания. А вот бытовая техника, особенно кухонная, кушает уже несколько тысяч ватт.
Поэтому очень важно не экономить с количеством розеток на кухне.
Так какие же методы и способы для передачи эл.энергии без применения кабелей или любых других проводников, придумало человечество за все эти годы. И самое главное, почему они до сих пор не внедрены столь активно в нашу жизнь, как того хотелось бы.
Взять ту же самую кухонную технику. Давайте разбираться подробнее.
Передача энергии через катушки
Самый легко реализуемый способ — использование катушек индуктивности.
Здесь принцип очень простой. Берутся 2 катушки и размещаются недалеко друг от друга. На одну из них подается питание. Другая играет роль приемника.
Когда в источнике питания регулируется или изменяется сила тока, на второй катушке магнитный поток автоматически также изменяется. Как гласят законы физики, при этом будет возникать ЭДС и она будет напрямую зависеть от скорости изменения этого потока.
Казалось бы все просто. Но недостатки портят всю радужную картинку. Минусов три:
- маленькая мощность
Данным способом вы не передадите большие объемы и не сможете подключить мощные приборы. А попытаетесь это сделать, то просто поплавите все обмотки.
- небольшое расстояние
Даже не задумывайтесь здесь о передаче электричества на десятки или сотни метров. Такой способ имеет ограниченное действие.
Чтобы физически понять, насколько все плохо, возьмите два магнита и прикиньте, как далеко их нужно развести, чтобы они перестали притягиваться или отталкиваться друг от друга. Вот примерно такая же эффективность и у катушек.
Можно конечно исхитриться и добиться того, чтобы эти два элемента всегда были близко друг от друга. Например электромобиль и специальная подзаряжающая дорога.
Но в какие суммы выльется строительство таких магистралей.
Еще одна проблема это низкий КПД. Он не превышает 40%. Получается, что таким способом передать много эл.энергии на большие расстояния вы не сможете.Тот же Н.Тесла указал на это еще в 1899г. Позже он перешел на эксперименты с атмосферным электричеством, рассчитывая в нем найти разгадку и решение проблемы.
Однако какими бы не казались бесполезными все эти штуки, с их помощью до сих пор можно устраивать красивые светомузыкальные представления.
Или подзаряжать технику гораздо большую чем телефоны. Например электрические велосипеды.
Лазерная передача энергии
Но как же передать больше энергии на большее расстояние? Задумайтесь, в каких фильмах подобную технологию мы видим очень часто.
Первое что приходит на ум даже школьнику — это «Звездные войны», лазеры и световые мечи.
Безусловно, с их помощью можно передать большое количество эл.энергии на очень приличные расстояния. Но опять все портит маленькая проблемка.
К нашему счастью, но несчастью для лазера, на Земле есть атмосфера. А она как раз таки хорошо глушит и кушает большую часть всей энергии лазерного излучения. Поэтому с данной технологией нужно идти в космос.
В итоге выиграла компания Laser Motive. Их победный результат — 1км и 0,5квт переданной непрерывной мощности. Правда при этом в процессе передачи, ученые потеряли 90% всей изначальной энергии.
Но все равно, даже с КПД в десять процентов, результат посчитали успешным.
Напомним, что у простой лампочки полезной энергии, которая идет непосредственно на свет, и того меньше. Поэтому из них и выгодно изготавливать инфракрасные обогреватели. 
Неужели нет другого реально работающего способа передать электричество без проводов. Есть, и его изобрели еще до попыток и детских игр в звездные войны.
Оказывается, что специальные микроволны с длиной в 12см (частота 2,45Ггц), являются как бы прозрачными для атмосферы и она им не мешает в распространении.
Какой бы ни была плохой погода, при передаче с помощью микроволн, вы потеряете всего пять процентов! Но для этого вы сначала должны преобразовать электрический ток в микроволны, затем их поймать и опять вернуть в первоначальное состояние.
Первую проблему ученые решили очень давно. Они изобрели для этого специальное устройство и назвали его магнетрон.
Причем это было сделано настолько профессионально и безопасно, что сегодня каждый из вас у себя дома имеет такой аппарат. Зайдите на кухню и обратите внимание на свою микроволновку.
У нее внутри стоит тот самый магнетрон с КПД равным 95%.
Но вот как сделать обратное преобразование? И тут было выработано два подхода:
В США еще в шестидесятых годах ученый У.Браун придумал антенну, которая и выполняла требуемую задачу. То есть преобразовывала падающее на него излучение, обратно в электрический ток.
Он даже дал ей свое название — ректенна.
После изобретения последовали опыты. И в 1975г при помощи ректенны, было передано и принято целых 30 квт мощности на расстоянии более одного километра. Потери при передаче составили всего 18%.
Спустя почти полвека, этот опыт до сих так никто и не смог превзойти. Казалось бы метод найден, так почему же эти ректенны не запустили в массы?
И тут опять всплывают недостатки. Ректенны были собраны на основе миниатюрных полупроводников. Нормальная работа для них — это передача всего нескольких ватт мощности.
А если вы захотите передать десятки или сотни квт, то готовьтесь собирать гигантские панели.
И вот тут как раз таки появляются не разрешимые сложности. Во-первых, это переизлучение.
Мало того, что вы потеряете из-за него часть энергии, так еще и приблизиться к панелям без потери своего здоровья не сможете.
Вторая головная боль — нестабильность полупроводников в панелях. Достаточно из-за малой перегрузки перегореть одному, и остальные выходят из строя лавинообразно, подобно спичкам.
В СССР все было несколько иначе. Не зря наши военные были уверены, что даже при ядерном взрыве, вся зарубежная техника сразу выйдет из строя, а советская нет. Весь секрет тут в лампах.
В МГУ два наших ученых В.Савин и В.Ванке, сконструировали так называемый циклотронный преобразователь энергии. Он имеет приличные размеры, так как собран на основе ламповой технологии.
Внешне это что-то вроде трубки длиной 40см и диаметром 15см. КПД у этого лампового агрегата чуть меньше, чем у американской полупроводниковой штуки — до 85%.
Но в отличие от полупроводниковых детекторов, циклотронный преобразователь энергии имеет ряд существенных достоинств:
- большая мощность
- стойкость к перегрузкам
- отсутствие переизлучения
- невысокая цена изготовления
После первого появления полупроводников, все резко начали отказываться от ламповых технологий. Но практические испытания говорят о том, что это зачастую неправильный подход.
Конечно, ламповые сотовые телефоны по 20кг или компьютеры, занимающие целые комнаты никому не интересны.
Но иногда только проверенные старые методы, могут нас выручить в безвыходных ситуациях. 
В итоге на сегодняшний день, мы имеем три возможности передать энергию без проводов. Самый первый из рассмотренных ограничен как расстоянием, так и мощностью.
Но этого вполне хватит, чтобы зарядить батарейку смартфона, планшета или чего-то побольше. КПД хоть и маленький, но метод все же рабочий.
Способ с лазерами хорош только в космосе. На поверхности земли это не очень эффективно. Правда когда другого выхода нет, можно воспользоваться и им.
Зато микроволны дают полет для фантазий. С их помощью можно передавать энергию:
- на земле и в космосе
- с поверхности земли на космический корабль или спутник
- и наоборот, со спутника в космосе обратно на землю
Реальные проекты в наши дни
За все последние годы, согласно вышеприведенным технологиям, ученые пытались и пытаются реализовать всего два проекта.
