Конец XIX в. отмечен появлением многофазных систем передачи и распределения электроэнергии на базе синхронных генераторов и асинхронных двигателей, предложенных великим изобретателем Николой Тесла, который также исследовал беспроводные методы передачи энергии и информации.
Почти весь XIX век в практических применениях безраздельно господствовал постоянный ток. Главным препятствием широкой электрификации в то время была невозможность передачи электроэнергии на большие расстояния, а переходу на переменные токи мешало отсутствие эффективных электродвигателей переменного тока. Решение было найдено в новаторских работах гениального электротехника Николы Тесла.
Причин популярности постоянного тока тогда было несколько. Прежде всего, источниками тока служили гальванические батареи, и все производимые генераторы и моторы также были постоянного тока. Инженеры мыслили электрогидравлическими аналогиями, в которые не укладывалась идея потоков, меняющих свое направление, поэтому, например, приверженность Эдисона постоянным токам казалась вполне оправданной. Между тем недостатки устройств постоянного тока становились все более очевидными в связи с плохой работой коллектора электрических машин (искрением и износом), проблемами освещения и, главное, невозможностью передачи электроэнергии на большие расстояния.
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.
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].
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.
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].
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].
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].
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).
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.
__________________________________________________________________________________________ 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
Опубликовано в номере: Control Engineering Россия Октябрь 2016
Эта научно-популярная статья написана мной для будущих поколений, как связь между прошлым и будущим через настоящее время.
Американский инженер сербского происхождения Никола Тесла (годы жизни 1856-1943) был гением электричества. Его идеи и их техническое воплощение всегда удивляли общество своей новизной или необычностью. Тесла первым в мире создал систему радиоуправления. Модель управляемого посредством радиоволн корабля он продемонстрировал в ещё 1898 году, чем привлёк к себе внимание богатых спонсоров.
Мечтой инженера Николы Тесла была электрификация всей нашей планеты, причём передавать электроэнергию от гидроэлектростанции к потребителям он намеревался без проводов и на любые расстояния с помощью своих уникальных установок с резонансными контурами, конструктивно похожих на передатчик радиоволн и на приёмник радиоволн.
На фото ниже патент Н.Теслы, полученный им в США в 1900 году, на систему беспроводной передачи электрической энергии. Что она из себя представляет, понятно из представленного рисунка. Слева передающая установка, справа принимающая.
D и D`— уединённые электрические ёмкости в форме шара, принимающие на свою наружную поверхность электрические заряды. А и С и А` и С` — трансформаторы собственной разработки Теслы, имеющие огромный коэффициент трансформации электрического напряжения. В крупных трансформаторах он может достигать величины 1:1.000.000. То есть, на проводнике В и на ёмкости D возможно получение электрического напряжения величиной 10.000.000 Вольт при напряжении всего 10 Вольт на выводах генератора переменного тока G.
Н.Тесла: «В 1900 году я разработал беспроводной передатчик, который позволил мне получить электромагнитную активность в несколько миллионов лошадиных сил…»
Этой интересной информацией я решил поделиться с читателями после того, как недавно наткнулся в Интернете на ранее неизвестную мне публикацию 1919 года «THE TRUE WIRELESS», самого Николы Тесла. Её название говорит само за себя «НАСТОЯЩАЯ БЕСПРОВОДНАЯ СЕТЬ». В ней есть интересные идеи, о которых сегодня многие уже забыли, а кто-то и вообще про них не знал.
Н.Тесла: «…Считаю интересным сравнить мою систему, впервые описанную в бельгийском патенте 1897 года, с системой излучения волн Герца того же периода. Существенные различия между ними будут наблюдаться с первого взгляда.
Первый позволяет нам передавать энергию (через землю) с высоким КПД на любое расстояние и имеет неоценимую ценность; последний способен к радиусу действия всего в несколько миль (для радиосвязи) и бесполезен (как устройство по передаче электрической энергии на расстояния. Комментарий — А.Б.).
В первом нет искровых зазоров и разрядов, и его эффективность чрезвычайно увеличена явлением резонанса. Как в передатчике, так и в приёмнике токи преобразуются и становятся более эффективными и подходящими для работы любого требуемого устройства. Моя система, если она правильно настроена, защищена от статических и других помех, и количество энергии, которая может быть через неё передана, в миллиарды раз больше, чем позволяет передать установка Герца…
Неправильное понимание моими критиками механизма, задействованного в беспроводной передаче, было причиной различных необоснованных заявлений, которые вводили общественность в заблуждение и причиняли вред и моему делу, и научно-техническому прогрессу.
Постоянно помня о том, что передача электроэнергии через Землю во всех отношениях идентична передаче электроэнергии через прямой одиночный провод, можно получить чёткое понимание явлений и правильно судить о достоинствах новой схемы…» Источник: https://www.free-energy-info.com/TeslaTrueWireless.pdf
Это всё были слова инженера Николы Тесла.
Я должен заметить, что описанная выше установка Теслы имеет максимальную эффективность в том случае, когда электрический генератор переменного тока раскачивает электрическую энергию между землёй и одиночной электрической ёмкостью, венчающей высокую конструкцию и похожую на шар, не излучая при этом радиоволн.
Вот весьма важное пояснение, которое дал сам Тесла, касательно того, что в его установке преобразование электрической энергии в радиоизлучения сведено к минимуму:
«Вопрос: я правильно понял Вас, если ваша установка излучает электромагнитные волны, то для Вас эта энергия утрачена?
Тесла: полностью утрачена. С помощью моей установки Вы можете излучать радиоволны. До 90% электрической энергии генератора может преобразовываться в радиоизлучения, а оставшиеся 10% электрической энергии будут поступать в земную поверхность в виде переменного тока. Но Вы можете и развернуть этот процесс и затрачивать на излучение только 10% электрической энергии, а 90% процентов её пропускать виде переменного тока через землю.
Если стоит задача не терять безвозвратно электрическую энергию, а передавать её через землю с наименьшими потерями потребителям, радиоизлучения должны быть сведены к минимуму! Затраченная их создание электрическая энергия не возвращается обратно! Тогда как переменный электрический ток путешествует по всему земному шару и может быть рекуперирован.
Эта точка зрения, между прочим, теперь подтверждена математической монографией Зоммерфельда, который показал, что моя теория правильна, и что я был прав в своих объяснениях этих явлений, и что профессионалы были полностью введены в заблуждение. Это и является причиной того, почему эти мои подражатели делали ошибки при работе с токами частоты коротковолнового диапазона. Они захотели сделать генераторы переменного тока с частотой коротковолнового диапазона, предполагая, что они должны получить 90 процентов в энергии электромагнитных волн и остальное в виде тока, протекающего через землю.
Я использовал только низкие частоты и получал 90-95 процентов в виде тока, протекающего через землю, и только 5-10 процентов электрической энергии уходило на излучение, вот почему я получил такие результаты. Итак, я не произвожу радиоизлучение в своей системе, я его подавляю. Тот, кто желает использовать мою систему, должен отбросить саму идею того, что энергия излучена. Энергия в моей системе не излучается, она сохраняется!..
В патенте, который появился в апреле 1905 года, я опубликовал закон распространения, который там же и объяснил, а также я установил, что рабочие частоты должны быть не более 30 кГц или самое большее 35 кГц, для того, чтобы получить высокий КПД системы…» Источник: http://www.tfcbooks.com:80/mall/more/321tps.htm
В этом основное отличие установки Тесла, на которую выдан патент №645576, от установки Герца, которая создавалась им как раз для излучения радиоволн, существование которых предсказал в 1864 году английский физик Д.К.Максвелл.
Устройство первого вибратора Герца, излучавшего в 1887 году радиоволны.
Никола Тесла обратил наше внимание на то обстоятельство, что передача электроэнергии через землю во всех отношениях идентична передаче электроэнергии через прямой одиночный провод.
Как это возможно, Тесла объяснил в той же статье 1919 года с помощью гидродинамической аналогии:
Сначала я поясню читателю движение электрического тока по замкнутой цепи, а уже затем объясню механизм передачи электроэнергии по одиночному проводнику.
Генератор, вырабатывающий переменный ток, работает подобно поршню, совершающему в цилиндре воздушного компрессора возвратно-поступательные движения. И если поршень компрессора сжимает воздух и порционно проталкивает его в ресивер через отпирающийся на время клапан, то электрический генератор за половину кругового цикла, который мы называем колебанием электрического тока или напряжения, проталкивает порцию так называемых свободных электронов в один конец замкнутой цепи, а из другого конца замкнутой цепи за это же самое время такую же порцию свободных электронов он выкачивает. Во время второй половины кругового цикла работы электрического генератора картина меняется на противоположную. То есть, переменный электрический ток представляет собой попеременное упорядоченное смещение свободных электронов вдоль всей электрической цепи то в одну сторону, то в другую, за счёт электродвижущей силы, которая возникает в электрическом генераторе благодаря явлению магнитоэлектрической индукции.
При этом надо понимать, что свободные электроны, открытые в 1897 году английским физиком Джозефом Томсоном, изучавшим в то время «катодные лучи», являются носителями электрического заряда, который переносится вместе с ними и неотделим от них. А так как электроны — это заряды одного знака, они не просто имеют стремление всегда оттолкнуться друг от друга, они образуют в проводниках «электронный газ», находящийся под определённым давлением.
Стало быть, когда электрический генератор буквально вталкивает в один конец замкнутой электрической цепи свободные электроны, имеющие одинаковые электрические заряды, там возникает повышенная плотность свободных электронов, а вместе с этим возникает электрическое напряжение положительной величины, обусловленное Кулоновскими силами, (то есть силами взаимного отталкивания, всегда возникающего между зарядами одного знака). Волна этого создаваемого электрическим генератором электрического напряжения (давления или разрежения) распространяется по замкнутой электрической цепи со скоростью света.
Теперь давайте выясним, как связаны с так называемыми «силовыми электрическими полями», о которых все мы знаем из уроков физики, электрические заряды крохотных тел, субатомных частиц, именуемых нами электронами, которые имеют массу и, возможно, какой-то геометрический размер?
Если электрически заряженные тела, отстоящие друг от друга на некотором расстоянии, испытывают взаимное притяжение или отталкивание за счёт электрических (электростатических) сил, а это так, об этом мы знаем из демонстрационных опытов по физике, значит присущие электронам электрические заряды — это и есть неотделимые от электронов силовые электрические поля.
Ещё раз для лучшего понимания повторю эту мысль: когда нам говорят, что «электрические заряды создают электрические поля», это заблуждение. Электрические заряды, присущие электронам и другим субатомным частицам, протонам, например, это и есть электрические поля!
Справка из энциклопедии: «Электрическое поле — одна из двух компонент электромагнитного поля, представляющая собой векторное поле, существующее вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также возникающее при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах)». Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Электрическое_поле
То, что «электрическое поле существует вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом», это верно, а вот последнее утверждение, что «электрическое поле также возникает при изменении магнитного поля», причём всегда подчёркивается, что это справедливо даже для пустого пространства, так называемого «физического вакуума», можно считать заблуждением физиков или откровенной ложью, как кому нравится. Почему так, я объяснил в своей предыдущей статье. Предлагаю читателю запомнить: понятие «электрическое поле» тождественно понятию «электрический заряд», поэтому «электрическое поле» нельзя получить в отрыве от электронов или других субатомных частиц — протонов, кто бы и что бы ни говорил!
Сам Тесла представлял себе электричество, заряды и поля так:
«…Мы не можем обнаружить никаких проявлений электричества в отсутствие твердой материи, а значит, – электричество эфиром быть не может, но может быть проявлением свойств эфира связанным с контактом эфира с материей вещества, или проявляющимся в непосредственной близости от этой материи. Иначе говоря, так называемый статический заряд молекулы как-то связан с самой материей молекулы. Рассматривая предмет с этих позиций, мы можем обоснованно заключить, что электричество участвует во всех молекулярных взаимодействиях. Далее: мы можем только предполагать, чем отличается эфир, окружающий молекулы, от свободного ни с чем не связанного эфира. Поскольку их плотности должны быть равны (ведь эфир несжимаем!), можно предположить, что эфир, окружающий молекулы находится под некоторым давлением, или, что наиболее вероятно, находится в движении. Невозможно понять функцию эфира и то, как он “работает”, без точного представления об устройстве материи, о чём мы можем иметь не более, чем некие личные умозрительные построения. Однако из всех возможных взглядов на устройство мира, точка зрения, предполагающая существование одной сущности, являющейся первопричиной одной единой силы, отвечающей за все виды взаимодействий, кажется мне наиболее научной и правдоподобной. Бесконечный микромир с его молекулами и атомами подобен небесным телам вращающимся по своим орбитам и несущим на себе свой статический заряд, по моему мнению, наиболее точно соответствует всем особенностям рассматриваемого нами явления: вращение молекул (зарядов) и прилегающего к ним слоя эфира, порождает в эфире деформации, или электростатические давления. Выравнивание давлений приводит к перемещениям эфира и зарядов, порождая электрический ток…» (Выдержка из лекции Никола Тесла, прочитанной им перед студентами Колумбийского Электротехнического университета 20 мая 1891 года).
Далее, смотрите. Там, где возникает повышенная плотность свободных электронов, там происходит механическая деформация так называемых «электрических полей» электронов, а фактически происходит деформация их «электрических зарядов», и вот эту деформацию мы и называем в одних случаях «электрическим напряжением», в других случаях «напряжённостью электрического поля».
Комментарий к рисунку выше: когда два свободных электрона располагаются близко друг к другу, их электрические поля деформируются и работают как сжатые пружины.
Теперь представьте себе, что свободными электронами, электрические поля которых способны сжиматься и разжиматься как упругие пружинки при взаимодействии с электрическими полями соседних электронов, наполнен объём любого электропроводящего тела и объём любых проводов. Среднее значение концентрации свободных электронов в каждом кубическом сантиметре металла составляет примерно 10 в 23 степени. В силу этого электрические провода можно уподобить трубопроводам, плотно заполненным водой. А что происходит в трубах, плотно заполненных водой?
Представьте себе очень длинную трубу, протянутую из Санкт-Петербурга в Москву. Расстояние между этими городами по прямой — 634 км. Наша 634 километровая труба плотно заполнена водой. И если в Санкт-Петербурге создать в трубе давление воды (с помощью насоса, например), то это давление с одного конца трубы станет передаваться от одной молекулы воды к другой со скоростью примерно 1500 м/секунду в направлении к другому концу трубы. С такой скоростью распространяется в воде и звук, который представляет собой продольные волны сжатия и разрежения упругой среды.
Нюанс: с точки зрения гидравлики — вода представляет собой несжимаемую жидкость. А с точки зрения акустики — та же вода представляет собой упругую среду, в которой могут возникать и распространяться волны сжатия и разрежения. Где же правда? Она в том, что с повышением давления в воде её плотность изменяется на незаметную глазу величину. Это же самое можно сказать и об электрическом поле.
