Повелитель молний
Никола Тесла (1856-1943 гг.) - это выдающийся учёный и гениальный изобретатель, который в своё время задал путь для развития электротехники во всём мире. Его называют «человеком, который создал ХХ век», и «святым заступником современного электричества». Патенты и теоретические работы Теслы дали основу для изобретения и развития многих электротехнических устройств, работающих на переменном токе, многофазных систем передачи и электродвигателей, которые подтолкнули второй этап промышленной революции.
Первые идеи
Никола Тесла появился на свет 10 июля 1856 г. в селе Смиляны в семье сербского православного священника Милутина Теслы. Сегодня Смиляны находятся на территории Хорватии, а в то время это местечко принадлежало имперской Австро-Венгрии. Отец видел в сыне будущего священника. Вопреки его воле Никола отправился учиться в Высшую техническую школу г. Граца (Австрия), а затем - в Пражский университет. Уже на втором курсе его осенила идея индукционного генератора переменного тока. Профессор, с которым Тесла поделился идеей, счёл её бредовой, ведь в то время последним чудом техники считалась кольцевая машина Т. Грамма, которая выдавала постоянный ток. Но такое заключение только подстегнуло творческую мысль изобретателя, и в 1882 г., уже работая в Париже, он построил первую действующую модель изобретённого им генератора.
В 1884 г. Тесла отправился покорять Америку, где некоторое время работал в компании Томаса Эдисона. Эдисон довольно холодно воспринимал новые идеи Теслы и открыто высказывал недовольство личными изысканиями изобретателя. Весной 1885 г. Эдисон пообещал Тесле 50 тыс. долл. (сумма, примерно эквивалентная 1 млн современных долларов), если у него получится конструктивно улучшить электрические машины постоянного тока, придуманные Эдисоном. Никола активно взялся за работу и вскоре представил 24 разновидности машины Эдисона, новый коммутатор и регулятор, значительно улучшающие эксплуатационные характеристики машин. Одобрив все усовершенствования, в ответ на вопрос о вознаграждении Эдисон отказал Тесле и заметил, что эмигрант пока плохо понимает американский юмор. Оскорблённый Тесла немедленно уволился.
Изобретая будущее
В апреле 1887 г. Тесла при поддержке единомышленников основал собственное предприятие Tesla Arc Light Company. Благодаря необыкновенному таланту его основателя, наброски чертежей которого можно было сразу использовать для серийного производства изделий, компания стремительно развивалась и вскоре стала смертельным конкурентом для Томаса Эдисона. Последний тратил уйму времени и денег на эксперименты, а Тесла играючи воплощал в жизнь устройство за устройством, каждое из которых оказывалось гораздо эффективнее эдисоновских. В «Войне токов» (War of Currents), как остроумно называли в американских СМИ конкурентную борьбу Теслы и Эдисона, явный перевес был на стороне «сумасшедшего серба».
В 1887 г. Никола Тесла научно обосновал явление вращающихся магнитных полей. По результатам исследований он получил патент на полифазную систему передачи электрической энергии и индукционный мотор высокой эффективности. С 1887 по 1891 гг. Тесла получил ещё около 40 патентов в этой области.
16 мая 1888 г. Тесла докладывал о своём генераторе переменного тока на заседании Американского института инженеров-электриков. Это было знаменательное событие как для самого учёного, так и для общественности, огромный шаг к популяризации изобретений. Патенты Теслы на индукционный двигатель переменного тока вскоре приобрёл Джордж Вестингауз, чтобы создать на его базе энергетическую систему Вестингауза, контуры которой по сей день прослеживаются в облике современной электроэнергетики.
В 1890-х гг. Тесла начал исследовать высокочастотные токи, построив генераторы с частотой приблизительно 30 кГц. В 1891 г. он изобрёл, а в 1896 г. запатентовал резонансный трансформатор для получения высокочастотного высокого напряжения, который позднее стал известен как «трансформатор Теслы». В этом своём самом известном изобретении Тесла использовал искровой осциллятор для создания колебаний в катушке, состоящей из нескольких витков провода большого диаметра. Внутри этой первичной катушки находилась другая, вторичная, уже из сотен витков тонкого провода. В отличие от обычного повышающего трансформатора, здесь нет ферромагнитного сердечника.
Излагая историю своего изобретения, Тесла писал: «Когда конденсатор разряжается, возникает электрический ток в первичной катушке, который 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 с помощью устройства данного типа».