Первый из них начинался очень обнадеживающе. В 2000-х годах на о.Реюньон, возникла потребность в постоянной передаче 10кВт мощности на расстояние в 1км.
Горный рельеф и местная растительность, не позволяли проложить там ни воздушные линии электропередач, ни кабельные.
Все перемещения на острове в эту точку осуществлялось исключительно на вертолетах.
Для решения проблемы в одну команду были собраны лучшие умы из разных стран. В том числе и ранее упоминавшиеся в статье, наши ученые из МГУ В.Ванке и В.Савин.
Однако в момент, когда должны были приступать к практической реализации и строительству передатчиков и приемников энергии, проект заморозили и остановили. А с началом кризиса в 2008 году и вовсе забросили.
На самом деле это очень обидно, так как теоретическая работа там была проделана колоссальная и достойная реализации.
Второй проект, выглядит более безумным чем первый. Однако на него выделяются реальные средства. Сама идея была высказана еще в 1968г физиком из США П.Глэйзером.
Он предложил на тот момент не совсем нормальную идею — вывести на геостационарную орбиту в 36000 км над землей огромный спутник. На нем расположить солнечные панели, которые будут собирать бесплатную энергию солнца.
Затем все это должно преобразовываться в пучок СВЧ волн и передаваться на землю.
Этакая «звезда смерти» в наших земных реалиях.
На земле пучок нужно поймать гигантскими антеннами и преобразовать в электричество.
Насколько огромны должны быть эти антенны? Представьте, что если спутник будет в диаметре 1км, то на земле приемник должен быть в 5 раз больше — 5км (размер Садового кольца).
Но размеры это всего лишь малая часть проблем. После всех расчетов оказалось, что такой спутник вырабатывал бы электричество мощностью в 5ГВт. При достижении земли оставалось бы всего 2ГВт. К примеру Красноярская ГЭС дает 6ГВт.
Поэтому его идею рассмотрели, посчитали и отложили в сторонку, так как все изначально упиралось в цену. Стоимость космического проекта в те времена вылезла за 1трлн.$.
Но наука к счастью не стоит на месте. Технологии совершенствуются и дешевеют. Сейчас разработку такой солнечной космической станции уже ведут несколько стран. Хотя в начале двадцатого века для беспроводной передачи электроэнергии хватало всего одного гениального человека.
Общая цена проекта упала от изначальной до 25млрд.$. Остается вопрос — увидим ли мы в ближайшее время его реализацию?
К сожалению никто вам четкого ответа не даст. Ставки делают только на вторую половину нынешнего столетия. Поэтому пока давайте довольствоваться беспроводными зарядками для смартфонов и надеяться что ученым удастся повысить их КПД. Ну или в конце концов на Земле родится второй Никола Тесла.
Статьи по теме
Глава 6 Эксперименты и теория Тесла. Новые источники энергии
Глава 6 Эксперименты и теория Тесла
История жизни и творчества Николы Тесла должна изучаться в школе. Его имя сегодня ассоциируется с вращающимся магнитным полем, высоковольтными катушками, энергосистемами и моторами переменного тока, токами высокой частоты и удивительными экспериментами по «беспроводной передаче энергии».
Он занимался различными технологиями, в том числе военного применения. Некоторые полагают, что Тесла и Эйнштейн имеют отношение к знаменитому «филадельфийскому эксперименту» ВМС США, в котором ставилась задача изменения свойств пространства-времени электромагнитными методами, в целях создания невидимости морского военного корабля. Покажем только некоторые идеи, и несекретные технические решения, которые Тесла нашел в области энергетики.
Прежде всего, интерес представляет его способ «передачи» энергии на расстояние. На рис. 55 показана схема двух устройств.
Рис. 55. Рисунок к патенту Тесла № 725605 от 14.04.1903 года
Одно из устройств создает переменное электрическое поле с помощью уединенного конденсатора электрических зарядов (сферической или тороидальной формы), а другое воспринимает изменение электрического поля в резонансе, чтобы извлекать энергию из изменений напряженности электрического поля. При первом взгляде на этот рисунок, возникает аналогия с привычной для радиоинженера схемой передатчика и приемника электромагнитных волн. Это не совсем так.
«Первый класс эффектов, которые я собираюсь показывать Вам – это эффекты, производимые электростатической силой . Это сила, которая управляет движением атомов, обуславливает их столкновения, и порождает энергию тепла и света. Эта сила также служит причиной агрегации атомов бесконечным количеством способов, в соответствии с фантастическими проектами Природы, и образует все те изумительные структуры, которые мы видим вокруг себя.
Если наши нынешние представления верны, то это наиболее важная для нас сила в Природе. Как термин, электростатика может подразумевать устойчивое электрическое состояние, но нужно заметить, что в наших экспериментах эта сила не постоянна, она изменяется с частотой, которую можно рассматривать как умеренную – миллион раз в секунду, или около того. Это позволяет мне воспроизвести множество эффектов, которые с силой постоянной величины произвести невозможно», так Тесла говорил на лекции «О свете и других высокочастотных явлениях» в Институте Франклина, Филадельфия, февраль 1893 года.
Он рассматривал электрические явления с точки зрения эфиродинамики, всегда подчеркивая отличия от теории Герца: «Я показал, что универсальная среда является газообразным телом, в котором могут распространяться только продольные импульсы, создавая переменное сжатие и расширение , подобно тем, которые производятся звуковыми волнами в воздухе. Таким образом, беспроводный передатчик не производит волны Герца, которые являются мифом, но он производит звуковые волны в эфире , поведение которых похоже на поведение звуковых волн в воздухе, за исключением того, что огромная упругость и крайне малая плотность данной среды делает их скорость равной скорости света». «Pioneer Radio Engineer Gives Views on Power», New York Herald Tribune, 11 сентября 1932 года.
В своей лекции «Эксперименты с переменными токами очень высокой частоты и их применение к методам искусственного освещения» в колледже Колумбия, Нью Йорк, 20 мая 1891 года, Тесла говорил о природе электричества: «Я должен признаться, что не могу поверить в два электричества и еще меньше верю я в существование «двойного» эфира. Загадочность поведения эфира, когда он ведет себя как твердое тело по отношению к волнам света и тепла, и как жидкость по отношению к движению тел сквозь него, конечно, наиболее понятно и удовлетворительно объясняется, по предложению сэра Уильяма Томсона, тем, что он эфир находится в движении. Тем не менее, не взирая на это, не существует оснований, которые позволили бы нам уверенно заключить, что хотя жидкость не может передавать поперечные вибрации в нескольких сот или тысяч раз в секунду, она не сможет передавать подобные вибрации, если они будут в диапазоне сотен миллионов колебаний в секунду. Также никто не может доказать, что есть поперечные волны эфира, испускаемые машиной переменного тока, дающей небольшое количество изменений направления тока в секунду. Для таких медленных вибраций, эфир, если он находился в состоянии покоя, может вести себя как истинная жидкость.