За минуту упругая волна возникшего в трубе давления воды проходит 90 километров. Соответственно, в Москве из второго конца трубы вода польётся под напором уже через 7 минут после создания давления на конце трубы, который расположен в Санкт-Петербурге. При этом сами молекулы воды движутся внутри трубы поступательно со скоростью в тысячу раз меньшей.
В электрических проводах, в которые электрический генератор переменного тока буквально вталкивает свободные электроны, происходит нечто похожее. На конце провода, подключенного к генератору, где происходит нагнетание свободных электронов, возникает их повышенная концентрация, это вызывает в данном месте повышенную деформацию электрических полей свободных электронов. Силы отталкивания, действующие между ними, соответственно, стремятся сдвинуть их с места и перераспределить их в проводе так, чтобы эта локальная напряжённость электрических полей какого-то относительно небольшого количества свободных электронов как можно быстрее исчезла, рассосалась. Таким образом от одного свободного электрона к другому движется упругая волна электрического давления, вызывающая крохотное смещение в сторону другого конца провода как самих свободных электронов, так и их электрических полей. И эта волна распространяется в теле провода со скоростью ~300.000 км/сек.
В случае когда подключенная к электрическому генератору электрическая цепь замкнута, свободные электроны движутся по ней вперёд-назад, образуя переменный электрический ток. А когда электрическая цепь разомкнута, то на одном конце разомкнутой цепи возникает с циклической периодичностью повышенная концентрация свободных электронов, сопряжённая с возникновением электрического напряжения положительной величины (давление) за счёт деформации электрических полей, присущих электронам, а на другом конце разомкнутой цепи возникает пониженная концентрация свободных электронов, сопряжённая по той же самой причине с возникновением там электрического напряжения отрицательной величины (разрежения).
Случай для разомкнутой электрической цепи — полная копия тех процессов, которые имеют место на клеммах самого электрического генератора переменного тока.
Вот теперь только, после такого введения в тему, вы точно сможете понять рисунок Николы Тесла, с помощью которого он постарался объяснить, каким чудом переменный электрический ток может течь вперёд-назад по одиночному проводнику и ещё отдавать какую-то полезную мощность в нагрузку.
Вы также сможете понять и то, что поверхностный ток (скин-эффект) объясняется в современной научной литературе неверно. Там указывается, что его причиной является образующееся вокруг проводника вихревое магнитное поле. На самом деле поверхностный электрический ток образуют Кулоновские силы, действующие в данном случае между зарядами одного знака. Эти силы, во-первых, выталкивают свободные электроны изнутри проводника на его наружную поверхность, и, во-вторых, эти силы всегда стремятся выровнять электрический потенциал на поверхности проводника. А значит, в случае появления разной плотности зарядов на концах проводника, Кулоновские силы смещают свободные электроны из зоны повышенной плотности зарядов в сторону меньшей плотности зарядов. Причём это смещение электронов на поверхности проводника происходит с гораздо большей скоростью и на гораздо большее расстояние, чем такое же смещение свободных электронов происходит в теле проводника. Вот это явление и называется скин-эффектом, поверхностным током, который в полуволновом диполе Герца порождает радиоволны.
Здесь на верхнем рисунке слева изображён электрический генератор переменного тока (Alternator), одна его клемма заземлена (подключена в прямом смысле к земле), другая клемма подключена к длинному проводнику, в разрыв которого подключена лампа накаливания. Свободный конец провода подключен к уединённой электростатической ёмкости, изготовленной в виде шара, проводящая наружная поверхность которого может принимать на себя свободные электроны и их электрические заряды (поля).
Внизу на этом же рисунке изображён гидродинамический аналог этой электрической схемы. Самая интересная деталь здесь — эластичный резервуар для воды, внешний размер и соответственно внутренний объём которого может изменяться с увеличением давления воды в системе. За счёт изменения объёма и за счёт упругости стенок этот эластичный резервуар обеспечивает движение воды в трубе при любом направлении движения поршня насоса (reciprocating piston).
Уединённая электростатическая ёмкость в верхней схеме ведёт себя точно так же как этот эластичный резервуар для воды. Когда генератор переменного электрического тока создаёт в левом конце провода повышенную концентрацию электронов, происходит деформация их электрических полей, и соответственно, возникает волна электрического давления (напряжения), движущаяся в сторону ёмкости (capacity), выполненной в форме шара. Эта волна электрического давления выдавливает уже из провода на поверхность сферической ёмкости часть свободных электронов, концентрация которых на поверхности этой ёмкости будет тем выше, чем выше электрическое напряжение, создаваемое генератором.
Когда на том конце провода, который подключен к генератору переменного тока, начинается цикл уменьшения электрического напряжения (в гидродинамическом аналоге поршень пошёл в обратную сторону, влево), уединённая электрическая ёмкость тут же проявляет свои «эластичные свойства»: скопившиеся за время предыдущего цикла на её поверхности свободные электроны начинают за счёт сил упругости своих электрических полей переходить на проводник и двигаться по нему в сторону генератора.
В итоге получается, что в данной электрической схеме свободные электроны движутся по одиночному проводнику точно так же, как им свойственно двигаться по замкнутой электрической цепи! И если в разрыв этого одиночного проводника включить лампу накаливания, она будет нагреваться переменным электрическим током и испускать свет.
Н.Тесла: «На лекции в Лондоне 13 ноября 1889 года я показал, что все виды электрических устройств, использующих переменный ток, могут работать через один провод, без использования обратного провода. Это был первый шаг в развитии моей беспроводной системы. Мне пришла в голову мысль о том, что при соблюдении надлежащих условий резонанса можно будет передавать электрическую энергию через землю, избавляясь таким образом от всех искусственных проводников…»
Представьте теперь, что всё то же самое, что происходит между генератором переменного тока и проводом, соединённым с уединённой электрической ёмкостью, возвышающейся над землёй, имеет место между этим же генератором переменного тока и проводом, соединённым с землёй. Земля тоже имеет форму шара и огромную площадь поверхности, она проводит электричество и обладает своей электростатической ёмкостью, величина которой, как высчитали учёные, ~700 микрофарад. То есть, в проводе, который соединён с землёй, происходит всё то же самое, что и в описанном выше случае. Вся лишь разница, что к проводу заземления подключена значительно большая по величине уединённая электрическая ёмкость земного шара.
Именно эта идея и была заложена в патент Николы Тесла, который предложил миру в 1900 году способ передачи электроэнергии в промышленных масштабах через поверхность земли и способ съёма этой электроэнергии с поверхности земли в любой точке нашей планеты, причём с минимальными потерями.
Однако, 14 июля 1903 года американский финансист и банкир Джон Морган, вложивший ранее в этот проект Теслы приличные деньги, прекратил его финансировать. Это произошло в то время, когда передающая установка Теслы была уже готова. Оставалось сделать хотя бы одну установку, принимающую электроэнергию, передаваемую через землю.
Банкир Морган был введён Теслой в заблуждение, он полагал, что тот создаёт в Уорденклифе мощнейшую систему для радиосвязи. А идея передачи электроэнергии через землю его совершенно не интересовала. Когда это выяснилось, (Тесла сам рассказал обо всём Моргану), тот прислал инженеру послание следующего содержания: «Уважаемый сэр! Я получил ваше письмо и в ответ могу сказать, что в настоящее время не склонен предоставлять вам дальнейших ссуд».
В 1914 году инженер Никола Тесла получил в США ещё один патент, ему удалось значительно улучшить конструкцию своего передатчика для беспроводной передачи электрической энергии на любые расстояния.
Финансовые неудачи не могли остановить великого изобретателя, и он продолжал исследования и эксперименты по беспроводной передаче электрической энергии через поверхность земли. Разумеется, многие не понимали его идеи, и полагали, что пропускать переменный электрический ток через землю, это всё равно, что наполнять мировой океан водой из шланга. Они были уверены, что обратно эту электрическую энергию из земли не вернуть!
Вот что по этому поводу говорил сам Никола Тесла:
«В моих первых попытках я, конечно же, просто обдумывал, как эффективно возбудить землю с такой силой, чтобы мои приёмные системы смогли заработать. Вы хорошо знаете, что, прежде чем учиться летать, Вы сначала должны научиться ходить. Так как я улучшил свой прибор, то ясно понимал, что я смогу вернуть основную часть энергии, которая расходится по земле во всех направлениях. Это возможно по той простой причине, что в системе, которую я разработал, как только электрический ток попадает в землю, он не может покинуть её в виде излучения, поскольку используется переменный ток низкой частоты. А значит мы имеем электрический потенциал, который ведёт себя на поверхности электрической ёмкости земли как температура. Мы могли бы назвать этот потенциал электрической температурой. Земля является огромным телом, разности потенциалов на поверхности земли небольшие, излучение также мизерное. Следовательно, если переменный электрический ток уходит из моей установки в землю, превращаясь на её поверхности в электростатический заряд, то он никуда не уходит до тех пор, пока я не помещу на каком-нибудь расстоянии от передатчика приёмник, и не настрою его на выкачивании электрической энергии из земли, причём энергия будет утекать с поверхности земли только в точку нахождения приёмника, и никуда больше!
Вопрос: почему это именно так, согласно Вашей теории?
Я объясню это примером. Предположим, что земля это эластичный мешок, наполненный водой. (Вспомните о работе эластичного резервуара для воды в схеме гидродинамического аналога, объясняющего передачу переменного электрического тока по одиночному проводу. Комментарий — А.Б.).
Мой передатчик является эквивалентом насоса. Я помещаю его в определённой точке земного шара и нажимаю на небольшой поршень для того, чтобы создать возмущение в воде. Если поршень перемещается медленно, т.е. время для создания возмущения будет достаточно большим для того, чтобы это возмущение распространилось над земным шаром (в виде волны; примечание переводчика), тогда что явится результатом работы этого насоса? Результатом будет то, что мешок будет ритмично расширяться и сокращаться вместе с движениями поршня. Таким образом, в любой точке этого мешка появится ритмичное движение, из-за пульсаций насоса.
Тем не менее, это происходит только тогда, когда период длинный. Если же я буду работать этим насосом очень быстро, то я создам короткие импульсы, и они будут распространяться по поверхности земного шара как круговые волны. Земной шар уже не будет целиком расширяться и сокращаться как эластичный мешок, но будет объектом, по которому будут распространяются бегущие волны.
Примите теперь в расчёт, что вода несжимаема, что резервуар для воды (мешок) – идеально эластичен, и что нет гистерезисных потерь в этом мешке из-за этих его расширений и сжатий; и вспомним также, что за пределами атмосферы имеется вакуум, а потому колебательная энергия воды не может быть потеряна в виде волн звука.
Затем, если бы я поместил в другой отдаленной точке небольшой насос, и настроил бы его на ритмичные импульсы центрального насоса (передатчика; прим. переводчика), то я возбудил бы в нём сильные колебания и получил бы от них мощность, достаточную для того, чтобы работал и приёмник.
Однако, если у меня нет насоса, чтобы получать эти колебания, если нет места, где эта энергия упругой деформации переходит в энергию трения (мы всегда используем в наших устройствах энергию трения), тогда нет и потерь. К примеру, если привести во вращение турбогенератор с номинальной мощностью в 5000 л.с, но при этом он не будет ничем нагружен, то в турбине никакая энергия не тратится, кроме той, которая необходима для преодоления трения в подшипниках.
Теперь смотрим на огромное различие между передатчиком радиоволн и моей установкой.
Если Вы генерируете радиоволны мощностью в 1000 л.с., то Вы используете эти 1000 л.с. раз и навсегда, при этом не имеет значения, принимает ли кто-то эти радиоволны или нет. Вы должны постоянно расходовать эти 1000 л.с. на излучение, один в один с тем, как Вы должны поставлять каменный уголь для поддержки горения ваших печей, а иначе Вы не получите никакого тепла. В моём же случае энергия, посылаемая на поверхность земли, сохраняется…»
18 марта 2021 г. Мурманск. Антон Благин
У слова «Тесла» есть и другие значения; см. Тесла.
Никола Тесла | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
серб. Никола Тесла[1] | ||||||
Имя при рождении | серб. Никола Тесла[1] | |||||
Дата рождения | 10 июля 1856[1][2][…] | |||||
Место рождения | Смилян, Хорватско-Славонская коронная земля, Австрийская империя | |||||
Дата смерти | 7 января 1943[3][4][…] (86 лет) | |||||
Место смерти |
|
|||||
Страна |
|
|||||
Научная сфера | физик, инженер-механик, инженер-электрик, изобретатель | |||||
Место работы | Европа, США, Tesla Company | |||||
Альма-матер |
|
|||||
Учёная степень | доктор наук | |||||
Ученики | Бернард Дж. Истлунд | |||||
Известен как |
изобретатель, исследователь, учёный |
|||||
Награды и премии |
Медали Э. Крессона, Дж. Скотта, Т. Эдисона[5]. |
|||||
Автограф | ||||||
Цитаты в Викицитатнике | ||||||
Медиафайлы на Викискладе |
Нико́ла Те́сла (серб. Никола Те́сла, англ. Nikola Tesla; 10 июля 1856, Смилян, Госпич, Австрийская империя — 7 января 1943, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США) — сербско-американский инженер и учёный-физик, изобретатель в области электротехники и радиотехники. Некоторые современники-биографы называют Теслу «человеком, который изобрёл XX век»[6] и «святым заступником» современного электричества[7].
По национальности серб, родился в Австрийской империи, вырос в Австро-Венгрии, в последующие годы в основном работал во Франции и США. В 1891 году получил гражданство США[8].
Широко известен благодаря своему вкладу в создание устройств, работающих на переменном токе, многофазных систем, синхронного генератора и асинхронного электродвигателя, позволивших совершить так называемый второй этап промышленной революции. Также он известен как сторонник теории о существовании эфира — благодаря своим многочисленным опытам и экспериментам, имевшим целью показать наличие эфира как особой формы материи, поддающейся использованию в технике.
В честь изобретателя названа единица измерения плотности магнитного потока (магнитной индукции) — тесла. Среди многих наград — медали Эллиота Крессона, Джона Скотта, Томаса Эдисона.
После демонстрации радио и победы в «Войне токов» Тесла получил повсеместное признание как выдающийся инженер-электротехник и изобретатель. Ранние работы Теслы проложили путь современной электротехнике, его открытия раннего периода имели инновационное значение. В США по известности Тесла мог конкурировать с любым изобретателем или учёным в истории, а также в массовой культуре[9].
Биография[править | править код]
Дом, где родился Тесла. В наши дни является музеем. На лужайке стоит его памятник
Ранние годы[править | править код]
Семья Теслы[a] жила в селе Смилян в 6 км от города Госпича, главного города исторической провинции Лика, входившей в то время в состав Австрийской империи[10]. Отец — Милутин Тесла (1819—1879), священник Сремской епархии сербской православной церкви, серб. Мать — Георгина (Джука) Тесла[sr] (1822—1892), в девичестве Мандич, была дочерью священника. 10 июля 1856 года в семье появился четвёртый[11] ребёнок — Никола. Всего в семье было пять детей: три дочери — Милка, Ангелина и Марица и два сына — Никола и его старший брат Дане. Когда Николе было пять лет, его брат погиб, упав с коня[12].
