Необыкновенно талантливый ученый, который подарил миру множество изобретений, работающих на переменном токе, гений электротехники и радиотехники.
Детство
Никола Тесла родился в семье священника и простой домохозяйки, помимо мальчика в семье было еще четверо детей. Никола очень любил своего старшего брата и поэтому, когда в пять лет его брат умер для мальчика это стало сильным потрясением. После смерти сына отец семейства получил повышение и его перевели в Госпич, здесь Никола получил начальное образование и после этого поступил в гимназию где обучался вплоть до 1870 года. Во время его обучения в городе где находилась его семья началась эпидемия, и как бы сильно родные не уговаривали Николу он приехал домой, и заболел.
Это были тяжелые времена для всех, но также именно его болезнь стала поворотным моментом в его будущем. Отец юноши готовился к тому что Никола пойдет по его стопам и станет священнослужителем, но парня тянуло к науке. Находясь на смертном одре, он набрался смелости и спросил у отца разрешит ли он ему изучать инженерное дело, и тот согласился. Возможно именно это событие придало умирающему Тесле новых сил для борьбы. После того как Никола выздоровел ему пришла повестка в армию, но родные посчитали что ему еще слишком рано идти на службу и отправили его в горы для оздоровления.
Университет
В 1875 году он поступил в Грацский технический институт на направление электротехники. Еще на первых курсах он замечал, что все приборы использующие переменный ток не стабильны. Но профессор, которому юноша сказал об этом и предложил несколько идей раскритиковал его перед всеми учащимися. В это же период у Теслы начинается мания азартных игр, он настолько увлекается этим делом что его матери пришлось брать долговую расписку. Увидев плачевное финансовое состояние семьи ученый бросил азартные игры навсегда. В 1879 умирает отец Николы, и вся ответственность за семью ложиться на плечи юноши. Первое время он работал профессором в своей альма-матер, но денег на жизнь хватало с натяжкой, даже помощь от его дяди не особо спасала ситуацию. В 1880 году юноше удалось попасть в Пражский университет, но финансовое положение вынудило его бросить учебу и заняться поиском работы.
Первая работа
Некоторое время он работал в телефонной компании которая занималась установкой телефонных столбов и строительством центральной станции. Он старался применять свои знания и идеи в работе, но все-таки полной свободы действий у него не было. Компания, увидев, что он очень способный отправила Николу в Будапешт, где он занялся строительством центральной телефонной станции. Но вскоре ему это надоело, и он сменил место работы на Континентальную компанию Эдисона, которая находилась в Париже. Здесь ему доверили сооружение одной из частей центральной электростанции, так же он отвечал за все неполадки, которые возникали с освещением. В 1883 году он прибыл в центральную мэрию Страсбурга и представил им свои труды над асинхронным электродвигателем. По возвращению в Париж Никола ожидал получить от компании премию в размере 25 тысяч долларов за свое изобретение, но его проигнорировали. Возмущенный таким отношением Тесла уволился и начал готовится к переезду в Петербург, но администратор, который был близко знаком с ученым разубедил его.
Компания Эдисона
В 1884 году юный ученый прибыл в Нью-Йорк где устроился в главном отделении фирмы Эдисона. Теперь он занимал должность главного инженера по ремонту электродвигателей. Эдисон никогда не принимал идеи Теслы всерьез и когда тот пришел к нему с разработками улучшений электродвигателя он пообещал ему вознаграждение в 50 тысяч долларов если он сможет применить их на практике. Когда до конца 1885 года Тесла смог разработать больше двадцати различных вариантов машины, Эдисон вместо вознаграждения лишь отшутился и взял его идеи в оборот. Уже во второй раз компания Эдисона отказывалась поощрять его изобретательность, возмущенный и обиженный ученый уволился. Первое время узнав о его увольнении небольшие фирмы предлагали ему работу над дуговой лампой, решение этого вопроса заняло у изобретателя чуть меньше года. Когда пришло время расплачиваться, компания с которой он сотрудничал, предложила вместо денег акции, что безумно возмутило Николу. В итоге его оклеветали и сделали все возможное чтобы не платить ему.
Открытие собственного бизнеса
Всеми обманутый и никому не нужный ученый начал подрабатывать на стройках, и перебиваться небольшими подачками, которые он получал. Тяжелые времена свели его с Брауном, бывший инженер разглядел способности Николы и предложил своим немногочисленным друзьям поддержать изобретателя материально. В скором времени Тесла открыл свой собственный бизнес «Tesla Electric Company». Офис находился недалеко он главного отделения компании Эдисона, и не спроста, Тесла хотел показать Эдисону чего он сможет добиться и как много тот потерял. В скором времени множество заказов начало поступать в «Tesla Electric Company» со всех уголков США. В 1887 году стартовало великое противостояние двух компаний которую прозвали «Война токов».
В 1888 году Джордж Вестингауз выкупил у Теслы около 40 патентов и в общей сложности заплатил ему 1 миллион долларов. Он был тем, кто предложил ученому работу над улучшением двигателей переменного тока. Но рамки, в которые его ставили, вскоре надоели изобретателю и он вернулся к работе в Нью-Йорке. Большую часть времени он проводил в работе над своими задумками и очень редко выходил во внешний мир.
Новое начало
Во время его работы над увеличением диапазона восприятия частоты магнитных полей в его лаборатории произошел пожар. Абсолютно все сгорело дотла, его новые изобретения и замыслы были утеряны. Сам ученый хоть и был огорчен фактом утери многих лет работы, как ни странно воодушевился объяснив это тем что он сможет все восстановить и возможно даже лучше. Спонсорами в его новом проекте стала компания «Ниагарских водопадов» которая выделила ему 100 тысяч долларов на обустройство нового помещения. После этого ученого пригласили в Колорадо Спрингс где очень часто были грозы, это явление заинтересовало Николу, и он начал исследования. Деньги на этот раз выделила компания «Уолдорф-Астория». В один из моментов исследования он выявил эффект стоячих электромагнитных волн что привело его к мысли о транспортировке электроэнергии без применения провода.
Эксперименты
Следующим шагом в его исследованиях стало создание стоячих электромагнитных волн в лабораторных условиях. С помощью новоизобретенных индукционных катушек он смог преобразовывать энергию тока с нескольких тысяч до нескольких миллионов вольт, при частоте в 150 герц. Первые пробы были неудачными из-за поломки электростанции, которая использовалась как источник питания, но Тесла самостоятельно отремонтировав ее принялся за исследования заново. Разряды тока были настолько сильными что их можно было услышать на расстоянии 20 километров, а земля в радиусе километра тряслась словно при землетрясении.
Все эксперименты, проведенные им за этот период, были опубликованы и помогли другим ученым в развитии их проектов. В 1902 году ученый переехал за город и начал строительство вышки, с помощью которой он планировал исследовать передачу электричества через воздух. Его спонсоры, узнав об отклонении от намеченных планов, прервали с ним все связи, в итоге ему пришлось продать все имущество чтобы оплатить долги. А в 1917 году правительство уничтожило незавершенную вышку предположив, что ее применяют для шпионажа вражеские страны.
Последние годы
В 1914 году в Сербии начались предпосылки к войне и Тесла организовал сбор средств для поддержки армии. Также он начал работать над созданием оружия которое смогло бы уничтожить войну раз и навсегда, но проект остался на стадии идеи. В 1915 году его номинировали на Нобелевскую премию, в тоже время что и Эдисона. Оба ученых настолько сильно ненавидели друг друга что оба отказались он нее лишь бы не делить это звание.
1917 год стал годом небольшого скандала, Николу наградили медалью Эдисона за достижения в области физики, но он отказался ее получать, аргументируя это тем что она носит имя лжеца и вора.
В 1917 году Тесла изобрел радио способ для подводного обнаружения различных военных объектов. Вплоть до 1926 года он работал над созданием бензиновой турбины по заказу одной из финансировавших его ранее компаний. В 1937 году во время ночной прогулки ученого сбила машина и он сломал себе ребра. Довольно долгое время он провел в больнице с воспалением легких которое возникло как осложнение после аварии. Когда ученый пошел на поправку он перебрался в отель, в котором жил. 7 января 1943 года к нему приехал с визитом его племянник, который стал последним человеком с которым общался Никола Тесла.