Возвращаясь к нашему предмету, и не забывая о том, что существование двух электричеств, по меньшей мере, крайне маловероятно, мы должны помнить о том, что у нас вообще нет никаких доказательств существования электричества, и мы не можем надеяться получить их, если в рассмотрении нет «грубой материи». Таким образом, электричество не может быть названо эфиром в широком смысле этого понятия, однако, ничто не может воспрепятствовать тому, чтобы назвать электричество эфиром, соединенным с материей, или связанным эфиром Говоря другими словсми, так называемый статический заряд молекулы! – это эфир, определенным образом соединенный с молекулой… Вращение молекул и их эфира вызывает напряжения эфира или электростатические деформации, уравнивание напряжений эфира вызывает движения эфира или электрические токи, а орбитальные движения молекул производят действия электро– и постоянного магнетизма».
Электричество – это эфир, соединенный с материей! Как тут не вспомнить зачеты по физике в моем Высшем Военно-инженерном училище связи. Доцент Кастальская, слушает ответ по теме, а потом строго говорит: «Какой заряд? Это не какой-то абстрактный заряд Q, а электрический заряд величиной Q, относящийся к данной частице материи, имеющей массу М».
Кстати, о массе, мы уже отмечали, что инерциальные эффекты движения тел, также можно рассматривать как проявления эфира, соединенного с материей.
Итак, Тесла не разделял материю и эфир, полагая эти понятия взаимосвязанными. В этом мы находим аналогии с взглядами Фарадея. В письме «Размышления об электрической проводимости о природе материи» Ричарду Тэйлору, эсквайру, Королевский институт, 25 июня 1844 г., Фарадей пишет о том, что материя везде является непрерывной: «материя присутствует везде, нет промежуточного пространства, не занятого ею… Значит, материя будет повсюду непрерывной и, рассматривая ее массу, нам не надо предполагать различия между ее атомами и каким-то промежуточным пространством. Силы вокруг центров сообщают этим центрам свойства атомов материи».
Эти важные аналогии взглядов Фарадея и Тесла на природу материи, электричества и эфира, помогут понять условия работоспособности устройств свободной энергии.
Рассмотрим вопрос о скорости распространения продольных волн. В своем патенте № 787,412 «Искусство передачи энергии через естественные среды» (от 18 апреля 1905 года) Тесла отметил, что средняя скорость волн, распространяемых его прибором, составляла 471240 км/сек. При известной скорости света, равной 300000 км/сек, мы можем сделать вывод от том, что тесловский способ передачи энергии на расстояние представляет собой нечто более интересное, чем обычное электромагнитное излучение. Такие свойства могут иметь только продольные волны в упругой среде.
Позволю себе некоторое отступление, и сделаю замечание по данной теме. В книге Александра Михайловича Мишина, «Начала высшей физики», Сборник статей, Санкт-Петербург, 2009 год, теоретически и экспериментально показано, что эфир, как универсальная среда, образующая частицы материи и являющаяся средой переноса энергии, имеет несколько различных физических состояний. Одно из состояний эфира – абсолютно твердое несжимаемое тело. Он ведет себя таким образом, только при некоторых воздействиях на него. В этом случае, можно обосновать сверхсветовые скорости распространения продольных волн в эфире.
При создании продольной волны в любой реальной среде (воздух, вода,), скорость распространения фронта волны зависит от свойств среды. Скорость распространения фронта продольной волны – это скорость распространения сдвига частиц среды, передаваемой от частицы к частице с некоторой задержкой. В твердом теле, волну создать невозможно, но мы можем рассмотреть продольный сдвиг, как вариант фронта продольной волны. Возьмите, например, твердое тело – карандаш. толкните его, и сдвиг произойдет почти одновременно для всех его частиц материи. Такой же сдвиг, то есть фронт продольной волны в твердом эфире, образуется мгновенно при быстром «ударном» воздействии на эфир. При менее быстром «ударе», эфир реагирует иначе: скорость распространения возмущения среды будет конечная, но она может быть больше скорости света, как показал Тесла.
Александр Михайлович Мишин обосновал наличие нескольких дискретных уровней существования эфира, его «фазовых состояний», для которых скорость распространения волны различная. Нас интересует «абсолютно твердый эфир», в котором вообще не может быть сжатия и нет волны, но есть мгновенный продольный сдвиг частиц среды, в заданном направлении.
Данная область относится к гравитационным исследованиям. Из экспериментальных сведений Тесла и других исследователей, в частности, Евгения Подклетнова и Джовани Моданезе, 2001 год, мы можем сделать полезное обоснование для развития технологий создания гравитационных волн, которые имеют все признаки мгновенно распространяющихся продольных линейных сдвигов в абсолютно твердом теле. При такой физической природе эффекта, скорость передачи сдвига в теле бесконечно большая (мгновенная передача импульса), а конвергенция (угловая расходимость) гравитационного луча отсутствует, в отличие от лазерного луча, то есть, пучка когерентных фотонов. Это дает нам большие преимущества для развития технологий в области связи и вооружения. Конвергенция изменяет плотность энергии в луче с расстоянием, поэтому луч любого, даже самого мощного, электромагнитного (фотонного) лазера не может сохранить свою начальную плотность энергии с удалением от источника. Генератор продольных сдвигов в эфирной среде такими недостатками не обладает, так как частицы эфира, предположительно, имеют свойство «взаимного притяжения» и пучок таких частиц самофокусируется.
Состояние эфира (его температура и другие физические свойства) – это вопрос, требующий отдельного рассмотрения. Как мы уже говорили, в экспериментах Мишина показано, что эфирная среда реагирует на физическое воздействие на нее по-разному, в зависимости от энергии воздействия, в частности, от скорости воздействия (крутизны фронта импульса), а ответные эффекты очень похожи на реакцию несжимаемой жидкости. Позже, мы рассмотрим схему тороидального генератора Стива Марка (TPU), для работоспособности которого этот фактор является принципиально важным.
Тесла добивался именно «быстрых воздействий на эфир», и после проведения сотен экспериментов, он обнаружил, что создаваемые им продольные волны способны проникать через все материальные объекты и вызывать «ответную электронную реакцию» у металлов. В своих патентах он описывает создаваемые им изотропные силовые лучи, как «сплошные потоки эфира, двигающиеся из его трансформаторов прямолинейно и мгновенно, поскольку это есть несжимаемое движение через пространство».
Отдельно отметим, что для частиц эфира могут действовать непривычные нам эффекты, например, взаимное притяжение частиц, двигающихся в пучке частиц эфира, создаст эффект «самосжатия» пучка. Такой пучок частиц, в отличие от пучка электронов или луча света, не будет рассеиваться (расширяться) при распространении на большие расстояния. Напротив, он сжимается в тончайший луч, сохраняя энергию частиц. В таком случае, при самофокусировке пучка таких взаимнопритягивающихся частиц, резко возрастает плотность энергии, так как сечение луча уменьшается при сохранении количества энергии.
Возвращаясь к экспериментам Тесла, необходимо еще раз указать на резонансные условия. Электрическая теория того времени опиралась на работы Фарадея, Гальвани и Вольта. Тесла работал с переменными токами высокой частоты, а поскольку вибрации эфирной среды аналогичны звуковым вибрациям (это продольные волны), то для поиска оптимальных решений, он применял теорию акустических колебаний и резонансов Гемгольца.
