Резонанс тесла: Резонансный трансформатор Тесла – больше не секрет

Резонансный трансформатор Тесла – больше не секрет

Знакомство с трансформатором Н. Тесла.

Новомодный феномен резонансного трансформатора Николы Тесла возник не давно, а Интернет забит фотографиями и интригующими видеосъемками молний и коронарных разрядов.

Вспомним, что трансформатор первоначально был предназначен не для показательного выступления в цирке, а для передачи радиосигналов на далекие расстояния. В связи с этим предлагаю ознакомиться с его принципом работы и найти ему практическое применение.

Трансформатор Тесла состоит из двух основных частей, см. рис.1а;

1. Генерирующей части, состоящей из высоковольтного источника питания, накопительного конденсатора С1, разрядника и катушки связи L1. Частота генерации зависит от напряжения питания, емкости конденсатора С1, характеризующее время разряда, а так же промежутком между электродами разрядника;

2. Резонансной катушки индуктивности L2, заземления и сферы, см. рис. 1а.

Если вглядеться в схему этого трансформатора внимательнее, то мы увидим известную схему последовательного колебательного контура, состоящего из катушки индуктивности L2 с открытой емкостью С, образованной между сферой и землей.

Это открытый колебательный контур, который был открыт Дж. К. Максвеллом.

Обратимся к классической теории принципа действия открытого колебательного контура:

Как известно колебательный контур состоит из катушки индуктивности и конденсатора. Исследуем простейший колебательный контур, катушка которого состоит из одного витка, а конденсатор представляет собой две рядом расположенные металлические пластины. Подадим в разрыв индуктивности контура 1 переменное напряжение от генератора, см. рис.2а. В витке потечет переменный ток и создаст вокруг проводника магнитное поле. Это сможет подтвердить магнитный индикатор в виде витка, нагруженного лампочкой. Для того, что бы получить открытый колебательный контур, раздвинем пластины конденсатора. Мы наблюдаем, что лампа индикатора магнитного поля продолжает гореть. Чтобы лучше понять, что происходит в данном опыте, смотри рис. 2а. По витку контура 

1 течёт ток проводимости, который вокруг себя создает магнитное поле Н, а между пластинами конденсатора – равный ему, так называемый, ток смещения.  Несмотря на то, что между пластинами конденсатора нет тока проводимости, опыт показывает, что ток смещения создаёт такое же магнитное поле, как и ток проводимости. Первым, кто об этом догадался, был великий английский физик Дж. К. Максвелл.

В 60-х годах 19-го столетия, формулируя систему уравнений для описания электромагнитных явлений, Дж. К. Максвелл столкнулся с тем, что уравнение для магнитного поля постоянного тока и уравнение сохранения электрических зарядов переменных полей (уравнение непрерывности) несовместимы. Чтобы устранить противоречие, Максвелл, не имея на то никаких экспериментальных данных, постулировал, что 

магнитное поле порождается не только движением зарядов, но и изменением электрического поля, подобно тому, как электрическое поле порождается не только зарядами, но и изменением магнитного поля. Величину где – электрическая индукция, которую он добавил к плотности тока проводимости, Максвелл назвал током смещения. У электромагнитной индукции появился магнитоэлектрический аналог, а уравнения поля обрели замечательную симметрию. Так, умозрительно был открыт один из фундаментальнейших законов природы, следствием которого является существование электромагнитных волн. В последствии Г.Герц опираясь на эту теорию доказал, что электромагнитное поле излучаемое электрическим вибратором равно полю излучаемое емкостным излучателем.

Раз так, убедимся еще раз, что происходит, когда закрытый колебательный контур превращается в открытый и как можно обнаружить электрическое поле Е ? Для этого рядом с колебательным контуром поместим индикатор электрического поля, это вибратор, в разрыв которого включена лампа накаливания, она пока не горит. Постепенно раскрываем контур, и мы наблюдаем, что лампа индикатора электрического поля загорается, рис. 2б. Электрическое поле теперь не сосредоточено между пластинами конденсатора, его силовые линии идут от одной пластины к другой через открытое пространство. Таким образом, мы имеем экспериментальное подтверждение утверждения Дж. К. Максвелла, что емкостной излучатель порождает электромагнитную волну.

Никола Тесла обратил на этот факт внимание, что при помощи совсем не больших излучателей можно создать достаточно эффективный прибор для излучения электромагнитной волны. Так родился резонансный трансформатор Н. Тесла. Проверим и этот факт, для чего вновь рассмотрим назначение деталей трансформатора.

И так, сфера и заземление выполняют роль пластин открытого конденсатора. Геометрические размеры сферы и технические данные катушки индуктивности определяют частоту последовательного резонанса, которая должна совпадать с частотой генерации разрядника.

Иными словами, режим последовательного резонанса позволяет трансформатору Тесла достигать таких величин напряжений, что на поверхности сферы появляется коронарный разряд и даже молнии. Весь фокус состоит в том, что коэффициент трансформации резонансного трансформатора выше соотношения витков катушек L1/L2 и значительно выше, чем в трансформаторах с ферро сердечниками. Здесь индуктивность L2, сфера и заземление, представляют из себя открытый резонансный колебательный контур. Именно по этому трансформатор Тесла называется резонансным.

Рассмотрим работу трансформатора Тесла, как последовательный колебательный контур:

– Этот контур необходимо рассматривать как обычный LC – элемент, рис. 1а.б, а так же рис. 2а, где включены последовательно индуктивность L, открытый конденсатор С и сопротивление среды Rср. Угол сдвига фаз в последовательном колебательном контуре между напряжением и током равен нулю (φ=0), если ХL = – Хс, т.е. изменения тока и напряжения в нем происходят синфазно. Это явление называется резонансом напряжений (последовательным резонансом). Следует отметить, что при понижении частоты от резонанса, ток в контуре уменьшается, а резонанс тока несет емкостной характер. При дальнейшей расстройке контура и понижении тока на 0,707, его фаза смещается на 45 градусов. При расстройке контура вверх по частоте, он приобретает индуктивный характер. Это явление часто используют в фазоинверторах.

Если мы рассмотрим схему изображенную на рис. 3, то мы сможем предоставить простые расчеты, из которых видно, что напряжение на пластинах излучателя вычисляется исходя из добротности контура Q, которая реально может находиться в пределах 20 – 50 и много выше.

Где полоса пропускания определяется добротностью контура:

Δf=fo/Q;

Тогда напряжение на пластинах излучателя будет выглядеть согласно следующей формуле:

U2= Q * U1.

В таблице 1 расчетные данные приведены для частоты 7.0 МГц не случайно, это дает возможность любому желающему коротковолновику провести радиолюбительский эксперимент в эфире. Здесь входное напряжение U1 условно взято за 100 Вольт, а добротность за 26.

Таблица 1.

f ( МГц)	L (мкГн)	ХL (Ом)	C (пФ)	– Xc (Ом)	Δf (кГц)	Q	U 1/U 2 (В. )
7	30,4	1360	17	1340	270	26	100/2600

Напряжение U2 согласно расчетам составляет 2600В, что подтверждается практической работой трансформатора Тесла. Данное утверждение приемлемо в тех случаях, когда отсутствует изменение частоты или сопротивления нагрузки данного контура. В трансформаторе Н. Тесла оба фактора постоянны.