- Никола Тесла утверждал, что никогда не отдыхал более двух часов в день. Учёный основную часть своего времени проводил в лаборатории, а однажды, увлёкшись особо интересной задачей, провёл за работой 84 часа подряд, не чувствуя при этом никакой усталости. Впрочем, в этом он был не одинок: многие великие люди спали всего по несколько часов в день.
- С тех пор как молодой Никола Тесла покинул дом своих родителей, учёный никогда не имел собственной недвижимости, постоянной квартиры или дома. Всё своё время он проводил в лабораториях, а в последние годы жил в различных гостиницах Нью-Йорка.
- В те времена о Тесле ходило много слухов. Один из самых жутких был о том, что у Теслы в лаборатории был аппарат для вызова землетрясения и он уже не один раз «шатал» Манхэттен. На самом деле это был огромный высокочастотный генератор с поршнем и платформой, который действительно могли очень сильно вибрировать, из-за чего дрожало всё здание.
- В детстве будущему изобретателю часто мерещились тролли, призраки, великаны. Это заканчивалось истериками и припадками.
Награды:
- Кавалер черногорского Ордена князя Данило I 2-й степени (1895).
- Кавалер Большого креста Ордена Белого льва (Чехословакия) (1891).
- Медаль Эдисона (AIEE, 1916)
- Медаль Джона Скотта (1934)
В этой большой обзорной статье мы поговорим о том, что изобрёл Никола Тесла, выдающийся изобретатель и учёный. Мы постараемся описать все наиболее важные из его изобретений, а также расскажем о тех, о которых вы могли и не знать.
Никола Тесла — это, пожалуй, один из в мире наравне с или , чей вклад в мировую науку крайне трудно переоценить. Родился и вырос Тесла в Сербии, где и получил образование. Уже со студенческих лет он проявлял самостоятельность мышления и тягу к изобретательству. Позже он переезжает во Францию, а затем в США, где и проживает большую часть своей жизни, занимаясь изобретательством. Количество его патентов включает в себя более 150 изобретений и различных усовершенствований. Некоторые даже считают, что именно Никола Тесла изобрёл 20-й век, так как он был не просто практиком, но и теоретиком.
Интересы Теслы лежали в основном в сфере радиотехники и электротехники, а также в области изучения свойств электромагнетизма и передачи электричества на большие расстояния. Основные его изобретения связаны с переменным током и электрическими машинами, использующим его. Также в нашей статье мы поговорим об изобретениях Теслы в области беспроводного освещения и беспроводной передачи электроэнергии.
Жизнь Теслы в целом была трудной и порой крайне неудачной. Далеко не все его изобретения были коммерчески успешными, он часто становился банкротом или жертвой обмана (Эдисон кинул его на большую сумму) или обстоятельств (например, известный пожар в его лаборатории уничтожил множество прототипов).
Безусловно, что теоретический вклад Теслы огромен, но нас в этой статье будут интересовать прежде всего практические реализации его идей и задумок, поэтому давайте посмотрим на список изобретений Николы Тесла. Для удобства навигации по статье предоставляем небольшое содержание:
Переменный ток
DC — постоянный ток, AC — переменный ток
Прежде чем научиться использовать переменный ток, его необходимо сначала получить. В общем-то о переменном токе физики знали уже давно (со времён открытия электромагнитной индукции) и Тесла его как таковой не открывал, но тогда все полагали, что переменный ток — это попросту «мусор», который вряд ли как-то получится использовать. Тесла же был другого мнения и сразу увидел весь потенциал переменного тока.
Постоянный ток непрерывно течёт в одном направлении; переменный ток меняет своё направление 50 или 60 раз в секунду и у него можно изменять напряжение до высоких уровней, минимизируя при этом потери мощности на больших расстояниях. Позже напряжение переменного тока можно понижать, чтобы использовать его на заводах или в жилых домах. Тесла понял, что будущее принадлежит переменному току.
Тесла описал свои двигатели и электрические системы в статьей «Новая система двигателей переменного тока и трансформаторов», которую он презентовал в Американском институте инженеров-электриков в 1888 году. Именно тогда Джордж Вестингауз заинтересовался разработками Теслы, и однажды он посетил его лабораторию и поразился увиденному. Никола Тесла построил модель многофазной системы из понижающих и повышающих трансформаторов переменного тока, а также двигателя переменного тока. Так началось партнёрство Ветсингауза и Теслы. Позже Никола Тесла получил 40 патентов на свои изобретения в США, а Вестингауз выкупил их все, чтобы обеспечить себя богатством, а Америку переменным током.
Ниже мы как раз и поговорим об этих машинах и о том, как в США внедрялась многофазная система электроснабжения.
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.
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.
Многофазная система электроснабжения
Тесла обратил внимание, что электрические станции постоянного тока Эдисона неэффективны, а Эдисон уже застроил ими всё Атлантическое побережье США. Чтобы преодолеть недостатки постоянного тока, надо было, по идее Теслы, использовать переменный ток. Многофазной такая система называется потому, что двигатели и генераторы имеют несколько фаз (см. пояснения выше).
Лампы Эдисона были слабыми и неэффективными при использовании постоянного тока. Вся эта система имела один большой недостаток в том, что она не могла транспортировать электричество на расстояние более 3 км из-за неспособности изменять напряжение до высокого уровня, необходимого для передачи на большие расстояния. Поэтому электростанции постоянного тока устанавливались с интервалом в 3 км.
Схема работы многофазных систем электроснабжения
Переменный ток, как писалось выше, мог достигать больших напряжений и поэтому его можно было передавать на огромные расстояния (выйдите из дома и посмотрите на ближайшие высоковольтные линии электропередач, это оно самое).
Когда Эдисон узнал, что у него появился столь мощный конкурент, он понял, что может потерять свою империю постоянного тока. Именно так и началась война между Вестингауза вместе с Теслой против Эдисона, которую назовут войной токов. Эдисон начал усиленно пытаться дискредитировать изобретение Теслы, показывая, что переменный ток более опасен для жизни, чем постоянный.
Стоит также отметить, что когда Тесла приехал в США, то сначала он предложил свои разработки Эдисону, но он назвал всё это вздором и сумасшествием.
Эдисон бил переменным током животных на публике, чтобы привести их в ярость и доказать, что этот вид тока опасен. Однажды Эдисон узнал об идее одного врача, об использовании переменного тока для умерщвления людей. Реализация не застала себя ждать. Так был изобретён электрический стул, который впервые применили к Уильяму Кеммлеру, виновному в убийстве своей любовницы.
Эдисон долго не мог придумать для своего нового изобретения название, но ему больше всего нравилось слово «увестингаузить», правда ни один из них, как мы теперь видим, не прижился.
Тесла тоже не сидел без дела и отвечал на все попытки дискредитации Эдисона. Он стремился наоборот показать, что переменный ток не опасен и показывал это, при помощи скин-эффекта.
Австралийский любитель электрического эксгибиционизма Питер Террен бьёт себя в течение 15 секунд током в 200 000 вольт при помощи катушки Тесла, демонстрируя скин-эффект.
Как мы знаем, Тесла и Вестингауз в конечном итоге победили, поэтому переменный ток стал повсеместным явлением. Понадобилась целая экономическая и юридическая война, чтобы обеспечить Америку и весь мир более прогрессивным изобретением.
Катушка или трансформатор Теслы
Тесла изобрёл свою катушку примерно в 1891 году. В то время он повторял эксперименты Герниха Герца, который обнаружил электромагнитное излучение тремя годами ранее. Тесла решил запустить его устройство вместе с высокоскоростным генератором переменного тока, который он разрабатывал в рамках улучшения системы дугового освещения, но он обнаружил, что ток высокой частоты перегревает стальной сердечник и плавит изоляцию между первичной и вторичной обмотками в катушке Румкорфа, которая использовалась по умолчанию в экспериментах Герца. Для устранения этой проблемы Тесла решает изменить конструкцию таким образом, чтобы образовался воздушный зазор между первичной и вторичной обмотками, вместо изоляционного материала. Тесла сделал так, что сердечник мог быть перемещён в различные положения в катушке. Тесла также установил конденсатор, который обычно используются в таких установках между генератором и его первичной катушкой обмотки, чтобы избежать выгорания катушки. Экспериментируя с настройками катушки и конденсатора, Тесла обнаружил, что он мог бы воспользоваться возникающим резонансом между ними для достижения более высоких частот.
