355 500 произведений, 25 200 авторов.

Электронная библиотека книг » Никола Тесла » Лекции » Текст книги (страница 24)
Лекции
  • Текст добавлен: 4 октября 2016, 23:25

Текст книги "Лекции"


Автор книги: Никола Тесла



сообщить о нарушении

Текущая страница: 24 (всего у книги 25 страниц) [доступный отрывок для чтения: 10 страниц]

Г-н Терри упомянул и о других моих изобретениях. О них я скажу вкратце, поскольку некоторые мои труды вызвали недопонимание. Мне кажется, следует рассказать о том, в каком направлении я сконцентрировал свои усилия впоследствии. В 1892 году я прочел лекцию в Королевском научном обществе и лорд Рейли, признав мои заслуги в форме щедрой похвалы, что само по себе необычно, среди прочего заявил, что у меня редкий дар изобретателя. До этого момента, уверяю вас, я вряд ли предполагал, что вообще им являюсь. Открытие вращающегося поля я рассматривал всего лишь как математическую, логическую, пошаговую дедукцию. К этому изобретению пришел при помощи силы или энергии, так сказать, болтов и рычагов.

Мне казалось, что вдохновение тут ни при чем. Мои механизмы были полностью разработаны мной мысленно – от начала до конца. Когда я начал проводить первые эксперименты, они ничего не значили для меня: ведь я превосходно провел их до этого. Итак, вернувшись домой после той лекции 1892 года и прочтя эти замечания лорда Рейли, я задумался и убедил себя в том, что я – изобретатель. Например, я вспомнил о том, что, будучи еще мальчишкой, мог отправиться в лес и поймать сколько угодно ворон, чего никто другой не мог сделать. Однажды, семи лет от роду, я починил пожарную машину, когда этого не удалось сделать инженерам, и меня, как триумфатора, пронесли на руках по городу. Я конструировал часы, турбины и такие приспособления, которые не мог придумать ни один мальчик в нашей деревне. Я сказал себе: «Если у меня действительно талант изобретателя, пусть он послужит великой цели, я не буду транжирить его по мелочам». И я начал размышлять, за какое же великое дело мне взяться. Однажды, когда я гулял по лесу, разразилась гроза, и я укрылся под деревом. Воздух сделался тяжелым; вдруг ударила молния и сразу после этого хлынул ливень. Тогда у меня появилась первая идея. Я понял, что солнце поднимает ввысь водяные испарения, ветра гонят их в отдаленные регионы, где они собираются и достигают того состояния, когда легко сгущаются и вновь проливаются на землю. Этот животворный поток поддерживается исключительно энергией солнца, и молния, или иной подобный фактор, служит только спусковым крючком, для того чтобы высвободить энергию в нужный момент. Я начал работать над проблемой создания машины, которая позволила бы высвобождать потоки воды в нужном месте и в нужное время. Если бы это стало возможным, мы могли бы извлекать неограниченное количество воды из океанов, создавать озера, реки и водопады, и безгранично увеличить количество гидроэлектроэнергии, которой сейчас недостает. Всё это привело меня к созданию электрических эффектов необычайной силы. В это же время, работая над беспроводными приборами в том же направлении, я немало времени посвятил их усовершенствованию. В 1908 году я подал заявку на патент с описанием устройства, которое, как я думал, могло сотворить чудо. Инспектор-испытатель Патентного бюро был из Миссури, он не верил, что это можно сделать, и патент мне не выдали. Но в Колорадо я построил передатчик, при помощи которого получал эффекты в некотором роде даже более мощные, чем молния. Я не имею в виду потенциал. Высочайший потенциал, который я получил, составил около 20 000 000 вольт, что не идет ни в какое сравнение с молнией, но некоторые эффекты, производимые моим устройством, были мощнее эффекта молнии. Например, в моей антенне я получал ток силой от 1 000 до 1 100 ампер. Это было в 1899 году, а вы все знаете, что в самых больших беспроводных установках сегодня используется ток силой всего 250 ампер. Однажды в Колорадо мне удалось вызвать сильный туман. За окном была легкая дымка, но когда я включил ток, облако в лаборатории стало настолько густым, что руку, вытянутую на расстояние нескольких дюймов от лица, уже нельзя было разглядеть. Я совершенно убежден в том, что мы можем возвести в засушливом регионе станцию определенной конструкции, которая работала бы в соответствии с наблюдениями и некоторыми правилами, и позволила поднимать из океана любое количество воды для нужд ирригации и производства энергии. Если я при жизни не смогу завершить эту работу, ее сделает кто-то другой, но я уверен в своей правоте.

