Никола Тесла - Статьи
Первый удовлетворительный результат получили весной следующего года, когда я добился напряжения около 1 000 000 вольт с помощью своей конической катушки. Это было немного, учитывая знания сегодняшнего дня, но тогда считалось огромным достижением. Успех неизменно сопутствовал работе до тех пор, пока мою лабораторию не уничтожило пожаром в 1895 году. Это бедствие во многом отбросило меня назад, и в тот год большую часть времени мне пришлось посвятить планированию и восстановлению. Однако как только позволили обстоятельства, я вернулся к работе.
Модель башни Теслы в Лонг-Айленде
Хотя и знал, что увеличения электродвижущей силы можно достичь путем увеличения размеров устройства, у меня было интуитивное ощущение, что эта цель достижима и на сравнительно небольших и компактных трансформаторах, если их сконструировать надлежащим образом. Проводя опыты со вторичной обмоткой в форме плоской спирали, как показано в моих патентах, я удивился отсутствию электрических разрядов и вскоре понял, что причиной этого является положение витков и их взаимодействие. Воспользовавшись этим наблюдением, я прибегнул к использованию провода высокого напряжения с витками большего диаметра, достаточно отделенными один от другого, чтобы не дать произойти разряду высокого напряжения между витками катушки и в то же время препятствовать чрезмерной аккумуляции заряда в какой бы то ни было точке. Применение этого принципа дало мне возможность получить напряжение в 4 000 000 вольт, что приближалось к допустимому пределу в моей новой лаборатории на Хьюстон-стрит, так как заряды простирались на расстояние 16 футов. Фотографию этого передатчика опубликовали в «Electrical Review» в ноябре 1898 года.
Чтобы продолжить работу в этом направлении, я должен был раскрыть свои планы и весной 1899 года, завершив приготовления для строительства беспроводной установки, уехал в Колорадо, где провел более года. Здесь я представил другие усовершенствования и дополнения, сделавшие возможной генерацию токов желаемого напряжения.
Интересующиеся найдут информацию относительно проведенных мною там опытов в статье «Проблема увеличения энергии человека» в журнале «Century Magazine» за июнь 1900 года…
Из журнала «Electrical Experimenter» ко мне обратились с просьбой подробно изложить свои мысли по этому предмету, чтобы мои юные друзья из числа читателей ясно представляли себе конструкцию и действие моего генератора тока и его применение. Итак, это, в первую очередь, резонирующий трансформатор со вторичной обмоткой, в которой витки, по которым проходит ток высокого напряжения, занимают значительную площадь и расположены в пространстве в идеально развернутых плоскостях очень больших радиусов кривизны и на определенном расстоянии один от другого, тем самым повсеместно обеспечивая малую электрическую поверхностную плотность, так что не может произойти никакой утечки, даже если провод не изолирован. Он подходит для любой частоты, от нескольких до многих тысяч колебаний в секунду, и может быть использован для получения токов очень большой величины и умеренного напряжения или небольшой величины и «необъятной» электродвижущей силы. Максимальное электрическое напряжение зависит только от радиуса закругления и расстояния между витками плоской катушки.
Судя по моему прошлому опыту, 100 000 000 вольт вполне реальны. С другой стороны, в антенне можно получить токи силой тысячи ампер. Чтобы получить такие характеристики, вполне достаточна установка очень умеренных размеров. Теоретически терминал шириной менее чем 90 футов достаточен для получения электродвижущей силы такой величины, в то время как для антенных токов от 2 000 до 4 000 ампер при обычных частотах ее диаметр может не превышать 30 футов.
В более узком значении это беспроводной передатчик, в котором волновое излучение Герца, по сравнению со всей энергией, представляет совершенно незначительную величину, при таком условии коэффициент затухания чрезвычайно мал и в находящейся на высоте емкости накапливается огромный заряд. Такой контур может затем возбудиться от импульсов любого рода, даже низкочастотных и будет производить синусоидальные и постоянные колебания, подобные колебаниям переменного тока.
