Джон О'Нил - Гений, бьющий через край. Жизнь Николы Теслы
В своей лаборатории в Колорадо Спрингс Тесла откачивал в землю постоянный поток электроэнергии за дополнительную плату примерно в 15 $ в час.
За час он заряжал землю энергией со значением в несколько сотен раз выше того, что расходуется при одном грозовом разряде. Благодаря явлениям резонанса он мог наращивать в земле мощность электрического действия, намного превосходящую мощность молнии, поскольку для этого нужно было лишь возмещать потери на сопротивление при достижении резонанса.
Описывая работу с гигантским осциллятором и консервативно оценивая полученные результаты, Тесла писал в «Сенчури мэгазин» за июнь 1900 года:
Какими бы необыкновенными ни казались результаты, это лишь пустяк в сравнении с тем, что можно получить с помощью аппарата, разработанного на тех же принципах. Я получал электрические разряды, реальная длина которых от одного конца до другого превышала, наверное, 30,5 метра. Но нетрудно будет получать и разряды в сто раз длиннее.
Я добивался электрической активности мощностью приблизительно в 100000 лошадиных сил, но можно легко развить и мощности в один, пять или десять миллионов лошадиных сил. В этих экспериментах достигались эффекты, несравненно более мощные, чем все, что достигалось до сих пор какими бы то ни было человеческими средствами, и все же результаты эти суть лишь зародыш того, что можно получить.
Способ возбуждения в земле электрических колебаний представляет собой электрический аналог описанного выше механического способа с плунжерным устройством, поршень которого равномерно ходит вверх-вниз, создавая в воде стоячие волны.
Тесла использовал поток электронов, которые закачивались в землю и выкачивались из нее в быстром темпе. В то время, когда проводились эксперименты, электрон еще не был известен как основной атом электричества, поэтому соответствующие процессы описывали просто как течение электричества.
Закачивание происходило на частоте в 150000 герц, при этом возникали электрические колебания с длиной волны в 2000 метров.
Из Колорадо Спрингс волны расходились во всех направлениях постоянно расширяющимися кругами. Достигнув границ одного полушария относительно исходной точки, они с растущей напряженностью и теперь уже постоянно уменьшающимися кругами сходились в противоположной точке Земли чуть западнее французских островов Амстердам и Св. Павла в районе между Индийским океаном и Антарктикой, на равном удалении от южной оконечности Африки и юго-западной оконечности Австралии. Здесь постепенно нарастал мощнейший электрический южный полюс, отмечавшийся волной с огромной амплитудой, которая опускалась и поднималась в унисон с действием аппарата Теслы на ее северном полюсе в Колорадо Спрингс. Опускаясь, волна посылала назад электрическое эхо, которое производило тот же эффект в Колорадо Спрингс. Как только она возвращалась туда, осциллятор вырабатывал волну, которая усиливала ее, и вновь, но в уже более мощном виде посылал ее в точку в противоположном полушарии, чтобы все опять повторилось.
Если бы при этом не было потерь — то есть если бы Земля была совершенным электрическим проводником и если бы не было никакого другого сопротивления, — развиваемый резонанс оказывал бы колоссальное разрушительное действие даже при мощности источника колебаний всего в 300 лошадиных сил, который использовал Тесла.
Создавались бы напряжения гигантских значений, и из Земли с огромной энергией выбрасывались бы заряженные частицы материи. В конце концов под воздействием оказалась бы даже твердая материя Земли, и вся планета разрушилась бы. Чистый резонанс, однако, недостижим, и Тесла часто подчеркивал этот благоприятный факт. В противном случае даже небольшие количества энергии могли бы приводить к катастрофическим результатам. Достижению чистого резонанса препятствует электрическое сопротивление земного шара, однако практический и безопасный резонанс можно получить, постоянно возмещая потери энергии на сопротивление. И это позволяет полностью контролировать ситуацию.
Если возбудить в Земле электрические колебания, то энергию можно получать в любой точке планеты. Ее можно будет черпать с помощью простого аппарата с теми же элементами, то и блок настройки радиоприемника (катушкой индуктивности и конденсатором), но больших размеров, заземлением и металлическим стержнем высотою с дом. Такая комбинация способна в любой точке земной поверхности извлекать энергию из волн, бегущих в обоих направлениях между электрическими северным и южным полюсами, создаваемыми осцилляторами Теслы. Для освещения домов, оснащенных простыми вакуумными лампами Теслы, и для обогрева помещений никакого другого оборудования не нужно. (Для работы обычных электродвигателей понадобится преобразователь астоты. Хотя Тесла и разработал не содержащие железа двигатели, работающие от высокочастотных токов, но они значительно уступают по эффективности двигателям, работающим от низкочастотных токов. Однако преобразование частоты широко распространено сегодня).