Создавая электрическую стоячую продольную волну, он моделировал ее по аналогии с волнами в воздухе, подбирал длину волны таким образом, чтобы приемная аппаратура оказалась в точке максимального изменения амплитуды электрического поля (пучность волны). Вначале создавалась резонансная электрическая стоячая продольная волна, которая не может сама по себе переносить энергию, поскольку она стационарная. «Приемник» находился в наилучшем месте для преобразования энергии волны, так сказать «на гребне волны». Затем Тесла модулировал поле более низкой частотой, обычно в соотношении 1/4. При этом, обеспечиваются изменения величины электрического потенциала в точке «пучности» стоячей волны, что позволяет извлекать мощность на выходе приемного устройства преобразования энергии.
На Рисунке 56 показан только график изменения амплитуды. Саму стоячую продольную волну можно представить себе, как стационарные области сжатия и разрежения среды. В каждой точке пространства, где создана такая волна, давление меняется по закону модуляции амплитуды стоячей волны.
Рис. 56. График изменения амплитуды А стоячей волныНа рис. 57 показана обычная продольная волна в воздухе.
Рис. 57. Продольная волна в воздухеДанная волна не стоячая, то есть, она движется от источника во все стороны со скоростью звука. В резонансных условиях отражения от стенок «волновода», например, комнаты, такая волна может быть стоячей. Эфирные продольные волны, которые может создавать электромагнитный излучатель определенной конструкции, имеют похожее строение.
Отражение продольных волн электрической природы Тесла получал от слоя ионосферы. Волноводом, в данном случае, является все пространство: от поверхности планеты, имеющей избыток отрицательных зарядов, до положительно заряженного ионосферного слоя, расположенного в верхних слоях атмосферы.
Узлы и пучности такой стоячей волны в пространстве имеют фиксированное положение, а при модуляции ее амплитуды, меняется степень сжатия-разряжения эфирной среды, но положение узлов и пучностей в пространстве не меняется.
Тесла писал: «Популярно объясняя, это в точности следующее: Когда мы повышаем голос, и слышим в ответ эхо, мы знаем, что звук голоса должен был достичь удаленной стены или какой-то границы, и отразиться от нее. Электрическая волна, в точности как звук, тоже отражается, и тому есть подтверждение – такое же, как эхо. Это «стационарная» волна, то есть волна, у которой области узлов и пучностей неподвижны. Вместо того, чтобы посылать звуковые вибрации к удаленной стене, я посылал электрические вибрации к удаленным границам Земли, и мне вместо стены откликалась Земля. Вместо эхо я получил стационарную электрическую волну, волну, которая вдалеке отражалась и возвращалась».
«Граница Земли», в данной терминологии Тесла, как мы понимаем, это верхний слой глобального резонатора «планета – ионосфера».
Концепция «стоячих волн электрического поля» была найдена Тесла во время его работы в лаборатории в Колорадо Спрингс. Это были исследования 1898 года, описанные им позже в журнале «The Electrical World and Engineer», 5 Марта, 1904 г.
Интересная цитата из данной публикации: «Это было третьего июля, дата, которую я никогда не забуду, день, когда я получил первое бесспорное экспериментальное доказательство истины, имеющей чрезвычайное значения для прогресса человечества.. На западе собралась плотная масса сильно заряженных облаков, и к вечеру на свободу вырвалась безумная гроза, которая, растратив большую часть своей ярости в горах, рассеялась по равнинам. Крупные и длительные дуги образовывались через почти одинаковые промежутки времени. Теперь, благодаря уже приобретенному опыту, мои наблюдения значительно продвинулись и стали более точными. Я мог быстро работать со своими приборами, и я был готов. Регистрирующий прибор был настроен как надо, и вот его показания становились все слабее и слабее по мере возрастания расстояния до грозы, пока не прекратились совсем. Я с нетерпением ждал. И действительно, совсем скоро показания возобновились, становясь сильнее и сильнее, и, пройдя через максимум, постепенно уменьшились и опять исчезли. Много раз с повторяющимися интервалами то же самое повторялось, пока гроза, которая, как было очевидно из простейших расчетов, двигалась с практически постоянной скоростью, не удалилась на расстояние около трех сотен километров. И при этом эти странные явления не прекратились, но продолжились с неуменьшающейся силой. Впоследствии такие же наблюдения были проделаны моим ассистентом, мистером Фрицем Ловенштейном, а вскоре представилось несколько замечательных возможностей, которые выявили, еще сильнее и безошибочнее, истинную природу удивительно явления. Никаких сомнений не осталось: я наблюдал стационарные волны. Поскольку источник возмущений удалялся, принимающая цепь проходила последовательно через узлы и пучности. Как ни казалось это невозможным, наша планета, несмотря на огромную протяженность, вела себя как проводник ограниченных размеров.
Громадное значение этого явления при передаче энергии моей системой уже стало для меня совершенно ясным. Можно было не только осуществить передачу телеграфных сообщений без проводов на любое расстояние, что я понял давно, но также и воздействовать на весь земной шар слабыми модуляциями человеческого голоса, и более того, передавать энергию, в неограниченных количествах, на любое расстояние на Земле и почти без потерь».
По этой концепции, Тесла разрабатывал свои «передатчики», хотя его идея установить на всей Земле поле «стационарных электрических волн», создаваемых несколькими большими башнями, постепенно видоизменилась. Позже, исследователи нашли уже существующие резонансные процессы в глобальном резонаторе «земля – ионосфера», которые можно повсеместно использовать для извлечения свободной энергии. Тесла, одним из первых, нашел резонансные частоты колебаний плотности энергии в глобальном планетном резонаторе, которые позже изучал Шуман.
Резонансная настройка аппаратуры нужна для того, чтобы «приемник» находился в месте максимальных изменений амплитуды стоячей продольной волны, создаваемой «передатчиком». Слова «приемник» и «передатчик» взяты мной в кавычки, поскольку в данном случае ничего не передается, и ничего не принимается. Источник стоячей продольной волны создает изменения плотности эфира, что приводит к изменениям величины электрического потенциала в точке пространства, где находится преобразователь этого процесса.
Приведу простую аналогию. Известно механическое устройство, которое может послужить нам примером работы приемного преобразователя энергии, использующего данный принцип. В «Геттингенском вестнике ученых», 1775 год, описаны «барометрические часы англичанина Кокса» В таких механизмах есть привод, обеспечивающий завод пружины за счет изменений давления или температуры. Например, это может быть гофрированный цилиндр, объем которого меняется в зависимости от атмосферного давления. Современная версия таких «вечных» часов, выпускается швейцарской фирмой Atmos.
Предположим, что некий источник звуковых продольных волн в воздухе работает в резонирующей комнате, создавая не только стационарную волну, как чередующиеся стационарные области сжатого и разряженного воздуха, но и изменения ее амплитуды с некоторой частотой модуляции, хотя положение узлов и пучностей в пространстве не меняется. Очевидно, что «барометрические часы» будут очень хорошо извлекать энергию из процесса изменений плотности воздуха, если их поместить в то место, где амплитуда стоячей волны меняется в наибольшей степени (максимальная модуляция амплитуды). Фактически, наблюдатель отметит, что в данном месте комнаты он видит максимальное периодическое изменение объема гофрированного цилиндра барометрических часов, а поместив часы в другое место, он отметит уменьшение или отсутствие изменения объема гофрированного цилиндра.
