Утраченные изобретения Николы Теслы - Никола Тесла

зависит от частоты и напряжения источника питания, емкости конденсатора, параметров искрового разрядника и характеристик первичного контура, в частности длины провода. Если все параметры первого контура рассчитаны и установлены правильно и результирующая частота колебаний контура такова, что вызывает резонансные колебания во втором контуре, на оконечном устройстве (терминале) создается высоковольтное напряжение, которое видно невооруженным глазом как голубое сияние или как искры, с треском летящие к другому ближайшему проводнику. В отличие от обычного повышающего трансформатора, ферромагнитный сердечник которого вызывает затухание колебаний, вторичный трансформатор Теслы этому эффекту не подвержен. Колебания первичной катушки напоминают укачивание младенца в колыбели. Если они происходят в нужном ритме, в определенный момент в конце цикла амплитуда колебаний возрастает. Аналогично при правильно подобранной частоте первичной катушки амплитуда колебаний вторичной резко увеличивается, при этом напряжение достигает миллионов вольт. В этом и заключается явление резонанса.

Искусственное землетрясение

Теслу очень интересовало явление резонанса, и он экспериментировал с ним не только с позиций электротехники, но и с точки зрения механики. В его лаборатории на Манхэттене он построил генераторы механических колебаний и испытывал их мощность. Вот один из таких экспериментов. К стальной опоре Тесла присоединил мощный небольшой генератор колебаний, приводимый в действие сжатым воздухом, и ушел по своим делам. Через некоторое время в месте, где находилась лаборатория, произошло землетрясение, в результате которого в соседних домах осыпалась штукатурка, треснули стекла, а тяжелые механизмы в лаборатории сдвинулись со своих мест. Генератор колебаний Теслы резонировал в колебания глубоких слоев почвы под зданиями, вызвав землетрясение. Вскоре начало трястись и здание лаборатории, и в то время, как туда подъехала полиция, Тесла крушил свое изобретение при помощи кувалды, пытаясь этим единственно возможным способом остановить дело рук своих. Однажды во время подобного эксперимента Тесла, гуляя вечером по городу, присоединил генератор колебаний с таймером к стальной

  арматуре строящегося здания и, установив нужную частоту колебаний, ввел всю конструкцию в резонанс. Здание затрясло, так же как и землю у него под ногами. Впоследствии Тесла хвастался, что с помощью этого устройства мог заставить трястись и Эмпайр Стейт Билдинг и что более мощное устройство могло бы вызвать землетрясение на половине земного шара. Описания устройств для землетрясений не осталось, но с высокой вероятностью они основаны на работе поршневого двигателя Теслы (наподобие того, что был описан в Патенте № 511,916). Они используют сжимаемость газов, как и его электрические генераторы колебаний используют емкость электропроводящей среды.

Система освещения

Судя по иллюстрациям к его патентам от 1891 года, Тесла придумал резонансный трансформатор, называемый трансформатор, или катушка, Теслы, чтобы создать новый тип высокочастотных осветительных приборов.

Это был первый патент Теслы на трансформатор. За ним последовал ряд других патентов, развивающих это изобретение. Во всех них присутствуют биполярные катушки — к обоим концам вторичной катушки присоединены работающие контуры (как правило, лампы), в отличие от однополюсной схемы, в которой к верхней части присоединен шар или другой оконечный конденсатор, а нижняя заземлена. Однополюсная схема появилась позднее в его патентах на радио и беспроводную передачу энергии, в том числе на усиливающий передатчик. В патенте 1896 года на рисунках изображена биполярная катушка с двумя индуктивными элементами для накопления энергии, которая моментально разряжается через конденсатор, позволяя устройству питаться относительно слабым импульсом. Роль индуктивных элементов выполняют катушки, намотанные на ферромагнитные сердечники. Они накапливают электромагнитную энергию. Когда электрический ток прекращается, магнитное поле и ток во вторичной катушке исчезают.

Сверхпроводимость

Переменный ток можно передавать на большие расстояния с относительно малыми потерями. Именно поэтому технология Теслы, основанная на переменном токе, в начале 60-х одержала победу над постоянным током, продвигаемым Эдисоном. Высокое напряжение с высокочастотного трансформатора Теслы можно передавать на большие расстояния, чем обычный ток частотой 60 периодов в секунду. Потери обычно происходят не на сопротивлении, а из-за снижения нагрузки. Такой ток передается в среде, которая в обычных условиях не является проводником, например в разреженном газе. Можно сказать, что этот ток превращает проводящую среду в сверхпроводник. Несмотря на то что в этом случае не возникает сверх- магнетизма, поскольку магнитные колебания высокой частоты сразу поглощаются ферромагнитным сердечником, в наши дни, когда в этой области науки произошло много новых открытий, это можно считать первым экспериментом с явлением сверхпроводимости. Недавним открытиям в области сверхпроводимости и сверхмагнетизма предшествовало открытие явления низких температур, происходящее после охлаждения контура до абсолютного нуля. Изучение новой сверхпроводимости при значительно меньшем охлаждении в последние двадцать лет заключалось в изучении криогенных явлений, и за это мы должны поблагодарить Теслу, запатентовавшего схожую идею еще в 1901 году. Патент Теслы был посвящен тому, что глубокое охлаждение проводников такими веществами, как жидкий воздух, «приводит к сверхъестественным изменениям колебаний резонирующего контура». По этим словам можно себе представить, как работал переохлажденный трансформатор Теслы.

Удара электрическим током не произойдет

Поскольку мы ассоциируем высокое напряжение с опаснейшим электрошоком, может быть любопытно узнать, что работающий трансформатор Теслы, на выходе которого создается напряжение в миллионы вольт, абсолютно безопасен. Обычно считают, что это происходит потому, что сила тока при этом невелика (а на самом деле она достаточно большая) или что это объясняется так называемым скин-эффектом, то есть тем, что электрический ток стремится проходить не в глубь тела, а по его поверхности. Но действительная причина заключается в частоте колебаний человеческого тела. Точно так же, как наши уши не могут уловить колебания свыше 30 000 периодов в секунду, глаза не воспринимают вибрацию света выше ультрафиолета, так и наша нервная система не может быть повреждена частотой больше 2000 периодов в секунду.

 Электротерапия

Сейчас, когда вы знаете, что это безопасно, вы готовы поверить, что электрический ток может быть вам даже полезен? Дело в том, что на целебных эффектах некоторых используемых Теслой в его трансформаторе частот была основана целая область медицины. Тесла осознавал терапевтическую ценность высоко- частотных вибраций. Он не регистрировал патенты в этой области, но донес свои идеи до медицинского со- общества, и некоторое количество медицинских приборов

было запатентовано и запущено в производство другими изобретателями. Было отмечено значительное улучшение состояния у пациентов, страдающих от ревматизма и других неприятных болезней, на больные участки тела которых производили воздействие при помощи приборов с определенными частотами, или в некоторых случаях, когда эти пациенты просто сидели рядом с вибрирующим устройством наподобие