В катушке трансформатора Теслы конденсатор, после пробивания короткой искры, подключался к катушке из нескольких витков (первичная катушка), формируя таким образом резонансный контур с частотой колебания, как правило, 20-100 кГц, определяемый ёмкостью конденсатора и индуктивностью катушки.
Конденсатор заряжался до напряжения, которое необходимо для пробоя воздушного искрового промежутка, при входном линейном цикле, что достигает примерно 10 киловольтам при использовании линейного трансформатора, который подключён через воздушный зазор. Линейный трансформатор был спроектирован так, чтобы иметь более высокую, чем обычно, индуктивность рассеяния (параметр, отражающий неидеальность трансформатора), чтобы выдерживать короткое замыкание, возникающее в то время, когда зазор оставался ионизированным, или в течение нескольких миллисекунд, пока ток высокой частоты не исчезал.
Искровой разрядник настраивался таким образом, чтобы его пробой происходил при напряжении, которое несколько меньше пикового выходного напряжения трансформатора, чтобы максимизировать напряжение на конденсаторе. Внезапный ток, проходящий через искровой промежуток, вызывает резонанс первичной резонансной цепи на её резонансной частоте. Кольцевая первичная обмотка магнитно соединяет энергию с вторичной обмоткой в течение нескольких радиочастотных циклов, пока вся энергия, которая первоначально была в первичной обмотке, не перенесётся на вторичную. В идеале зазор затем прекращает проведение тока (гашение), захватывая всю энергию в колебательный вторичный контур. Обычно промежуток снова начинает расти, а энергия вторичных передач возвращается к первичной цепи в течение ещё нескольких радиочастотных циклов. Цикл энергии может повторяться несколько раз, пока искровой промежуток окончательно не ослабнет. Как только зазор прекратит проводить ток, трансформатор начнёт заряжать конденсатор. В зависимости от напряжения пробоя искрового промежутка, он может срабатывать много раз на протяжении всего цикла переменного тока.
Применение можно разделить на практическое и чисто декоративное. Практическое применение тока катушки Тесла нашли в радиоуправлении, радио и беспроводной передачи энергии для питания различных устройств (например, лампочек). Генератор Теслы обнаружил и неожиданное применение в медицине. Арсен Д’Арсонваль применил токи, создаваемые генератором, для физиотерапевтического воздействия на поверхность кожи и слизистые различных органов человека. Ток проходил по поверхностным слоям кожи и оказывал тонизирующий и оздоровляющий эффект. Также катушки Тесла применяются для работы газоразрядных лапм и обнаружения течи внутри вакуумных систем.
Но гораздо большую распространённость катушки Тесла получили в сфере спецэффектов и декораций, ведь разряды, создающиеся трансформатором Тесла выглядят крайне эффектно и красиво.
Пример работы катушки Тесла можете посмотреть на видео:
Интересно также понаблюдать и за музыкальными свойствами данных катушек, которые достигаются за счёт изменения частоты:
Интересно, что в своё время в 20-м веке пытались продавать катушки Теслы, как эффективный способ защитить вашу машину от угона:
Также подобные катушки используются в различных центрах, чтобы развлечь посетителей и попытаться увлечь молодёжь красотой физических эффектов, а также в аттракционах:
Беспроводное освещение
В 1891 году Тесла усовершенствовал передатчик волн, изобретённый Герцом, который был необходим для радиочастотного снабжения энергией, переделав его в систему освещения, состоящую из газоразрядных ламп.
В этом же году он продемонстрировал в Колумбийском колледже своё изобретение.
Когда мы говорим о том, что освещение беспроводное, не имеются в виду радиоволны, речь идёт об электростатической индукции.
В руках у Теслы две длинные трубки Гейсслера, которые похожи на неоновые лампы.
В 1893 году в Чикаго проходит всемирная выставка, где Тесла демонстрирует своё изобретение. Лампы были не только беспроводными, но и люминесцентными.
В 1894 году новое достижение. Удаётся зажечь фосфорную лампу накаливания в своей лаборатории, используя резонансный метод взаимоиндукции.
Правда широкого коммерческого применения такая лампа найти не смогла, но резонансный метод индуктивной связи сейчас применяется повсеместно в электронике.
Башня Теслы
Тесла не остановился на беспроводной системе освещения и пошёл дальше. Он решил, что можно в принципе не использовать высоковольтные провода для передачи тока и передавать всю электроэнергию посредством воздуха. Для этого он хотел построить огромную экспериментальную установку в Нью-Йорке, известную как башня Теслы или башня Ворденклиф. Позже, проводя свои эксперименты и наблюдения над молниями, Тесла пришёл к ошибочному выводу, что может использовать весь земной шар, чтобы проводить ток.
Одна из страниц патента на башню Теслы
Деньги на строительство от получил от известного в то время финансиста Дж. П. Моргана, которому он сообщил, что башня будет использоваться для трансатлантической беспроводной телефонии и вещания, на чём Морган планировал заработать. По сути это была первая подобная башня в своём роде.
В 1901 году началось строительство башни и продолжалось до 1903 года. Вторую башню-приёмник планировалось построить около Ниагарского водопада. Когда первую башню в Ворденклифе почти достроили, Морган понял, что беспроводная передача электроэнергии может привести к обрушению всего рынка, в котором он имел вложения (ему принадлежала Ниагарская ГЭС), то он прекратил финансирование проекта Теслы. В мае 1905 года Тесла также потерял свой доход от патентов по истечению срока, поэтому он оказался банкротом и завершить строительство второй башни так и не удалось.
Как устроена башня Теслы
Башня в Ворденклифе представляла из себя огромную катушку Теслы высотой около 60 метров, на верхушки которой была большая медная сфера. Башня генерировала молнии длиной до 40 метров, а гром от высвобождаемой электроэнергии порождал гром, который можно было услышать за 24 километра от башни. Вес башни достигал 55 тонн, а диаметр 21-го метра.
Башня Уорденклифф изнутри
В 1905 году был произведён тестовый пуск, который произвёл шокирующий эффект. В газетах писалось, что Тесла сумел зажечь небо над океаном на тысячи миль. Вокруг же самой башни лошади получали удары током и даже крылья бабочек наэлектризовались до такой степени, что вокруг них можно было видеть «Огни Святого Эльма» (коронный разряд).
К сожалению, башню снесли в 1917-м году.
Изобретение радио и радиоуправления
Тесла демонстрирует свою радиоуправляемую лодку
20-й век крайне богат на различные изобретения и технические новинки. Многие изобретались параллельно в различных вариациях, при этом кто-то патентовал свои изобретения, а кто-то это сделать не мог или не хотел по каким-то причинам. Поэтому достаточно сложно установить, кто же первым изобрёл радио. Так, например, в США считают, что радио изобрели Дэвид Хьюз, Томас Эдисон и Никола Тесла, которые сделали соответствующий технический вклад для этого изобретения; в Германии полагают, что радио изобрёл Генрих Герц, а во Франции - Эдуард Бранли; В Белоруссии в изобретатели радио записывают Якова Наркевича-Иодку; В Бразилии полагают, что изобретателем радио был Ландель де Муру; в Англии - Оливер Джозеф Лоджа; в СССР же общепринятым было считать изобретателем радио Александра Степановича Попова и так далее ещё для многих стран. Гульермо Маркони же следует считать не изобретателем радио, как технологии или законченной системы, а как создателем первой успешной в коммерческом плане реализации системы радио.
Все их патенты и изобретения появлялись в промежутке 1880-1895 годов и все они занимались исследованием радиоволн. Попросту говоря, они все были изобретателями радио в той или иной степени, делая свой вклад в развитие теории передачи информации.