Аналогичным образом, можно извлекать энергию в «приемной» электромагнитной аппаратуре, находящейся в области пространства, где происходят периодические изменения плотности энергии эфира (напряженности электрического поля), создаваемые «передающей» аппаратурой. При этом, «передатчик» не отдает электроны «приемнику», и для него вообще не имеет значения, включен «приемник» или нет. Они не связаны между собой, как в случае трансформаторного преобразования энергии. В данном методе не применяется эффект электромагнитной индукции. Включение или выключение нагрузки в выходной цепи приемной аппаратуры, а также установка нескольких приемных аппаратов вокруг генератора стоячей продольной волны переменной амплитуды, не оказывает влияния на мощность, потребляемую от первичного источника. Разумеется, величина мощности, которую можно получить, используя преобразования колебаний плотности эфира, зависит от амплитуды и частоты изменений плотности энергии стоячей продольной волны, а также ограничена конструктивными особенностями схемы «приемной» аппаратуры.
Рассмотрим интересный вопрос о «положительном электричестве». Ранее, я полагал, что носители электричества мне известны. Электроны имеют отрицательный заряд, а положительный заряд тел, в большинстве случаев, объясняется недостатком этих электронов. Экзотические носители положительного заряда, такие как протон или позитрон, реально существуют, но в обычной электротехнической лаборатории они редко встречаются. После ознакомления с работами по свободной энергии, стало ясно, что электрические явления намного интереснее. В частности, существуют, легко доступные для экспериментов, носители положительного заряда, которые мы можем использовать для создания автономных источников энергии.
В 1933 году, Тесла написал в New York American статью «Device to Harness Cosmic Energy Claimed by Tesla» (Устройство использования космической энергии Тесла). В ней сказано: «Это новый вид энергии, который будет обеспечивать работу всех машин на Земле. Это космическая энергия, на которой работает Вселенная. Центральным источником этой энергии для Земли является Солнце, и эта энергия существует везде».
Два патента Тесла непосредственно относится к тематике источников энергии: Патент США № 685,957 «Apparatus for the Utilization of Radiant Energy» называется «Аппаратура для использования радиантной энергии», и патент США № 685,958 «Method of Utilizing Radiant Energy», «Метод использования радиантной энергии». Оба патента поданы 21 марта 1901 года и выданы 5 ноября 1901 года.
Рассмотрим суть патента. Тесла начинает описание с того факта, что рентгеновские лучи и ультрафиолетовый свет производят разряд электрически заряженных металлических поверхностей. Для отрицательно заряженных емкостей эффект разряда сильнее. Обычно эти лучи и ультрафиолетовый свет считают «эфирными вибрациями высокой частоты». Тесла полагает, что это поток реальных маленьких частиц, способных положительно заряжать металлические поверхности, или уменьшать их отрицательный заряд.
Посылая такие лучи, например от рентгеновской трубки, на тщательно изолированное со всех сторон проводящее тело, соединенное с электрическим конденсатором, Тесла получал ток, текущий в конденсатор и мощные разряды обычного тока электронов. О таких «космических частицах» и корпускулярной теории эфира писали многие авторы. Предполагают, что, первоначально, в таблице химических элементов Менделеева было место для частиц эфира, но позже их «отредактировали».
Привлекает внимание интересное выражение Тесла в данном патенте: «Частицы радиантного потока имеют очень маленький радиус кривизны, поэтому способны заряжать конденсатор до очень больших значений потенциала». Кривизна частиц материи, то есть их геометрические размеры, и величина их электрического потенциала, по мнению Тесла, взаимосвязаны.
Итак, Солнце рассматривалось Тесла, как огромный положительно заряженный шар, имеющий по отношению к отрицательно заряженной Земле, потенциал около 200 миллиардов Вольт. Радиантная энергия, как он писал, это излучение Солнца, а также других источников «космических лучей», которые постоянно испускают положительно заряженные маленькие частицы материи, двигающиеся со скоростью, намного больше скорости света. Отметим: такая скорость может рассматриваться только для продольных волн в «более твердом», чем обычно, эфире, или для сдвигов в абсолютно твердой среде. Следовательно, это, скорее не частицы материи, а продольные волны в эфирной среде.
Взаимодействуя с поднятой над землей (изолированной от воздуха) металлической пластиной, эти «частицы» обеспечивают постоянное накопление на ней положительных электрических зарядов. По методу Тесла, пластина соединяется с конденсатором, который имеет контакт с землей. Поскольку земля является накопителем электрически отрицательно заряженных частиц, то образуется электрический ток, который течет постоянно из конденсатора в землю.
На рис. 58 показана данная схема. Данное изобретение Тесла внешне было очень похоже на современные солнечные панели, но оно работало в любое время суток. Панель, которая принимает радиантную энергию, была блестящая и покрытая со всех сторон тонким слоем напыленного прозрачного изоляционного материала, возможно, обычного лака.
Рис. 58. Устройства приема радиантной энергии ТеслаПолировка металла, видимо, уменьшает токи утечки положительных заряженных частиц в воздух. Радиантная энергия для такого «приемника» может поставляться не только из «натурального источника», то есть от Солнца, но и от дуговой лампы, электрического разряда или рентгеновской трубки. Во времена Тесла, была широко известна «трубка Крукса». В современном варианте (схема Дональда Смита, например) на пластину направляют торец высоковольтной катушки Тесла, вдоль оси которой распространяются продольные волны.
Позже, устройства, излучающие в одном направлении «поток радиантной материи», стали называть «вакуумная трубка с открытым концом» (open end vacuum tube). Это не кинескоп, излучающий электроны, а источник направленного «потока эфирных частиц». Тесла пришел к его конструированию, занимаясь экспериментами с рентгенографией.
Использование данного метода, показанного на рис. 58, для практических целей требует создать из постоянного стока зарядов на землю переменный ток, что Тесла делал путем установки электрического разрядника (рисунок слева на рис. 58), или с помощью вращающегося высоковольтного прерывателя (рисунок справа на рис. 58). Далее, колебания «стока свободной энергии» позволяют применить в схеме обычный понижающий электромагнитный трансформатор переменного тока, чтобы получать в полезной нагрузке ток требуемой частоты и напряжения.
Примерно за сто лет до этого, известные опыты 1753 года в России, проводимые Ломоносовым и Рихманом с громоотводом и заземлением, были началом исследований по практическому использованию «атмосферного электричества». Развитие данной технологии сегодня идет по двум основным направлениям.
Первое: получение, за счет привлечения положительно заряженных частиц эфира, постоянного электрического заряда на изолированной пластине «накопителя», соединенного с конденсатором. Источником возбуждения потока эфирных частиц, несущих положительный заряд электричества, может быть современный компактный высоковольтный электронный генератор, «возбуждающий эфир». Далее, необходимо подключить к «накопителю положительного электричества» заземление, чтобы с него стекали заряды, и через высоковольтный транзисторный прерыватель, например, с частотой 50Гц, организовать «прерывания» однонаправленного потока обычных электронов, чтобы получать электромагнитную индукцию в понижающем трансформаторе. Есть также ряд патентов, в которых ионизация накопителя зарядов обеспечивается источником радиоактивного излучения. Их нельзя назвать экологически чистыми, поэтому мы их не рассматриваем.