Полоса пропускания трансформатора Тесла зависит от нагрузки, т. е., чем выше связь открытого конденсатора С (сфера-земля) со средой, тем больше нагружен контур, тем шире его полоса пропускания. Тоже происходит с контуром, нагруженным активной нагрузкой. Таким образом, площадь пластин излучателя антенны определяет его емкость С и соответственно диктует ширину полосы пропускания. Тем не менее, здесь нужно понимать, что чрезмерное увеличение полосы пропускания за счет увеличения объема излучателей приведет к снижению добротности контура и соответственно приведет к уменьшению эффективности резонансного трансформатора и всего устройства в целом.

Подводя итог, мы приходим к выводу, что излучает не индуктивность трансформатора Тесла L2, а элементы открытого конденсатора (сфера-земля рис. 1а.) являющегося частью резонансной системы. Это емкостной излучатель с двумя полюсами, который создает вокруг себя мощное и концентрированное электромагнитное излучение. Трансформатор Тесла обладает особенностью накопления энергии, что характерно только последовательному LC – контуру, где суммарное выходное напряжение значительно превосходит входное, что наглядно видно из результатов таблицы. Данное свойство давно практикуют в промышленных радиоустройствах для повышения напряжения в устройствах с большим входным сопротивлением.

Таким образом, мы можем сделать следующий вывод:

Трансформатор Тесла, это высокодобротный последовательный колебательный контур, где сфера является открытым элементом, осуществляющим связь со средой. Индуктивность L является лишь закрытым элементом и резонансным трансформатором напряжения не участвующим в излучении.

Далее в тексте, будет удобно называть емкостной излучатель диполем Тесла. Это вполне справедливо, ведь «диполь» означает di(s) дважды +polos полюс, что исключительно применимо к двухполюсным конструкциям, каковым и является резонансный трансформатор Николы Тесла с емкостной двухполюсной нагрузкой.

Внимательно изучив цели построения резонансного трансформатора Николы Тесла, невольно приходишь к выводу, что он был предназначен для передачи энергии на расстояние, но эксперимент был прерван, а потомкам остается догадываться о истинной цели этого чуда, конца 19 и начала 20 века. Не случайно Никола Тесла в своих записях оставил следующее изречение: – «Пусть будущее рассудит и оценит каждого по его трудам и достижениям. Настоящее принадлежит им, будущее, ради которого я работаю, принадлежит мне».

Резонансные элементы любого контура можно изменять в разных пределах и как с ними поступишь, так они и поведут себя. Можно увеличить индуктивность в этой конструкции и получить на поверхности сферы стримеры, коронарные разряды и даже молнии. Можно увеличить емкость и в режиме резонанса напряжений добиться максимальной отдачи сбалансированного электромагнитного поля. И все же Тесла был прав, когда отказался от металлического сердечника внутри повышающей катушки, ведь он вносил потери в том месте, где зарождалась электромагнитная волна.

Автор статьи повторил конструкцию трансформатора Тесла на частоте 7МГц. Параметры индуктивности и емкости сильно разнились, но результаты экспериментов привели к единственно правильному условию, когда ХL= -Хс стали соответствовать табличным данным (табл. 1). Интересно то, что если уменьшать излучающую емкость, то для получения резонанса приходится увеличивать индуктивность. При этом, на краях излучателя и других неровностях, появляются стримеры (от англ. Streamer). Streamer, это тускло видимая, ионизация воздуха (свечение ионов), создаваемая полем диполя. Это и есть резонансный трансформатор Тесла, каким мы его привыкли видеть на просторах Интернета.

Проверка принципа действия диполя Тесла на практике.

Для проведения экспериментов с трансформатором Тесла над конструкцией не пришлось долго думать, здесь помог радиолюбительский опыт. В качестве излучателей вместо сферы и земли были взяты две гофрированные алюминиевые (вентиляционные) трубы диаметром 120мм и длиной по 250 мм. Удобство применения заключалось в том, что их можно растягивать или сжимать как витки катушки, тем самым, меняя емкость контура в целом и соответственно соотношение L/С. «Трубы – емкости» располагались горизонтально на бамбуковой палке с расстоянием 100мм. Катушка индуктивности L2 (30 мкГн) проводом 2 мм, была вынесена ниже оси цилиндров на 50 см. с тем, что бы не создавать вихревых токов в сфере излучателей. Еще лучше будет, если катушку вынести за один из излучателей, располагая ее на одной оси с ними, где эл. магнитное поле минимально и имеет форму «пустой воронки». Катушка связи L1 (1 виток, 2мм), обеспечивала связь с трансивером мощностью 40 вт. Образованный, этими элементами колебательный контур был настроен в режиме последовательного резонанса, где было соблюдено правило, а именно ХL = -Хс. Катушкой L1, соответственно было настроено согласование импровизированного диполя Тесла с фидером 50 Ом. Фидер длиной 5 метров для чистоты эксперимента был обеспечен с обоих сторон ферритовыми фильтрами.

Для сравнения испытывалось три антенны:

1. диполь Тесла (L= 0.7м, КСВ=1,1),
2. разрезной укороченный диполь Герца (L = 2х0,7м, удлинительная катушка, фидер 5 метров защищенный ферритовыми фильтрами КСВ=1,0),
3. горизонтальный полуволновой диполь Герца (L = 19,3м, фидер защищен ферритовыми фильтрами КСВ=1,05).

На расстоянии 3 км. в черте города был включен передатчик с постоянной несущей сигнала.

Диполь Тесла (7 МГц) и укороченный диполь с удлиняющей катушкой, по очереди размещались возле кирпичного здания на расстоянии всего 2 метра, и на момент эксперимента находились в равных условиях на высоте (10-11м).

В режиме приема диполь Тесла превосходил укороченный диполь Герца на 2-3 балла (12-20 дБ) по шкале S-метра трансивера и более.

За тем вывешивался, за ранее настроенный, полуволновый диполь Герца. Высота подвеса 10-11 м. на расстоянии от стен в 15-20м.

По усилению диполь Тесла уступал полуволновому диполю Герца примерно на 1 балл (6-8дБ). Диаграммы направленности всех антенн совпадали. Стоит отметить, что полуволновый диполь был размещен не в идеальных условиях, а практика построения диполя Тесла требует новых навыков. Все антенны находились внутри двора (четыре здания), как в экранированном котле.

Общие выводы.

Рассматриваемый диполь Тесла на практике работает почти как полноценный полуволновый диполь Герца, он подчиняется принципам двойственности, что не идет в разрез с теорией антенн. Не смотря на свои сверх – малые размеры (0,01- 0,02λ), диполь Тесла осуществляет связь с пространством в виде емкостных пластин, сферы, цилиндров и пр.. Напряжение и ток в момент последовательного резонанса синфазны. Соответственно создают в пространстве, вокруг излучателя, синфазное поле Е и поле Н, что приводит к размышлению о том, что поле диполя Тесла в пределах излучателей уже сформировано и имеет «мини-сферу». Следует вспомнить, что у диполя Герца сферой считается то место, где поле Е и поле Н находятся в фазе, а именно на расстоянии 2-3 длины волны. Таким образом, диполь Тесла имеет все основания для практических экспериментов в радиолюбительской службе в диапазонах коротких, средних и особенно длинных волн. Думаю, что любителям длинноволновой связи (137кГц) стоит обратить на этот эксперимент особое внимание. Здесь имеется огромный потенциал проявить свою смекалку в усовершенствовании емкостного излучателя и подтвердить высказывание Г. Герца в том, что уровень излучения емкостного излучателя равен уровню излучения электрического диполя.