Но что же сделал Тесла? А он сделал тоже не мало. Он описал принципы, по которым можно было передавать радиосигнал на большие расстояния, провёл ряд собственных экспериментов по передаче сигналов, а также создал первую радиоуправляемую лодку, которую продемонстрировал на электротехнической выставке в 1898 году. Правда он не считал, что при помощи радиоволн возможно общение.
Радиоуправляемая лодка Николы Теслы
Одна из страниц патента на радиоуправляемую лодку Николы Тесла
На видео вы можете посмотреть лодку, которую собрали в 2015 году по подобию той, что была у Теслы:
Лодка контролировалась при помощи радиоуправления. Тесла продемонстрировал эту лодку в 1898 году на выставке электротехнике в Мэдисон Сквер Гарден. Там она произвела фурор. Представьте себе людей того времени, которые не понимали, каким образом Тесла управляет лодкой, приказывая ей плыть в то или иное место. Кроме слова «магия» здесь сложно что-то было подобрать для обывателя того времени.
Хотя газетчики того времени сразу начали называть изобретение Теслы «радиоуправляемой торпедой» (видимо, из-за того, что в то время Томас Эдисон пытался изобрести подобную торпеду и продать военным), сам же Тесла не нацеливался на войну. В 1900 году журнал Centure взял интервью у изобретателя, где тот сообщил, что целью его изобретения является попытка создать «искусственный интеллект», так как современные автоматы попросту заимствуют разум человека и откликаются только на его приказы. Тесла полагал, что однажды люди сумеют создать машину со своим собственным разумом. Что же, спустя более чем 100 лет мы пока можем утверждать, что такой машины мы не создали.
Позже во время Второй мировой войны нацисты догадаются использовать радиоуправления для создания дистанционно управляемых танков.
Безлопастная турбина Теслы
Турбина Теслы из музея
Эту турбину Тесла запатентовал в 1913 году. Изобретение турбины без лопастей по сути было вынужденным, так как для изготовления турбины с лопастями не было подходящих технологий, да и аэродинамическая теория ещё не была создана, поэтому Тесла решил использовать эффект пограничного слоя, а не давление вещества на лопатки, как сейчас широко распространено в традиционных турбинах.
Часто можно встретить утверждения, что КПД его турбины может теоретически достигать 95%, но на практике на заводах Вестингауза такая турбина показала КПД в районе 20%. Хотя позже различные модификации турбины другими изобретателями доводили КПД до 40% и более.
Очень хорошо принципы работы турбины Тесла на английском языке объяснены в этом видео:
По состоянию на 2016 год турбина Теслы так и не нашла широкого коммерческого использования с момента своего изобретения. Пока что ей удалось найти узкое применение в насосах. Связано это в первую очередь с тем, что диски внутри турбины сильно деформируются во время работы и это сказывается на общей эффективности применения турбины. Хотя сейчас продолжаются технологические поиски, чтобы решить все возникающие проблемы. Сравнительно недавно вопрос о деформации дисков частично был решён с использованием новых материалов, таких как углеродное волокно.
Клапан Тесла
Данный клапан был изобретён Теслой в 1920 году и почему-то многие даже не слышали об этом интересном изобретении. Суть в том, что этот однонаправленный клапан не имеет подвижных частей . Затор в клапане создаётся за счёт того, что основной поток ветвится и его ответвления направляются обратно, что постепенно замедляет основной поток.
Когда газ или жидкость течёт в прямом направлении, они слегка отклоняют и текут как бы по зигзагу, но не находя большого сопротивления. Можете посмотреть это на видео ниже, где для наглядности в поток добавлены шарики:
Однако, когда поток течёт в обратном направлении, то он ветвится таким образом, что ответвлённый поток направляется против основного, что вызывает сопротивление. И так повторяется на каждом ответвлении, из-за чего поток останавливается. Этот принцип вы можете наблюдать на видео ниже:
Конечно, нужно понимать, что данный клапан не предназначен для того, чтобы быть пробкой для бутылки или что-то в этом роде, так как он плохо работает при низком давлении потока. Однако, стоит начать использовать высокое давление, как соотношение давления между основным и ответвлённым потоком выравниваются.
Тесла изобрёл клапан, когда разрабатывал бесступенчатую турбину. Но так оказалось, что клапан стал самостоятельным изобретением, так как Тесла понял, что турбина лучше взаимодействует с ламинарным потоком, а клапан лучше работает с импульсным.
ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ …
Светоч гения Николы Тесла известен всему миру. Никола Тесла призывал народы к объединению во имя мира и науки. Цитаты Николы Тесла, видящего далеко впереди своего времени, являются источником вдохновения и великой мудрости.
Здесь представлены только 23 из множества уроков этого необыкновенного человека.
Мысли Николы Тесла: 23 жизненных урока
1. Наука может добиться большего прогресса, изучая нефизические феномены.
«С того дня, когда наука начнет изучать нефизические феномены, она добьется большего прогресса за одно десятилетие, чем за все предыдущие века своего существования».
2. Твое тело – это бесценный дар.
Оно изумительное произведение искусства, неописуемая красота, великая тайна, недоступная человеческому пониманию, оно такое деликатное и хрупкое, что слово, вдох, взгляд, запрещение, мысль могут повредить его».
3. Если вы хотите разгадать тайны Вселенной, мыслите критериями энергии, частоты и вибраций.
Вселенная – это не только материальные тела, которые мы можем ощущать своими органами чувств. «Если вы хотите разгадать тайны Вселенной, мыслите критериями энергии, частоты и вибраций».
4. Гениальность требует уединения.
«Будьте в одиночестве, в нем секрет изобретательства; будьте в одиночестве, только в нем рождаются идеи. Большинство людей так поглощены внешним миром, что они совершенно не замечают, что происходит внутри них».
Кажется, что нет ничего хорошего в одиночестве. Но когда мы находимся в одиночестве, это значит – мы находимся наедине с самим собой, т.е. там, где возможно испытать момент открытия.
Мы можем отпустить себя на волю и погрузиться в свою внутреннюю энергию . Многие люди не стремятся к уединению, но когда мы соединяемся с нашей внутренней сущностью, возникают большие возможности.
5. Мозг является всего лишь приёмником.
«Мой мозг является всего лишь приёмником. , силу и вдохновение. Я еще не проник в эту сокровенную сущность вселенной, но я знаю, что она существует».
6. Дар умственных способностей исходит от Бога.
«Дар умственных способностей исходит от Бога, Божественной сущности. Если мы концентрируем наш ум на истине, мы становимся гармоничны с этой великой силой. Моя мама учила меня искать все истины в Библии».
7. Инстинкт выходит за пределы знаний.
«Инстинкт – это что-то, что выходит за пределы знаний. У нас есть, несомненно, некоторые тонкие волокна, которые позволяют нам воспринимать истины, когда логические рассуждения или любое другое волевое усилие мозга бесполезны».
8. Чем больше мы знаем, тем более невежественными становимся.
«Это парадоксально, но всё же это правда, когда говорят, что чем больше мы знаем, тем более невежественным становимся в абсолютном смысле, ибо только через просветление мы начинаем осознавать свои ограничения».
9. Если вы можете представить себе что-то, вы можете это достичь.
«У меня другой метод. Я не тороплюсь сразу действовать. Когда у меня появляется идея, я сначала представляю ее в своем воображении. Меняю конструкцию, провожу усовершенствования и управляю устройством полностью в моих мыслях».
10. Когда естественное влечение развивается в страстное желание, приближение к цели идет семимильными шагами.
Перед любым нашим активным действием сначала появляется желание, затем намерение его осуществить. «Когда естественное влечение развивается в страстное желание, приближение к цели идет семимильными шагами».
11. Неизвестное достойно уважения и может быть источником радости.
Независимо от того, как сильно мы стараемся, мы никогда не будем знать все, что нужно знать. «Жизнь есть и останется уравнением, которое невозможно решить, но оно содержит определенные известные факторы».
Признание этого невероятно важно для того, чтобы вести полноценную жизнь.
12. Наши добродетели и наши недостатки – не разделимы.
«Наши недостатки и наши добродетели не разделимы, как сила и материя. Если они разделяются – человека больше не существует».