Другое направление относится к резонансной радиотехнике, а в его основе используется схема детекторного приемника с резонансным выделением сигнала одной частоты из широкого спектра колебаний. Антенна, соединенная с заземлением, образует электрическую цепь, в которой происходят переменные колебания тока. Сила тока и мощность в нагрузке зависят только от размеров «накопительной пластины», а также качества заземления. Частота, на которую мы можем настроить такой «детекторный приемник» с целью извлечения максимальной мощности, зависит от местных условия. В районе, где работает мощная телерадиостанция, можно настроить колебательный контур приемника на частоту ее передатчика. Такие «фокусы» с получением свободной энергии, даже на уровне в несколько киловатт, нам известны, но в районах, удаленных от источников радиосигнала, максимальная мощность может быть получена только при настройке на частоты естественных природных процессов. В резонаторе «земля – ионосфера» есть свои собственные резонансные частоты, которые известны, как Шумановские резонансы. Их изучают в курсе радиотехники, и, обычно, обращают внимание студентов на процессы в ионосфере для диапазона в десятки килогерц и выше, который важен для качества радиосвязи. В рамках главы о работах Тесла, нам интересны низкочастотные процессы в глобальном резонаторе планеты.
Наблюдается пять основных максимально мощных процессов в данном глобальном резонаторе: на частоте 8 Гц, 14 Гц, 20 Гц, 26 Гц и 32 Гц. Тесла нашел эти резонансы на частоте около 7 Гц, и настраивал свои устройства на эту частоту. Это позволяло, за некоторое время «раскачки резонатора», «толкая среду» и принимая обратно отраженную волну, привести в колебания среду вокруг «источника эфирных вибраций», и получать, таким образом, мощность. Полная аналогия с механикой, а именно, с резонансными вибрациями.
Мне представляется более перспективным первый метод. Электроника развивается быстро, поэтому такие устройства могут быть очень компактными, переносными и мощными.
Рассмотрим другие опыты Тесла, например, эксперименты с высоковольтной катушкой. Обычные параметры в таких экспериментах следующие: первичный источник имеет напряжение 10 киловольт, он заряжает конденсатор постоянным током до напряжения пробоя разрядника, что периодически создает искровые «ударные» разряды в первичной цепи (толстый провод) высоковольтного трансформатора. Напряжение на выходе высоковольтной катушки, в работах Тесла, обычно, достигало 200–240 киловольт. В более масштабных экспериментах, он создавал напряжение в миллионы Вольт. Схема, которую обычно используют в современных экспериментах, показана на рис. 59. Поделитесь на страничкеСледующая глава >
Неужели Никола Тесла оставил нам ключ к свободной энергии? : unknown world
У нас есть много причин благодарить Николу Теслу, когда речь заходит о современных технологиях, но если бы капиталистическая жадность не стояла на его пути, вклад Теслы в общество мог бы пойти значительно дальше. Несмотря на свои умственные срывы позже в жизни, вероятно вызванные недоброжелателями и капиталистами, которые опровергли его утопические видения общества. Тесла создал множество изобретений, с целью передачи энергии миру практически бесплатно.
В то время как Тесла известен своими достижениями в области переменного тока, радиопередачи и асинхронных двигателей, есть у него одно виденье, которое не полностью осуществилось, и это беспроводная передача энергии в массовом порядке. В то время как катушка Теслы широко признана и находится в большинстве научных музеев, основа технологии, лежащей в её основе, всё ещё находится в своем зачаточном состоянии для практического использования.
Беспроводная зарядка только за последние несколько лет стала возможным технологическим продуктом. Но её масштаб ещё не достиг уровня, который первоначально предполагал Тесла. В то время как некоторые компании, использовали эту концепцию для создания беспроводных зарядных устройств для мобильных телефонов и небольших электронных устройств, первоначальное намерение Теслы состояло в том, чтобы обеспечить беспроводную сеть питания для любого человека в мире.
Башня «Ворденклиф».
Первоначально Тесла, создал свою катушку Тесла в Колорадо-Спрингс на пике «Пайка», чтобы поэкспериментировать и проверить свою идею создания беспроводной энергосистемы для всего мира. Там он получил бесплатную электроэнергию от местной коммунальной службы, а также финансирование своей лаборатории. В своей лаборатории «Пайк-пик», Тесла мог проверить свою теорию, создав электрические дуги, которые были по существу искусственными молниями, которые можно было видеть на многие километры. Тесла доказал, что с помощью этого изобретения он может питать лампочки без проводов.
Это привлекло внимание Джей. Пи. Моргана, который предложил финансирование для его проектов, башни «Ворденклиф» в Нью-Йорке, массивного увеличительного передатчика, также известного как гармонический генератор высокой мощности. Башня «Ворденклифа» была построена, и имела 57 метров в высоту и 91 метр в глубину земли. Когда Маркони победил Теслу в беспроводной радиопередаче через Атлантику, Тесла изменил свой план для башни «Ворденклифа», чтобы передать свободную энергию всему миру.
Энергия создавалась традиционными способами и стоила денег, но башня Теслы предназначалась для того, чтобы сделать возможным передачу энергии бесплатно, создав канал между Землей и ионосферой для любого, кто может к нему подключиться. Помимо потребности в большем количестве денег для достижения этой цели, Джей. Пи. Морган был под угрозой в перспективе свободной энергии. В конце концов, он был титаном своей медной промышленности, главным проводником электричества. А также капиталистом, чья работа сосредоточена вокруг получения прибыли от других.
Российские исследования.
Хотя она, по-видимому, не была активна с советской эпохи, в России есть массивная башня Тесла, которая всё ещё функционирует. Не так много известно об этом комплексе, который называется «Исследовательским центром высоковольтных генераторов Маркса и Теслы». Он находится в середине леса, в 65 километрах от Москвы.
Предполагается, что установка может вырабатывать достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить энергией всю страну на период… миллионной доли секунды. Эксплуатационные расходы башни также, как говорят, очень высоки. В то время как практичность объекта может быть частью причины, почему он не работает, тем не менее это интригует. Что ещё можно было бы извлечь из этого объекта, если бы ему было предоставлено финансирование для его дальнейшей эксплуатации?
Несколько лет назад два российских учёных, которые также оказались братьями, начали кампанию по сбору денег, чтобы построить массивный увеличительный передатчик с современными материалами, чтобы закончить то, что начал Тесла, и обеспечить энергией весь мир. Стоимость строительства башни была установлена на уровне $ 800.000, однако она так и не была достигнута. Братья утверждали, что доказали осуществимость проекта на основе моделей, выполненных в компьютерном программном обеспечении, а также их веру в доказательство концепции Теслы.
К сожалению, цель их финансирования так и не была достигнута. Также был ещё один связанный с затратами пробел, который был исключён из этого уравнения, финансирование для производства самой энергии. Братья доказали, что площадь в 100 квадратных километров, расположенная вокруг экватора и заполненная солнечными батареями, будет достаточной для удовлетворения мировых потребностей в энергии. Однако стоимость строительства солнечных панелей, для заполнения этой области оценивается примерно в 20 триллионов долларов.
Проект «HAARP».
Менее благожелательным примером современного использования науки, лежащей в основе теории беспроводной передачи энергии Теслы. Является правительственный проект в США под названием «HAARP». Это программа высокочастотных активных авроральных исследований на Аляске, якобы была закрыта несколько лет назад, после того как ВВС США сочли её бесполезной.