Примечание: Диполь Тесла относится к емкостным излучателям, не путать с полуволновым диполем Герца. Принципы их действия разнятся как, «водоплавающие от наземных», как катер от автомобиля, – мотор один, а движители разные.

UA9LBG. Сушко С.А.

---

Комментарии

Отзывы читателей – Скажите свое мнение!

Оставьте свое мнение

Отзывы читателей – Скажите свое мнение!

Что на самом деле изобрел Тесла и в чем он был мистификатором

Срочная новость

Названы лучшие работы конкурса «Снимай науку!»

Названы лучшие работы конкурса «Снимай науку!»

10.07.2021 | 10:00

EAST NEWS

165 лет назад родился Никола Тесла. На чем была основана его репутация техномага и почти волшебника от мира физики? И что на самом деле подарил талантливый инженер науке? Сегодняшний материал специально для нас написал физик Илья Владимирович Блашков.

 

Илья Блашков

преподаватель физического факультета СПбГУ, руководитель образовательного центра по направлению «Физика»

1891 год. Начало

Ровно 130 лет назад еще никому не известный сербско-американский ученый Никола Тесла разработал устройство, генерирующее и передающее электричество без проводов. Так называемая катушка Тесла — электрический резонансный трансформатор. Радиочастотный генератор для получения высокого напряжения, при низких токах приводящий в действие трансформатор. Катушка работает по принципу электромагнитной индукции: проводник помещается в переменное магнитное поле и генерирует напряжение на проводнике. Тесла устраивал демонстрации, которые теперь можно увидеть на школьных уроках физики, показывающие, как можно использовать катушку для беспроводного зажигания газоразрядных ламп, расположенных на расстоянии до нескольких метров от источника электромагнитного поля.

По моему мнению, именно изобретение высокочастотного трансформатора и привело Теслу к многолетним мечтам о беспроводном электричестве. Ведь катушка Теслы действительно на это способна. Вот только есть ли в этом практический смысл?

Тесла намного опередил свое время. Так говорят многие. Но в целом складывается впечатление, что опережение это произошло в мечтах Теслы, а не в реальных достижениях. Его амбиции выходили за пределы катушки собственного изобретения. Он представлял мир, в котором все человечество могло бы иметь дешевое или даже бесплатное электричество.

Властелин молний, черный маг, повелитель электричества

Мифическая слава Теслы происходит из двух источников. Во-первых, шло грандиозное бизнес-сражение компаний Эдисона (различные устройства на постоянном токе) и Вестингауза (переменный ток). Можно сказать, что на рубеже XIX–XX веков зарождался современный капиталистический рынок, причем именно в США. В ход шли все методы борьбы за экономическое выживание — вплоть до физических фокусов и представлений перед публикой и громких газетных заголовков.

Тесла, судя по всему, был человеком очень мечтательным, с необъятной интуицией и богатой фантазией. Настолько богатой, что, читая отрывки из его многочисленных пресс-конференций и интервью, которые он давал для привлечения новых потоков финансов, можно вообразить Теслу эдаким полумифическим персонажем и техномагом. Однако отличительная черта почти всех его выступлений на публике — недосказанность.

Фото: Mary Evans Picture Library/Mary Evans Picture Library/East News

Например, в 1899–1900 годах проводилась исследовательская экспедиция в Колорадо-Спрингс — этот регион славился постоянными и частыми грозами. Тесла со своей командой инженеров исследовал молнии и строил первые экспериментальные установки громадных размеров для получения мощных электрических разрядов, имитирующих молнии (искровой разряд в атмосфере). Именно тогда начала складываться репутация Теслы среди далекого от науки населения США как о «властелине молний», «черном маге электричества» и т. п. Разработав конструкцию большого высокочастотного излучателя, Тесла действительно смог получать напряжения от 12 до 20 млн вольт (по данным разных источников) и токи в тысячи ампер. Это действительно было конструкторским, инженерным достижением. Попутно Тесла подтвердил перспективное применение нескольких замечательных свойств сильных электростатических полей: осаждение тумана, очистка поверхностей от ржавчины, грязи, краски. То есть миллионвольтовые схемы, разработанные Теслой, действительно открывали новые пути исследования микроволновых (высокочастотных) токов.

Однако по приезде из Колорадо в Нью-Йорк была задумана обширная статья для журнала Century, посвященная результатам колорадских экспериментов. Как часто всплывает при изучении биографии Теслы и его трудов, со статьей возникли проблемы. Она больше напоминала философский трактат или научно-фантастический роман, нежели научное сообщение о новых результатах. А надо сказать, многие фантасты начала XX века в своих романах предсказывали будущие технологии.

Второй причиной славы и популярности Теслы является фундаментальное общественное явление. В период между мировыми войнами США уже стали самой сильной мировой державой. Но все относились к американцам как ко вчерашней колонии. Это порождало сильнейший комплекс неполноценности. Особенно худо было с наукой. В Европе наука развивалась многие столетия, даже тысячелетия. По части инженерной работы американцы делали просто чудеса в плодотворных условиях стремительно развивающегося рынка, а вот для научных успехов требовалось зарождение собственной научной школы, традиций и опыта. На все это требовалось значительное время, поэтому политические деятели и стратеги стремились заполучить ученых других стран. Для этого нужен был авторитет, который и пытались заполучить как можно скорее — для этого чрезмерно пиарились достижения (часто необъективные) собственных ученых и инженеров. Не случайно многие историки физики отмечают многочисленные попытки выдвижения Теслы и Эдисона в нобелевские лауреаты, а также серьезное давление на факт признания Плутона планетой, ведь открытие было сделано американским астрономом Персивалем Лоуэллом.

Первый или нет? Какая разница!

Давайте попробуем как можно более объективно оценить труды Николы Теслы и понять, какую важную роль он сыграл во второй мировой промышленной революции начала XX века.

Условно можно разбить трудовую жизнь Теслы на два периода: до пожара в его лаборатории в Нью-Йорке в марте 1895 года и после.

До этого события изобретения Теслы уверенно можно назвать крайне эффективными, полезными и остроумными. Многие достоверно подтверждены патентами и статьями. Здесь очень важно попытаться представить, в каком состоянии пребывало научно-инженерное общество того времени. В XIX веке открытия Эрстеда, Ампера, Ома, Фарадея, Максвелла и других ученых привело многих к четкому осознанию, что за электромагнетизмом будущее. Огромное количество блестящих умов по всему миру было занято исследованием применения электрических и магнитных явлений. Если в одной стране один человек доходил до какого-нибудь технического открытия, то в другой точке земного шара в это же время нечто похожее вполне мог сконструировать другой. Поэтому споры о том, кто был первым, не утихают и по сей день. Хотя почему бы просто не определить, что первыми были несколько людей? Разве это умаляет их заслуги?

Фото: East News

Так многократно случалось впоследствии и с наследием Николы Теслы. Например, достоверно известно, что в 1891 году он продемонстрировал на практике применение радиосвязи с помощью передающего устройства с резонанс-трансформатором. Это подтверждает и знаменитая радиоуправляемая модель лодки Теслы. Сложно представить, но еще в конце XIX века человечество увидело дистанционное управление модели катера. Конечно, возникают споры, кто был первым — Тесла или русский физик Александр Попов, создавший радио примерно в то же время.