Первый класс начальной школы Никола окончил в Смилянах. В 1862 году, вскоре после гибели Дане, отец семейства получил повышение сана, и семья Теслы переехала в Госпич, где Никола завершил оставшиеся три класса начальной школы, а затем и трёхлетнюю нижнюю реальную гимназию, которую окончил в 1870 году. Осенью того же года Никола поступил в Высшее реальное училище в городе Карловаце. Он жил в доме у своей тёти, двоюродной сестры отца, Станки Баранович.
В июле 1873 года Никола получил аттестат зрелости. Несмотря на наказ отца, он вернулся к семье в Госпич, где была эпидемия холеры, и тут же заразился. Вот что рассказывал об этом сам Тесла[13]:
Мне с детства была предназначена стезя священника. Эта перспектива, как чёрная туча, висела надо мной. Получив аттестат зрелости, я оказался на распутье. Должен ли я ослушаться отца, проигнорировать полные любви пожелания матери или подчиниться судьбе? Эта мысль угнетала меня, и в будущее я смотрел со страхом. Я глубоко уважал своих родителей, поэтому решил заниматься духовными науками. Именно тогда разразилась ужасная эпидемия холеры, которая выкосила десятую часть населения. Вопреки не допускавшим возражений приказам отца я помчался домой, и болезнь подкосила меня. Позже холера привела к водянке, проблемам с лёгкими и прочим заболеваниям. Девять месяцев в постели, почти без движения, казалось, истощили все мои жизненные силы, и врачи отказались от меня. Это был мучительный опыт не столько из-за физических страданий, сколько из-за моего огромного желания жить. Во время одного из приступов, когда все думали, что я умираю, в комнату стремительно вошёл мой отец, чтобы поддержать меня такими словами: «Ты поправишься». Как сейчас вижу его мертвенно-бледное лицо, когда он пытался ободрить меня тоном, противоречащим его заверениям. «Может быть, — ответил я, — мне и удастся поправиться, если ты позволишь мне изучать инженерное дело». «Ты поступишь в лучшее учебное заведение в Европе», — ответил он торжественно, и я понял, что он это сделает. С моей души спал тяжкий груз. Но утешение могло прийти слишком поздно, если бы меня удивительным образом не вылечила одна старая женщина с помощью отвара из бобов. В этом не было силы внушения или таинственного воздействия. Средство от болезни было в полном смысле целебным, героическим, если не отчаянным, но оно возымело действие.
Карта Австро-Венгрии. Синим отмечены упоминаемые в статье населённые пункты
Выздоровевшего Николу Теслу должны были вскоре призвать на трёхлетнюю службу в Австро-Венгерской армии. Родственники сочли его недостаточно здоровым и спрятали в горах. Назад он вернулся лишь в начале лета 1875 года.
В том же году Никола поступил в высшее техническое училище в Граце (в настоящее время — Грацский технический университет), где стал изучать электротехнику. Наблюдая за работой машины Грамма на лекциях по электротехнике, Тесла пришёл к мысли о несовершенстве машин постоянного тока, однако профессор Яков Пешль подверг его идеи резкой критике, перед всем курсом прочитав лекцию о неосуществимости использования переменного тока в электродвигателях. На третьем курсе Тесла увлёкся азартными играми, проигрывая в карты большие суммы денег. В своих воспоминаниях Тесла писал, что им двигало «не только желание развлечься, но и неудачи в достижении намеченной цели»[11]. Выигрыши он всегда раздавал проигравшим, за что вскоре прослыл чудаком. В конце концов он настолько сильно проигрался, что его матери пришлось взять в долг у своей приятельницы. С тех пор он никогда больше не играл.
17 (29) апреля 1879 умер отец Николы.
Тесла устроился преподавателем в реальную гимназию в Госпиче, ту, в которой он учился. Работа в Госпиче его не устраивала. У семьи было мало денег, и только благодаря финансовой помощи от двух своих дядей, Петара и Павла Мандичей, молодой Тесла смог в январе 1880 года уехать в Прагу, где поступил на философский факультет Пражского университета.
Он проучился всего один семестр и был вынужден искать работу.
-
Милутин Тесла, сербский священник, отец Николы
Австро-Венгрия, Германия и Франция[править | править код]
23-летний Никола Тесла, ок. 1879 год
До 1882 года Тесла работал инженером-электриком в правительственной телеграфной компании в Будапеште, которая в то время занималась проведением телефонных линий и строительством центральной телефонной станции. В феврале 1882 года Тесла придумал, как можно было бы использовать в электродвигателе явление, позже получившее название вращающегося магнитного поля.
Работа в телеграфной компании не давала Тесле осуществить свои замыслы по созданию электродвигателя переменного тока. В конце 1882 года он устроился в Континентальную компанию Эдисона (Continental Edison Company) в Париже. Одной из наиболее крупных работ компании было сооружение электростанции для железнодорожного вокзала в Страсбурге. В начале 1883 года компания направила Николу в Страсбург для решения ряда рабочих проблем, возникших при монтаже осветительного оборудования новой железнодорожной станции. В свободное время Тесла работал над изготовлением модели асинхронного электродвигателя. В 1883 году работа двигателя была продемонстрирована в мэрии Страсбурга.
К весне 1884 года работы на страсбургской ж/д станции были закончены, и Тесла вернулся в Париж, ожидая от компании премии в размере 25 тысяч долларов. Попробовав получить причитающиеся ему премиальные, он понял, что этих денег ему не видать и, оскорблённый, уволился[11].
Один из советских биографов изобретателя Б. Н. Ржонсницкий[b] утверждает, что Тесла задумывался о переезде в Россию, однако один из администраторов Континентальной компании Чарльз Бечлор[en] уговорил Теслу отправиться в США. Бечлор написал рекомендательное письмо своему другу Томасу Эдисону[11]:
«Было бы непростительной ошибкой дать возможность уехать в Россию подобному таланту. Вы ещё будете мне благодарны, мистер Эдисон, за то, что я не пожалел нескольких часов для убеждения этого молодого человека отказаться от мысли ехать в Петербург. Я знаю двух великих людей — один из них вы, второй — этот молодой человек.»
Америка[править | править код]
Работа у Эдисона[править | править код]
Тесла с «Теорией натуральной философии…» Руджера Бошковича на фоне катушки ВЧ трансформатора в своей лаборатории на Хаустон-стрит
6 июля 1884 года Тесла прибыл в Нью-Йорк[14]. Он устроился на работу в компанию Томаса Эдисона (Edison Machine Works) в качестве инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.
Эдисон довольно холодно воспринимал новые идеи Теслы и всё более открыто высказывал неодобрение направлением личных изысканий изобретателя. Весной 1885 года Эдисон пообещал Тесле 50 тысяч долларов, если у него получится конструктивно улучшить электрические машины постоянного тока, придуманные Эдисоном[15]. Никола активно взялся за работу и вскоре представил 24 разновидности машины Эдисона, новый коммутатор и регулятор, значительно улучшающие эксплуатационные характеристики. Одобрив все усовершенствования, в ответ на вопрос о вознаграждении Эдисон отказал Тесле, заметив, что иммигрант пока плохо понимает американский юмор. Оскорблённый Тесла немедленно уволился[c].
Лаборатория в Нью-Йорке[править | править код]
Проработав всего год в компании Эдисона, Тесла приобрёл известность в инженерных кругах. Узнав о его увольнении, группа электротехников предложила Николе организовать свою компанию, связанную с вопросами электрического освещения. Проекты Теслы по использованию переменного тока их не воодушевили, и тогда они изменили первоначальное предложение, ограничившись лишь предложением разработать проект дуговой лампы для уличного освещения. Через год проект был готов. Вместо денег предприниматели предложили изобретателю часть акций компании, созданной для эксплуатации новой лампы. Такой вариант не устроил изобретателя, компания же в ответ постаралась избавиться от него, попытавшись оклеветать и опорочить Теслу[11].
В 1886 году с осени и до весны изобретатель вынужден был перебиваться на подсобных работах. Он занимался рытьём канав, «спал, где придётся, и ел, что найдёт». В этот период он подружился с находившимся в подобном же положении инженером Брауном, который смог уговорить нескольких своих знакомых оказать финансовую поддержку Тесле. В апреле 1887 года созданная на эти деньги «Tesla Electric Company» начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами. Вскоре перспективность компании была доказана большими заказами из многих городов США. Для самого изобретателя компания была лишь средством к достижению заветной цели[11].
Под офис своей компании в Нью-Йорке Тесла снял дом на Пятой авеню неподалёку от здания, занимаемого компанией Эдисона. Между двумя компаниями развязалась острая конкурентная борьба, известная под названием «Война токов».
В июле 1888 года известный американский промышленник Джордж Вестингауз выкупил у Теслы более 40 патентов, заплатив в среднем по 25 тысяч долларов за каждый. Вестингауз также пригласил изобретателя на должность консультанта на заводах в Питтсбурге, где разрабатывались промышленные образцы машин переменного тока. Работа не приносила изобретателю удовлетворения, мешая появлению новых идей. Несмотря на уговоры Вестингауза, через год Тесла вернулся в свою лабораторию в Нью-Йорке.
Вскоре после возвращения из Питтсбурга Никола Тесла съездил в Европу, где посетил парижскую Всемирную выставку 1889 года и навестил мать и сестру Марицу[11].
В 1888—1895 годах Тесла занимался исследованиями магнитных полей высокой частоты. Эти годы были наиболее плодотворными: он получил множество патентов на изобретения. Руководство Американского института электроинженеров[en] пригласило Теслу прочитать лекцию о своих работах. 20 мая 1892 года он выступил перед выдающимися электротехниками того времени и имел большой успех.
13 марта 1895 года в лаборатории на Пятой авеню случился пожар. Здание сгорело до основания, уничтожив самые последние достижения изобретателя: механический осциллятор, стенд для испытаний новых ламп для электрического освещения, макет устройства для беспроводной передачи сообщений на дальние расстояния и установку для исследования природы электричества. Сам Тесла заявил, что по памяти может восстановить все свои открытия.
Финансовую помощь изобретателю оказала «Компания Ниагарских водопадов[en]». Благодаря Эдварду Адамсу[en] у Теслы появилось 100 000 долларов на обустройство новой лаборатории. Уже осенью исследования возобновились по новому адресу: Хаустон-стрит, 46. В конце 1896 года Тесла добился передачи радиосигнала на расстояние 30 миль (48 км)[11].
Колорадо-Спрингс[править | править код]
Никола Тесла в лаборатории в Колорадо-Спрингс. Начало 1900-х годов (фотография получена путём двойной экспозиции)
Согласно карте магнитного поля Земли в Колорадо, лаборатория Теслы располагалась в зоне наибольшей геомагнитной активности
Согласно предположению Теслы, наибольшей интенсивности стоячие волны из Колорадо Спрингс достигали возле острова Амстердам в Индийском океане.
18 мая 1899 года по приглашению местной электрической компании Тесла переехал в курортный городок Колорадо-Спрингс, в котором пробыл почти год. Он остановился в отеле «Alta Vista», где и разместил свой офис[16].
2 июня 1899 года Тесла завершил строительство деревянного ангара площадью примерно 50 на 60 футов (15 на 18 метров), около 18 футов высотой (5,4 метра), с двумя окнами и большой дверью[16].
В конце июля Тесла уже проводил различные эксперименты в обстановке полной секретности, не допуская в свою лабораторию никого, кроме своих помощников. Он проводил опыты главным образом ночью вследствие доступности электрической энергии, которую получал от городской электрической компании[16].
Во время работы в своей лаборатории, Тесла разработал конструкцию большого высокочастотного излучателя с тремя колебательными контурами, потенциал которых достигал 10 миллионов вольт, опробовал различные варианты приёмных устройств с одним или двумя когерерами со специальными контурами смещённого возбуждения, производил измерения электромагнитного излучения электрических разрядов в природе, разработал измерительные методики в радиотехнике, продумывал устройства модулятора, антенн с параллельным питанием и т. д. Он также изложил свою теорию образования шаровых молний и мог создавать их искусственным путём[16].
Описания научных исследований и наблюдения в лаборатории в Колорадо-Спрингс Никола Тесла заносил в дневник, который позднее был опубликован под названием «Colorado Springs Notes, 1899–1900[en]». Судя по записям в дневнике, Тесла посвящал бóльшую часть своего времени (около 56 %) передающему устройству, в частности генератору высокочастотных токов большой мощности, далее приёмникам слабых сигналов (приблизительно 21 %), измерению ёмкости вертикальной однополюсной антенны (около 16 %), и другим различным научным изысканиям и исследованиям (примерно 6 %)[16].
11 января 1900 года Тесла вернулся в Нью-Йорк[16].
Башня Теслы[править | править код]
Башня Теслы — первая беспроводная телекоммуникационная башня Николы Теслы для коммерческой трансатлантической телефонии, радиовещания и демонстрации беспроводной передачи электроэнергии[17][18]. Первые полномасштабные испытания башни-резонатора прошли 15 июня 1903 года ровно в полночь по местному времени[19].
Смерть[править | править код]
Осенью 1937 года в Нью-Йорке 81-летний Тесла вышел из отеля «Нью-Йоркер», чтобы, как обычно, покормить голубей у собора и библиотеки. Переходя улицу в паре кварталов от отеля, Тесла не смог увернуться от движущегося такси и упал, получив травму спины и перелом трёх рёбер. Тесла отказался от услуг врача, чему следовал и прежде, и так полностью не оправился[20][21].
Происшествие вызвало острое воспаление лёгких, перешедшее в хроническую форму. Тесла оказался на несколько месяцев прикован к постели и смог снова встать в начале 1938 года.
В Европе началась война. Тесла глубоко переживал за свою родину, оказавшуюся в оккупации, неоднократно обращаясь с горячими призывами в защиту мира ко всем славянам (в 1943 году, уже после его смерти, первой гвардейской дивизии народно-освободительной армии Югославии за проявленное мужество и героизм было присвоено имя Николы Теслы).
1 января 1943 года Элеонора Рузвельт, супруга президента США, выразила пожелание навестить больного Теслу. Племянник Теслы Сава Косанович посетил его 5 января и договорился о встрече. Он был последним, кто общался с Теслой[11].
Никола Тесла скончался в занимаемом им номере отеля «Нью-Йоркер» в ночь с 7 на 8 января 1943 года, на 87-м году жизни. Тело обнаружила 8 января горничная Алиса Монахэн (англ. Alice Monaghan), которая вошла в комнату вопреки вывешенной Теслой ещё 5 января табличке «не беспокоить». По заключению коронера, смерть наступила около 22:30 EST, предположительно от коронарного тромбоза[22]. 12 января тело кремировали, и урну с прахом установили на Фернклиффском кладбище в Нью-Йорке[23]. В 1957 году она перенесена в Музей Николы Теслы в Белграде[24].
Гипотезы и легенды[править | править код]
Никола Тесла на обложке журнала Time 1931 года
Ореол, окружающий личность и открытия Теслы, способствовал распространению всевозможных утверждений, носящих, как правило, полумифический характер. Подобные утверждения не поддаются проверке по причине отсутствия документов, что не мешает, однако, приписывать Тесле прямое или косвенное отношение ко многим загадкам XX века[25][26].