Обычный повышающий трансформатор создаёт напряжение за счёт уменьшения силы тока. В трансформаторе Теслы всё иначе: он фактически представляет собой два связанных колебательных контура, откуда и происходят его необыкновенные свойства. Для полноценной работы трансформатора колебательные контуры должны быть настроены на одну резонансную частоту. На выходе трансформатора напряжение может достигать нескольких миллионов вольт. Трансформатор Теслы применяется и сегодня на телевидении и радио.
В 1893 г. Никола Тесла сконструировал первый в мире волновой радиопередатчик, тем самым на семь лет опередив Маркони (первенство Теслы в изобретении радио было в 1943 г. признано Верховным судом США) и на два года - Попова. (Эдисон тоже изобрёл радио. - Прим. ред.) Используя радиоуправление, изобретатель создал «телеавтоматы» - самоходные механизмы, управляемые на расстоянии. В Мэдисон-Сквер-Гарден учёный показал небольшие лодочки с дистанционным управлением. А в 1895 г. была введена в строй Ниагарская ГЭС (на тот момент самая большая в мире) с генераторами Теслы.
В Колорадо Спрингс
В 1899 г. Никола Тесла переехал в курортный городок Колорадо Спрингс, расположенный на плато на высоте 2000 м над уровнем моря. Видимо, сильные грозы в тех местах так впечатлили Теслу, что он создал там лабораторию для своих экспериментов.
За грозами и сопровождавшими их изменениями потенциала Земли Тесла наблюдал с помощью специально сконструированной им установки. Это был трансформатор, один конец первичной обмотки которого заземлён, а второй, заканчивавшийся шаром, поднят на большую высоту. Во вторичную обмотку этого трансформатора был включён регистрирующий прибор. Следя за его записями, Тесла изучал изменение потенциала Земли, включая эффект стоячих электромагнитных волн от грозовых разрядов в атмосфере (сейчас он известен как «резонанс Шумана»).
Затем учёный берётся за ещё более грандиозный эксперимент. Подсоединив к вторичной обмотке трансформатора 60-метровую мачту с медным шаром диаметром 1 м на вершине, Тесла стал подавать на первичную обмотку переменное напряжение в несколько тысяч вольт. Накапливаемые на шаре потенциалы разряжались стрелами молний длиной более 4,5 м. Опыты сопровождались громовыми раскатами, слышными на расстоянии до 24 км. Вокруг башни пылал огромный световой шар. Всю эту электрическую фантасмагорию устраивали не для того, чтобы пугать людей. Цель опытов была иной: за двадцать пять миль от башни разом загорались 200 электрических лампочек. Электрический заряд впервые был передан без проводов, через землю. Кроме того, Тесла доказал возможность искусственного создания стоячей волны.
Наследие Теслы
После 1900 г. Тесла получил множество новых патентов на изобретения в различных областях техники: электрический счётчик, частотомер, водяной насос, ряд усовершенствований в радиоаппаратуре, паровых турбинах и пр. В дальнейшем элементы конструкции турбины легли в основу его нового изобретения, известного под названием «динамо-машина», патент на которую был получен в 1913 г. Имеющая форму турбины, униполярная динамо-машина могла производить электрический ток и после отключения внешнего источника возбуждения. В 1917 г. Тесла предложил принцип действия устройства для радиообнаружения подводных лодок, а в 1925-1926 гг. в Филадельфии учёный разрабатывал для автомобильной компании Budd бензиновую турбину.
Умер Тесла в преклонном возрасте от болезней в ночь с 7 на 8 января 1943 г. 12 января 1943 г. его тело кремировали, и урну с прахом установили на Фернклиффском кладбище в Нью-Йорке. Позже она была перенесена в Музей Николы Теслы в Белграде.
Как автор чрезвычайно важных открытий и изобретений, Тесла занимает одно из выдающихся мест в истории современной науки и техники. Сложно переоценить его достижения, ведь сегодня для передачи электроэнергии на большие расстояния используют преимущественно переменный ток. Электрогенераторы, описанные учёным, служат главными элементами на ГЭС, АЭС, ТЭС. Электродвигатели, впервые созданные Николой Тесла, используются в современных станках, электропоездах, электромобилях, трамваях, троллейбусах. Радиоуправляемая техника широко распространена во всех отраслях и применяется для обеспечения государственной безопасности.
Никола Тесла удостоился высшей почести, доступной для учёного: его именем названа физическая величина - единица измерения магнитной индукции. А его идеи по-прежнему тревожат умы учёных во всём мире.
Читайте другие наши материалы