Также достоверно известно о факте создания Теслой в 1890-х годах «лучевых трубок», питаемых от резонансных трансформаторов его собственной конструкции и испускающих, как теперь они называются, рентгеновские лучи. До сих пор обсуждается вопрос приоритета столь выдающегося открытия, за которое Вильгельм Рентген в 1901 году получил Нобелевскую премию. Однако сам Тесла не претендовал на открытие.

Кроме того, Тесла, будучи сторонником теории существования электроэфирной среды, исследовал возможность создания каналов в эфирной среде, по которым можно было бы передавать огромные электрические импульсы. По всем признакам эта идея опередила свое время почти на полвека. Теперь подобное явление называется плазменным шнуром. Однако никаких свидетельств о каком-либо четком и обоснованном результате Теслы нет, лишь об идее и пробных экспериментах.

То же самое касается и известных домыслов о познании шаровых молний Теслой. На уровне разговоров и интервью упоминаний много. По словам самого Теслы, его не интересовало это понятное ему явление, так как оно являлось побочным атрибутом при создании мощных искровых разрядов, которыми Тесла надеялся передавать электричество без проводов. Тем не менее явление ни тогда, ни сейчас однозначно не объяснено.

12 октября 1887 года — важная дата в карьере Теслы. В этот день он опубликовал строгое научное описание сути явления вращающегося магнитного поля. Это важнейшее открытие способствовало тому, что впоследствии именно в честь Николы Теслы назвали единицу измерения магнитной индукции в международной системе единиц СИ.

Работая на Вестингауза, Тесла запатентовал множество различных применений самых разных многофазных систем переменного тока. До изобретения так называемого асинхронного двигателя переменный ток не находил широкого применения, поскольку не мог использоваться в ранее существовавших электродвигателях, работающих на постоянном токе.

Как русский инженер дал подсказку Тесле

В 1895 году компанией Вестингауза была пущена первая в мире гидроэлектростанция — Ниагарская ГЭС. Не вижу никакой проблемы в том, чтобы признать и ошибки Теслы. На сегодняшний день по всему миру используется трехфазная система тока, которую изобрел в 1890 году русский инженер, один из основоположников электротехники Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Тесла же считал наиболее экономичной двухфазную систему.

На выставке 1891 года во Франкфурте-на-Майне Тесла познакомился с изобретением Доливо-Добровольского и, осознав бесспорные преимущества трехфазной системы, отправился обратно в США — переделывать систему Ниагарской ГЭС. Доливо-Добровольский несправедливо забыт на фоне громкой полумифической славы Теслы, поэтому считаю важным его упомянуть. Но этот факт нельзя относить к унизительным по отношению к Тесле, это абсолютно нормальный путь развития изобретений человечества. Таким образом, к заслугам Теслы уверенно можно приписать достаточно быстрое усвоение европейской концепции трехфазной передачи тока и трехфазных электромоторов и построение указанных систем в США.

С 1889 года Никола Тесла приступил к исследованиям токов высокой частоты и высоких напряжений. Как мы говорили в начале, он изобрел первые образцы электромеханических генераторов высоких частот и высокочастотный трансформатор, создав тем самым предпосылки для развития новой отрасли электротехники — техники ВЧ.

Фото: NIKOLA TESLA MUSEUM/Science Photo Library/East News

В ходе исследований токов высокой частоты Тесла, разумеется, уделял внимание и вопросам техники безопасности. Впоследствии многим исследователям и инженерам крайне пригодился богатый накопленный опыт Теслы в этой очень важной теме. Исследуя вопросы безопасности, Николе Тесле приходилось экспериментировать и с собственным телом, чтобы лучше понять, как переменные токи различной частоты и амплитуды воздействуют на человеческий организм. Им были впервые сформулированы правила при работе с ВЧ-токами, которые применяются и сегодня. Например, Тесла на личном примере убедился, что электрический ток частотой выше 700 Гц безболезненно протекает по поверхности тела и не вредит тканям. Кроме того, инженер разработал первые электротехнические аппараты для медицинских исследований, которые стали популярны во всем мире. Электротерапия используется до сих пор: например, для очищения пор, удаления сыпи и пр. Бактерии, как оказалось, быстро погибают под воздействием электричества, и Тесла первым обнаружил, что таким образом можно легко и просто очищать загрязненные поверхности.

130 лет назад, 10 марта 1891 года, инженер запатентовал надежный способ получения токов «Метод управления дуговыми лампами». Это изобретение очень пригодилось в радиосвязи для устранения помех от шумно работающей дуговой лампы.

О башне Теслы

С 1896 года Тесла, видимо, решил, что главной целью его жизни должна стать идея о беспроводной передаче электричества в любую точку планеты.

Заручившись финансовой поддержкой американского промышленника Джона Моргана, ученый построил огромную башню Ворденклифф, впоследствии ставшую символом мифической стороны жизни Николы Теслы. Это была экспериментальная беспроводная передающая станция, построенная для телекоммуникации по всему миру. Тесла к тому моменту уже доказал, что высокочастотные сигналы могут передаваться без проводов, с помощью катушечных трансформаторов Тесла.

Он получил финансирование на строительство башни, скрыв ее как телекоммуникационную. Дальнейшие эксперименты в этой построенной лаборатории убедили его в том, что можно передавать электроэнергию, если задействовать верхние слои атмосферы. В будущем Тесла планировал сеть башен, охватывающую весь земной шар и получающую удаленный беспроводной доступ к энергии от центральной станции.

Как заявлял Тесла в интервью тех лет, он открыл основные принципы и якобы остается только развивать их коммерчески. К сожалению или к счастью, необузданные фантазии Теслы так и не увидели свет. Во-первых, практически все биографы подтверждают факт испуга Джона Моргана, когда тот узнал о реальных планах Теслы на башню и прекратил финансирование проекта в 1905 году. Промышленник (вне зависимости от конечного успеха проекта) боялся, что если электричество бесплатно будет везде, то рухнет вся система обеспечения энергией населения и производства, от углеводородов до ГЭС и ТЭЦ впоследствии.

Новых инвесторов Тесла найти не сумел — по аналогичным Моргану причинам. И башня осталась заброшенной. Кстати, эта информация очень важна при рассмотрении явления Тунгусского метеорита. К моменту его «падения» башня уже больше двух лет пребывала в бездействии. Этот факт серьезно противоречит теориям о том, что тунгусское диво — дело рук Николы Теслы.

Незавершенная башня была снесена в 1917 году, в разгар Первой мировой войны, так как могла служить, по мнению многих историков того времени, для радиопередачи информации немецкими связистами.

Возможна ли вообще беспроводная передача энергии?

Не умаляя заслуг Николы Теслы в целом, можно предположить, что он не мог полностью понимать природу явлений в своих экспериментах. Как и у любого из первопроходцев на рубеже веков, у него не было в распоряжении достаточной научной базы.