В то время как Тесла осознавал альтруистическую полезность ионосферы как передатчика радиоволн и энергии, американские военные, вероятно, изучали её с более зловещими целями. Несмотря на его почти 300-миллионный ценник и выраженное желание союзных стран, правительственных учреждений и университетов продолжать исследования, объект был закрыт, но только на бумаге и для общественности.
Итак, что же изучалось в «HAARP», управляемом несколькими подразделениями вооруженных сил США в Гаконе на Аляске? Шансы кажутся хорошими, что это не было связано со свободной, беспроводной энергией, которая будет рассеяна по всему миру. Заговоры, окружающие программу, варьируются от смертельных лучей до ударных электромагнитных волн, для отключения оружия. А также радиолокационных систем и управление погодой. И эти опасения были не только у американских и канадских граждан, Европейский Союз также призвал к большей прозрачности с «HAARP» и экспериментами, проводимыми там.
Очевидно, что нереализованное виденье Теслы о беспроводной передаче энергии, не было полностью похоронено и всё ещё может осуществиться в той или иной форме. Будет ли правительство придумывать, как использовать его в деструктивных целях, или новатор будет использовать его для той цели, для которой он предназначался Теслой, покажет время…
Поделиться ссылкой:
Похожие статьи
Никола Тесла. Электричество, образующееся естественным путем
В июне 1900 года вышла статья Николы Тесла «Проблема увеличения энергии человечества».
В ней, кроме всего прочего, очень подробно изложены взгляды ученого на возможность использования энергии окружающей среды, а именно – атмосферного электричества. Вот фрагмент, заслуживающий внимания:
«Электричество, образующееся естественным путем, является еще одним источником энергии, который может стать доступным. В разрядах молнии содержится огромное количество электрической энергии, которую мы могли бы использовать путем ее преобразования и аккумуляции. Несколько лет тому назад я опубликовал описание метода преобразования электричества, который представляет первую часть задачи по аккумулированию энергии разряда молнии, хотя осуществить это будет трудно. Кроме того, известно, что электрические токи постоянно циркулируют сквозь землю, и между землей и каким-либо воздушным слоем существует разность электрических напряжений, которая изменяется пропорционально высоте.
В ходе недавних экспериментов я, в этой связи, открыл два новых важных явления. Одно из них состоит в том, что в проводе, один конец которого заземлен, а другой уходит высоко вверх, возникает ток, что происходит либо благодаря вращению Земли вокруг своей оси, либо благодаря ее поступательному движению. Однако еще нет уверенности в том, что ток станет постоянно проходить по проводу до тех пор, пока электричеству не будет создана возможность просачиваться в воздух. Его истекание в большой степени облегчится, если поднятый конец провода подсоединить к терминалу с большой поверхностью и множеством острых граней и шипов. Так мы сможем получать постоянный приток электрической энергии, просто удерживая провод на высоте, но, к сожалению, количество электричества, которое может быть получено таким способом, мало.
Второе явление, установленное мной, заключалось в том, что верхние слои воздуха имеют постоянные электрические заряды, противоположные заряду Земли. Так, по крайней мере, я интерпретировал свои наблюдения, из которых следует, что Земля с ее внутренней изолирующей и верхней проводящей оболочками образует сильно заряженный электрический конденсатор, содержащий, по всей вероятности, огромное количество электрической энергии, которую можно обратить на пользу человеку, если иметь возможность поднять терминал на большую высоту.»
Говоря о первой части задачи, Тесла, вероятно, имеет в виду метод, подробно описанный в патенте № 462418, полученном 3 ноября 1891 года (почти за 9 лет до публикации статьи).
В патенте описывается метод аккумулирования энергии источника в конденсаторе, который, затем, разряжается в рабочую цепь, содержащую преобразовательные устройства, которыми могут быть лампы, трансформаторы и т.п.
Работая над преобразователями высокой частоты, начиная с 1891 года, ученый разрабатывает множество видов преобразователей, а также тех или иных компонентов устройств.
8 декабря 1891 года, Тесла получает патент № 464667 «Электрический конденсатор». Предложенный конденсатор отличается тем, что в качестве диэлектрика применяется масло, а расстояние между металлическими обкладками может регулироваться. Целью изобретения было исключение из диэлектрика всех возможных пузырьков газа, которые, обычно, приводили к существенным потерям при работе с токами высокой частоты и высокого потенциала.
24 февраля 1893 года, читая лекцию сотрудникам Института Франклина в Филадельфии, Тесла затрагивает следующий важный аспект:
«Во-первых, очень важно было бы узнать, какова емкость Земли? И какой заряд она содержит при электризации? Хотя у нас нет положительных свидетельств тому, что рядом в пространстве есть другие тела, заряженные противоположным образом, вполне возможно, что Земля именно такое тело, ибо каков бы ни был процесс, результатом которого явилось отделение Земли — а именно таковы сегодня общепринятые взгляды на ее происхождение, — она должна была сохранить заряд, как это происходит во всех процессах механического деления. Если это заряженное тело, изолированное в пространстве, то его емкость должна быть крайне мала, менее одной тысячной фарады. Но верхние слои атмосферы — проводники, такой же может являться и среда за пределами атмосферы, а она может иметь противоположный заряд. Тогда емкость может быть несравнимо выше. В любом случае очень важно понять, какое количество электричества содержит Земля. Трудно сказать, получим ли мы когда-нибудь такие знания, но надеюсь, что получим, и именно при помощи электрического резонанса. Если мы когда-либо сможем установить, каков период колебаний Земли при возбуждении ее заряда по отношению к противоположно заряженному контуру, мы получим факт, скорее всего наиболее важный для благополучия всего человечества. Я предлагаю искать этот период при помощи электрического осциллятора, или источника переменного тока. Один из выводов, например, будет соединен с землей, или городским водопроводом, а другой с изолированным предметом больших размеров. Возможно, что верхние слои атмосферы или открытый космос, имеют противоположный заряд и вместе с Землей образуют конденсатор огромной емкости. В таком случае период колебаний может быть очень небольшим, и динамо-машина переменного тока могла бы отвечать целям эксперимента. Затем я бы преобразовал ток так, чтобы получить максимально возможный потенциал и соединил концы вторичной обмотки высокого напряжения с землей и изолированным телом. Варьируя частоту тока и тщательно выдерживая потенциал изолированного тела, а также наблюдая за возмущениями в различных соседних точках земной поверхности, можно обнаружить резонанс. Если, как и полагают большинство ученых, период достаточно мал, то динамо-машина не подойдет и придется построить соответствующий электрический осциллятор, и, возможно, такие быстрые колебания получить невозможно.»
Работая со своими преобразователями, Тесла отмечает, что у цепи, обладающей индуктивностью, вместе с распределенной емкостью, есть собственная резонансная частота. Иногда для получения необходимых параметров к катушке можно добавить параллельно конденсатор, однако, это не всегда удобно и целесообразно. В июле 1893 года Тесла подает заявку на получение патента и 9 января 1894 года, получает патент № 512340 «Катушка для электромагнитов».
Эта катушка отличалась тем, что намотана двумя параллельными проводами, которые соединены последовательно так, что конец одного провода соединялся с началом второго. Это делалось для того, чтобы увеличить разность потенциалов между двумя соседними витками. Как известно, работающая на резонансной частоте катушка (с собственной межвитковой емкостью), может накапливать энергию пропорционально квадрату напряжения между двумя соседними витками.