Что же касается передачи энергии через пространство, то я уже давно считаю, что этому проекту обеспечен успех. Несколько лет назад мне приводилось передавать энергию без проводов на любое расстояние, ограниченное только размерами земного шара. Моей системе всё равно, какое задано расстояние. КПД передачи может достигать 96 или 97 процентов, а потерь практически не существует за исключением тех, что возникают при работе машин. Когда нет приемника, нет и потребления энергии. Когда мы включаем приемник, он потребляет энергию. Это как раз противоположно волновой теории Герца. В этом случае, если у вас имеется передатчик мощностью 1 000 л. с, он излучает постоянно, и не важно принимается ли где-либо энергия, но в моей системе энергия не теряется. Когда нет приемников, передатчик потребляет только несколько л. с, необходимых для поддержания электрических колебаний; он работает вхолостую, как электростанция Эдисона, когда моторы и лампы выключены.

За последние несколько лет я несколько улучшил систему, что позволит сделать ее более практичной. Недавно я получил патент на передатчик, при помощи которого можно на практике передавать любое количество энергии на любое расстояние. Мы поставили несколько опытов совместно с г-ном Стоуном, которого я считаю если не самым одаренным, то уж точно одним из самых одаренных из ныне здравствующих специалистов. Я сказал г-ну Стоуну: «Вы видели мой патент?» Он ответил: «Да я его видел, но подумал, что Вы сошли с ума». Когда я объяснил суть дела, он сказал: «Теперь я понимаю его величие» – ему стал понятен принцип передачи энергии.

В заключение я хочу сказать, господа, что мы движемся к великим свершениям, но мы должны быть готовы к состоянию, так сказать, временного паралича. Мы стоим перед кризисом, какого мир еще не видел, и до тех пор, пока ситуация не прояснится, лучшее, что мы можем сделать, – разрабатывать некоторые методы борьбы с подводными лодками, и как раз этим я в настоящее время занят. (Аплодисменты.)

Альфред Г. Коулз: Вот фотографии, которые Вы дали мне почти двадцать лет назад, на них показаны эксперименты 1889 года. Думаю, Вам интересно будет на них взглянуть. (Передает фотографии г-ну Тесле.)

Никола Тесла: Я изобрел установку, которая выдает напряжение в 100 000 000 вольт и делает это совершенно безопасно. Эта установка (показывает) находилась в Колорадо. Если бы кто-либо, кто не погружался в эти эксперименты так долго, как я, занялся этой работой, он бы скорее всего погиб. На этой установке я был ближе всего к смерти. Это было квадратное здание, в котором находилась катушка диаметром 52 фута, высотой примерно девять футов. Когда она входила в резонанс, стримерные потоки пронизывали ее сверху вниз, и это зрелище было прекрасным. Видите ли, площадь потоков составляла около 1 500-2 000 квадратных футов. Чтобы сэкономить деньги, я рассчитал габариты насколько возможно точно, и стримеры проходили в шести или семи дюймах от стен здания. Поскольку в оконце в задней стене всё время подглядывали мальчишки, я его заколотил. У меня был особый рубильник для управления сильными токами. Он был очень тугой, и я придумал специальную пружину, которая поворачивала его при легком нажатии пальцем. Отослав одного из помощников в город, я экспериментировал в одиночестве. Выключил цепь и зашел за катушку, чтобы кое-что проверить. Внезапно цепь замкнулась и вся комната озарилась потоками, и я понял, что мне не выбраться. Попытался вскарабкаться в окошко, но тщетно, у меня не было инструментов. Мне ничего не оставалось, как лечь на живот и ползти. Напряжение в первичной обмотке было около 500 000 вольт, и мне пришлось пролезать через такой узкий проход (показывает), потоки в это время жили. Концентрация азотистой кислоты была так велика, что я с трудом дышал. Эти стримерные потоки быстро окисляют азот из-за большой площади своей поверхности, которая с лихвой компенсирует недостаток напряжения на них. Когда я достиг узкого участка, они замкнулись на моей спине. Я выбрался и едва успел отключить установку, как всё здание загорелось. Я схватил огнетушитель и мне удалось погасить пламя. Тогда мои силы иссякли, я выдохся. Но зато теперь я знаю, как управлять установкой и не бояться сжечь ее. За этот маленький экскурс несет ответственность г-н Коулз.