Например, Тесла предлагал создать так называемую стоячую волну огромной длины в грунте, используя Землю как огромный проводник. Мол, это для нас земной шар чрезвычайно велик, а для электромагнитной волны это просто проводник. И с этим не поспорить, но проблема такого гигантского проводника в его неоднородности: слишком много различий в зависимости от состава почвы, влажности и т. д. Зато неизменна одна характеристика — высокое сопротивление. Кроме того, много энергии уйдет на поворот диполей в поляризуемых веществах, перемагничивание доменов, различного рода «паразитных» излучений и т. д. Неоднородность массива Земли неизбежно исказит фронт волны до неузнаваемости, так что КПД такой «беспроводной» передачи энергии очень низок, потери были бы огромны. То же самое и с передачей высокочастотного сигнала по воздуху — потери огромны (вспомните, как быстро затухает сигнал Wi-Fi при удалении от передатчика). Чего уж говорить о передаче на сотни и тысячи километров? Передача электричества по медному проводу неспроста распространена во всем мире — это очень эффективный способ.

Возможно, потратив огромные средства, реально осуществить планы Теслы с помощью огромного количества передающих башен. Но на эти же деньги можно построить атомные или солнечные электростанции, теория и конструкция которых понятны и ясны.

Как показывает практика, ненаправленная беспроводная передача худо-бедно работает на расстоянии в несколько километров.

Фото: East News

Тесла, безусловно, толковый инженер, и он попал в струю лавины открытий в области электромагнетизма. Вполне вероятно, убежденно уверовав в идею беспроводного электричества, он сделал ее своей основной целью, для которой, естественно, были нужны большие деньги. В этом ему сильно помогла мистификация, которая и довела общество того и сегодняшнего времени до нездорового преувеличения роли Теслы в технологическом прогрессе.

Тот же Доливо-Добровольский сделал для мировой промышленности гораздо более важную прикладную вещь — трехфазный асинхронный электродвигатель, но много ли кто о нем знает и помнит?

Но значение Теслы все равно велико: он сыграл важнейшую роль в жизни многих изобретателей и ученых как источник вдохновения. Обладая нерядовой фантазией, он действительно косвенно указал на важные открытия последующих десятилетий.

Тесла-мифотворец

Человек, живший почти век назад, едва ли мог на самом деле владеть технологиями, способными удивить современных людей. Все же научно-технический прогресс с тех пор шагнул невероятно далеко. Как только дело доходит до предметных вопросов («При каких условиях?», «Какое КПД?»), магия исчезает. То, что на первый взгляд грозило уничтожить экономику, в крайнем случае превращается в нечто забавное, но бесполезное.

Очень многие свои замыслы Тесла сводил к так называемым каналам распространения энергии, которые по факту являются обычными пробоями воздуха при очень высоких напряжениях из-за лавинной ионизации и возросшей, как следствие, проводимости. Его мечты использовать высокочастотные токи самыми разными способами произошли от того, что он обнаружил, что такими воздух пробивается легче.

Очень многое из того, что приписывают сегодня Тесле, основывается на совпадениях названий, по большинству незнакомых неподготовленному слушателю, но не на использовании собственно его разработок.

Самые популярные мифы, связанные с Теслой, такие как Филадельфийский эксперимент (в котором корабль ВМС США в 1943 году исчез с радаров и появился в другом месте), создание электромобиля в 1931 году, разработка так называемых «лучей смерти» (то есть лазеров и мазеров) и, конечно, Тунгусский феномен, основаны на догадках и домыслах. Так что важно определиться: кто вы и чего хотите от наследия Теслы?

Если вы хотите пищи для фантазии, то мифологическая сторона жизни Теслы — крайне интересное чтение. Но если вы хотите разобраться в его истинном, безусловно богатом наследии, то придется получить техническое образование и читать его публикации, которые остались, причем в солидном количестве. Они написаны на профессиональном техническом инженерном языке. Тогда вы точно почувствуете, что верить можно только фактам и доказательствам, среди которых, безусловно, нет места «по словам очевидцев».

Тунгусский метеорит: что это было?

Современные ученые наконец разобрались в изобретении Николы Теслы столетней давности

«Свет приходит к нам с севера — из России»

На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации

• Что было раньше

• Физика всего

• Остальные теги

Расскажите друзьям

• 31.10.2022 | 16:42

  • Околонаука

  Победители Всероссийской премии «За верность науке» станут известны 24 ноября

• 31. 10.2022 | 17:16

  • Устройство человека

  Цветотерапия? Российские ученые выяснили, какой цвет улучшает память человека

• 31.10.2022 | 16:13

  • Раскопки

  В Швеции найден серебряный клад викингов

• 31.10.2022 | 15:31

  • Внеземное
  • Красивое

  Дракарис! «Хаббл» снял в созвездии Дракона галактику, помогающую измерить Вселенную

• 31. 10.2022 | 13:47

  • Кибервсё
  • Машины против людей
  • Будущее уже здесь

  Исследование: люди влюбляются в виртуальных персонажей так же, как в живых людей

• Хомо футурис. Каким будет человек будущего?

• Mirosław Blicharski/Aleksander Poznań

  В Польше археологи открыли погребение женщины-«вампира» с серпом у горла

• Shutterstock

  Профессии, которые меняют тело 

• East News

  Кто мы и откуда: за что в этом году присудили Нобелевскую премию по медицине и физиологии

• Челябинский метеорит, кристаллы

  Sergey Taskaev et al. /European Physical Journal Plus, 2022

  В пыли Челябинского метеорита нашли невиданные ранее кристаллы

Хотите быть в курсе последних событий в науке?

Оставьте ваш email и подпишитесь на нашу рассылку

Ваш e-mail

Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Интуитор Физика Резонанса, Тесла, Мастер Резонанса