Поэтому такая катушка во много раз превосходит катушку с однопроводной намоткой. Поясним этот момент: пусть катушка имеет 500 витков в один слой, при этом напряжение на ее концах 500 вольт, значит разность потенциалов между двумя соседними витками 1 вольт. Теперь рассмотрим намотку в два провода, когда 500 витков получены соединением двух катушек из 250 витков каждая, по схеме из патента. Разность теперь не 1 вольт, а 250 вольт. Значит такая катушка может запасать в 62500 раз больше энергии ( 2502/12 = 62500).
Вероятно, Тесла использовал такие катушки в качестве дросселей (накопительных катушек). В патенте 568176 от 22 сентября 1896 года упоминается возможность обойтись без конденсатора, если сама первичная цепь обладает достаточной емкостью:
«Например, без дроссельной катушки как отдельного устройства можно вполне обойтись при условии, что цепь, в которой она могла бы быть, имеет достаточно высокую индуктивность, получаемую иными путями. Точно также, строго говоря, не обязателен и конденсатор, если сама цепь обладает достаточной емкостью для достижения желаемого результата.»
Рисунок из патента №568176
22 сентября 1896 года Тесла получает сразу пять патентов, которые описывают устройства, работающие примерно по аналогичному принципу, их разрядная первичная цепь везде одинакова:
№568176 «Устройство для генерирования токов высоких частот и потенциала»
№568177 «Устройство для получения озона»
№568178 «Метод регулирования аппаратуры для производства токов высоких частот»
№568179 «Метод и устройство для генерирования токов высоких частот»
№568180 «Устройство для генерирования токов высоких частот»
Из патента №568178:
«Известно, что любая электрическая цепь, если ее омическое сопротивление не превышает определенных пределов, имеет период собственных колебаний, аналогичный периоду колебаний подвешенной пружины. Для циклического заряда заданной цепи внешними периодическими импульсами и наиболее эффективного разряда частота подаваемых импульсов должна находиться в определенном отношении к частоте собственных колебаний цепи. Кроме того, период цепи разряда должен быть связан таким же отношением с периодом заряжающей цепи. Если условия таковы, что общий закон гармонических колебаний не нарушается, цепи входят в резонанс или электромагнитный синхронизм, для моей системы это весьма полезно. Поэтому на практике я регулирую электрические параметры цепи так, что условие резонанса в целом выполняется. С этой целью число импульсов тока, подаваемых за единицу времени в заряжающую цепь, делается равным периоду (частоте) собственных колебаний заряжающей цепи и такое же отношение поддерживается между заряжающей цепью и цепью разряда. Любое отступление от этого условия приведет к уменьшению выходной мощности, и я использую этот факт для ее регулирования варьированием частоты импульсов или вибраций в нескольких цепях.»
16 августа 1898 года Тесла получает семь патентов на различные контроллеры электрической цепи, задача которых – эффективная коммутация зарядной и разрядной цепей. Главная цель, которую преследовал ученый при совершенствованиях – снизить потери при размыкании и замыкании прерывателя, а также повысить, насколько это возможно, скорость коммутации и частоту.
Рисунок из патента №609245
Это следующие патенты:
№ 609245 «Контроллер электрической цепи»
№ 609246 «Контроллер электрической цепи»
№ 609247 «Контроллер электрической цепи»
№ 609248 «Контроллер электрической цепи»
№ 609249 «Контроллер электрической цепи»
№ 609250 «Электрическое зажигание для газовых двигателей»
№ 609251 «Контроллер электрической цепи»
Как видим, Тесла все же смог разработать контроллеры, дающие возможность получать очень высокую частоту прерываний.
В период с 1899 по 1900 годы он использует все свои практические наработки в лаборатории в Колорадо-Спрингс, где и проверяет на практике свои идеи. Рабочий дневник ученого содержит подробное описание проделанной работы.
Стандартная схема передатчика выглядит так:
Когда выключатель замкнут, зарядная катушка накапливает энергию, затем происходит размыкание, энергия, накопленная в катушке принимает форму высоковольтного импульса и устремляется в конденсатор, заряжая его, после этого вновь происходит замыкание, тогда энергия, накопленная в конденсаторе начинает совершать высокочастотные колебания в цепи разряда в то время, как зарядная катушка вновь накапливает энергию от источника. Вторичная обмотка, настроенная в резонанс, находится в несильной индуктивной связи с первичной обмоткой, чтобы свободные колебания могли проявиться с максимальной силой.
Изучив все зависимости и свойства такой системы, Тесла 18 января 1902 года подает заявку на «Устройство для передачи электрической энергии», патент же будет им получен только через 13 лет.
Это патент №1119732 от 1 декабря 1914 года.
Рисунок из патента №1119732
Из патента №1119732:
«Первичную обмотку можно возбуждать любым способом от подходящего источника G, который может быть генератором переменного тока или конденсатором, причем основное требование заключается в установлении резонанса, то есть вывод D должен зарядиться до максимального напряжения цепи… Если передатчик имеет большую мощность, то настройку следует производить с особенной тщательностью, в целях экономии и безопасности. Я показал, что в резонирующей цепи наподобие EABB’D можно вызвать электричество огромной силы, измеряемой сотнями и тысячами лошадиных сил… целесообразно начинать настройку со слабых и низкочастотных вынуждающих колебаний, постепенно усиливая их и наращивая частоту, пока не удастся добиться полного контроля над аппаратом.»
Становится ясно, что здесь воплощена идея Тесла, высказанная им во время выступления 24 февраля 1893 года о том, как необходимо взаимодействовать с электрическим зарядом Земли, а также способ правильной настройки, соответствующий идее. Отметим, что в патенте №787412, заявка на получение которого была подана 16 мая 1900 года, подробно описан принцип правильной настройки такой системы. Основы также описаны и в патенте №649621 от 15 мая 1900 года.
Примечателен тот факт, что изучая возможность использования энергии атмосферы, Тесла пробовал использовать преобразователь «статического» типа ( патент №685957 от 5 ноября 1901 года), предназначенный для использования энергии излучения, который оказался очень неэффективным в отличии от «кинетического» ( патент №1119732 ).
Рисунок из патента №685957
В статье от 16 октября 1927 года «Мировая система беспроводной передачи энергии» Тесла поясняет отличительную особенность своей системы от метода передачи энергии с помощью радиоволн:
«Чтобы добиться положительных результатов с помощью этого метода, будет, по-видимому, необходимо применять излучения с длиной волны несравнимо меньшей, чем излучаемое рефлектором лучистое тепло, световые, инфракрасные и ультрафиолетовые лучи. Вопреки моим неоднократным разъяснениям специалисты, по-видимому, не понимают, что посредством рефлекторов такая концентрация энергии, какую я получаю с помощью беспроводной энергетической установки, не может и не будет когда-либо достигнута, поскольку при передаче энергии таким способом приемник может улавливать лишь количество энергии, пропорциональное облучаемой площади, т.е. подвергающейся воздействию лучей, в то время как в моей системе он вбирает в себя энергию из безмерного резервуара в несравнимо большем количестве.»
Михаил Н.
При исследование устройств и патентов Николы Тесла, Вам в работе наверняка может понадобиться оборудование Hach Lange. Например различные колориметры, спектрофотометры и много другого качественного измерительного оборудования.