Утраченные изобретения Николы Теслы - Никола Тесла

Но оно всегда существовало в виде незаметного невооруженному глазу чистого потенциала, как часть окружающего нас повсюду океана энергии, готовое в любой момент превратиться в активный процесс, если среда будет подходящей». Джонс, который был не ученым, а религиозным мыслителем и проповедником, изложил свою точку зрения на безымянную божью силу и вполне вписался в физическую концепцию того времени. Но в рамках модной нынче теории Эйнштейна, которую У. Гордон Ален назвал «атеистической наукой», это было бы затруднительно. Несмотря на то что эфир нематериален, считалось, что он обладает свойством упругости, так что, как писал Тесла, «электрический ток большой мощности ведет себя как слабая пружина, в то время как ток слабой мощности действует как натянутая пружина, колеблющаяся более энергично». Упругие свойства эфира, которые вы можете осязаемо испытать на себе, балуясь с парой магнитов, обусловлены со стремлением среды к равновесию. Искаженный электрическим разрядом (или магнетизмом, или силой притяжения материального тела) эфир ищет возможность восстановить равновесие между положительным и отрицательным полюсами, плюсом и минусом, янь и инь. Напряжение, называемое разностью потенциалов или просто потенциалом, — это мера дисбаланса эфира. Баланс не восстанавливается из этого состояния одним движением обратно. Как мы видели на примере конденсатора, возмущенная электрическая среда, такая, к примеру, как звучащая гитарная струна, переходит точку равновесия с другой ее стороны, затем возвращается опять и опять, и именно это мы называем колебаниями. Если придерживаться такого взгляда на природу, то колебания — это энергия, а энергия — это колебания.

 В таком случае мы можем сказать, что возмущение среды, вызванное разрядом конденсатора, — это тоже энергия. Таким образом, мы можем говорить о конденсаторе как о передатчике энергии. Несмотря на то что для его зарядки достаточно подать слабое напряжение, внезапный разряд конденсатора вызовет колебания уже средней мощности. Конденсаторы повсеместно используются в современных электрических схемах, но Тесла придавал гораздо большее значение их способности функционировать в качестве передатчиков энергии, хотя в наше время почти ничего не слышно об их использовании в таком качестве. Сложно найти промышленные конденсаторы, отвечающие требованиям Теслы. Конструкторы трансформаторов Теслы и других высоковольтных устройств обычно вынуждены изобретать свои собственные конденсаторы. К счастью, их можно сделать, используя широко распространенные материалы.

Как это работает:искровой разрядник 

Проще всего разрядить конденсатор при помощи искрового разрядника. Искровой осциллятор — это просто конденсатор, включенный в цепь контура под нагрузкой (это может быть лампа или что-то еще) через искровой разрядник. По промежутку между электродами искрового разрядника можно определить, когда конденсатор полностью заряжен. Эта настройка является одним из определяющих факторов частоты колебательного контура. Другими факторами являются емкость конденсатора и реактивное сопротивление или колебательные свойства нагрузки. Потенциал, необходимый для того, чтобы закоротить промежуток, — десятки тысяч вольт. Чтобы преодолеть сопротивление всего лишь четверти дюйма воздуха, необходимо подать на электроды напряжение порядка 20 000 вольт. Промежуток необязательно должен быть заполнен воздухом. Тесла упоминает об искровых промежутках, состоящих из изоленты. По сути, искровой разрядник — это переключательное устройство, полупроводник. Но при этом искровой разрядник — это устройство, параметры которого сложно рассчитать, в особенности для простейшего варианта, состоящего из двух электродов и воздуха между ними. Нагревание и ионизация воздуха вызывают сбои в его электропроводных свойствах и преждевременное зажигание. Дуговой разряд следует охлаждать. Для этих целей можно использовать либо последовательно соединенные небольшие искровые промежутки вместо одного большого, либо один вращающийся большой. Тесла также делал это с помощью льющегося масла, использовал впрыски воздуха и даже обнаружил, что магнитное поле также может способствовать охлаждению дугового разряда. Сам искровой промежуток Тесла заменил высокоскоростными роторными переключателями, которые он назвал «контурными контроллерами». У одних таких переключателей ротор погружается в сосуд с ртутью, в других для контакта может использоваться струя ртути. Вы можете работать с искровым промежутком без конденсатора, подсоединяя его напрямую к источнику напряжения достаточного потенциала. Разумеется, именно таким образом устроены наши автомобильные свечи зажигания, и работают они напрямую без индуктивности. (Конденсатор в этой цепи используется для того, чтобы первоначально напитать катушку зажигания.) А распределитель зажигания в автомобиле — между прочим это роторный разрядник,

то есть Тесла в чистом виде. Первые радиолюбители использовали исковой осциллятор как радиопередатчик. Конденсатор был в большинстве случаев выведен за пределы колебательного контура, но с ним передатчик мог создавать более мощные «возмущения среды».

Литература

Информацию о том, как можно самостоятельно сконструировать конденсаторы и искровые промежутки, можно найти в книгах Tesla Coil (Катушка Теслы) Джорджа Тринкауса (George Trinkaus) и Tesla Coil Secrets (Секреты катушки Теслы) Р.А. Форда (R.A. Ford).

3. Трансформатор Теслы

В своем самом известном изобретении Тесла использует искровой осциллятор для создания колебаний в катушке, состоящей из нескольких витков про- вода большого диаметра. Внутри этой «первичной» катушки находится другая, так называемая вторичная, из сотен витков тонкого провода. В отличие от обычно- го повышающего трансформатора здесь нет никакого ферромагнитного сердечника. Излагая историю этого изобретения, Тесла писал: «Когда конденсатор разряжается, возникает электрический ток в первичной катушке и индуцирует колебания во вторичной. Таким образом, трансформатор, или индукционная катушка, вызывает электрические эффекты с любыми заданными параметрами и мощностью, немыслимой ранее и легко достижимой сейчас при помощи устройства данного типа». Также Тесла писал, что «мощность осциллятора практически неограничена».

Никола Тесла Обычный повышающий трансформатор (короткая первичная обмотка, длинная вторичная на ферромагнитном сердечнике) создает напряжение за счет силы тока. В трансформаторе Теслы все происходит иначе. Это реальное увеличение мощности. Описывая мощные трансформаторы, с которыми Тесла экспериментировал в лаборатории Колорадо Спрингс, на выходе дающие увеличение напряжения на 12 миллионов вольт, он писал: «Для меня было откровением, что... один мощный приемник, установленный на хорошо изолированном основании, может легко проводить ток в несколько сотен ампер! На первый взгляд кажется, что сила тока в таком приемнике невелика».

Как это работает

Трансформатор Теслы на выходе имеет электрические характеристики, частично зависящие от длины тонного провода во вторичной катушке. Как гитарная струна определенной длины, она колеблется с определенной частотой. Колебания во вторичной катушке индуцируются первичной. Первичный контур состоит из импульсного источника питания высокого напряжения (генератора или обычного повышающего трансформатора), конденсатора, разрядника (искрового осциллятора) и собственно первичной катушки. Этот контур должен быть устроен таким образом, чтобы создавать колебания с частотой, соответствующей той, которую мы хотим получить во вторичном контуре. Частота колебаний первичного контура