13. Непонимание всегда вызвано неспособностью ценить другую точку зрения.
«Сражения между людьми, точно так же, как сражения правительств и наций, неизменно являются результатом недопонимания в самом широком толковании этого термина. Недопонимания всегда вызваны неспособностью ценить и уважать другую точку зрения».
14. Человек не может быть спасен от своей собственной глупости с помощью посторонних усилий.
«Моя мать хорошо понимала человеческую природу и никогда не ругала меня. Она знала, что человек не может быть спасен от его собственной глупости или порока усилиями или увещеваниями кого-то другого, но только за счет использования своей собственной воли».
15. Мир может прийти только как естественное следствие всеобщего просветления.
«То, что мы теперь хотим – это более тесного контакта и взаимопонимания между отдельными лицами и общинами по всей земле и устранения эгоизма и гордости, которые всегда склонны погружать мир в первобытное варварство и раздоры. Мир может прийти только как естественное следствие всеобщего просветления».
16. Все, что стало великим, в прошлом было осмеяно.
«Все, что стало великим, в прошлом осмеивалось, подавлялось, осуждалось, запрещалось. Но из этой борьбы оно выходило все более могущественным и триумфальным».
17. Факторы, оказывающие влияние на формирование наших судеб, очень тонкие и не всегда доступны нашему пониманию.
«Когда я вспоминаю события моего прошлого, я понимаю, какими тонкими являются факторы, которые формируют наши судьбы».
18. Важна не та любовь, которую вы получ аете, а та, которую отдаете.
В нашем невероятно эгоистичном обществе это очень важное напоминание: «Важна не та любовь, которую вы получаете, а та, которую отдаете». Дарить счастье другим – это самый надежный и
19. Чудеса вчерашнего дня сегодня – обычные явления.
«Мы жаждем новых ощущений, но вскоре становимся безразличными к ним. Чудеса вчерашнего дня сегодня становятся обычными явлениями».
20. Каждое живое существо – это двигатель, приводящий в движение рабочие колеса Вселенной.
«Каждое живое существо – это двигатель, приводящий в движение рабочие колеса Вселенной. Хотя оно, казалось бы, влияет только на его непосредственное окружение, сфера внешнего влияния простирается до бесконечности расстояния».
21. Терпение – это основа.
«Многие изобретатели терпят поражение из-за недостатка терпения. У них нет желания разрабатывать устройство медленно, четко и точно в своем уме, так, чтобы они могли на самом деле почувствовать, как оно работает. Они хотят испытать свои идею сразу на практике.
В результате они вкладывают много денег и ценных материалов, чтобы обнаружить в результате, что они работают в неверном направлении. Мы все делаем ошибки, и лучше увидеть ошибку в своем уме, прежде чем начать практическое воплощение».
22. Деньги не представляют такой ценности, какой люди их наделяют.
«Деньги не представляют такой ценности, какой люди их наделяют. Все мои деньги были вложены в эксперименты, с помощью которых я сделал новые открытия, способные сделать человеческую жизнь немного легче».
23. Расы и нации приходят и уходят, а Человек остается.
«Когда мы говорим о человеке, мы имеем в виду концепцию человечества в целом. Перед тем как применить научные методы исследования его движения в целом, мы должны принять это как физический факт.
Но может ли кто-либо сомневаться сегодня, что миллионы индивидуумов бесчисленного количества типов и характеров составляют один организм, единое целое ?
Хотя каждый имеет свободу думать и действовать, мы скреплены вместе, как звезды на небесном своде, мы связаны неразлучно. Эти связи нельзя увидеть, но мы можем их чувствовать. Я чувствую боль, если порезать палец, потому что палец – это моя часть.
Если ранен мой друг, мне тоже больно, потому что мой друг и я – одно целое. И сейчас я вижу пораженного врага – какой-то кусок материи во Вселенной, который меньше всего меня заботит, но это все же огорчает меня. Разве это не доказывает, что каждый из нас – это часть целого?
На протяжении веков эта идея провозглашалась в виртуозно мудрых учениях религии, возможно, не как единственное средство обеспечения мира и гармонии среди людей, но как глубокая основная истина.
Буддизм выражает ее одним способом, христианство – другим, но обе религии говорят одинаково: мы все едины .
Метафизические доказательства, однако, не единственные, которыми мы способны поддержать эту идею. Наука тоже признает идею связанности отдельных индивидуумов, хотя не вполне в том же смысле, как она признает, что Солнце, планеты и Луна составляют в совокупности одно тело.
Здесь не может быть сомнений, что это будет экспериментально подтверждено, когда придет время и наши средства и методы исследований физических и других состояний и явлений будут доведены до большего совершенства.
Более того, это единое человеческое существо живет и будет продолжать свое существование. Личность недолговечна, расы и нации исчезают, но Человек остается. В этом заключается глубокое различие между отдельной личностью и целым».
Перевод Татьяны Бегляк специально для журнала «Реинкарнационика».
История изобретений. Как Никола Тесла изменил мир и умер в одиночестве
Во многом наш электрический мир своим нынешним технологическим состоянием обязан ученому из Сербии. За годы своей бурной изобретательской деятельности он получил более 300 патентов, разработал двигатели переменного тока, подтолкнувшие промышленную революцию, и немного не дожил до признания своего вклада в открытие радио. Onliner.by рассказывает о человеке, который изобрел 21-й век.
Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в деревушке Смилян (приграничный район тогдашней Австрийской империи) в семье местного приходского священника. Отец надеялся, что парень продолжит его трудовую карьеру, однако с самого детства Николу интересовало совсем другое. Сперва он мастерил рогатки и занимался всеми шалостями, присущими детям. Тесла был левшой, но в школе его, конечно же, переучили. Однако гений впоследствии одинаково хорошо управлялся обеими руками.
Такой Тесла стоит нынче в деревеньке Смилян
До конца жизни Тесла вспоминал, как впервые познакомился с электричеством. В возрасте шести лет его главным другом был черный кот, вместе с которым они противостояли дворовому гусю. Однажды Никола игрался с котом в вечерних сумерках. Мальчик гладил животное по спине, когда «кошачья спина окуталась легким голубым сиянием», а от прикосновений появлялся целый сноп искр. Факт того, что это электричество, живущее в устрашающих молниях, поразил Теслу до глубины души.
Позже его семья переехала из деревни в город, а сам Никола стал ходить в среднюю школу. В своей автобиографии относительно этого периода жизни он писал о своих едва ли не сверхъестественных способностях, которые помогали ему решать математические и физические задачки. В голове Теслы словно возникала доска с описанием задачи, а за ним появлялось и ее решение. А потому на вопросы учителя он отвечал устно спустя минуту-другую. Даже не успевал записать решение. К тому же ученого до глубокой старости сопровождали «световые явления», которые возникали в его голове в моменты озарения новыми идеями.
Сказать, что Тесла был странным - не сказать ничего. Он терпеть не мог женские серьги, один вид жемчужины был для него оскорбительным, а при взгляде на персик его бросало в жар. Со временем во взрослом возрасте к этим странностям добавлялись новые. Взглянув однажды на микробов под микроскопом, Никола приобрел привычку заказывать в ресторанах по 18 салфеток, чтобы лично протирать все приборы. Муха, севшая в процессе обеда на стол, могла вынудить Теслу и его спутников пересесть за новый.
Ко всему этому изобретатель был крайне эрудированным полиглотом. У него была фотографическая память, он наизусть цитировал «Фауста» Гёте и разговаривал на восьми языках: сербско-хорватском, чешском, английском, французском, немецком, венгерском, итальянском и латинском. Несмотря на то что юный Никола был зубрилой, асоциальным типом назвать его было сложно. В студенческие годы будущий ученый подсел на азартные игры: бильярд, шахматы и карты. За игровым столом Тесла мог проводить по несколько суток без перерыва. Такую же работоспособность он проявлял и позже, трудясь в своих лабораториях.