Бумаги и личные вещи[править | править код]
По легенде, после смерти Теслы спецотдел ФБР, занимавшийся хранением собственности иностранных граждан (англ. Alien Property Custodian), выслал сотрудников, которые изъяли все бумаги, найденные ими в номере. ФБР подозревало, что ещё за несколько лет до смерти Теслы некоторые бумаги были выкрадены германской разведкой и могли быть использованы для создания немецких летающих тарелок[27]. Желая предотвратить повторение этого инцидента, ФБР засекретило все обнаруженные ими бумаги.
В книге[27] писателя Тима Шварца упоминается, что в других отелях, где Тесла снимал номера, также оставались его личные вещи. Часть из них утеряны, более 12 ящиков с вещами были проданы для оплаты счетов Теслы. Также Тим Шварц уверяет, что в 1976 году четыре невзрачных коробки с бумагами были выставлены на аукционе неким Майклом Борнесом (Michael P. Bornes), книготорговцем из Манхеттена. Дейл Элфри (Dale Alfrey) приобрёл их за 25 долларов, не зная, что это за бумаги. Согласно автору книги, позже выяснилось, что это лабораторные журналы и бумаги Николы Теслы, в которых описывались враждебные инопланетные существа, способные контролировать человеческий мозг[27].
Многие читатели подвергли сомнению утверждения Тима Шварца, воспринимая книгу как попытку устроить сенсацию[28].
«Филадельфийский эксперимент»[править | править код]
Говорить о непосредственном участии Теслы в этом гипотетическом событии вряд ли возможно по причине несовпадения дат жизни Теслы и времени проведения предполагаемого эксперимента, поскольку сам Тесла умер ещё до его начала — 7 января 1943 года, в то время как предполагается, что эксперимент был проведён только 28 октября 1943 года.
Электромобиль Теслы[править | править код]
В 1931 году Никола Тесла якобы продемонстрировал действующий прототип электромобиля, движущегося без каких-либо традиционных источников тока. Никаких материальных свидетельств существования этого электроавтомобиля не существует.
Лучевое оружие[править | править код]
Американское агентство DARPA в 1958 году якобы попыталось[29] создать легендарные «лучи смерти» Теслы в ходе проекта «Качели» (англ. Seesaw), который проводился в Ливерморской национальной лаборатории. В 1982 году проект был прерван в связи с рядом неудач и превышением бюджета[30].
«Тунгусский метеорит»[править | править код]
В конце XX — начале XXI века появилась гипотеза о связи Николы Теслы с Тунгусским метеоритом[d]. Согласно этой гипотезе, в день наблюдения Тунгусского феномена (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 Роберта Пири. Кроме того, сохранились записи в журнале библиотеки Конгресса США, что он запрашивал карты «наименее заселённых частей Сибири». Его эксперименты по созданию стоячих волн, когда, как утверждается, мощный электрический импульс сконцентрировался за десятки тысяч километров в Индийском океане, вполне вписываются в эту «гипотезу». Если Тесле удалось накачать импульс энергией так называемого «эфира» (гипотетическая среда, которой, по научным представлениям прошлых столетий, приписывалась роль переносчика электромагнитных взаимодействий) и эффектом резонанса «раскачать» волну, то, согласно данному предположению, должен был возникнуть разряд мощностью, сопоставимой с ядерным взрывом.
Наследие[править | править код]
Изобретения и научные работы[править | править код]
Всего у Теслы насчитывается более 700 изобретений и патентов, некоторые из которых являются важнейшими историческими вехами современного электричества. Вероятно, Тесла придумал радио раньше Маркони и Попова, а также работал с рентгеновскими лучами до их официального открытия Вильгельмом Рентгеном[32].
- Переменный ток
Работая на Вестингауза, запатентовал применение многофазных систем переменного тока. До изобретения асинхронного (индукционного) двигателя переменный ток не находил широкого применения, поскольку не мог использоваться в ранее существовавших электродвигателях.
С 1889 года Никола Тесла приступил к исследованиям токов высокой частоты и высоких напряжений. Изобрёл первые образцы электромеханических генераторов ВЧ (в том числе индукторного типа) и высокочастотный трансформатор (трансформатор Теслы, 1891), создав тем самым предпосылки для развития новой отрасли электротехники — техники ВЧ.
В ходе исследований токов высокой частоты Тесла уделял внимание и вопросам безопасности. Экспериментируя на своём теле, он изучал влияние переменных токов различной частоты и силы на человеческий организм. Многие правила, впервые разработанные Теслой, вошли в современные основы техники безопасности при работе с ВЧ-токами. Он обнаружил, что при частоте тока свыше 700 Гц электрический ток протекает по поверхности тела, не нанося вреда тканям организма. Электротехнические аппараты, разработанные Теслой для медицинских исследований, получили широкое распространение в мире.
Эксперименты с высокочастотными токами большого напряжения привели изобретателя к открытию способа очистки загрязнённых поверхностей. Аналогичное воздействие токов на кожу показало, что таким образом возможно удалять мелкую сыпь, очищать поры и убивать микробов. Данный метод используется в современной электротерапии.
- Теория полей
12 октября 1887 года Тесла дал строгое научное описание сути явления вращающегося магнитного поля. 1 мая 1888 года Тесла получил свои основные патенты на изобретение многофазных электрических машин (в том числе асинхронного электродвигателя) и системы передачи электроэнергии посредством многофазного переменного тока. С использованием двухфазной системы, которую он считал наиболее экономичной, в США был пущен ряд промышленных электроустановок, в том числе Ниагарская ГЭС (1895), крупнейшая в те годы[11].
Тесла демонстрирует принципы радиосвязи, 1891 год
- Радиосвязь
В 1891 году на публичной лекции Тесла описал и продемонстрировал принципы радиосвязи.
Тесла одним из первых запатентовал способ надёжного получения токов, которые могут быть использованы в радиосвязи. Патент U.S. Patent 447 920, выданный в США 10 марта 1891 года, описывал «Метод управления дуговыми лампами» («Method of Operating Arc-Lamps»), в котором генератор переменного тока производил высокочастотные (по меркам того времени) колебания тока порядка 10 000 Гц. Запатентованной инновацией стал метод подавления звука, производимого дуговой лампой под воздействием переменного или пульсирующего тока, для чего Тесла придумал использовать частоты, находящиеся за рамками восприятия человеческого слуха. По современной классификации генератор переменного тока работал в интервале очень низких радиочастот.
В 1893 году учёный вплотную занялся вопросами беспроволочной связи и изобрёл мачтовую антенну.
Награды[править | править код]
Медаль Югославского общества «Никола Тесла», которой был награждён Б. Н. Ржонсницкий в 1960 году
- Кавалер черногорского Ордена князя Данило I 2-й степени (1895).
- Кавалер Большого креста Ордена Белого льва (Чехословакия) (1891),
- Медаль Эллиота Крессона (1894),
- Медаль Эдисона (AIEE, 1916),
- Медаль Джона Скотта (1934)
Увековечение памяти[править | править код]
- Именем Теслы названа единица измерения магнитной индукции в международной системе единиц СИ.
- Аэропорту в белградском пригороде Сурчин присвоено имя Николы Теслы.
- В Хорватии, в курортном городе Пореч (хорв. Poreč), расположенном на западном побережье полуострова Истрия, есть набережная имени Николы Теслы.
- Именем Теслы названы улицы в Загребе, Шибенике, Сплите, Риеке, Вараждине, Будве (Черногория), Москве (ИЦ «Сколково»)[33], Екатеринбурге[33], Теремах[33], Ложке[33], Астане[34], Минске.
- Памятники Тесле установлены около здания Белградского университета, Международного аэропорта Белграда, Храма Воскресения Христова в Подгорице, а также в городах: Нью-Йорк (США), Ниагара-Фолс (США), Прага (Чехия), Чебоксары (Россия), столице Азербайджана — Баку[35].
- В Чебоксарах на проспекте Ивана Яковлева находится сквер имени Н. Теслы. Там же стоит единственный в России памятник изобретателю.
- В 1970 году Международный астрономический союз присвоил имя Теслы кратеру на обратной стороне Луны.
- Его именем назван астероид (2244) Тесла.
-
Угол Николы Теслы в Нью-Йорке
-
Улица Николы Теслы в Загребе
-
Улица Николы Теслы в Праге
Музеи[править | править код]
- Музей Николы Теслы (расположен в центральной части Белграда).
- Электрический музей Николы Теслы в Сочи (ул. Международная, 12).
- Благодаря выделенному к 2020 году гранту ($750 000), Научный центр Теслы в Ворденклифе[en] (Нью-Йорк, США) превратит одну лабораторию в музей Теслы и его наследия, а также образовательно-исследовательский центр; одновременно будет создана соответствующая программа в области предпринимательства и технологий[36].
-
-
Музей Теслы в Казани
-
Памятник Николе Тесле в аэропорту, Белград
-
-
Бюст Николы Теслы перед православной церковью Святого Саввы, Манхэттен, Нью-Йорк
-
Памятник Тесле у Ниагарского водопада, Канада
На денежных знаках[править | править код]
-
50 евроцентов Хорватии, 2023
- Югославские (СФРЮ, СРЮ) и сербские банкноты
-
-
Трансформатор Теслы
-
5 новых динаров, 1994
-
-
100 новых динаров, 2000
-
Формула Теслы
В массовой культуре[править | править код]
Кинематограф
- 1980 — Биографии Теслы посвящён художественный фильм Крсто Папича «Тайна Николы Теслы» («Tajna Nikole Tesle»), снятый в Югославии.
- 2006 — в фильме Кристофера Нолана «Престиж», снятому по одноимённой книге Кристофера Приста, одну из основных ролей — Николы Теслы — исполнил Дэвид Боуи.
- 2007 — документальный фильм «Никола Тесла: Властелин мира»
- 2008—2011 — в сериале «Убежище» роль Теслы исполняет Джонатон Янг. Особенность этого фильма в том, что Тесла в нём ещё и (полу)вампир.
- 2011 — докудрама «Свободная энергия Теслы» (Украина). В главной роли Виктор Кузнецов.
- 2015 — сериал «Nikola Tesla and the End of the World», где героиня Софи Кларк случайно переносит Николу Теслу в современный Лондон[37].
- 2017 — «Война токов», в роли Николы Теслы — Николас Холт.
- 2020 — «Тесла», в роли Николы Теслы — Итан Хоук.
- 2020 — Никола Тесла появляется в 4 серии 12 сезона сериала «Доктор Кто» под названием «Ночь ужасов Николы Теслы» в исполнении Горана Вишнича.
- 2021[38] — «Тесла» выйдет как в формате полнометражного художественного фильма, так и в 10-серийной версии. Проект станет фантастическим представлением жизни учёного. Производители: Kinodanz (Россия)[39], «НМГ Студия», Archangel Studios (Сербия)[40] и китайская компания[41]. Деятельное участие принимает актёр и продюсер Милош Бикович[42]. Ожидаемый бюджет — $10 млн.[38].
- 2023 — Тесла выступает восьмым бойцом человечества в битве Рагнарёка, манги Record of ragnarok, после проигрыша Вельзевулу душа Теслы была уничтожена.
Компьютерные игры
- 2006 — в стратегии ParaWorld одним из героев является Никола Тесла, переименованный в Николая Таслова.
- 2007 — в игре Team Fortress 2 Никола Тесла нанят как первый инженер команды Синих.
- 2010 — в игре Dark Void Никола Тесла один из главных героев игры, где он находится в альтернативной вселенной.
- 2012 — в квесте «Нэнси Дрю. Смертельное устройство» эксплуатируется личность Николы Теслы.
- 2015 — В игре The Order: 1886 молодой Никола Тесла является инженером при ордене.
- 2018 — В игре Frostpunk Никола Тесла является правителем-диктатором города Теслаград, который, один из немногих, смог пережить Великую Зиму.
- 2020 — В альтернативной вселенной игры Iron Harvest Никола Тесла является создателем управляемых людьми подвижных роботов, которые участвовали в Первой мировой войне.
В торговых марках
- Tesla (компания, Чехословакия)[en] — чехословацкий конгломерат радиотехники и электронных компонентов.
- Tesla (ранее Tesla Motors) — американская автомобильная компания-стартап, ориентированная на производство электромобилей.
- Nvidia Tesla — серия графических карт фирмы NVIDIA.
Труды[править | править код]
Издания на русском языке[править | править код]
- Никола Тесла. Статьи. Арт-Лайт, 2016. ISBN 978-5-9905767-7-3
- Никола Тесла. Лекции. Агни, 2012. ISBN 978-5-89850-196-9
- Никола Тесла. Колорадо-Спрингс. Дневники 1899—1900. Агни, 2008. ISBN 978-5-89850-100-6
- Никола Тесла. Патенты. Агни, 2012. ISBN 978-5-89850-195-2
- Тесла Никола. Власть над миром / пер. Л. Бабушкиной. — М.: Алгоритм, 2018. — 205 с. — ISBN 978-5-906995-87-2.
Примечания[править | править код]
Комментарии
- ↑ Тесла — по-сербски и на многих славянских языках значит плотник. Возможно от тесло – орудие для резьбы[источник не указан 376 дней] по дереву и обработки камня[источник не указан 376 дней]
- ↑ Первую статью о Николе Тесле Б. Н. Ржонсницкий опубликовал в 1956 году.
- ↑ «Tesla Says Edison was an Empiricist. Electrical Technician Declares Persistent Trials Attested Inventor’s Vigor. ‘His Method Inefficient’ A Little Theory Would Have Saved Him 90 % of Labor, Ex-Aide Asserts. Praises His Great Genius.», New York Times, October 19, 1931. «Nikola Tesla, one of the world’s outstanding electrical technicians, who came to America in 1884 to work with Thomas A. Edison, specifically in the designing of motors and generators, recounted yesterday some of …»
- ↑ В статье «Тунгусский метеорит и время: 101-я гипотеза тайны века» временем появления этой гипотезы считается 1996 год (автором идеи называется предсказатель Манфред Димде), тогда как в статье ТУНГУСКА::ПРОБЛЕМА::ГИПОТЕЗЫ[31] утверждается, что идея прозвучала в 2000 году в телепередаче Александра Гордона
Источники
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Nikola Tesla
- ↑ Nikola (Nicola) Tesla // Brockhaus Enzyklopädie (нем.) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & F. A. Brockhaus, Wissen Media Verlag
- ↑ Тесла Никола // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохоров — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969.
- ↑ Finn B. S. Nikola Tesla // Tesla, Nikola (9/10 July 1856–07 January 1943), electrical inventor (англ.) // American National Biography Online / S. Ware — New York City: Oxford University Press, 2018. — ISSN 1470-6229 — doi:10.1093/ANB/9780198606697.ARTICLE.1301654
- ↑ Тесла, Никола — статья из энциклопедии «Кругосвет»
- ↑ Title of a biography by Robert Lomas Архивная копия от 24 декабря 2007 на Wayback Machine (seen)
- ↑ Marc J. Seifer. Wizard: The Life and Times of Nikola Tesla : Biography of a Genius. — Citadel Press, 1998. — С. 413. — 578 с. — ISBN 9780806519609. Архивная копия от 19 апреля 2016 на Wayback Machine
- ↑ Tesla, Nikola // Encyclopædia Britannica 2007 Ultimate Reference Suite. — Encyclopædia Britannica, 2007.