Президент: Если наша повестка исчерпана, позвольте считать заседание оконченным.

На этом заседание закрылось.


Эпилог

Для того, чтобы понять всю важность и по достоинству оценить масштаб той борьбы, которую Никола Тесла вел за идею переменного тока, нам следует попытаться вспомнить те времена. Цивилизованный мир, старая и новая его части, находился в полной зависимости от постоянного тока, поскольку он мог вырабатываться и поставляться в сеть постоянно и в одинаковом количестве. А началось всё с изобретения электрических аккумуляторных батарей. Позже, когда возникла потребность в электрическом моторе большей мощности и появились местные электростанции, были сконструированы динамо-машины для производства такого тока и двигатели, питающиеся им. Однако это привело к созданию линий электропередачи и опор для них. Развитию такой системы передачи энергии очень способствовала лампа Эдисона с тонкой графитовой нитью, склонной к перегоранию. В развитие таких систем и приспособлений были вложены огромные средства, в особенности в последние десятилетия XIX века. Когда Никола Тесла прибыл в Нью-Йорк в 1884 году, казалось, что процесс усовершенствования таких систем бесконечен.

Однако такая система имела много ограничений в техническом плане и, как следствие, в экономическом. Напряжение на выходе динамо-машин не могло быть достаточно высоким для использования длинных и тонких проводов. Так, длина проводов не могла быть более 1 000 км и они были достаточно толстыми для того, чтобы избежать больших потерь энергии. Вот почему города были буквально напичканы небольшими термоэлектрическими станциями, способными питать не более 100 ламп или, в лучшем случае, два электромотора. Над городскими улицами висела паутина проводов постоянного тока. В те времена большим достижением для Европы была линия электропередачи длиной 57 км мощностью всего 300 ватт.

Единственной сферой применения однофазного переменного тока было электрическое освещение, которое стало возможным благодаря изобретению Голлардом однофазного трансформатора.

Однако такой ток был непригоден для электромоторов до тех пор, пока Никола Тесла не открыл вращающееся магнитное поле и не построил на этой основе свой асинхронный электромотор, а затем и генераторы многофазного переменного тока и трансформаторы для них. Тесла описал свои изобретения в патентах за номерами 381.968, 381.969 и 382.279 (электромагнитные двигатели); 390.414, 390.721, 390.415 (электрические динамо-машины); 555.190 (двигатели переменного тока) и 382.280, 382.281, 381.970, 390.413, 487.796, 511.915, 511.559 (передача и распределение электроэнергии), но перед этим он прочел лекцию в Американском институте электроинженеров (16 мая 1888 г.), которая называлась «Новый принцип устройства двигателей и трансформаторов переменного тока».

После этой лекции стало ясно, что открылась новая эра в производстве, преобразовании и передаче многофазных электрических токов и применении их в электродвигателях. Все научные и профессиональные журналы в Америке и Европе опубликовали эту лекцию целиком или ее наиболее важные моменты. В лекции Тесла рассказал о двух типах асинхронных двигателей: первый тип вращается с постоянной скоростью и любой нагрузкой (синхронные моторы), но имеет низкий пусковой момент; второй тип хорошо работает с любой переменной нагрузкой, пропорционально понижая количество оборотов (от синхронного количества), но имеет значительный пусковой момент. Тесла особо подчеркивал, что оба полезных свойства могут с успехом применяться в одном комбинированном двигателе, при условии правильного построения цепи.

В подтверждение теоретических выкладок в заключительной части лекции многоуважаемый профессор Энтони продемонстрировал два небольших электромотора конструкции Теслы и доказал их простоту и способность бесперебойно работать.

Эти разработки были основаны на вращающемся магнитном поле, о котором Тесла размышлял еще будучи студентом в Будапеште в 1882 году. Именно тогда у него зародилась идея создать такое поле при помощи переменного тока.

В своей лекции Тесла, во-первых, упомянул о бесполезности коллекторов в машинах постоянного тока и потерях, которые они вызывают при неизбежном искровом повреждении во время перегрузок, а также о повреждении изоляции между медными пластинами коллектора.