Схема на песке
Тесла придумал, как на практике использовать вращающееся магнитное поле. Это случилось в 1882 году во время прогулки по Будапешту и цитирования «Фауста» Гёте. До этого на протяжении нескольких месяцев ученого мучила странная болезнь, природой которой, скорее всего, являлось крайнее истощение организма ввиду переутомления. «Муха, садившаяся на стол в комнате, порождала в моем ухе глухой звук, напоминавший падение тяжелого тела», - писал изобретатель в своей автобиографии. Лишь прогулки и занятия гимнастикой под надзором приятеля помогли ученому выкарабкаться из затуманенного состояния.
Снимок носит иллюстративный характер. Скорее всего, на нем изображен не Тесла, а любвеобильный инструктор по плаванию
Во время одной из таких прогулок Николу в буквальном смысле озарило. В одно мгновение он понял, как будет работать его двигатель, и принялся чертить прямо на песке схему. Она изменила и судьбу самого Теслы, и мир, в котором мы живем.
AC/DC
В те годы улицы городов освещали газовыми фонарями либо электрическими дуговыми лампами. Ни первый, ни второй способ не подходил для света в замкнутых жилищах простых обывателей. Электрический свет пришел в дома только в 1879 году, когда Томас Эдисон усовершенствовал лампочку до коммерчески выгодных параметров.
Эдисон и его ламповое фото
В Нью-Йорк Тесла прибыл в 1884 году. До этого он несколько лет трудился в парижском региональном отделении компании Эдисона. В негласной столице США Никола продолжил более тесное сотрудничество со своим будущим соперником. Он пытался заговорить с «королем света» о преимуществах переменного тока, но Эдисон был непреклонен - будущее он видел за безопасным постоянным током.
Эдисон в 1870 и 1925 годах
Здесь стоит объяснить, что в США тех лет электростанции Томаса Эдисона передавали постоянный ток (DC) низкого напряжения. Но эффективной передача была только на короткие расстояние. Точнее, на очень короткие расстояния - до двух километров от генератора. Чем дальше шли провода, тем больше энергии терялось по пути, что с коммерческой стороны было крайне невыгодно.
Тесла же ратовал за переменный электрический ток (AC), который особо не зависел от протяженности проводов. Проблема была только в модулировании напряжения на входе и выходе с электрических проводов для подачи безопасного тока в жилища. Эту задачу решил инженер Уильям Стенли: генератор производит переменный ток низкого напряжения, трансформатор повышает напряжение до нужной величины, ток передают на огромное расстояние, а другой трансформатор уже понижает его.
В 1887 году, после ухода с фабрики Томаса Эдисона, Николе пришлось перебиваться трудом чернорабочего, пока он не встретил двух компаньонов, вместе с которыми организовал компанию «Тесла Электрик». Ученый получил собственную лабораторию.
Адепты переменного тока упирались в одну важную деталь - отсутствие надежных электродвигателей, которые могли бы крутить на заводах и фабриках различные станки. Лампочки в домах потребителей в данном случае выступали скорее как PR-компания всего электричества вместе взятого.
Такой трехфазный асинхронный двигатель находится в музее изобретателя в Сербии
Изобретатель работал над всей системой оборудования для передачи переменного тока сразу: генераторы, счетчики, трансформаторы. И над двигателями переменного тока. Мотор Теслы как раз использовал вращение электромагнитного поля. На полюса электродвигателя подавались два различных переменных тока, отличавшихся друг от друга сдвигом по фазе. Это и вызывало вращение магнитного поля. Оно увлекало за собой обмотку ротора. Никола принялся развивать идею двухфазного тока, отметив при этом, что количество фаз может быть и большим. В 1888 году он получил первые патенты на двигатели переменного тока.
Железнодорожный магнат Вестингауз
Разработка Теслы приглянулась магнату Джорджу Вестингаузу, который в пику Эдисону работал с освещением на переменном токе. Он выкупил патенты и нанял самого Николу на работу в качестве консультанта. С наработками выдающегося серба компания рванула вперед, испугав Эдисона, который развернул «черный пиар» против переменного тока. Результатом этого в некотором роде стало и создание электрического стула. На нем преступников казнили именно переменным током. Таким образом Эдисон пытался доказать его опасность.
Пожар
Разбогатев, Тесла перебрался в собственную лабораторию, где продолжал работать над самыми различными изобретениями. Так, в начале 90-х годов он демонстрировал изумленной публике лампу без нити накаливания, которая не была подсоединена ни к одному проводу, но все равно светилась. Это было подобие гейслеровской газоразрядной лампы, внесенной в переменное электромагнитное поле высокой частоты. Позже Тесла наполнит эти лампы люминоформами, сделав прообраз современных люминесцентных ламп. Эдисону конкурент его ламп накаливания не понравился. Он называл его мертвым белым светом, опасным для глаз.
Как искусный фехтовальщик, Тесла демонстрирует свои беспроводные лампы
13 марта 1895 года изобретателя постиг серьезный удар. Его лаборатория в Нью-Йорке на Пятой авеню полностью сгорела. Видимо, из-за короткого замыкания в здании начался пожар, который за несколько часов полностью уничтожил труды всей жизни Теслы: приборы, все экспериментальные установки, чертежи и документы, записи в дневниках инженера. Под натиском репортеров Никола держался достойно. Он заявил, что все удастся восстановить, кроме писем его близких.
Несмотря на феноменальную память Теслы, эти слова звучали скорее как бравада для журналистов. Частично восстановить наработки удалось бы, вот только для этого нужна была новая лаборатория. Сгоревшая же оценивалась в $250 тыс. И где достать такие деньги, Тесла не знал. Газеты называли пожар не личной потерей ученого, а трагедией для целого мира.
Дом не был застрахован, оборудование принадлежало «Вестингауз электрик», компании, которая многим была обязана Тесле. Никола практически спас ее основателя, когда в кризис отказался от своих патентных выплат: Вестингауз обязался платить по $2,5 за каждую проданную лошадиную силу его моторов. К 1905 году это были бы $17,5 млн. Но компания Вестингауза находилась в плачевном состоянии, и основатель поставил Теслу перед выбором: либо мы несем ваши моторы и переменный ток в мир, либо выплачиваем вам деньги и закрываемся. Утверждается, что изобретатель на глазах Вестингауза разорвал тот договор.
За внешним лоском скрывалось множество проблем
Когда же сам Тесла оказался в беде, сотрудники «Вестингауз электрик» выставили ему счет за уничтоженное оборудование и не предоставили никаких отсрочек по платежам за новое. Почему молчал сам основатель компании, непонятно.
Но Никола к тому времени был уже всемирно знаменит и получил меценатскую помощь от американского предпринимателя. Ему предлагали создать совместную компанию, доработать то же изобретение радио до коммерческого образца, однако изобретатель видел перспективы в работе над высокочастотным током. Биографы ученого называют это главной ошибкой Теслы, негативно повлиявшей на его жизнь.
Рентген
Тесла вполне мог претендовать и на открытие X-лучей, впервые о которых рассказал Вильгельм Конрад Рентген в 1895 году. Еще в 1887-м серб проводил опыты с электровакуумными трубками. Внося их в поле токов высокой частоты, Никола регистрировал два вида излучения: видимый свет и ультрафиолетовое излучение. Но были и совершенно особые лучи, которые оставляли на металлических экранах странные отпечатки.
Спустя шесть лет во время публичной лекции Тесла вернулся к этим лучам, отметив их свойство проникать через предметы, что позволяло узреть находящиеся в ящиках объекты. Но из-за крайней занятости и распыленности ученого на различные объекты изучение лучей дальше не продвинулось. Только открытие Рентгена раскрыло глаза Николе, который, впрочем, не претендовал на первенство. Однако он крепко вцепился в тему, выпустил десяток научных статей о природе лучей и усовершенствовал рентгеновскую установку.
Один из рентгеновских снимков Теслы
Тесла сканировал все и всех подряд: собак, своих коллег и самого себя. При этом для получения некоторых снимков приходилось сидеть под установкой по часу, во время чего исследователь частенько засыпал. Сперва он считал, что излучение совершенно безвредно: облучал голову, глаза, руки. Пока у него не появились первые ожоги.