Однако, максимально сузив значение слова, можно сказать, что это — резонансный преобразователь, который, обладая указанными свойствами, точно рассчитан, чтобы войти в резонанс с земным шаром и благодаря своим электрическим постоянным (константам) и свойствам, а также конструкции становится чрезвычайно эффективным в беспроводной передаче энергии. Расстояние в этом случае абсолютно не играет роли, поскольку напряженность передаваемых импульсов не уменьшается. Согласно точному математическому расчету возможно даже увеличение напряженности магнитного поля по мере удаления от установки.
Это изобретение занимало свое место в ряду других, включенных в мою «Всемирную систему беспроводной передали», которую я по возвращении в Нью-Йорк в 1900 году решил поставить на коммерческую основу. Что касается непосредственных целей моего предприятия, они были ясно изложены в специальном отчете того периода, выдержку из которого я привожу ниже: «Всемирная система» возникла из комбинации нескольких первоначальных открытий, сделанных в ходе долгих и непрерывных исследований и опытов. Это делает возможным не только немедленную и точную беспроводную передачу любого рода сигналов, сообщений или образов во все части света, а также объединение всех существующих телеграфных, телефонных и других станций без какого-либо изменения в их нынешнем оборудовании. С ее помощью, например, телефонный абонент в каком-либо месте может позвонить и поговорить с любым абонентом на земном шаре. Недорогая телефонная трубка, по величине не больше наручных часов, даст ему возможность слушать повсюду, на суше и на море, речь или музыку, произносимую или исполняемую в каком-либо другом месте, как бы далеко это ни было. Эти примеры приводятся только для того, чтобы дать представление о возможностях данного замечательного научного достижения. Оно упраздняет категорию расстояния, и Земля, превосходный естественный проводник, сможет заменить все бесчисленные, изобретенные ранее человечеством устройства, основу которых составляла проводная связь. Одно далеко идущее следствие этого проекта состоит в том, что любое устройство, управляемое посредством одного или нескольких проводов (очевидно, на ограниченном расстоянии), может с такой же лёгкостью и точностью приводиться в действие без проводов, причём на таких расстояниях, для которых не существует других ограничений, кроме тех, что налагают физические размеры земного шара. Таким образом, благодаря этому идеальному методу передачи энергии откроются не только совершенно новые области для коммерческой эксплуатации, но будут в значительной степени расширены старые.
«Всемирная система» основывается на применении следующих изобретений и открытий:
1. Трансформатор Теслы. Этот прибор играет такую же революционную роль в создании электрических колебаний, какую сыграл порох в свое время. С помощью этого прибора изобретатель генерировал токи, во много раз превосходящие по силе те, что когда-либо получали обычным путем, а также искры длиной более ста футов.
2. Передатчик с усиливающим действием. Это лучшее изобретение Теслы — особый трансформатор, специально приспособленный для того, чтобы возбуждать Землю, роль которой в передаче электрической энергии та же, что у телескопа в астрономических наблюдениях. Используя это удивительное устройство, Тесла уже получил электрические токи большего напряжения, чем в молнии, и послал вокруг земного шара ток, достаточный для того, чтобы зажечь более двухсот ламп накаливания.
3. Беспроводная система Теслы. Эта система включает в себя ряд усовершенствований и является единственным известным способом экономичной передачи электрической энергии на большие расстояния без проводов. Тщательные проверки и замеры в связи с экспериментальной станцией большой мощности, сооруженной изобретателем в Колорадо, продемонстрировали, что можно передавать энергию в любом желаемом количестве прямо сквозь земной шар, если это необходимо, с потерей, не превышающей нескольких процентов.
4. «Возможность индивидуализации». Изобретение Теслы дает возможность индивидуальной настройки. Оно имеет такое же отношение к примитивной «настройке», как изысканный язык к нечленораздельной речи. Оно делает возможным передачу сигналов или сообщений совершенно секретно и эксклюзивно как в активном, так и в пассивном режимах, то есть не смешивающихся и не смешиваемых с другими сигналами. Каждый сигнал подобен особи с легкоузнаваемой индивидуальностью, и фактически нет предела количеству станций или приборов, которыми можно управлять без малейших нарушений с какой-либо стороны.