- ↑ Harnessing the Wheelwork of Nature: Tesla’s Science of Energy by Thomas Valone
- ↑ Dommermuth-Costa, Carol. Nikola Tesla: A Spark of Genius. — 1994. — С. 11—12. — ISBN 0-8225-4920-4.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ржонсницкий Б. Н. Никола Тесла. — М.: «Молодая гвардия». 1959. — См. список литературы
- ↑ Margaret Cheney, Robert Uth, and Jim Glenn. Tesla, Master of Lightning. — Barnes & Noble Publishing, 1999. — ISBN 0-7607-1005-8.
- ↑ Рассказ комбинирован из трёх источников:
Н. Тесла «Речь по случаю вручения медали Эдисона» (18 мая 1917 года). Перевод из книги: Никола Тесла. Лекции. Самара, «Агни», 2008. Перевод С. В. Сливашкина, А. Е. Дунаева.
Н. Тесла «Личные воспоминания» (Опубликовано в «Scientific American», 5 июня 1915 года) Перевод из книги: Никола Тесла. Статьи. Самара, «Агни», 2008. Перевод Л. Б. Бабушкиной.
Н. Тесла «Мои изобретения» (Опубликовано в «Electrical Experimenter», 1919 г.) Перевод из книги: Никола Тесла. Статьи. Самара, «Агни», 2008. Перевод Л. Б. Бабушкиной.
- ↑ «Master of Lightning» by Public Broadcasting Service. Website.
- ↑ Margaret Cheney. Tesla: Man Out of Time. — Simon and Schuster, 2001. — С. 33. — 422 с. — ISBN 9780743215367. Архивная копия от 12 сентября 2019 на Wayback Machine
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Tesla,
. Kolorado-Springs : dnevniki, 1899-1900. — Agni, 2008. — ISBN 9785898501006. - ↑ Anderson, Leland I. Nikola Tesla On His Work with Alternating Currents and Their Application to wireless Telegraphy, Telephony, and Transmission of Power (англ.). «This Wardenclyffe station was that — experimental?» Tesla, «No, it was a commercial undertaking. . . .». — 21st Century Books, 2002. — P. 106, 153, 170.
- ↑ Walter W. Massie & Charles R. Underhill: “The Future of the Wireless Art” by Nikola Tesla. www.tfcbooks.com (1908). Дата обращения: 2 января 2020. Архивировано 4 октября 2011 года.
- ↑ Cheney, Margaret. Tesla Master of Lightning (англ.). «Unable to overcome his financial burdens, he was forced to close the laboratory in 1905.». — New York: Barnes & Noble Books, 1999. — P. 107. — ISBN 0-7607-1005-8.
- ↑ John J. O’Neil. Prodigal Genius: The Life of Nikola Tesla. — Cosimo, Inc., 2006. — 338 с. — ISBN 9781596057135. Архивная копия от 12 июля 2019 на Wayback Machine
- ↑ W. Bernard Carlson. Tesla: Inventor of the Electrical Age. — Princeton University Press, 2013. — С. 228—229, 389. — 517 с. — ISBN 9781400846559. Архивная копия от 19 апреля 2016 на Wayback Machine
- ↑ Cameron Prince. 1943 – Nikola Tesla Dies at Age 86 (англ.). Tesla Universe. Дата обращения: 23 мая 2019. Архивировано 21 апреля 2019 года.
- ↑ Валентина Богомолова. Никола Тесла (Nikola Tesla). Гений-одиночка или безумец опередивший своё время? Независимый научно-технический портал “НТПО” (3 ноября 2004). Дата обращения: 12 августа 2019. Архивировано 12 августа 2019 года.
- ↑ Сергей Добрынин. Никола Тесла: прах преткновения, Радио Свобода (12 июня 2015). Архивировано 9 октября 2015 года. Дата обращения: 7 ноября 2015.
- ↑ Образцов П. Гений электричества и пиара // Наука и жизнь. — 2010. — № 6. — С. 57—60. Архивировано 19 марта 2012 года.
- ↑ Николай Фёдоров. Повелитель молний. 12 мифов о Николе Тесле // Вокруг света : журнал. — 2016. — Июль (№ 7 (2910)). — С. 110—115. — ISSN 0321-0669. Архивировано 29 сентября 2016 года.
- ↑ 1 2 3 Tim Swartz The Lost Journals of Nikola Tesla : Haarp — Chemtrails and Secret of Alternative 4 Архивная копия от 20 июня 2008 на Wayback Machine (англ.) — 2000. ISBN 1-892062-13-5
- ↑ Читательские рецензии на книгу Архивная копия от 6 октября 2016 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ Никола Тесла и его забытые изобретения. Мир фантастики и фэнтези. Мир фантастики (3 апреля 2005). Дата обращения: 11 июля 2019. Архивировано 11 июля 2019 года.
- ↑ Dr-Nikola-Tesla-aitrui Архивная копия от 5 января 2009 на Wayback Machine (недоступная ссылка с 14-05-2013 [3658 дней] — история) (англ.)
- ↑ В. А. Ромейко. Гипотезы о возможной природе тунгусского явления. Тунгуска. Проблемы. Гипотезы. www.tunguska.ru. Дата обращения: 12 августа 2019. Архивировано 25 июня 2010 года.
- ↑ Каку, Митио. Вечный двигатель // Физика невозможного. — М.: Альпина нон-фикшн, 2016. — С. 349—367. — 456 с. — ISBN 978-5-91671-496-8.
- ↑ 1 2 3 4 База данных классификатора КЛАДР от 10.10.2021
- ↑ tengrinews.kz. Именем Николы Теслы названа одна из улиц Астаны. Дата обращения: 16 ноября 2016. Архивировано 16 ноября 2016 года.
- ↑ Ильхам Алиев и Президент Сербии Томислав Николич приняли участие в церемонии открытия памятника выдающемуся сербскому ученому Николе Тесле. Официальный сайт президента Азербайджанской Республики. ru.president.az (8 февраля 2013). Дата обращения: 12 августа 2019. Архивировано 14 августа 2020 года.
- ↑ Grant Parpan. $3.65M for East End preservation in latest round of economic development grants, Suffolk Times (2 января 2020). Архивировано 2 января 2020 года. Дата обращения: 2 января 2020.
- ↑ Nikola Tesla and the End of the World. imdb. Дата обращения: 11 июля 2019. Архивировано 26 ноября 2020 года.
- ↑ 1 2 Картину о Николе Тесле планируют выпустить в прокат в 2021 году // РИА Новости. — 2019. — 8 июня. Архивировано 1 января 2020 года.
- ↑ Магия в тренде // OOО «КиноВидеоБизнес» / Мария Безрук. — 2019. — 7 марта. Архивировано 17 мая 2019 года.
- ↑ «НМГ Студия» и Милош Бикович снимут фильм про Николу Тесла. Известия (7 июня 2019). Дата обращения: 1 января 2020. Архивировано 27 июля 2019 года.
- ↑ Сусанна Альперина. Милош Бикович снимет сериал “Тесла” (22 октября 2018). Архивировано 1 января 2020 года. Дата обращения: 1 января 2020.
- ↑ Авторадио OnAir. Актёр Милош Бикович: аллергия на деревню, сербские 90-е, роль Магомаева, сериал про Николу Тесла. YouTube (26 декабря 2019). Дата обращения: 1 января 2020. Архивировано 26 января 2020 года.
Литература[править | править код]
Книги
- Влайч С. Никола Тесла — человек-ангел. — М.: «Дельфис», 2013.
- Пиштало В. Никола Тесла. Портрет среди масок. — «Азбука-классика», 2010
- Ржонсницкий Б. Н. Никола Тесла. Жизнь замечательных людей. Серия биографий. Выпуск 12. / Научная редакция и предисловие доктора технических наук проф. Г. И. Бабата. — М.: Молодая гвардия, 1959. Архивная копия от 10 ноября 2007 на Wayback Machine (176 КБ)
- Сейфер М. Абсолютное оружие Америки. — М.: Эксмо, 2005. — ISBN 5699081615.
- Сейфер М. Никола Тесла. Повелитель вселенной. — Эксмо, Яуза, 2007. — ISBN 978-5-699-23746-3.
- Тесла Никола. Дневники. Я могу объяснить многое / пер. Стевана Йовановича. — М.: Яуза-пресс, 2018. — 268 с. — ISBN 978-5-9955-0989-9. Книга позиционируется как публикация рассекреченного личного дневника Теслы, но её достоверность сомнительна (см. рецензию: Рябухин Борис Константинович. Тесла: человек-легенда // Мир транспорта : журнал. — 2018. — Т. 16, № 4. — С. 258—264. — ISSN 1992-3252.).
- Фейгин О. Никола Тесла: Наследие великого изобретателя. — М.: Альпина нон-фикшн, 2012. — 328 с. — (Тайны атомного века). — 3000 экз. — ISBN 978-5-91671-158-5.
- Храмов Ю. А. Тесла Никола (Tesla Nikola) // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 260. — 400 с. — 200 000 экз.
- Цверава Г. К. Никола Тесла, 1856—1943. — Л.: Наука; Ленингр. отд-ние, 1974.(Шифр РНБ : 74-3/1062 (недоступная ссылка с 14-05-2013 [3658 дней] — история))
- Записка К.Е. Ворошилова И.В. Сталину об изобретении американского ученого-физика Н. Тесла. 29 ноября 1934 г // Москва – Вашингтон. Политика и дипломатия Кремля, 1921-1941 / Севостьянов Г. Н.. — М.: Наука, 2009. — Т. 3. — 552 с. — ISBN 978-5-02-036745-6.
Статьи
- Поляков В. Приёмники Теслы
- Ржонсницкий Б. Н. Выдающийся электротехник Никола Тесла (1856—1943). — Вопросы естествознания и техники. Институт естествознания и техники АН СССР. — Вып. I. — М., 1956. — С. 192.
- Ржонсницкий Б. Н. Никола Тесла (К 100-летию со дня рождения). — Вестник АН СССР. № 7. Памятные даты. 1956. — С. 90.
- Kak S. Tesla, wireless energy transmission and Vivekananda (англ.) // Current Science[en] : journal. — 2017. — 10 December (vol. 113, no. 10). — P. 2207—2209. — ISSN 0011-3891.
Научно-популярные издания
- Абрамович В. Метафизика и космология учёного Николы Теслы. (297 КБ)
- Богомолова В. Никола Тесла герой-одиночка или безумец опередивший своё время? , 03.11.2004.
- Глинка К. Снесла курочка яичко // Независимый Бостонский Альманах «Лебедь» № 355, 28 декабря 2003 г.
- Мазурин Ю. В. Никола Тесла — славянский гений.
- Никола Тесла: Повелитель молний (недоступная ссылка с 14-05-2013 [3658 дней] — история) 26.01.2007
- Образцов П. Гений электричества и пиара. Наука и жизнь, № 6 (2010). — С. 57—60.
- Подборка статей из журнала «Дельфис», 1999 г. — Российский общеобразовательный портал
- Ржонсницкий Б. Н. Жизнь, отданная науке (Никола Тесла). — Огонёк. № 28. 1956. — С. 29.
- Сарич Ж. Посвящённый. Роман о Николе Тесле. — М.: «Дельфис», 2010.
Ссылки[править | править код]
- Никола Тесла в энциклопедии Кругосвет
- Никола Тесла — статья из Большой советской энциклопедии.
- Nikola Tesla Museum (англ.)
- Les documents :: Collection de 15 300 documents d’époque (фр.). NikolaTesla.fr. — подборка документов и фотографий, имеющих отношение к Тесле. Дата обращения: 26 мая 2020. Архивировано из оригинала 1 октября 2011 года.
Общее понятие о переменном токе
Так как переменный ток в общем случае меняется в электрической цепи не только по величине, но и по направлению, то одно из направлений переменного тока в цепи условно считают положительным, а другое, противоположное первому, — отрицательным. В соответствии с этим и величину мгновенного значения переменного тока в первом случае считают положительной, а во втором случае — отрицательной.
Сила переменного тока — величина скалярная, знак её определяется тем, в каком направлении ток протекает в цепи в рассматриваемый момент времени — в положительном или отрицательном.
Величина переменного тока, соответствующая данному моменту времени, называется мгновенным значением переменного тока.
Максимальное мгновенное значение переменного тока, которого он достигает в процессе своего изменения, называется амплитудой тока Im.
График зависимости силы переменного тока от времени называется развёрнутой диаграммой переменного тока.
Развёрнутая диаграмма переменного синусоидального тока
На рисунке приведена развёрнутая диаграмма переменного тока, изменяющегося с течением времени по величине и направлению. На горизонтальной оси — оси времени — в определённом масштабе отложены отрезки времени, а по вертикальной оси — сила тока, причём в направлении вверх выбрано положительное направление, а вниз — отрицательное.
В начальный момент времени t=0сила тока равна нулю (i=0). Затем она с течением времени растёт в положительном направлении, в момент времени t=T4 достигает максимального значения, после чего убывает и в момент времени t=T2
становится равной нулю. Затем, пройдя через нулевое значение, ток меняет своё направление на противоположное, то есть сила тока становится отрицательной, затем она растёт по абсолютной величине (стремясь вниз), достигает максимума (по абсолютной величине) при t=34T, а после этого убывает (по абсолютной величине), стремясь к нулю, и при t=T становится равной нулю.
История открытия переменного тока
Впервые переменным токам стали уделять внимание ввиду коммерческой ценности после появления на свет изобретений, созданных Николой Тесла. Материальный конфликт с Эдисоном отметил сильным отпечатком судьбы обоих. Когда американский предприниматель забрал назад обещания перед Николой Тесла, потерял немалую выгоду. Выдающемуся ученому не понравилось вольное обращение, серб выдумал двигатель переменного тока промышленного типа (изобретение сделал намного раньше). Предприятия пользовались исключительно постоянным. Эдисон продвигал указанный вид.
Тесла впервые показал: переменным напряжением можно достичь гораздо больших результатов. В особенности, когда энергию приходится передавать на большие расстояния. Использование трансформаторов без труда позволяет повысить напряжение, резко снижая потери на активном сопротивлении. Приемная сторона параметры вновь возвращает к исходным. Неплохо сэкономите на толщине проводов.
Сегодня показано: передача постоянного тока экономически выгоднее. Тесла изменил ход истории. Придумай ученый преобразователи постоянного тока, мир выглядел бы иначе.
Начало активному использованию переменного тока положил Никола Тесла, создав двухфазный двигатель. Опыты передачи энергии на значительные расстояния расставили факты по своим местам: неудобно переносить производство в район Ниагарского водопада, гораздо проще проложить линию до места назначения.