Машина землетрясений Теслы
Позже Тесла потерял интерес к излучению и приступил к работе с ультразвуком, о чем соседи его лаборатории узнали самым неприятным образом - ученый буквально вызвал землетрясение в Нью-Йорке. По крайней мере, он, а позже его биографы рассказывали об этом происшествии.
С лабораторией Николы соседствовали полицейский участок, различные фабрики и жилые дома итальянцев. Весенним утром 1898 года полицейский участок начал ходить ходуном: тряслась мебель, ставни и двери сами собой открывались и хлопали. В панике население района выбежало на улицу, предполагая разрушительные толчки землетрясения. Полицейские же бросились прямиком к Тесле, которого считали виновником всех громких событий.
Ученого они нашли в лаборатории с кувалдой в руках. Ею он лупил по некому прибору, прикрепленному к опоре здания. Последний удар, и прибор рассыпался, землетрясение прекратилось. Это был осциллятор Теслы - генератор механических колебаний сверхвысокой частоты, вырабатывавший ультразвук. Эти колебания вызывали внутренний резонанс в предметах, когда совпадали с частотой их собственных колебаний. В этих принципах Никола видел огромную разрушительную силу. При достаточном объеме динамита изобретатель обещал расколоть Землю надвое.
Конечно, эти рассказы для репортеров оказались всего лишь рассказами. Позднейшие эксперименты с машиной поставили под сомнение ее всемогущие способности.
Радио Теслы
Еще в 1890 году Тесла предрекал появление аппарата, который позволит его владельцу слушать музыку, песни и человеческую речь в море или на земле на огромном расстоянии от источника звука. «Точно так же могут быть переданы любая картина, рисунок, знак или текст», - добавлял ученый. В некотором роде Никола стал первым предвестником интернета.
Что касается радио, то Тесла не только разглагольствовал, но и проводил некие эксперименты. В частности, сын одного из его ассистентов спустя много лет рассказывал о демонстрации того, что называлось «радио». В эксперименте участвовали передатчик и приемник, от обоих к потолкам шли длинные провода, которые являли собой, судя по всему, антенны. Сообщения передавались от 5-киловаттного искрового передатчика на гейслеровскую трубку приемника на расстоянии 9 метров. О том, что Тесла в 1893 году проводил подобные эксперименты, говорил и Александр Попов. В частности, он отмечал «использование мачты» для приема и передачи сигналов электрических колебаний.
Крестный отец радио
Но итальянец Маркони был куда более ушлым дельцом, чем Тесла. Со второй попытки ему удалось оспорить американские патенты серба на «Систему передачи электрической энергии» и на соответствующий аппарат (US 645576 и US 649621). Тем самым он оставил Николу без патентных выплат и без славы, получив Нобелевскую премию. Стоит отметить, что вклад Маркони в продвижение радио неоценим. Однако судебные тяжбы между ним и Теслой продолжались еще не одно десятилетие. Последний считал, что Маркони его попросту обворовывает. И только после смерти обоих изобретателей Верховный суд США поставил точку в первенстве, восстановив патенты серба на электрическую связь без проводов.
Радиоуправление
О первенстве Теслы говорит хотя бы тот факт, что в 1893 году он приступил к разработке дистанционно управляемых машин. Ученый писал, что упорно работал над ними пару лет и даже создал несколько механизмов, но приснопамятный пожар отбросил его далеко назад. Первая публичная демонстрация состоялась в 1898 году на выставке, где свои дистанционные мины представлял ненавистный Николе Маркони.
Гвоздем мероприятия стал показ изобретения Теслы - радиоуправляемой лодки, посреди которой торчал металлический стержень, а на носу и корме находились лампочки. У серба же в руках был дистанционный пульт управления. Меняя сигналы с пульта, Никола заставлял лодку двигаться вперед и назад, выполнять различные маневры.
Сказать, что демонстрация вызвала сенсацию - не сказать ничего. Тесле предлагали переработать кораблик в подводную лодку и, загрузив динамитом, отправить на подрыв испанских судов. С этой страной США были в те годы не в ладах. Но военные эксперты не разглядели в этом дел ближайшего будущего.
Угасание гения
Но Теслу мало волновало мнение военных. Он был уверен, что в ближайшее время сможет передавать энергию без проводов. Идея фикс поразила ученого, и он отправился в Колорадо-Спрингс ставить эксперименты. Биографы Николы отмечают, что с этой поездкой наступил третий - заключительный и бесславный - период в жизни инженера. Великие изобретения остались позади, Тесла вошел в историю, и оставшаяся половина его жизни представляет собой медленный закат, о котором ученый пока не догадывается.
В Колорадо-Спрингс по заказу изобретателя построили 60-метровую антенну, с помощью которой Никола собирался экспериментировать с беспроводной передачей электричества. Но пока его башня, на которую с подозрением и опаской смотрели местные, только генерировала молнии - толщиной в руку и длиной более четырех метров.
Фотография из Колорадо-Спрингс, выполненная приемом двойной экспозиции. Сперва снимали молнии, а затем самого Теслу
На этой же станции Тесла, по его утверждению, зарегистрировал странные сигналы, которые могли быть радиопередачей с Марса или Венеры. Репортеры, естественно, выдали это за сенсацию. Никаких доказательств связи Николы с инопланетянами так и не было представлено. Ученого подняли на смех и за этот прокол, и за его дикую концепцию передачи электричества без проводов - он так и не смог объяснить, как же этого добиться на практике. Пока же выходили только молнии.
Несмотря на весь негатив, Тесла получил инвестиции под проект глобальной сети радио, хотя планировал заниматься энергией. На выделенные бизнесменом Морганом деньги Никола построил новую лабораторию и башню в Уорденклифе, которая стала известной на весь мир. Ее строительство, начавшееся в 1901 году, тут же вызвало претензии со стороны инвестора: он не понимал, зачем тратить деньги на башню, без которой Маркони сумел передать сигнал практически через всю Атлантику. Морган стал что-то подозревать и урезал финансирование.
Лебединая песня гения
Тесла раскрыл перед ним все карты. Бизнесмен планировал занять лидирующие позиции на рынке радио, но по факту выбросил огромную сумму денег на фантастические планы серба. Ученый на протяжении года писал ему письма отчаяния, однако после пары отказов его уже попросту игнорировали. Кредиторы осаждали Николу, участок вокруг башни пришлось продавать по кусочкам, а здание буквально по кирпичикам разбирали мародеры.
Крушение последних надежд Теслы повлияло на его характер. Он стал больше работать языком, а не головой, рассказывая о своих новых изобретениях, которые вскоре перевернут мир. Именно эти мистификации от самого серба поспособствовали созданию вокруг него ореола таинственности: космические лучи, загадка тунгусского метеорита, шпионские следы СССР и Германии. В биографии инженера осталось много таинственных пятен, которые напрямую не относятся к его настоящим изобретениям.
Никола Тесла умер в возрасте 86 лет. Это произошло между 5 и 7 января 1943 года в номере 3327 отеля «Нью-Йоркер» на 33-м этаже. Ученый не оставил после себя безутешной вдовы, детей и внуков, так как всю жизнь прожил в одиночестве.
«Человек, который изобрёл 20 век!» - так Теслу называют современные биографы, и делают они это без каких-либо преувеличений. Свою известность он получил благодаря прогрессивным взглядам и умению доказывать их состоятельность. Тесла проводил опаснейшие эксперименты во имя науки, и в определённых кругах считается фигурой, связанной с мистикой. В последнем случае, скорее всего, мы имеем дело с домыслами, но что известно точно, так это то, что изобретения Николы Теслы способствовали прогрессу во всём мире.
Наследие Николы Теслы
Сначала рассмотрим важные с научной точки зрения изобретения, но редко встречающиеся в повседневной жизни современного человека.
Речь пойдёт об одном из самых известных и зрелищных изобретений Николы. Катушка Теслы является разновидностью резонансной трансформаторной схемы. Использовалось это приспособление для производства высокого напряжения высокой частоты .
Катушка Теслы была одним из инструментов изучения природы электрического тока и возможностей его использования Тесла задействовал катушки во время проведения инновационных экспериментов в области:
- электрического освещения;
- фосфоресценции;
- рентгеновской генерации;
- высокочастотного переменного тока;
- электротерапии;
- радиотехники;
- передачи электрической энергии без проводов.