Когда ротор вращался в постоянном магнитном поле, коллектор преобразовывал фактически возникающий в генераторе переменный ток в постоянный, в то время как мотор преобразовывал постоянный ток, возникающий в генераторе, обратно в переменный, в результате чего ротор вращался в постоянном магнитном поле. Тесла интуитивно уловил эту идею и поделился ею со своим профессором в Граце. Тот убеждал его в несостоятельности этой идеи, но Тесла не отказался от нее совсем, как он позже рассказывал своим друзьям.

Что касается теоретического обоснования идеи вращающегося магнитного поля, которая представляется нам сегодня довольно простой и легкой для понимания, то мы видим, что два переменных тока с синусоидальным изменением во времени, с разницей по фазе в 90 градусов или /4 полного оборота дают две составляющих переменного магнитного поля, приводящих к возникновению магнитного поля постоянной напряженности, которое вращается с постоянной угловой скоростью, пропорциональной частоте этих токов.

После того как знаменитый инженер Джордж Вестингауз посетил лекцию Теслы, он, будучи изобретателем (тормозные системы локомотивов и вагонов) и владельцем электрической компании, за значительную сумму выкупил около 40 патентов Теслы в области производства электроэнергии. А когда компания «Вестингауз электрик» на Всемирной выставке в Чикаго в 1893 году продемонстрировала машины, построенные по чертежам Теслы, а сами павильоны выставки ярко освещались при помощи высокочастотных токов, с которыми работал Тесла, а также после прошедшего вскоре Конгресса электриков, сопротивление защитников постоянного тока сошло на нет. Вслед за этими событиями Комитет по выбору системы преобразования энергии воды на Ниагарском водопаде после долгих и бурных дискуссий одобрил систему Теслы, и именно тогда переменный ток, в который ученый верил, несмотря ни на что, и которому посвятил всё свое время и силы, триумфально победил в «войне двух токов».

Михайло Пупин, заговоривший в своих лекциях о преимуществах переменного тока перед постоянным, столкнулся с неодобрением своих коллег, которые грозили лишить его финансирования для создания лаборатории и подвергли сомнению его соответствие занимаемой должности профессора.

С другой стороны, отдельные личности, специалисты и даже некоторые ученые с готовностью бросились оспаривать приоритет Теслы в открытии вращающегося магнитного поля, асинхронного двигателя и применении многофазного переменного тока в электрических приборах. Начались многочисленные судебные процессы, инициированные профессором Феррари-сом и инженером Шелленбергом. Феррарис опубликовал небольшой труд о возможности создания подобного поля 18 марта 1888 года, тогда как Тесла запатентовал свое открытие 12 октября 1887-го. Феррарис в своей публикации не указывал на возможность применения такого поля в электромоторе и рассматривал свою находку как нечто вроде лабораторной игрушки, и КПД его устройства не превышал 50 %. Пупин написал Тесле письмо касательно этого разбирательства, где, помимо прочего, говорил: «Мой дорогой г-н Тесла… Шарлатанству Феррариса оказали немалую поддержку Ваши оппоненты. Насколько я понимаю вопрос, совершенно нетрудно продемонстрировать гигантскую разницу, которая существует между беспорядочным чередованием полюсов Феррариса и вращением магнитного поля Теслы. Эти две вещи представляются мне абсолютно разными и на этом следует заострить внимание и показать в нужном свете». Что же касается Шел-ленберга, то он обнаружил вращение совершенно случайно, когда работал с трансформатором Голларда и Гиббса, и никак не мог объяснить его. Но все споры закончились после постановления, вынесенного Верховным патентным судьей Таунсендом, который, к своей чести и помимо прочего, заявил: «Именно гению Николы Теслы принадлежит честь обуздать силы природы и заставить их работать в машинах, созданных человеком. Он первым продемонстрировал, как дикая стихия может быть преобразована в машину, дающую нам энергию».

Вообще говоря, инженер Доливо-Добровольски, применивший систему передачи электроэнергии Теслы в Германии (между Франкфуртом и Лауфе-ном), пренебрег тем, что эта система была запатентована Теслой 17 декабря 1889 года в Германии. В свою защиту тот сослался на Феррариса, который ранее ни разу не упоминался в связи с этим изобретением.

Миллионы моторов Теслы работают сегодня по всему миру, а удаленные линии электропередачи проводят трехфазный электрический ток напряжением более 400 000 вольт от электростанций на расстояния более 1 000 км.