Школьный вариант трактовки переменного и постоянного тока
Переменный ток демонстрирует ряд свойств, отличающих явление от постоянного. Вначале обратимся к истории открытия явления. Родоначальником переменного тока в обиходе человечества считают Отто фон Герике. Первым заметил: заряды природные двух знаков. Ток способен протекать в разном направлении. Касательно Тесла, инженер больше интересовался практической частью, авторские лекции упоминают двух экспериментаторов британского происхождения:
- Вильям Споттисвуд лишен странички русскоязычной Википедии, национальная часть – замалчивает работы с переменным током. Подобно Георгу Ому, ученый – талантливый математик, остается сожалеть, что с трудом можно узнать, чем именно занимался муж науки.
- Джеймс Эдвард Генри Гордон намного ближе практической части вопроса применения электричества. Много экспериментировал с генераторами, разработал прибор собственной конструкции мощностью 350 кВт. Много внимания уделял освещению, снабжению энергией заводов, фабрик.
Считается, первые генераторы переменного тока созданы в 30-е годы XIX века. Майкл Фарадей экспериментально исследовал магнитные поля. Опыты вызывали ревность сэра Хемфри Дэви, критиковавшего ученика за плагиат. Сложно потомкам выяснить правоту, факт остается фактом: переменный ток полвека просуществовал невостребованным. В первой половине XIX-го века выдуман электрический двигатель (авторство Майкла Фарадея). Работал, питаемый постоянным током.
Никола Тесла впервые догадался реализовать теорию Араго о вращающемся магнитном поле. Понадобились две фазы переменного тока (сдвиг 90 градусов). Попутно Тесла отметил: возможны более сложные конфигурации (текст патента). Позднее изобретатель трехфазного двигателя, Доливо-Добровольский, тщетно силился запатентовать детище плодотворного ума.
Продолжительное время переменный ток оставался невостребованным. Эдисон противился внедрению явления в обиход. Промышленник боялся крупных финансовых потерь.
Никола Тесла изучал электрические машины
Как Никола Тесла стал изобретателем
Рожденный в семье священника, Никола должен был продолжить карьеру отца. Участь эта его сильно тяготила, поскольку любовь к науке и инженерии проявилась в нем с самого детства. Когда Тесла закончил Реальное училище в Хорватии, на тот момент входящей в состав Австрийской империи, и получил аттестат зрелости, он был вынужден вернуться на родину, чтобы сменить своего отца. Однако разыгравшаяся в его родном городе Госпич эпидемия холеры спасла молодого ученого от духовных наук. Болезнь сразила Теслу практически сразу: больной провел в постели больше полугода, а врачи были уверены в том, что выздороветь он не сможет. Холера дала серьезные осложнения, и даже родные Николы потеряли последнюю надежду. В один из приступов умирающий Тесла сказал своему отцу, что точно поправится, если тот позволит ему отказаться от карьеры священника и продолжить изучать инженерию в университете. Отец тут же согласился, а изобретатель вскоре вылечился и готов был начать свою научную карьеру.
В 1875 году Никола Тесла поступил в Грацский технический университет, где занимался изучением электротехники. Там он впервые выразил идею об эффективности использования переменного тока в работе электрических машин, за что был подвергнут жестокой критике. Он заработал себе репутацию человека с причудами — Тесла любил азартные игры, и такое увлечение привело к банкротству его семьи.
Позже Тесла поступил в Карлов университет в Праге на философский факультет. Проучившись лишь один семестр, изобретатель был вынужден бросить учебу из-за бедственного финансового положения, и начал работать инженером-электриком в телеграфной компании.
В Европе карьера Николы не заладилась: Continental Edison Company не заплатила ему премию за масштабный проект по строительству электростанции в Страсбурге, после чего инженер решил переехать в Америку. В Нью-Йорке Тесла работал на самого Томаса Эдисона в компании Edison Machine Works. Несмотря на бесспорный талант молодого изобретателя, Эдисон скептически относился к идее о переменном токе и не верил, что генератор постоянного тока требует доработки. Он даже поспорил с Николой на $50 тыс., что тот не сможет доработать устройство Эдисона. Тесла с энтузиазмом приступил к разработкам и через некоторое время смог представить новые высокоэффективные вариации машины Эдисона. Одобрив все разработки Теслы, Эдисон не заплатил изобретателю ни цента.
После разрыва с Эдисоном Тесла оказался на самом дне своей карьеры. Его положение было настолько бедственным, что он занимался подсобными работами, чтобы обеспечить себе минимальный заработок. Ситуация изменилась в 1887 году: Тесла познакомился с Альфредом Брауном, директором банка Western Union, и Чарльзом Пеком, адвокатом из Нью-Йорка. Мужчины были впечатлены работой переменного тока на примере изобретения, которое Тесла назвал «Яйцо Колумба», и посчитали проект очень привлекательным для инвестиций. Так Тесла смог основать свою лабораторию и получить первый патент на изобретение.
В июле 1888 года Тесла продал патент на многофазную систему передачи переменного тока инженеру и предпринимателю Вестингаузу, который пригласил ученого продолжить разработки системы в Питтсбурге. Период с 1888 года по 1905 год можно считать самым успешным в карьере Теслы. Он открывает новую лабораторию в центре Нью-Йорка и продолжает активно заниматься наукой, впервые высказав идею о том, что электричество можно передавать без помощи проводов. В 1891 году Никола разрабатывает свое самое известное изобретение — катушку Теслы, или трансформатор Теслы, представляющий собой устройство, способное производить высокое напряжение высокой частоты. Никола ездил по миру с лекциями: он был гостем в Лондоне, Париже и Загребе, не считая постоянных туров по США.
В 1895 году Тесла потерял все свои чертежи из-за сильнейшего пожара в лаборатории. Основным проектом после этого для него стало строительство электростанции на Ниагарском Водопаде, а в 1899 году изобретатель переехал в Колорадо Спрингс, чтобы не отвлекаться от своих научных разработок. Передача электричества по воздуху стала главной идеей Теслы, которая занимала его до самой смерти в 1943 году.
Жизнь в отелях и дорогостоящие разработки привели к банкротству изобретателя в 1916 году. Странный образ жизни Теслы и все более загадочные изобретения вроде лучевого оружия, электрических летательных аппаратов и беспроводной передачи электроэнергии породили слухи и теории. Самая популярная из них гласит, что ученый спровоцировал падение Тунгусского метеорита.
Никола Тесла умер в возрасте 87 лет в 1943 году. Его тело нашла горничная отеля Нью-Йоркер, которая зашла к изобретателю в номер, не обратив внимания на табличку «не беспокоить».
Согласно теории заговора, после новости о смерти Теслы его квартиру по приказу ФБР оцепили представители Управления по хранению инопланетных объектов (Office of Alien Property Custodian). Они якобы изъяли все разработки, которые находились в номере ученого, и засекретили их, поскольку посчитали, что в них содержится информация, которая не должна стать известной широкой публике.
Как русский инженер дал подсказку Тесле
В 1895 году компанией Вестингауза была пущена первая в мире гидроэлектростанция — Ниагарская ГЭС. Не вижу никакой проблемы в том, чтобы признать и ошибки Теслы. На сегодняшний день по всему миру используется трехфазная система тока, которую изобрел в 1890 году русский инженер, один из основоположников электротехники Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Тесла же считал наиболее экономичной двухфазную систему.
На выставке 1891 года во Франкфурте-на-Майне Тесла познакомился с изобретением Доливо-Добровольского и, осознав бесспорные преимущества трехфазной системы, отправился обратно в США — переделывать систему Ниагарской ГЭС. Доливо-Добровольский несправедливо забыт на фоне громкой полумифической славы Теслы, поэтому считаю важным его упомянуть. Но этот факт нельзя относить к унизительным по отношению к Тесле, это абсолютно нормальный путь развития изобретений человечества. Таким образом, к заслугам Теслы уверенно можно приписать достаточно быстрое усвоение европейской концепции трехфазной передачи тока и трехфазных электромоторов и построение указанных систем в США.
С 1889 года Никола Тесла приступил к исследованиям токов высокой частоты и высоких напряжений. Как мы говорили в начале, он изобрел первые образцы электромеханических генераторов высоких частот и высокочастотный трансформатор, создав тем самым предпосылки для развития новой отрасли электротехники — техники ВЧ.
Фото: NIKOLA TESLA
В ходе исследований токов высокой частоты Тесла, разумеется, уделял внимание и вопросам техники безопасности. Впоследствии многим исследователям и инженерам крайне пригодился богатый накопленный опыт Теслы в этой очень важной теме. Исследуя вопросы безопасности, Николе Тесле приходилось экспериментировать и с собственным телом, чтобы лучше понять, как переменные токи различной частоты и амплитуды воздействуют на человеческий организм. Им были впервые сформулированы правила при работе с ВЧ-токами, которые применяются и сегодня. Например, Тесла на личном примере убедился, что электрический ток частотой выше 700 Гц безболезненно протекает по поверхности тела и не вредит тканям. Кроме того, инженер разработал первые электротехнические аппараты для медицинских исследований, которые стали популярны во всем мире. Электротерапия используется до сих пор: например, для очищения пор, удаления сыпи и пр. Бактерии, как оказалось, быстро погибают под воздействием электричества, и Тесла первым обнаружил, что таким образом можно легко и просто очищать загрязненные поверхности.
130 лет назад, 10 марта 1891 года, инженер запатентовал надежный способ получения токов «Метод управления дуговыми лампами». Это изобретение очень пригодилось в радиосвязи для устранения помех от шумно работающей дуговой лампы.
Как образуется переменный ток
Чтобы заряды перемещались по проводнику, а это и есть сила тока, необходимо иметь источник питания. Этот источник создает электродвижущую силу, заставляющую перемещаться заряды. В постоянных источниках это могут быть химические, механические и другие способы получения этой силы. Для промышленного переменного источника используется в основном механический способ.
Чтобы понять этот способ представим себе металлическую проволоку, согнутую в виде рамки. После чего внесем ее в подковообразный магнит. Под действием магнитного поля свободные электроны переместятся в один из концов рамки. Если ее развернуть на 180о, то магнитное поле переместит электроны в другой конец рамки. В тот момент, когда рамка вращалась, перемещались заряды, создавая ток.
Если рамка будет вращаться с определенной скоростью, то в ней будут перемещаться и заряженные частицы. Если отобразить перемещение электронов по рамке графически, то получим синусоиду. Она покажет, как напряжение возрастает при приближении рамки к магниту и убывает при удалении ее от магнита. Конечно, обычным вольтметром вряд ли удастся обнаружить такое напряжение, но если рамка будет состоять из множества витков провода, то напряжение поднимется.
На электростанциях происходит принципиально то же самое. Большие катушки вращаются внутри постоянных магнитов либо магниты вращаются вокруг катушек, что на принцип действия не оказывает никакого влияния. Так получают переменное напряжение, которое, в отличие от постоянного, меняет свое направление или силу.
Где используется переменный ток
Переменный ток лежит в основе принципа действия большинства известных сегодня приборов. Проще сказать, где применяется постоянный, читатели сделают выводы:
- Постоянный ток применяется в аккумуляторах. Переменный порождает движение – не может храниться современными устройствами. Потом в приборе электричество преобразуется в нужную форму.
- КПД коллекторных двигателей постоянного тока выше. По этой причине выгодно применять указанные разновидности.
- При помощи постоянного тока действуют магниты. К примеру, домофонов.
- Постоянное напряжение применяется электроникой. Потребляемый ток варьируется в некоторых пределах. В промышленности носит название постоянного.
- Постоянное напряжение применяется кинескопами для создания потенциала, увеличения эмиссии катода. Случаи назовем аналогами блоков питания полупроводниковой техники, хотя иногда различие значительно.
В остальных случаях переменный ток выказывает весомое преимущество. Трансформаторы – неотъемлемая составляющая техники. Даже в сварке далеко не всегда господствует постоянный ток, но в любом современном оборудовании этого типа имеется инвертор. Так гораздо проще и удобнее получить достойные технические характеристики.
Хотя исторически первыми получены были статические заряды. Вспомним шерсть и янтарь, с которыми работал Фалес Милетский.
Генератор переменного тока
Генератор переменного тока — это электрическая машина, которая является составной частью полифазной системы электроснабжения Теслы, о которой речь пойдёт ниже. Генератор создаёт переменный ток, используя механическую работу (например, генераторы, установленные на дамбах, использующие падающую на их лопасти воду).
Мы не будем объяснять принцип работы генератора. Посмотрите видео ниже, если хотите понять подробнее.
Альтернатор Теслы (другое название генератора переменного тока) превосходил все другие по той простой причине, что он был действительно эффективен на практике. Свой генератор Тесла изобрёл ещё будучи на 2 курсе и уже тогда обращался к своим преподавателям с идеей использования переменного тока, но от его идей все отмахивались, как от бредовых. Некоторые профессора даже просто смеялись над его изобретениями.
В 1882 году Тесла работает в Париже и создаёт первый рабочий прототип своего генератора.
Приехав в 1884 году в США, Тесла направился к тогда уже известному изобретателю и коммерсанту в области электричества Томасу Эдисону и устроился к нему на работу. Попутно Тесла предлагал Эдисону свои идеи по использованию переменного тока, но Эдисон считал, что он сошёл с ума, раз думает, что переменный ток можно хоть как-то использовать. Дошло даже до того, что Тесла, не поняв сарказма Эдисона, подумал, что получит большую сумму от Эдисона, если сделает несколько десятков определённых изобретений на заказ. Тесла их сделал, а Эдисон сказал, что пошутил, а Тесле рекомендовал научиться понимать американский юмор.
В 1891 году Тесла получает в США патент на первый в мире альтернатор.
Генератор переменного тока 1891 года
Патент Теслы на генератор переменного тока
Многофазный генератор Теслы мощностью 500 л.с. (около 370 кВт) на выставке Вестингауза
Двигатель переменного тока
Двигатель переменного тока или асинхронная машина — это ещё один этап в развитии идей применения переменного тока. Генератор переменного тока мы уже обсудили, значит электричество мы получаем, но что с ним делать дальше? У нас ведь нет машин, которые бы работали от переменного тока! Вот Тесла их и изобрёл.
Патент Теслы на электрический двигатель 1888 года
В 1880-е года множество изобретателей пыталось изобрести рабочие варианты двигателей переменного тока, но сделать этого не удавалось. Галилео Феррарис занимается теоретическим исследованием создания двигателей переменного тока и приходит к ошибочному выводу, что они попросту не могут быть эффективными и коммерчески успешными. Это добавило мотивации изобретателям всего мира, это звучало как вызов — создать эффективный двигатель переменного тока. Тесла отвечает на этот вызов и демонстрирует в 1887 году свой первый вариант двигателя, работающего на переменном токе, а в 1887 году совершенствует свою модель, выпуская вторую машину.
Один из оригинальных электрических моторов Теслы 1888 года.
Основная причина, по которой рациональное использование двигателей переменного тока казалось невозможным, заключалась в том, что они были однофазовыми. Тесла же обосновал теоретически и доказал практически, что можно не ограничиваться одной фазой, а делать две или больше фаз.