Кстати, Никола Тесла был одним из тех людей, кто предсказал появление Интернета и современных гаджетов.
Катушка Теслы является ранним предшественником (наряду с индукционной катушкой) более современного устройства, называемого трансформатором обратного хода. Он обеспечивает напряжение, необходимое для питания электронно-лучевой трубки телевизоров и компьютерных мониторов. Версии этой катушки широко используются сегодня в радио, телевидении и другом электронном оборудовании.
В всей красе катушку можно увидеть в научных музеях или на специальных шоу.
Катушка Теслы в действии – это всегда зрелище:
Эта конструкция, известная также как Башня Теслы, была построена с целью осуществления беспроводной телекоммуникации и демонстрации возможности передачи электроэнергии без проводов .
По задумке Теслы Башня Ворденклиф должна была стать шагом к созданию Всемирной беспроводной системы . В его планах было установить несколько десятков приемо-передающих станций по всему миру. Таким образом, отпала бы необходимость использования высоковольтных линий электропередач. То есть фактически мы получили бы одну всемирную электростанцию. К слову, Тесле удавалось передавать электричество «по воздуху» от одной катушке к другой, так что его амбиции были небезосновательны.
Сегодня Ворденклиф – закрытый объект Проект Ворденклиф требовал больших капиталовложений и на начальных этапах получил поддержку влиятельных инвесторов. Однако, когда работа над строительством башни была практически завершена, Тесла лишился финансирования и оказался на гране банкротства. А всё потому, что Ворденклиф могла быть предпосылкой к бесплатным поставкам электричества по всему миру, а это могло разорить некоторых инвесторов, чей бизнес был завязан на продаже электроэнергии.
Любители различных теорий заговоров связывают падение Тунгусского метеорита в Сибири и эксперименты Теслы с Башней.
Рентгеновские лучи
Вильгельм Рентген 8 ноября 1895 года официально открыл излучение, названное в честь его. Но фактически это явление первым наблюдал Никола Тесла. Ещё в 1887 году он начал проводить исследования с использованием вакуумных трубок. В ходе экспериментов Тесла фиксировал «особые лучи», способные «просвечивать» предметы . Поначалу учёный не предавал особого значения этому явлению, учитывая, что длительное воздействие рентгеновских лучей опасно для человека.
Никола Тесла первым обратил внимание на опасность рентгеновского излучения Однако Тесла продолжал исследования в этом направлении и даже провел несколько экспериментов до открытия Вильгема Рентгена, включая фотографирование костей его руки.
К сожалению, в марте 1895 года в лаборатории Теслы произошёл пожар, и записи об этих исследованиях были утрачены. После открытия Рентгена, Никола, используя устройство с вакуумными трубками, сделал снимок своей ноги и отправил коллеге вместе с поздравлениями. Рентген похвалил Теслу за качественную фотографию.
Тот самый снимок ноги в ботинке Вопреки расхожему мнению, Вильгем Рентген не был знаком с работами Теслы и к своему открытию пришёл самостоятельно, чего не скажешь о Гульельмо Маркони…
Радио и дистанционное управление
Инженеры разных стран работали над технологией радиосвязи, при этом исследования были независимыми друг от друга. Самый яркий пример: советский физик Александр Попов и итальянский инженер Гульельмо Маркони, которые в своих странах считаются изобретателями радио. Однако Маркони получил большую мировую известность, впервые установив радиосвязь между двумя материками (1901 г.) и получив патент на изобретение (1905 г.). Поэтому считается, что он в развитие радиосвязи внёс наибольший вклад. Но причём тут Тесла?
Радиоволны сегодня повсюду Как выяснилось, первым природу радиосигналов выявил именно он и в 1897 году запатентовал передатчик и приёмник . Маркони взял за основу технологию Теслы и совершил свою знаменитую демонстрацию в 1901 году. Уже в 1904 году Патентное бюро лишает патента на радио Николу, а через год присуждает его Маркони. Судя по всему, тут не обошлось без финансового влияния Томаса Эдисона и Эндрю Карнеги, которые были в конфронтации с Теслой.
В 1943 году, уже после смерти Николы Теслы, Верховный суд США разобрался в ситуации и признал более значительный вклад этого учёного в качестве изобретателя радиотехнологий.
Отмотаем немного назад. В 1898 году на электротехнической выставке в Мэдисон-Сквер-Гарден Тесла продемонстрировал изобретение, которое он назвал «телеавтоматикой». Фактически это была модель лодки, перемещением которой можно управлять дистанционно через пульт.
Так выглядела радиоуправляемая лодка Теслы Никола Тесла на деле показал возможности использования технологии передачи радиоволн. Сегодня дистанционное управление сплошь и рядом, начиная от телевизионного пульта и заканчивая полётами беспилотников.
Асинхронный двигатель и электромобиль Теслы
В 1888 году Тесла получил патент на электрическую машину, в которой под воздействием переменного тока создаётся вращение.
Не будем вдаваться в технические особенности работы асинхронного двигателя – те, кому это интересно, могут ознакомиться с соответствующим материалом на Википедии . О чём нужно знать, так это о том, что двигатель имеет простую конструкцию, не требует высоких затрат на изготовление и надёжен в эксплуатации.
Тесла намеревался использовать своё изобретение как альтернативу двигателям внутреннего сгорания . Но так уж случилось, что в этот период никто в подобных инновациях не был заинтересован, да и финансовое положение самого учёного не позволяло ему особо разгуляться.
Интересный факт! В Силиконовой долине великому изобретателю установлен памятник. Символично, что он раздаёт бесплатный Wi-Fi.
Нельзя не упомянуть и об окутанном тайной электромобиле Теслы . Именно из-за сомнительности этой истории не будем выводить её отдельным пунктом. Тем более, что тут не обошлось без электродвигателя.
1931 год, Нью-Йорк. Никола Тесла провёл демонстрацию работы автомобиля, в котором якобы вместо двигателя внутреннего сгорания был установлен двигатель переменного тока мощностью 80 л.с. Учёный колесил на нём около недели, разгоняясь до 150 км/ч. А загвоздка в следующем: двигатель работал без видимого источника питания , да и на подзарядку машина якобы никогда не ставилась. Единственное, к чему мотор был подключён, это коробочка, собранная из лампочек и транзисторов, которые Тесла купил в ближайшем магазине радиоэлектроники.
Для демонстрации был использован автомобиль Pierce Arrow1931 года На все расспросы Никола отвечал, что энергия берётся из эфира. Газетные скептики начали обвинять его чуть ли не в чёрной магии, и раздосадованный гений, забрав свою коробочку, вообще отказался что-либо комментировать и объяснять.
Подобное событие в биографии Теслы действительно имеет место, но всё же эксперты ставят под сомнение, что он нашёл способ получать энергию для авто из «воздуха». Во-первых, в записях учёного нет и намёка на двигатель, работавший от эфира, а во-вторых, есть предположения, что Никола таким образом одурачил общественность, чтобы привлечь внимание к самой идее электрических автомобилей. А непосредственно для передвижения данного прототипа мог использоваться либо скрытый аккумулятор, либо ДВС с модернизированной системой выхлопа.
Как бы там ни было, сегодня существует компания, в каком-то смысле реализующая эту идею Теслы. Названа она именем изобретателя.
Переменный ток
Так или иначе, перечисленные выше изобретения Николы Теслы связанны с переменным током – типом эклектического тока, способного изменять направление и величину в определённые промежутки времени. Подробнее об отличиях постоянного тока от переменного можете почитать в учебнике по физике.
В нашем случае нужно знать, что при передаче переменного тока от станции к потребителю энергопотери значительно ниже, да и трансформировать его гораздо проще. Таким образом, переменный ток можно назвать более практичным в плане распространения . На этом и настаивал Тесла.
Томас Эдисон как сторонник постоянного тока и как человек, зарабатывающий на этом деньги, всячески очернял идею использования переменного тока. Он говорил об опасности этого решения и даже убивал животных переменным током. Но справедливость восторжествовала, и сегодня по проводам вашего города проходит переменный ток.