Однако в настоящее время постоянный ток высокого напряжения всё же используется благодаря ртутному преобразователю с низкими потерями, хотя очень редко и только при условии, что непосредственно перед конечным потребителем он снова преобразуется в переменный ток напряжением 120, 230 или 400 вольт.

Один известный ученый и современник Николы Теслы сказал: того, что он сделал в области энергетики и электротехники, достаточно, чтобы обеспечить ему всемирную известность и благодарность всего человечества.

Помимо наиболее важных характеристик гмнЪИэфазных токов Тесла определил и их точную частоту. Работая в «Вестингауз электрик» в качестве консультанта над созданием генератора переменного тока, он столкнулся с определенными трудностями, когда пытался убедить своих коллег отказаться от заданной частоты 133 Гц и принять частоту 60 Гц, поскольку низкая частота обеспечивала наименьшие потери в металлических частях оборудования. На сегодняшний день именно эта частота, предложенная в свое время Теслой, применяется во всём мире (в Америке и Японии 60 Гц, в Европе – 50 Гц).

Помимо вышесказанного, Тесла решил и довольно трудную проблему изоляции в высоковольтных трансформаторах. Он первым предложил применять для изоляции обмоток мощных трансформаторов вываренное льняное масло, которое широко используется и по сей день. Таким же образом Тесла предложил охлаждать токопроводящие части в кабелях с высокой силой тока для того, чтобы уменьшить их сопротивление и, соответственно, потери.

Тесла недолго сотрудничал с компанией Вестингауза. Он хотел полностью отдаться изучению переменных токов, но более высокочастотных, а не с промышленной частотой в 50 и 60 Гц. Тесла интуитивно чувствовал, что высокочастотные токи обладают свойствами, открывающими возможности по их применению, о которых нельзя было и мечтать. Поскольку такие токи физиками были совсем не изучены, у Теслы появлялась возможность заняться фундаментальными научными исследованиями. Результаты таких исследований были защищены патентами за номерами 455.069 и 454.622 (электрические лампы и системы электрического освещения) перед выступлением с лекцией в Колумбийском университете 20 мая 1891 года. Тема ее – «Эксперименты с переменными токами очень высокой частоты и их применение в искусственном беспроводном освещении».

Поначалу Тесла наращивал количество магнитных полюсов в генераторах переменного тока исходя из собственного опыта, а также увеличивал скорость вращения до тех пор, пока это позволяли сделать центробежные силы. При этом частота тока доходила до 10 000, 20 000 и даже 30 000 Гц. Уже при этих частотах удавалось получать, при условии применения соответствующих контуров и дополнительных приборов, электромагнитные волны большой длины (от 10 до 30 км).

Над такими генераторами в дальнейшем работали инженеры Фессен-ден и Александерсон. Они развивали идеи Теслы, не упоминая его имени. Интересно отметить, что первый радиотелеграф близ Белграда (в Раковице) работал именно от такого генератора.

И всё же Тесла быстро осознал тот факт, что подобные аппараты не имеют дальнейшей перспективы по линии увеличения частоты и сконцентрировался на совершенно новом способе получения высокочастотных токов. 15 лет упорного и плодотворного труда привели к совершенно неожиданным и невиданным доселе результатам. В это время Тесла выступил с двумя знаменитыми лекциями на тему высокочастотных токов – «Эксперименты с переменными токами высокого напряжения и высокой частоты» и «О свете и других высокочастотных явлениях».

В сущности, Тесла начал использовать свойства конденсатора, который накапливает и отдает большое количество электроэнергии. Соединив конденсатор с искрящим контактом и быстро гася искры при помощи магнита или воздушной струи, Тесла смог получить в большом количестве очень быстрые колебания тока от самих искр. Так Тесла преобразовал электрическую энергию от простого источника постоянного или переменного тока в колебания высокой частоты. Задействовав свой трансформатор без железного сердечника и применив явление электрического резонанса, Тесла получил, помимо высокой частоты, и огромное напряжение.

Тесла смог получить такие результаты, потому что был хорошо знаком с трудами первопроходцев в этой области – Максвелла, Генри, Гельмголь-ца, Лоджа, Герца и лорда Кельвина, которые выдвинули постулаты теории колебаний электрических цепей, содержащих индуктивность, конденсатор и резистор, и описали процессы возникновения резонантной частоты в таких цепях.