На картинке ниже показано схематически устройство двух- и трёхфазных двигателей переменного тока:
Позже Тесла изобретает и патентует множество модифицированных моторов и двигателей переменного тока. Все эти патенты, как писалось выше, Тесла продаёт Вестингаузу.
Двухфазный электрический двигатель переменного тока из коллекции Вестингауза.
4-х фазный электрический двигатель переменного тока из коллекции Вестингауза.
Полифазный электрический двигатель переменного тока из коллекции Вестингауза.
Почему переменный ток используется чаще постоянного?
Если ответить коротко на этот вопрос, то все дело в его многофункциональности. Что можно делать с переменным напряжением, вот несколько направлений:
- подвергать трансформации;
- менять частоту;
- получать многофазные цепи;
- в некоторых областях дает лучшие характеристики.
Одно из главных преимуществ – возможность трансформации. Правда, постоянное напряжение можно также менять с помощью делителя напряжения или умножителя, но это будет одна электрическая цепь. Для гальванической развязки нужен трансформатор, в котором используется две и более независимых цепей.
Кроме того, трансформатор намного проще умножителей напряжения и позволяет значительно увеличивать напряжение. Почему так важно повышать напряженность цепи? Дело в том, что по закону Ома, чем выше напряжение, тем меньше потери при передаче, а это дает возможность передавать электроэнергию на большие расстояния.
Все радиоустройства для передачи сигнала без проводов используют переменную составляющую, называемую промежуточной частотой. Набор частот позволяет использовать множество радиоустройств, которые не мешают друг другу. Длинноволновые сигналы способны распространяться на большие расстояния, огибая Землю. Ультракороткие частоты, напротив, распространяются по прямой, позволяя создавать радиотелескопы для изучения космоса, недр Земли, океана.
При использовании синусоидального тока возникает возможность увеличивать мощность передачи к электропотребителям. Достигается это увеличением числа фаз. Мощность однофазного и трехфазного двигателя будет значительно отличаться при одних и тех же габаритах. А передача большей мощности будет достигнута в трехфазной сети при одинаковом сечении проводов.
Чтобы выпрямить переменный ток, достаточно использовать несложное устройство, называемое выпрямитель, а вот из постоянного сделать переменный синусоидальный с помощью радиодеталей будет несколько хлопотно. До сравнительно недавнего времени для освещения использовались лампы накаливания. Использование постоянного и переменного тока дают разные результаты цветопередачи, белый свет дают лампы переменного тока. Правда, современные лампы, работающие на фотодиодах, используют постоянную составляющую, но по мощности они еще не достигли своих собратьев.
Никола Тесла: вопросы безопасности и эффективности
Когда Никола Тесла ушел от Томаса Эдисона, последний устроил информационную атаку против изобретений Николы Тесла, уверяя, что переменный ток опасен для жизни человека. На самом деле все дело в величине напряжения, которое подавалось на испытуемых животных. Тесла для опровержения такого утверждения пропускал через себя ток высокой частоты. И это действительно так. Чем выше частота, тем меньше заряд проходит через внутренности человека, скапливаясь на его коже.
Что касается эффективности, то разница работы ламп накаливания говорит сама за себя. Их мощность и цветовая передача была лучше у Николы, чем у Томаса. Поэтому у Николы появлялось все больше заказчиков для освещения различных объектов. Кроме того, передача сигнала по воздуху могла осуществляться только с переменной волной, что, конечно же, невозможно для постоянного тока. Но как распространяются радиоволны?
Через эфир
Поныне безуспешно ведутся споры, касаемо первооткрывателя радио. Прохождение волны через эфир обнаружил Герц, описав законы движения, показав, сродство оптическим. Сегодня известно: переменное поле бороздит пространстве. Явление Попов (1895 год) использовал, передавая первое Земное сообщение «Генрих Герц».
Видим, ученые мужи дружны между собой. Сколько уважения демонстрирует первое сообщение. Дата остается спорной, каждое государство первенство хочет присвоить безраздельно. Переменный ток создает поле, распространяющееся через эфир.
Сегодня общеизвестны диапазоны вещания, окна, стены атмосферы, различных сред (вода, газы). Важное место отводится частоте. Установлено, каждый сигнал можно представить суммой элементарных колебаний-синусоид (согласно теоремам Фурье). Спектральный анализ оперирует простейшими гармониками. Суммарный эффект рассматривается, как равнодействующая элементарных составляющих. Произвольный сигнал раскладывается преобразованием Фурье.
Окна атмосферы определяются аналогичным образом. Увидим частоты, проходящие сквозь толщу хорошо и плохо. Не всегда последнее оказывается негативным эффектом. Микроволновые печи используют частоты 2,4 ГГц, ударно поглощаемые парами воды. Для связи волны бесполезны, зато хороши кулинарными способностями!
Новичков тревожит вопрос распространения волны через эфир. Обсудим подробнее неразрешенную поныне учеными загадку.
Диполь антенна Герца
Вибратор Герца, эфир, электромагнитная волна
Взаимосвязь электрического, магнитного полей впервые продемонстрировал в 1821 году Майкл Фарадей. Чуть позднее показали: конденсатор пригоден для создания колебаний. Нельзя сказать, чтобы связь двух событий немедленно осознали. Феликс Савари разряжал лейденскую банку через дроссель, сердечником которому служила стальная игла.
Неизвестно доподлинно, чего добивался астроном, результат оказался любопытным. Иногда игла оказывалась намагниченной в одном направлении, иногда – противоположном. Ток генератора одного знака. Ученый правильно сделал вывод: затухающий колебательный процесс. Толком не зная индуктивных, емкостных реактивных сопротивлений.
Теорию процесс подвели позже. Опыты повторены Джозефом Генри, Вильямом Томпсоном, определившим резонансную частоту: где процесс продолжался максимальный период времени. Явление позволило количественно описать зависимости характеристик цепи от элементов составляющих (индуктивность и емкость). В 1861 году Максвелл вывел знаменитые уравнения, одно следствие особенно важно: «Переменное электрическое поле порождает магнитное и наоборот».
Возникает волна, векторы индукции взаимно перпендикулярны. Пространственно повторяют форму породившего процесса. Волна бороздит эфир. Явление использовал Генрих Герц, развернув обкладки конденсатора в пространстве, плоскости стали излучателями. Попов догадался закладывать информацию в электромагнитную волну (модулировать), что используется сегодня повсеместно. Причем в эфире и внутри полупроводниковой техники.
Преимущества переменного тока
- 1) значительно более дешевое производство генераторов;
- 2) также и электродвигатели в изготовлении дешевле и проще;
- 3) более удобная передача на большие расстояния;
- 4) возможность легко менять напряжение;
- 5) возможность преобразовывать его в постоянный.
Война переменного и постоянного тока
Противостояние Томаса Эдисона и Николы Теслы (а также Джорджа Вестингауза) в борьбе за использование постоянного и переменного тока соответственно. «Война» продолжалась свыше ста лет и закончилась в конце ноября 2007 года с окончательным переходом Нью-Йорка с постоянного тока на переменный. Война токов берет своё начало с 80-х годов XIX века, когда электричество начинает активно применяться при котором возникает проблема распределения и подачи электроэнергии на дальние расстояния. Постоянны ток не мог похвастаться передачей электроэнергии на дальние, а если и эта электроэнергия могла быть передана, то электрическое напряжение было очень маленьким следовательно не выгодным для использования. Переменный ток может менять своё напряжение с помощью трансформаторов — это способствует передавать электроэнергию на большие расстояния по магистральным линиям. При кратковременном воздействии переменного тока на человека вызывает сбой в работе сердечной мышцы, а действие постоянного тока на человека даже используется в медицине, действие постоянного тока способствует очищения кожи человека от сыпи и бактерий. Переменный ток имел проблемы в распространении для больших масс в том, что не было соответствующих моторов и счетчиков. Вскоре к 1882 году Тесла справился с этой проблемой и изобрел многофазный электромотор, который получил патент в 1888 году и в этом же году появляется первый счётчик переменного тока. Противостояние Когда Томас Эдисон начинает понимать, что общество постепенно переходит на переменный ток и, следовательно, отказывается от постоянного, он начинает проводить политику черного пиара против переменного тока. Это выражалось в том, что Эдисон публично убивал животных действием на ни переменным током. Он открыто высказывался, то переменный ток является более опасным чем постоянный. Черный пиар Эддисона ни к чему не приводил. Люди, работавшие с переменным током, получали огромные заказы на освещение разных объектов(одним из таких объектов стала Чикагская ярмарка в 1893 году). Война завершается победой переменной тока в середине 90-х годов XX столетия. Эта победа обуславливается сворачивание сетей постоянного тока. Хотя и по сей день в разных районах Америки до сих пор используется постоянный ток для поддержания работы устройств работающих изначально на постоянном токе, например, раритетные лифты.
Возможна ли вообще беспроводная передача энергии?
Не умаляя заслуг Николы Теслы в целом, можно предположить, что он не мог полностью понимать природу явлений в своих экспериментах. Как и у любого из первопроходцев на рубеже веков, у него не было в распоряжении достаточной научной базы.
Например, Тесла предлагал создать так называемую стоячую волну огромной длины в грунте, используя Землю как огромный проводник. Мол, это для нас земной шар чрезвычайно велик, а для электромагнитной волны это просто проводник. И с этим не поспорить, но проблема такого гигантского проводника в его неоднородности: слишком много различий в зависимости от состава почвы, влажности и т. д. Зато неизменна одна характеристика — высокое сопротивление. Кроме того, много энергии уйдет на поворот диполей в поляризуемых веществах, перемагничивание доменов, различного рода «паразитных» излучений и т. д. Неоднородность массива Земли неизбежно исказит фронт волны до неузнаваемости, так что КПД такой «беспроводной» передачи энергии очень низок, потери были бы огромны. То же самое и с передачей высокочастотного сигнала по воздуху — потери огромны (вспомните, как быстро затухает сигнал Wi-Fi при удалении от передатчика). Чего уж говорить о передаче на сотни и тысячи километров? Передача электричества по медному проводу неспроста распространена во всем мире — это очень эффективный способ.
Возможно, потратив огромные средства, реально осуществить планы Теслы с помощью огромного количества передающих башен. Но на эти же деньги можно построить атомные или солнечные электростанции, теория и конструкция которых понятны и ясны.
Как показывает практика, ненаправленная беспроводная передача худо-бедно работает на расстоянии в несколько километров.
Тесла, безусловно, толковый инженер, и он попал в струю лавины открытий в области электромагнетизма. Вполне вероятно, убежденно уверовав в идею беспроводного электричества, он сделал ее своей основной целью, для которой, естественно, были нужны большие деньги. В этом ему сильно помогла мистификация, которая и довела общество того и сегодняшнего времени до нездорового преувеличения роли Теслы в технологическом прогрессе.
Тот же Доливо-Добровольский сделал для мировой промышленности гораздо более важную прикладную вещь — трехфазный асинхронный электродвигатель, но много ли кто о нем знает и помнит?
Но значение Теслы все равно велико: он сыграл важнейшую роль в жизни многих изобретателей и ученых как источник вдохновения. Обладая нерядовой фантазией, он действительно косвенно указал на важные открытия последующих десятилетий.
Уроки успеха Теслы
- Жить — значит экспериментировать
Тесла признавался, что ощущает жизнь экспериментом. Так же, как и в любом эксперименте, в жизни есть известные и неизвестные переменные, и наша задача заключается в том, чтобы научиться использовать доступные. Так мы сможем не бояться жить, рисковать и изобретать. - Не лениться, но работать эффективнее
Лень — недопустимый человеческий порок, и, по мнению Теслы, мир был бы лучше без ленивых людей. С другой стороны, чтобы работать эффективно, очень важно научиться достигать наибольшего результата с наименьшим вложением сил. Тесла считал, что хороший работник не тот, который выполняет свои задачи в узких рамках правил по готовому алгоритму, а тот, кто много думает, прежде чем приступить к задаче, и выполняет ее эффективно. - Работать не ради денег, а ради идеи
Наука и изобретатели двигают человечество вперед, не дают ему погибнуть от сил природы, поэтому работа любого ученого — вносить вклад в сохранение человечества. Пусть эффективность исследований видна не сразу, но изобретатели работают на будущее, а не на настоящее. - Терпение — ключ к успеху
Многим изобретателям не хватает терпения: у них нет силы воли на то, чтобы работать медленно, шаг за шагом изучая феномен. Они хотят достичь всего и сразу, хотят, чтобы их идея немедленно была претворена в жизнь. Это ведет к тому, что ученые тратят много сил и ресурсов на ошибки и в конечном счете расстраиваются. Спокойное, последовательное отношение к эксперименту помогает предотвратить ошибки и «прочувствовать» свое дело. - Нужно учиться мыслить вне формата
В своей книге Тесла писал, что он был хорошим ученым-теоретиком. Он корпел над книгами, прилежно учился, изучал научные труды великих ученых. Однако сколько бы он ни старался, теория не могла помочь стать ему хорошим практиком. Только тогда, когда он начал мыслить независимо от уже существующих научных концепций, он превратился в изобретателя, идеи которого пусть и воспринимаются не сразу, но в конечном итоге меняют мир. - Никогда не сомневаться в себе
Тесла считал, что сомневаться в себе недопустимо. Уверенность в себе и нацеленность на результат — главные спутники любого изобретателя, которые помогают не сбиться с пути и не потерять веру в свое дело.
Заключение
В научном мире, в нашем случае в физике, честь учёным и инженерам отдают, назвав какое-либо явление или величину его именем. Так и произошло с Николой Теслой, не смотря на все его изобретения, вклад в науку и гениальный ум его именем названа лишь единица измерения индукции магнитного поля – Тесла (Тл). Однако выше приведён не полный список открытий великого учёного, к этому следует отнести различные выступления и демонстрации, где Никола Тесла зажигал лампочки, пропуская ток через себя или опыты с «холодным огнём», который был призван заменить воду и банные процедуры.
Из-за подобных демонстраций в наше время возникают домыслы и суждения о его вкладе и открытиях в электричестве, которые нельзя доказать. Его современные фанаты уверено утверждают о незаслуженном забытие и банкротстве автора беспроводной передачи электричества. Связывают это с давлением спецслужб, правящих кланов того времени и прочим. В связи с отсутствием финансирования изобретателя в те годы большинство открытий осталось утраченными, а часть того что изобрёл Тесла его фанаты считают засекреченными.
Вот мы и рассмотрели все величайшие открытия и изобретения Николы Тесла. Напоследок рекомендуем посмотреть видео, на котором наглядно демонстрируются наиболее важные творения изобретателя:
Предыдущая
ТеорияЭлектрический шок
Следующая
ТеорияКуда течет ток и как определить его направление?
Личность ученого Николы Теслы овеяна множеством мифов и легенд. Самой известной легендой о Тесле является его якобы причастность к взрыву Тунгусского метеорита 30 июня 1908 года. Согласно этой легенде, взрыв на самом деле произошел в результате проводившегося ученым масштабного эксперимента по передаче энергии на большое расстояние.