Принцип аппарата, использовавшегося Теслой для зарядки Земли, весьма прост. В элементарном виде он состоит из цепи с большой катушкой и конденсатором с соответствующими электрическими параметрами для получения нужной частоты колебаний, источника питания и повышающего трансформатора, тоже настроенного, для увеличения напряжения.
Получаемое с электростанции напряжение в несколько сотен вольт повышалось обычным трансформатором с железным сердечником до значения более 30000 вольт. Ток с этим напряжением заряжал конденсатор, который тут же разряжался в подсоединенную к его выводам катушку. Скорость бесконечного движения тока из конденсатора в катушку и обратно определяется емкостью конденсатора и длиной, или индуктивностью, катушки, принимающей разряд. Искра между соединенными выводами конденсатора и катушки завершала цепь свободных колебаний высокочастотного тока.
В начале каждого периода ток в колебательном контуре равен нулю. Затем он поднимается до максимального значения и в конце каждого полупериода вновь падает до нуля. То же происходит и с напряжением. И ток, и напряжение принимают максимальные значения в середине каждого полупериода.
Ток, текущий через катушку, возбуждает вокруг нее магнитное поле. При сильном токе это поле становится очень большим и характеризуется высокой напряженностью, особенно в середине каждого полу периода.
Первичная, или возбуждающая, обмотка осциллятора Теслы состояла из ряда витков толстого провода, намотанного на каркасе, напоминавшем круглый забор диаметром 24,38 м в просторном зале его лаборатории. В каждый полупериод тока в первичной катушке напряженность магнитного поля внутри этой ограды возрастала до крещендо. Концентрируясь по мере приближения к центру огражденной площади, кольца магнитной силы создавали в этом замкнутом пространстве высокую плотность энергии.
В центре этой огражденной площади стояла вторая катушка, точно настроенная так, чтобы вырабатывать электрические колебания в резонансе с крещендо той энергии, в которую она погружалась 300000 раз в секунду. Эта катушка — диаметром приблизительно 3,05 м и содержавшая около ста витков, намотанных на похожий на клетку каркас высотой около 3,05 м, — при возникновении резонанса наращивала потенциалы с максимальным значением более 100000000 вольт. Никому из ученых не удавалось с тех пор получить токи с напряжением хотя бы в десятую долю этого потенциала.
Заполнив эту обмотку, первый всплеск магнитной энергии погнал из нее в землю лавину электронов. Тем самым он накачал землю электричеством и поднял ее потенциал. Следующий всплеск магнитной энергии имел противоположную полярность и вызвал приливную волну электронов из земли, которая прошла через катушку к соединенному с ее выводом металлическому шару, поднятому на высоту в 61м.
Направленный в землю поток электронов распространялся по большой площади, однако обратный поток концентрировался в небольшом металлическом шаре на вершине мачты, где накапливались огромные потенциалы. Электроны в металлическом шаре испытывали взрывное электрическое давление, выбивавшее их с его поверхности. Они образовывали острие воздействия на окружающий воздух, пробивали в нем узкий канал и в неистовом стихийном бегстве устремлялись по нему бесчисленными миллиардами сквозь атмосферу, которая раскалялась на десятки футов. Так образовывалась молния.
Научившись возбуждать в земле колебания, словно это не планета, а лабораторный аппарат, Тесла был готов теперь на практике попробовать применить свой уникальный способ передачи энергии в мировом масштабе. (Описывая способ передачи колебательных токов через землю, Тесла утверждал, что путь разряда проходит от его станции прямо в центр Земли и по прямой линии в диаметрально противоположную точку земного шара и что возвращается ток по тому же пути, причем и туда и обратно он движется со своей нормальной скоростью — со скоростью света. Этот поток, по его словам, сопровождался поверхностным током, который протекал синхронно с ним, совпадая по фазе как в исходной точке, так и в противоположной ей точке планеты, а это значит, что по поверхности Земли ток должен был течь быстрее. Скорости на поверхности должны были быть бесконечными в каждой из двух точек и быстро снижаться до нормального значения в экваториальной области этой оси).