Никола Тесла (1856 – 1943) – Мастер Резонанса Это был невинный эксперимент. Тесла прикрепил небольшой вибратор к железной колонне в своей лаборатории в Нью-Йорке и заставил ее вибрировать. В определенные частоты определенных частей оборудования в комнате будут колебаться. Изменить частоту и покачивание переместится в другую часть номер. К сожалению, он не учел тот факт, что колонна вниз в фундамент под зданием. Его вибрации были передается по всему Манхэттену. Для Теслы первый намек на неприятности появился, когда стены и пол начали качать (ссылка 1). Он остановил эксперимент  как раз тогда, когда полиция вломился в дверь. Кажется, он устроил небольшое землетрясение в своем соседи разбивают окна, качают здания и отправляют в панику соседей рвется на улицы. Полиция часто реагировала на жалобы о необычной деятельности Теслы. Хотя Тесла не был первым, кто обнаружил резонанс, он был одержим им. это и создало некоторые из самых невероятных демонстраций этого, когда-либо виденных. Он изучал как механическую, так и электрическую версии. В процессе он создал искусственное землетрясение, многочисленные искусственные грозы сбили отключила всю электростанцию ​​в Колорадо и чуть не сломала стальной каркас Строящийся небоскреб на Манхэттене рухнул. Тесла понял, что принципы резонанса могут быть использованы для передачи и приема радиосообщений задолго до Маркони. Фактически, многие осведомленные источники теперь считают Теслу изобретатель радио, а не Маркони. В том числе Верховный суд который в 1943 постановил, что патенты Теслы на радио предшествуют всем остальным, включая Маркони. Тесла был единственным в своем роде гением-невротиком, оказавшим глубокое влияние на нашу технология и культура. Он был одержим микробами и числом три, но его изобретения практически в одиночку позволили создание нашей современной системы распределения электроэнергии переменного тока. Он был современником Эдисона и какое-то время работал на знаменитого изобретателя. В отличие от Эдисона (который Тесла считался чем-то вроде деревенщины), Тесла использовал теорию и расчеты как а также экспериментировать для проведения своих исследований и был более современным из два в его подходе. Он также был гораздо более заинтересован в преследовании своих изобретений ради них самих, чем в том, чтобы стать богатым и знаменитым. К сожалению, одержимость Теслы великими идеями и проектами оказалось его гибелью. Он убедился, что энергия может передаваться по воздуху без проводов и потратил небольшое состояние на демонстрацию проект. Он построил гигантскую катушку Теслы в Колорадо-Спрингс, которая использовала электрический резонанс для создавать невероятно высокие напряжения и вызывать фантастические световые шоу. К сожалению, его мечта о беспроводной передаче энергии так и не была коммерциализирована, и отчасти из-за этого Тесла умер в конце концов. бедный человек . Стереотип сумасшедшего ученого пришел от Теслы. Лаборатория Теслы на Манхэттене была загадочным местом с гудящими электрическими дугами, жутким освещением и причудливыми приспособлениями. Лаборатория, несомненно, вдохновила на сцены безумных ученых в фильмах ужасов 1930-х годов, таких как «Франкенштейн» с Борисом Карлоффом, в которых дуги высокого напряжения используются для оживления монстра. Хотя Тесла никогда не пытался создать жизнь, он создал первые радиоуправляемые роботизированные транспортные средства и заявил, что однажды роботы освободят человечество от тяжелой работы. Он также утверждал, что изобрел мощный луч смерти. Ради развлечения Тесла однажды убедил своего хорошего друга Марка Твена испытать вибрирующую платформу в своей лаборатории на Манхэттене. Твен принял его предложение и нашел его по душе. Когда Тесла приказал Твену спуститься с платформы, Твен отказался, потому что хорошо проводил время. Через несколько минут Твейн убежала от устройства. Похоже, что Тесла намеренно не сказал Твену, что вибрация вызывает диарею. Если бы Тесла был менее эксцентричен и больше интересовался личной удачей, он избежал бы грандиозных проектов, которые погубили его. Если бы он просто избегал возмутительных заявлений, он пользовался бы большим научным доверием и легко затмил бы Эдисона. Сегодня Тесла был бы гораздо более известен, а теме резонанса, вероятно, уделялось бы гораздо больше внимания в учебниках по естествознанию. Резонанс, безусловно, был величайших страстей Теслы и, как и Тесла, кажется слишком таинственным, чтобы быть правдой. Обязательно ознакомьтесь с футболкой в ​​честь 150-летия Теслы. день рождения годовщина (видеть Тесла Общество ), можно купить в в Магазин Intuitor Хотя у Теслы нет получил заслуженное признание, он тем не менее, стать культовым героем. За больше информации о Тесле Общество Теслы Предыдущий | Содержание | Следующий

Земной резонанс — открытое исследование Tesla

http://www.frankgermano.net/nikolatesla2.htm

«Мировая система» Теслы для беспроводной телеграфии, телефонии и передачи энергии также должна была применять принцип земного резонанса.

О СВЕТЕ И ДРУГИХ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЯВЛЕНИЯХ, Изобретения, исследования и сочинения Николы Теслы, 1894 г., с. 347:

«Если мы когда-либо сможем установить, в какой период заряд земли, когда он возмущен, колеблется относительно противоположно наэлектризованной системы или известной цепи, мы узнаем факт, возможно, о огромное значение для благополучия человечества. Я предлагаю искать период с помощью электрического генератора или источника переменного электрического тока. Один из терминалов г. один источник будет соединен с землей, как, например, с городским водопроводом, другой — с изолированным телом большой поверхности. Возможно, внешние проводящие слои воздуха или свободные пространства, содержат противоположный заряд и что вместе с землей они образуют конденсатор очень большой емкости. В таком случае период вибрации может быть очень мал, и динамо-машина переменного тока машина может служить для целей эксперимента. Затем я преобразовал бы ток в максимально высокий потенциал и соединил бы концы вторичной обмотки высокого напряжения. к земле и к изолированному кузову. Изменяя частоту токов и внимательно наблюдая за потенциалом изолированного тела и наблюдая за возмущениями при различных могут быть обнаружены соседние точки резонанса земной поверхности. Если, как, по всей вероятности, считает большинство ученых, период будет чрезвычайно мал, то динамо-машина этого бы не произошло, и пришлось бы изготовить надлежащий электрический осциллятор, и, возможно, было бы невозможно получить такие быстрые колебания. Но возможно ли это или нет, и Земля содержит заряд или нет, и каков бы ни был период ее колебаний, определенно возможно — ибо мы имеем ежедневное свидетельство — производить некоторое электрическое возмущение, достаточное для мощным, чтобы его можно было воспринять с помощью подходящих инструментов в любой точке земной поверхности»9.0110

Электрический экспериментатор «Настоящая беспроводная связь», май 1919 г.:

“С самого начала мне было ясно, что успешное завершение может быть достигнуто только рядом радикальных улучшений. Подходящие высокочастотные генераторы и электрические генераторы должны были быть произведены первыми. Энергия их должна была быть преобразована в эффективные передатчики и собрана на расстоянии в соответствующих приемниках. Такая система была бы явно ограничена в своей полезности, если не предотвращено всякое постороннее вмешательство и не обеспечена исключительность. Однако со временем я понял, что устройства такого рода наиболее эффективны и эффективными, должны быть спроектированы с должным учетом физических свойств этой планеты и электрических условий, существующих на ней»

Будущее беспроводного искусства — 1908 год:

«Когда по земле ударяют механически, как в случае какого-нибудь сильного земного потрясения, она вибрирует, как колокол, период которой измеряется часами. Когда по ней ударяют электричеством, заряд колеблется примерно двенадцать раз в секунду. Воздействуя на него волнами тока определенной длины, определенно соответствующей его диаметру, земной шар приводится в резонансную вибрацию. подобно проволоке, формируются стационарные волны, узловые и вентральные области которых можно определить с математической точностью. Благодаря этому факту и сфероидальной форме Земли многие геодезические и другие данные, очень точные и имеющие наибольшую научную и практическую ценность, могут быть легко получены. Наблюдая за этими удивительными явлениями, мы вскоре сможем определить точный диаметр планеты, ее конфигурацию и объем, размеры ее возвышений и впадин, а также измерить с большой точностью и не более чем электрическое устройство, все земные расстояния. В густом тумане или ночной тьме без компаса и других приборов для ориентирования, без часов можно будет вести судно по кратчайшему или ортодромическому пути, чтобы мгновенно считывать широту и долготу, час, расстояние от любой точки, а также истинную скорость и направление движения. При правильном использовании таких Возмущения можно заставить волну двигаться по земной поверхности с любой желаемой скоростью, а электрический эффект произвести в любом месте, которое можно выбрать по желанию и географическому положению. положение которого можно точно установить из простых правил тригонометрии».