Здесь стоит отметить, что Герц в своих опытах подтвердил теорию света Максвелла как отдельное проявление электромагнитных волн сверхкороткой длины, но не смог при помощи своего биполярного осциллятора получить ни непрерывные и незатухающие колебания, ни такие высокочастотные токи, которые Тесла впоследствии легко получил с помощью своего всемирно известного высокочастотного осциллятора и высоковольтного высокочастотного трансформатора. Эти токи стали называться токами Теслы и в дальнейшем получили применение во многих приспособлениях. Тесла ставил опыты с такими токами, чтобы изучить их свойства и возможности применения, в первую очередь для искусственного освещения, что и было темой трех его лекций в Америке, Англии и Франции в 1891 и 1892 годах. К примеру, содержание его лекции в Нью-Йорке было настолько новым и оригинальным, что в него с трудом верилось, и он получил приглашение выступить с этой лекцией от многих европейских стран. Затем последовали лекции в Лондоне и Париже, сопровождавшиеся многочисленными опытами, столь разносторонними и оригинальными, что становилось ясно, как и на что тратились деньги, заработанные им на патентах. То любопытство, которое Тесла проявлял при изучении свойств вакуума, температуры и разреженного воздуха, различных материалов и их способности к свечению в его сияющих шарах и трубках, было вознаграждено многочисленными достижениями, многие из которых сегодня применяются в электрическом освещении.

Теслу поражали свойства человеческого глаза, его бесконечная чувствительность и способность к декомпозиции и воспринимать малейшие изменения в положении предмета. Как утверждал Тесла, картины, создаваемые глазом, передаются в человеческий мозг и составляют фундамент знания о мире, приводят к осознанию самого человеческого существования, а также служат отправной точкой мышления в целом, как говорил об этом французский философ Декарт: «Я мыслю, следовательно, я существую». Это высказывание Тесла полностью разделял и часто цитировал. Потому Тесла считал изучение и производство света одной из основных задач науки. Вот как он высказывался по этому поводу: «Свет, который мы получаем от окружающей среды, силы, которые мы из нее черпаем, любая форма энергии, которую мы получаем, не прикладывая никаких усилий, из бескрайних кладовых природы, позволят человечеству идти вперед семимильными шагами».

После лекции в Лондоне научный мир был настолько поражен опытами Теслы и пояснениями к ним, что весьма уважаемый научный журнал «Engineering» писал: «Труды г-на Теслы находятся на границе, где свет, теплота, электричество, химические процессы и иные формы энергии встречаются и сливаются воедино». В Париже член Французской академии наук Андре Блондель писал: «Я посетил открытое заседание Электрического общества, на котором Тесла перед завороженной аудиторией и высочайшими научными кругами продемонстрировал свои выдающиеся опыты, в ходе которых он зажигал светящиеся трубки от одного контакта». Более того, Тесла зажигал свои трубки и вовсе не прибегая к помощи контактов, а используя переменные электрические поля.

Великий английский физик Крукс, которого Тесла особенно почитал как ученого и часто цитировал его в своих лекциях, которому он обязан многим в своем инженерном образовании, писал в своем письме Тесле (5 мая 1892 г.):

«Тесла – настоящий пророк, когда он говорит о явлениях, связанных с током высокой частоты». В сущности Крукс привлек внимание Теслы своими опытами 1875 года; в дальнейшем Тесла развил и детально разработал ранние достижения Крукса. Тесла много внимания уделял стримерным разрядам, производимым высокочастотными контурами, а также кистевым разрядам в вакуумных лампах, поскольку они позволяли очень тонко улавливать малейшие электрические и магнитные воздействия и, таким образом, предвосхитил создание современных катод но-лучевых трубок. Получив очень высокие частоты при помощи быстро вращающихся механических ртутных переключателей, Тесла добился значений в несколько сот тысяч герц, хотя и не озвучивал этих цифр во время своих лекций. Как следует из его объяснений, он соединял обычные лампы, обрезанные по концам или даже короче и запитанные от высокочастотного генератора, с двумя параллельными медными стержнями, между которыми подавалось напряжение, при этом одна из ламп ярко светилась, а другая оставалась почти темной, из чего, зная, что лампы находились друг от друга на расстоянии от 1 до 2 метров, можно сделать вывод, что значения частот были гораздо выше. Иными словами это были частоты от 150 до 300 МГц, но если имело место влияние третьей гармоники, то значения частоты находились в границах от 50 до 100 МГц*.