Ореол таинственности отчасти порождал сам Тесла, любивший устраивать красочные публичные опыты, вызывавшие у непосвященной публики смесь ужаса и восторга.
Но за этими внешними проявлениями теряется истинное значение Николы Теслы, которого некоторые исследователи его биографии именуют «святым заступником» современного электричества.
Служение электричеству вместо служения Богу
Он родился 10 июля 1856 года в Австро-Венгрии, в селе Смилян, в семье сербского священника. Школу Никола окончил в городе Госпич, куда был переведен отец, получивший более высокий церковный сан.
Родители Теслы мечтали, что он тоже станет священником, однако его самого, по собственному признанию, такая перспектива страшила и угнетала. Никола мечтал заниматься наукой, его интересовали вопросы применения электричества.
В 1875 году Никола Тесла, стараниями родственников избежавший призыва на службу в армию Австро-Венгрии, поступил в высшее техническое училище в Граце. Изучая электротехнику, он обращал внимание преподавателей на то, что машины на постоянном токе (то есть токе, который с течением времени не изменяется по величине и направлению) несовершенны. У Теслы появилась идея о применении переменного тока, но преподаватель поднял его на смех, прочитав лекцию о невозможности использования подобного тока.
После окончания училища смог лишь устроиться учителем физике в гимназию в Госпиче, что его категорически не устраивало.
Затем он нашел работу в Будапеште, где трудился в качестве инженера-электрика в правительственной телеграфной компании. Оттуда он перебрался в Париж, в Континентальную компанию Эдисона. В качестве инженера этой компании Тесла участвовал в сооружении электростанции для железнодорожного вокзала в Страсбурге.
Со своими обязанностями Тесла справился на «отлично», за что должен был получить премию в 25 тысяч долларов. Для продолжения научной деятельности эти деньги были весьма кстати, но фирма решила, что молодому инженеру без имени можно и не платить.
Шутка Эдисона
Тесла был уязвлен, но один из руководителей Континентальной компании Эдисона дал ему рекомендательное письмо для устройства на работу в компании Томаса Эдисона в США.
В июле 1884 года Никола Тесла прибыл в Нью-Йорк, где начал работу в компании Эдисона в качестве инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.
Несмотря на проблемы с компанией Эдисона в Европе, Тесла поехал в США охотно — там он надеялся получить более широкие возможности для научной деятельности.
Томас Эдисон к идеям нового сотрудника отнесся весьма прохладно. Как и большинство специалистов, он был убежден, что идеи об использовании переменного тока нереализуемы.
Эдисон был не только изобретателем, но и успешным бизнесменом, продвигавшим системы на постоянном токе. Это приносило ему огромные доходы, поэтому в поиске альтернативы он не был заинтересован.
Тем не менее, он предложил Тесле опыт — тому предоставляется возможность конструктивно улучшить машины, работающие на постоянном токе на одном из предприятий Эдисона. В случае успеха Эдисон пообещал Тесле премию в 50 тысяч долларов.
Предполагалось, что Тесла потерпит неудачу, однако вышло наоборот: у изобретателя все получилось, и Эдисон вынужден был это признать. Но дерзкому сотруднику босс не заплатил ни цента.
«Я просто пошутил. Разве вы не понимаете американского юмора?» — усмехнулся Эдисон.
Двигатель прогресса. 8 изобретений Томаса Эдисона
В 1869 году в свет вышел первый в истории тикерный аппарат – устройство для передачи котировок акции по телефонным или телеграфным проводам. С помощью тикерной машины на непрерывной бумажной ленте печатались текущие котировки ценных бумаг со скоростью один символ в секунду. Именно с этого момента названия компаний в биржевых сводках начали сокращать – такие сокращения называют тикерами.
© Commons.wikimedia.org / H. Zimmer
Следующим успешным проектом Эдисона стал квадруплексный телеграф. Томас усовершенствовал имеющуюся дуплексную схему, и после этого телеграф Эдисона был способен передавать четыре сообщения по одному проводу.
© Commons.wikimedia.org / Библиотека Конгресса США
В середине 1870-х Томас Эдисон изобрёл мимеограф – относительно небольшое устройство для трафаретной печати для тиражирования книг малыми и средними партиями. Мимеограф состоял из электрического пера и копировального ящика.
© Commons.wikimedia.org / Early Office Museum
К концу 1870-х Томас Эдисон собрал свой первый фонограф, работу над которым изобретатель вёл около 20 лет. Представленное Эдисоном устройство позволяла записывать и воспроизводить музыку и речь, использоваться в качестве говорящих часов, а также служило «вспомогательным приспособлением к телефону».
© Commons.wikimedia.org / Levin C. Handy
Одним из наиболее ярких изобретений Томаса Эдисона стала лампа накаливания с угольной нитью – его версия лампы позволяла гореть около 40 часов. Кроме того, Эдисон также изобрёл поворотный выключатель. Именно с этого момента лампы начали вытеснять на рынке газовые приборы освещения.
© Commons.wikimedia.org / William J. Hammer
Томас Эдисон также является изобретателем кинетоскопа. В устройстве были реализованы принцип покадрового показа плёнки. При прокрутке со скоростью 15 кадров в секунду у зрителей возникало ощущение того, что объекты на изображении движутся.
© Commons.wikimedia.org / Edison Manufacturing Company
В 1889 году Томас Эдисон представил свой электрический стул. Когда власти США искали гуманную альтернативу повешению, изобретатель смог убедить общественность в том, что его устройство отвечает требованиям времени. При этом сам Эдисон стремился показать губительность переменного тока, который использовали в своей продукции его конкуренты.
© Commons.wikimedia.org / George Eastman House
Знаменитый изобретатель также приложил руку к изобретению аккумуляторов – батарей с возможностью многократной зарядки. В конце XIX века никель-кадмиевый аккумулятор изобрёл швед Вальдемар Юнгнер, но пока они не дошли до США популярностью пользовались железо-никелевые батареи Эдисона. Например, они устанавливались на электромобиль Detroit Electric.
© Commons.wikimedia.org / Edison Storage Battery Company
Двигатель прогресса. 8 изобретений Томаса Эдисона
В 1869 году в свет вышел первый в истории тикерный аппарат – устройство для передачи котировок акции по телефонным или телеграфным проводам. С помощью тикерной машины на непрерывной бумажной ленте печатались текущие котировки ценных бумаг со скоростью один символ в секунду. Именно с этого момента названия компаний в биржевых сводках начали сокращать – такие сокращения называют тикерами.
© Commons.wikimedia.org / H. Zimmer
Следующим успешным проектом Эдисона стал квадруплексный телеграф. Томас усовершенствовал имеющуюся дуплексную схему, и после этого телеграф Эдисона был способен передавать четыре сообщения по одному проводу.
© Commons.wikimedia.org / Библиотека Конгресса США
В середине 1870-х Томас Эдисон изобрёл мимеограф – относительно небольшое устройство для трафаретной печати для тиражирования книг малыми и средними партиями. Мимеограф состоял из электрического пера и копировального ящика.
© Commons.wikimedia.org / Early Office Museum
К концу 1870-х Томас Эдисон собрал свой первый фонограф, работу над которым изобретатель вёл около 20 лет. Представленное Эдисоном устройство позволяла записывать и воспроизводить музыку и речь, использоваться в качестве говорящих часов, а также служило «вспомогательным приспособлением к телефону».
© Commons.wikimedia.org / Levin C. Handy
Одним из наиболее ярких изобретений Томаса Эдисона стала лампа накаливания с угольной нитью – его версия лампы позволяла гореть около 40 часов. Кроме того, Эдисон также изобрёл поворотный выключатель. Именно с этого момента лампы начали вытеснять на рынке газовые приборы освещения.
© Commons.wikimedia.org / William J. Hammer
Томас Эдисон также является изобретателем кинетоскопа. В устройстве были реализованы принцип покадрового показа плёнки. При прокрутке со скоростью 15 кадров в секунду у зрителей возникало ощущение того, что объекты на изображении движутся.
© Commons.wikimedia.org / Edison Manufacturing Company
В 1889 году Томас Эдисон представил свой электрический стул. Когда власти США искали гуманную альтернативу повешению, изобретатель смог убедить общественность в том, что его устройство отвечает требованиям времени. При этом сам Эдисон стремился показать губительность переменного тока, который использовали в своей продукции его конкуренты.
© Commons.wikimedia.org / George Eastman House
Знаменитый изобретатель также приложил руку к изобретению аккумуляторов – батарей с возможностью многократной зарядки. В конце XIX века никель-кадмиевый аккумулятор изобрёл швед Вальдемар Юнгнер, но пока они не дошли до США популярностью пользовались железо-никелевые батареи Эдисона. Например, они устанавливались на электромобиль Detroit Electric.
© Commons.wikimedia.org / Edison Storage Battery Company
Тесла бросает вызов
Для Теслы это было уже чересчур. Он уволился, навсегда записав Эдисона в число своих врагов.
Никола Тесла уже имел некоторую известность среди специалистов по электротехнике, но сравнить ее с авторитетом Эдисона было нельзя. Какое-то время Тесла перебивался случайными заработками, но весной 1887 года ему удалось найти спонсоров для своей собственной компании «Тесла арк лайт компани».
Новая фирма сумела получить заказ на обустройство уличного освещения новыми дуговыми лампами в нескольких городах США. Эти работы были проведены успешно, и о компании Теслы заговорили как о новом серьезном игроке на рынке электрических систем.
Тесла снял офис на Пятой авеню в Нью-Йорке, неподалеку от штаб-квартиры Эдисона. Он намеревался не просто доказать состоятельность своих идей, но и сокрушить бывшего работодателя.
Началось настоящее сражение, вошедшее в историю как «Война токов». На стороне Теслы выступил американский промышленник Джордж Вестингауз, поверивший в системы переменного тока.
Очень быстро стало понятно, что машины, которые создает Тесла, значительно эффективнее творений Эдисона. Понял это и сам Эдисон, который решил победить соперника путем юридических тяжб и «черного пиара».
До победного конца
В судах Эдисон пытался доказать, что Тесла нарушает выданные ему патенты, однако успеха не добился. Тогда он стал активно распространять информацию о вреде и смертельной опасности переменного тока. Эдисон придумал поистине иезуитский прием — он профинансировал работы по созданию «электрического стула», орудия казни, которое работало на переменном токе.
По мысли Эдисона, это должно было навсегда отвратить обывателей от систем Теслы, хотя тот никакого отношения к «электрическому стулу» не имел.
Однако в 1890-х годах стало ясно, что системы Теслы берут верх — в 1893 году он вместе с Джорджем Вестингаузом выиграл тендеры на освещение Чикагской ярмарки и строительство электростанции на Ниагарском водопаде.
Надо отдать должное Эдисону — развитие систем постоянного тока продолжалось до конца 1920-х, несмотря на то, что победа переменного тока была уже очевидной. Что же касается прекращения функционирования систем постоянно тока, то в Нью-Йорке оно произошло лишь в 2007 году.
В последние годы XIX века и в первые годы XX века Никола Тесла работал особенно продуктивно. Он ежегодно получал десятки патентов на изобретения в области электротехники.
Эксперименты и спецэффекты
Мы уже говорили о том, что Тесла любил яркие спецэффекты. На Всемирной выставке 1893 года в Чикаго изобретатель пропускал через себя электроток напряжением в два миллиона вольт. В руках его светились лампочки, а сам Тесла улыбался, глядя на вытянувшиеся лица публики, ждавшей, когда он превратится в груду пепла. Тесла первым открыл, что ток высокой частоты проходит только по поверхностным покровам, не нанося серьезного вреда организму, и использовал это свойство в публичной демонстрации.
В отличие от вечного конкурента Эдисона, Тесла не был умелым бизнесменом. Его интересовали научные вопросы, и он с легкостью тратил заработанные деньги на новые проекты, которые зачастую оставались незавершенными.
В 1902 году на острове Лонг-Айленд была построена 47-метровая деревянная каркасная башня с медным полушарием наверху. Этот уникальный объект необходим был Тесле для исследований в области беспроводной передачи электричества. Именно такого рода эксперименты, во время которых ночью светилось небо, и породили историю о причастности изобретателя к Тунгусскому феномену.
На самом деле развить проект Тесла не успел — спонсорам его замысел показался сомнительным, они свернули финансирование, и уникальная башня много лет простояла просто так, пока не была взорвана в 1917 году по решению федеральных властей.
Экстравагантный одиночка
Большие ученые часто славятся экстравагантностью, и Тесла в этом смысле не исключение. Он выделял себе на отдых не более 4 часов в сутки, из которых на сон приходилось всего два. Никола никогда не был женат и не имел сексуальной близости — по его мнению, девственность стимулировала творческую активность. Тесла панически боялся микробов, при появлении мухи рядом со своим блюдом требовал немедленно заменить его, а в гостиницах настаивал на замене полотенец по 18 раз в сутки. Мытье рук занимало у него времени едва ли не больше, чем сон.
Тесла подсчитывал шаги при ходьбе, объём тарелок с супом, чашек с кофе и кусков пищи. Если ему не удавалось это сделать, то пища не доставляла ему удовольствия, поэтому он предпочитал есть в одиночку.
Характер и привычки Николы Теслы делали для него невозможной длительную работу в коллективе. Он был типичным гением-одиночкой.
Дело в принципе
Если говорить о бесспорных достижениях Николы Теслы, то главным из них является внедрение систем переменного тока, которые послужили важным фактором промышленного рывка в XX веке. Тесла стоял у истоков появления электродвигателей, которые сегодня широко используется в транспорте. Радиоуправляемая робототехника и беспроводные заряжающие устройства тоже берут свое начало в работах Николы Теслы.
Никола Тесла умер в январе 1943 года в гостиничном номере в Нью-Йорке. 86-летний ученый до последних дней жизни требовал, чтобы ему не мешали, и администрация отеля почтительно обходила покои Теслы стороной. В результате смерть ученого обнаружили лишь спустя двое суток после кончины.
12 января 1943 года тело Теслы кремировали, и урну с прахом установили на Фэрнклиффском кладбище в Нью-Йорке. В 1957 году она была перенесена в Музей Николы Теслы в Белграде.
Одиночество Теслы породило один из главных мифов о нем. Он гласит, что сразу после смерти ученого ФБР завладело его архивом, который содержал уникальные разработки, в том числе и в области супероружия, так называемых «лучей смерти».
Доказательств, что тайны Теслы хранятся в недрах американских спецслужб, на самом деле нет. Хотя загадок, связанных с его именем, действительно остается много.
Один из выдающихся умов своей эпохи, Никола Тесла так и не стал лауреатом Нобелевской премии по физике. По одной из легенд, Тесле предлагали разделить награду с Томасом Эдисоном, надеясь таким образом примирить двух гениев. Однако Никола Тесла от такого предложения наотрез отказался.
Проявлять снисходительность в принципиальных вещах, даже по отношению к проигравшему противнику, было не в характере Теслы.
Читайте также: Тайны Теслы. Знаменитый изобретатель работал на американскую разведку