Фактически, Тесла предложил два разных метода, с помощью которых можно было бы достичь глобальной беспроводной передачи энергии. Во-первых, за счет атмосферной проводимости с использованием двух установок первого типа, как описано в предыдущий раздел. Второй включает в себя использование принципов земного резонанса, создание искусственных колебаний в естественном электрическом заряде Земли. Это стало ясно в Интервью 1932 года, в котором он проводит различие между передачей электрической энергии за счет ионизации верхних слоев атмосферы и земным резонансом – [Мотор космических лучей Тесла может передавать мощность вокруг Земли Бруклинский орел, 10 июля, 1932, Джон Дж. А. О’Нил:

“Я также спросил его, работает ли он по-прежнему над проектом, который он начал в 90-х годах, по беспроводной передаче энергии в любую точку Земли. Он работает над этим, сказал он, и это может быть в эксплуатацию. . . . В то время он объявил о двух принципах, которые можно было бы использовать в этом проекте. В одном из них ионизация верхних слоев воздуха сделала бы его таким же хорошим проводником электричества, как и металл [с использованием передатчика первого типа в сочетании с активным приемником]. В другом случае мощность будет передаваться путем создания «стоячих волн» в земле путем зарядки земли электрическим током. гигантский электрический осциллятор [типа два], который заставит землю электрически вибрировать так же, как механически вибрирует колокол, когда по нему ударяют молотком. «Я не использую план, связанный с проводимостью верхних слоев воздуха, — сказал он, — но я использую проводимость самой земли, и в этом мне не нужны провода, чтобы послать электрическую энергию в какую-либо часть глобус»

Метод земного резонанса основан на принципах однопроводной передачи, о которых говорилось в лекции 1893 года О СВЕТЕ И ДРУГИХ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЯВЛЕНИЯХ (см. Подробнее об однопроводной передаче выше.) Она описана в патенте США № 787,412 «Искусство передачи электрической энергии через Природные среды». Вот некоторые утверждения относительно «улучшения в искусстве передачи электрической энергии на расстояние, которое состоит в установлении стационарных электрических волн в земля», содержащуюся в аналогичном канадском патенте:

«электрические помехи могут передаваться через участки земли при заземлении только одного из полюсов источника. Земля ведет себя во многом как огромный резервуар или океан, который, хотя и оно может быть локально нарушено каким-либо волнением, но остается невосприимчивым и неподвижным в значительной части или в целом. Когда электрические волны или колебания воздействуют на металлическую проволоку, при определенных условиях происходит отражение от конца провода, и вследствие интерференции вложенных и отраженных колебаний возникает явление «стоячих волн». с максимумами и минимумами в определенных фиксированных положениях. Земной шар может в значительной части или в целом вести себя по отношению к воздействующему на него возмущению так же, как проводник ограниченного размера».

«Изучая влияние грозовых разрядов на электрическое состояние земли, я наблюдал электрические волны, которые возникали в земле и имели узловые области, следующие за на определенных расстояниях перемещающийся источник возмущений. По данным, полученным при большом количестве наблюдений этих волн, я нашел, что их длина колеблется примерно от двадцати пяти до семьдесят километров, и эти результаты и некоторые теоретические выводы привели меня к заключению, что волны такого рода могут иметь еще более различную длину, крайние пределы которой составляют обусловлены физическими размерами и свойствами земли».

“На рис. 1 схематически изображен генератор, производящий стоячие волны в земле, а на рис. 2 – прибор, расположенный в отдаленной местности для регистрации эффектов этих волн. волны».

“На рис. 1 буквой А обозначена первичная обмотка, являющаяся частью трансформатора и состоящая обычно из нескольких витков толстого кабеля незначительного сопротивления, концы которого соединены с клеммы источника мощных электрических колебаний, схематически обозначенные буквой D. Этот источник обычно представляет собой конденсатор, заряженный до высокого потенциала и быстро разряжающийся. через первичку, как в изобретенном мною и теперь хорошо известном трансформаторе; но когда нужно создать стационарные волны большой длины, динамо переменного тока подходящей конструкция может быть использована для подачи питания на первичную обмотку А. . . . общая длина проводника от заземляющей пластины E до приподнятой клеммы D должна быть равна одной четверти длины волны электрического возмущения в системе E C D или равной этой длине, умноженной на нечетное число. При соблюдении этого соотношения клемма D будет совпадать с точками максимального давления во вторичном или возбужденном контуре, и наибольший поток электричества будет иметь место в том же. Чтобы увеличить электрическое движение во вторичной обмотке настолько, насколько возможно, важно, чтобы его индуктивная связь с первичной обмоткой А была не очень плотной, как в обычных трансформаторах, а свободной, чтобы допускать свободные колебания. . . Спираль форма катушки C обеспечивает это преимущество. Мощные электрические колебания в системе E C D, передаваемые на землю, вызывают распространение соответствующих колебаний на удаленные части. земного шара, откуда они отражаются и интерференцией с исходящими колебаниями производят стоячие волны, гребни и впадины которых лежат в параллельных окружностях, относительно которых заземляющая пластина E может считаться полюсом. Иными словами, земной проводник входит в резонанс с воздействующими на него колебаниями точно так же, как провод. Три требования кажутся существенными для установления резонирующего состояния»9.0110

Во-первых: диаметр Земли, проходящий через полюс, должен быть нечетным кратным четверти длины волны, то есть отношения между скоростью света, и четырехкратной частоте. токов:

• 90 109 M = D/(1/4 лямбда), где лямбда = c/f = 4D/M, а M — нечетное кратное.

• C = скорость света в 299792 км/сек.

• D = диаметр Земли 12 742 км.

• M = нечетное число, кратное 1

• Следовательно, резонансная частота равна: f = M x C / 4D = 5,881965 (Йост)

• Резонансная частота, основанная на времени прохождения туда и обратно: f = 2(M x C / 4D) = 11,76393

“Второе: необходимо использовать колебания, при которых скорость излучения энергии в пространство в виде герцевых или электромагнитных волн очень мала, скажем, менее двадцати тысяч в секунду, хотя более короткие волны могут быть практичными. Наименьшая частота будет равна шести в секунду, и в этом случае будет только один узел в точке или рядом с ней. плита заземления”.

“Третье: независимо от частоты волна или последовательность волн должны продолжаться в течение определенного интервала времени, который оценивается не менее одной двенадцатой или, возможно, 0,08484 секунды и который взятых в пути и обратно в область, диаметрально противоположную полюсу».

«Присутствие стоячих волн можно обнаружить многими способами. Например, цепь может быть соединена напрямую или индуктивно с землей и с приподнятым терминалом и настроена на более эффективно реагировать на колебания. Другой способ состоит в том, чтобы соединить настроенную цепь с землей в двух точках, лежащих более или менее на меридиане, проходящем через полюс Е или, как правило, заявлено, к любым двум точкам с различным потенциалом».

«Конкретный план создания стационарных волн, описанный здесь, может быть отклонен. Например, цепь, которая производит мощные колебания на Земле, может быть соединенный с последним в двух точках”

[передатчик второго типа].

«При сборе энергии этих возмущений в любом земном регионе на расстоянии от их источника наиболее экономичные результаты будут, как правило, обеспечены применением моего синхронизированный приемный трансформатор» .

“Чтобы завершить это описание, можно сказать, что, когда желательно независимо управлять большим количеством приемных устройств с помощью таких стационарных волн разной длины, принципы который я изложил в своем британском патенте 14,579 [1901] и в моих патентах США № 723,188, Метод Сигнализация» и 725 605 [1903] « Система сигнализации» могут использоваться для передачи сигналов или количества энергии, предназначенной для любого конкретного приемника или приемников, не создающих помехи и не создающих помех”.

Связанные заявления Николы Теслы о его работе с переменными токами и их применении в беспроводной телеграфии, телефонии и передаче энергии:

“Для того, чтобы дать вам представление, я подготовил схему, иллюстрирующую аналог, который ясно покажет, как ток проходит через земной шар. Вы знаете, что во время солнечного затмения луна приходит между солнцем и землей, и что его тень проецируется на поверхность земли. Очевидно, что в данный момент тень просто коснется в математической точке земли, если предположить, что она быть сферой” .