Интересно также отметить, что Тесла, занимаясь проблемой электростатического экранирования, поместил провод в оплетку и таким образом создал нечто вроде коаксиального кабеля, который применяется сегодня во всех высокочастотных устройствах. Один из наиболее оригинальных опытов Теслы заключался в следующем: он получал искусственный свет (не прибегая к помощи горячих материалов), помещая игольчатые электроды, изготовленные из графита, алмаза или карборунда, в центр лампы. Электрод интенсивно светился, бомбардируемый молекулами воздуха под воздействием тока высокой частоты.

В действительности он много размышлял над загадкой природы электричества и его ролью в производстве света, что становится ясным, когда читаешь лекции Теслы о явлениях, порождаемых токами высокой частоты. Ученый ставил опыты, нагревая диэлектрики под воздействием мощных переменных полей, высокого напряжения, помещая их в газы под давлением или в вакуум; нашел объяснение свечению некоторых материалов в результате бомбардировки молекулами электрода или газа, что приводило к быстрым колебаниям частиц этих материалов, причем частота колебаний поражала воображение. Тесла вплотную подошел к открытию фотонов – носителей светового излучения.

* Лекер ранее ставил такой опыт.

Для Теслы все эти исследования означали начало нового этапа в разработке технологий эффективного и экономичного электрического освещения, но они также означали и новый этап в технике беспроводной передачи информации, что и было вкратце описано в его лекции в Институте Франклина в Филадельфии в феврале 1893 года.

Тесла проводил свои эксперименты при помощи трансформатора, во вторичной обмотке которого создавались две высокие частоты – одна со значением выше, а другая – ниже значения резонансной частоты электрической цепи, как первичной, так и вторичной. Чем менее плотно соединялись обмотки, тем ближе были значения обеих частот, так что весь процесс сводился к резонансной частоте, которая непосредственно зависела от физической длины провода обмотки. Очень важную роль играла продолжительность искры и количество искр в секунду, которое Тесла успешно регулировал и контролировал при помощи механического прерывателя, а также приспособлений для быстрого гашения искр. В настоящее время такие прерыватели работают от электронных ламп и транзисторов, но основной принцип Теслы в области создания высокочастотных генераторов остался прежним.

Во время лекций, посвященных токам высокого напряжения и частоты, Тесла демонстрировал, как стримерные разряды испускаются не только из вторичной обмотки высокочастотного трансформатора и не только из проводов, соединенных с этой обмоткой, но также и из рук докладчика, а именно из его пальцев, и устремляются к металлической пластине поблизости. Слушатели с тревогой наблюдали за тем, что же случится с рукой Теслы, но по мере продолжения лекции, они привыкли к таким явлениям.

Тесла пояснил, что токи высокой частоты проходят по поверхности руки и даже всего тела, но не сквозь внутренние ткани. Таким образом, распределяясь по максимально большой поверхности, они становятся не опасны. В наши дни это явление известно, как поверхностный эффект, имеющий место в токопроводящих частях, когда используются токи высокого напряжения и частоты.

Однако Тесла заметил, что части тела, помещенные между близко расположенными электродами, всё же нагреваются, но не слишком сильно, и степень нагревания зависит от напряжения и силы тока. Он сделал вывод о том, что данное явление можно применять в медицине, когда тепло и соответствующие электрические колебания оказывают благотворное влияние на пациента. Тесла указывал, что такие токи можно применять в хирургии.

Своими опытами Тесла окончательно опроверг заявление Эдисона о том, что высокочастотные токи опасны для человека. Полагают, что Эдисон так аргументировал свою позицию в «войне токов». Тесла особо подчеркивал, что переменные токи низкой частоты, а именно промышленный ток частотой 60 Гц, и в самом деле могут быть опасны, если их напряжение превышает, к примеру, 100 В. Но всё далеко не так в случае с высокочастотными токами даже напряжением более 100 В. Однако при таком напряжении даже постоянный ток очень опасен, в особенности если дотронуться слегка влажной рукой или другой частью тела до незаземленного контакта динамо-машины или электрической цепи.


    Ваша оценка произведения:

Популярные книги за неделю