Схема, иллюстрирующая режим распространения тока от передатчика по поверхности земли.

Никола Тесла о своей работе с переменными токами и их применении в беспроводной телеграфии, телефонии и передаче энергии, стр. 137-138:

“Представим себе, что мой передатчик находится в этой точке, и что создаваемый им ток теперь проходит через землю. Он не проходит через землю в обычном приеме термина, он проникает только на определенную глубину в зависимости от частоты. Большая часть его уходит на поверхность, но с такими частотами, как у меня, он ныряет на несколько миль ниже. Может быть математически показано, что неважно, как она проходит; совокупный эффект этих токов таков, как если бы весь ток проходил от передатчика, который я называю полюсом, к противоположному точка, которую я называю антиподом».

Фраза «на несколько миль ниже» дает модели распространения течений земли минимальную глубину скин-слоя 3 мили, 15 850 футов или 4 828 метров:

“Тогда предположим, что здесь находится передатчик, и представьте, что это поверхность моря, и что теперь идет тень луны и касается, в математической точке, спокойного океана. Вы легко можете видеть, что, поскольку поверхность воды благодаря огромному радиусу Земли почти плоская, то точка, на которую падает тень, тотчас же, при малейшем движении тень вниз, увеличивайте круг с ужасающей скоростью, и можно математически показать, что эта скорость бесконечна. Другими словами, этот полукруг с этой стороны пролетит над земным шаром как тень опускается; сначала начнет увеличиваться с бесконечной скоростью, а затем все медленнее, медленнее и медленнее, и по мере того, как тень луны будет двигаться все дальше, дальше и дальше, она будет становиться все медленнее. и медленнее, пока, наконец, когда три тела не окажутся в плоскости эклиптики, прямо на одной линии друг с другом в той же плоскости, тогда эта тень пройдет над земным шаром с ее истинной скорость в пространстве. Точно то же самое происходит и в приложении моей системы, и я покажу это далее».0110

 

Диаграмма, иллюстрирующая закон прохождения тока от передатчика через землю, впервые объявленный в патенте США № 787 412 – «Искусство передачи электрической энергии через естественные среды» от 18 апреля 1905 г. Заявка подана 16 мая 1900 г. См. также Дж. Эрскин-Мюррей, Справочник по беспроводной телеграфии, глава. 17, стр. 312–330, издание 1913 года, опубликованное Crosby Lockwood and Son, Лондон, и Appleton & Company, Нью-Йорк.

Никола Тесла о своей работе с переменными токами и их применении в беспроводной телеграфии, телефонии и передаче энергии, стр. 138-142:

“Это иллюстрирует Землю в более крупном масштабе. Вот мой передатчик – мой или чей-либо передатчик, – потому что моя система – это система дня. Единственное отличие состоит в том, как я применить его. Они, радиоинженеры, хотят применить мою систему одним способом; Я хочу применить это по-другому. Это цепь питания антенны. Когда течет вибрационная энергия, две вещи происходит: излучается электромагнитная энергия и в землю проходит ток. Первые выходят в виде лучей, обладающих определенными свойствами. Эти лучи распространяются с скорость света 300 000 километров в секунду. Эта энергия подобна раскаленной печке. Если вы представите себе, что цилиндрическая антенна горячая — и действительно нагревается током, — она будет излучать энергию точно такого же вида, как сейчас. Если система применяется в том смысле, в каком я хочу ее применить, эта энергия абсолютно теряется, во всех случаях теряется большая ее часть. Пока эта электромагнитная энергия пульсирует, ток проходит в земной шар».

“Теперь существует огромная разница между этими двумя энергиями, электромагнитной и текущей энергиями. Та энергия, которая выходит в виде лучей, как я указал здесь, невосстановима, безнадежно потерян. Вы можете управлять маленьким инструментом, ловя миллиардную его часть, но, кроме этого, все уходит в космос, чтобы никогда не вернуться. Однако эта другая энергия тока в глобус, хранится и полностью восстанавливается. Теоретически не требуется больших усилий, чтобы поддерживать электрическую вибрацию Земли. Я действительно разработал завод на 10 000 мощность в лошадиных силах, при которой потери не превышали бы 1 процента всей применяемой мощности; то есть за исключением энергии трения, которая расходуется на вращение двигателей и на нагрев проводников я бы не потерял больше 1 процента. Другими словами, если бы у меня была электростанция мощностью 10 000 лошадиных сил, то потребовалось бы всего 100 лошадиных сил, чтобы земля вибрировала так долго. так как ни в каком другом месте энергия не берется».

“Есть еще одно отличие. Электромагнитная энергия распространяется со скоростью света, но посмотрите, как течет ток. В первый момент этот ток распространяется точно так же, как тень Луны на поверхности земли. Он начинается с бесконечной скорости из этой точки, но ее скорость быстро уменьшается; она течет все медленнее и медленнее, пока не достигает экватора, в 6000 милях от передатчик. В этой точке ток течет со скоростью света, то есть 300 000 километров в секунду. Но, если учесть результирующий ток через земной шар вдоль оси симметрии распространения результирующий ток течет непрерывно с одной и той же скоростью света. Реален ли этот ток, проходящий через центр земли на противоположную сторону, или является ли это просто следствием этих поверхностных течений, не имеет абсолютно никакого значения. Чтобы понять концепцию, нужно представить, что ток от передатчика течет прямо к противоположная точка земного шара».

“Здесь я отвечаю на нападки на меня. Например, д-р Пупин высмеял систему Теслы. Он говорит: “Энергия идет только во всех направлениях”. Это не так. идет только в одном направлении. Его обманывают размеры и форма земли. Глядя на горизонт, он представляет себе, как текут во все стороны течения, но если бы он хоть на мгновение задумался что эта земля подобна медному проводу и передатчик наверху такой же, он бы сразу понял, что ток течет только по оси распространения»9.0110

“Способ распространения может быть выражен очень простым математическим законом, а именно: ток в любой точке течет со скоростью, пропорциональной косекансу угла, радиус которого из этой точки входит с осью симметрии распространения волны. В передатчике косеканс бесконечен; следовательно, скорость бесконечна. На расстоянии 6000 миль, косеканс – единица; следовательно, скорость равна скорости света. Этот закон я выразил в патенте утверждением, что проекции всех зон на ось симметрии одинаковой длины, что означает, другими словами, как известно из правил тригонометрии, что площади всех зон также должны быть равны. В нем говорится, что, хотя волны распространяются с разными скорости от точки к точке, тем не менее каждая полуволна всегда включает в себя одну и ту же площадь. Это простой закон, мало чем отличающийся от того, который был выражен Кеплером в отношении площадей заметается радиус-векторами».

“Надеюсь, что я ясно выразился в этом изложении – обращая ваше внимание на то, что я показываю здесь систему дня, и это моя система — только радиоинженеры пользуются моим аппаратом производить слишком много этой электромагнитной энергии здесь, вместо того, чтобы сосредоточить все свое внимание на разработке аппарата, который будет посылать ток на землю и не будет тратить энергию впустую. завода в нерентабельном процессе».

Советник:

“Вы говорите, что радиотехники вложили слишком много энергии в излучающую часть.