Лекции

Вообще говоря, инженер Доливо-Добровольски, применивший систему передачи электроэнергии Теслы в Германии (между Франкфуртом и Лауфе-ном), пренебрег тем, что эта система была запатентована Теслой 17 декабря 1889 года в Германии. В свою защиту тот сослался на Феррариса, который ранее ни разу не упоминался в связи с этим изобретением.

Миллионы моторов Теслы работают сегодня по всему миру, а удаленные линии электропередачи проводят трехфазный электрический ток напряжением более 400 000 вольт от электростанций на расстояния более 1 000 км.

Однако в настоящее время постоянный ток высокого напряжения всё же используется благодаря ртутному преобразователю с низкими потерями, хотя очень редко и только при условии, что непосредственно перед конечным потребителем он снова преобразуется в переменный ток напряжением 120, 230 или 400 вольт.

Один известный ученый и современник Николы Теслы сказал: того, что он сделал в области энергетики и электротехники, достаточно, чтобы обеспечить ему всемирную известность и благодарность всего человечества.

Помимо наиболее важных характеристик гмнЪИэфазных токов Тесла определил и их точную частоту. Работая в «Вестингауз электрик» в качестве консультанта над созданием генератора переменного тока, он столкнулся с определенными трудностями, когда пытался убедить своих коллег отказаться от заданной частоты 133 Гц и принять частоту 60 Гц, поскольку низкая частота обеспечивала наименьшие потери в металлических частях оборудования. На сегодняшний день именно эта частота, предложенная в свое время Теслой, применяется во всём мире (в Америке и Японии 60 Гц, в Европе — 50 Гц).

Помимо вышесказанного, Тесла решил и довольно трудную проблему изоляции в высоковольтных трансформаторах. Он первым предложил применять для изоляции обмоток мощных трансформаторов вываренное льняное масло, которое широко используется и по сей день. Таким же образом Тесла предложил охлаждать токопроводящие части в кабелях с высокой силой тока для того, чтобы уменьшить их сопротивление и, соответственно, потери.

Тесла недолго сотрудничал с компанией Вестингауза. Он хотел полностью отдаться изучению переменных токов, но более высокочастотных, а не с промышленной частотой в 50 и 60 Гц. Тесла интуитивно чувствовал, что высокочастотные токи обладают свойствами, открывающими возможности по их применению, о которых нельзя было и мечтать. Поскольку такие токи физиками были совсем не изучены, у Теслы появлялась возможность заняться фундаментальными научными исследованиями. Результаты таких исследований были защищены патентами за номерами 455.069 и 454.622 (электрические лампы и системы электрического освещения) перед выступлением с лекцией в Колумбийском университете 20 мая 1891 года. Тема ее — «Эксперименты с переменными токами очень высокой частоты и их применение в искусственном беспроводном освещении».

Поначалу Тесла наращивал количество магнитных полюсов в генераторах переменного тока исходя из собственного опыта, а также увеличивал скорость вращения до тех пор, пока это позволяли сделать центробежные силы. При этом частота тока доходила до 10 000, 20 000 и даже 30 000 Гц. Уже при этих частотах удавалось получать, при условии применения соответствующих контуров и дополнительных приборов, электромагнитные волны большой длины (от 10 до 30 км).

Над такими генераторами в дальнейшем работали инженеры Фессен-ден и Александерсон. Они развивали идеи Теслы, не упоминая его имени. Интересно отметить, что первый радиотелеграф близ Белграда (в Раковице) работал именно от такого генератора.

И всё же Тесла быстро осознал тот факт, что подобные аппараты не имеют дальнейшей перспективы по линии увеличения частоты и сконцентрировался на совершенно новом способе получения высокочастотных токов. 15 лет упорного и плодотворного труда привели к совершенно неожиданным и невиданным доселе результатам. В это время Тесла выступил с двумя знаменитыми лекциями на тему высокочастотных токов — «Эксперименты с переменными токами высокого напряжения и высокой частоты» и «О свете и других высокочастотных явлениях».

В сущности, Тесла начал использовать свойства конденсатора, который накапливает и отдает большое количество электроэнергии. Соединив конденсатор с искрящим контактом и быстро гася искры при помощи магнита или воздушной струи, Тесла смог получить в большом количестве очень быстрые колебания тока от самих искр. Так Тесла преобразовал электрическую энергию от простого источника постоянного или переменного тока в колебания высокой частоты. Задействовав свой трансформатор без железного сердечника и применив явление электрического резонанса, Тесла получил, помимо высокой частоты, и огромное напряжение.

Тесла смог получить такие результаты, потому что был хорошо знаком с трудами первопроходцев в этой области — Максвелла, Генри, Гельмголь-ца, Лоджа, Герца и лорда Кельвина, которые выдвинули постулаты теории колебаний электрических цепей, содержащих индуктивность, конденсатор и резистор, и описали процессы возникновения резонантной частоты в таких цепях.

Здесь стоит отметить, что Герц в своих опытах подтвердил теорию света Максвелла как отдельное проявление электромагнитных волн сверхкороткой длины, но не смог при помощи своего биполярного осциллятора получить ни непрерывные и незатухающие колебания, ни такие высокочастотные токи, которые Тесла впоследствии легко получил с помощью своего всемирно известного высокочастотного осциллятора и высоковольтного высокочастотного трансформатора. Эти токи стали называться токами Теслы и в дальнейшем получили применение во многих приспособлениях. Тесла ставил опыты с такими токами, чтобы изучить их свойства и возможности применения, в первую очередь для искусственного освещения, что и было темой трех его лекций в Америке, Англии и Франции в 1891 и 1892 годах. К примеру, содержание его лекции в Нью-Йорке было настолько новым и оригинальным, что в него с трудом верилось, и он получил приглашение выступить с этой лекцией от многих европейских стран. Затем последовали лекции в Лондоне и Париже, сопровождавшиеся многочисленными опытами, столь разносторонними и оригинальными, что становилось ясно, как и на что тратились деньги, заработанные им на патентах. То любопытство, которое Тесла проявлял при изучении свойств вакуума, температуры и разреженного воздуха, различных материалов и их способности к свечению в его сияющих шарах и трубках, было вознаграждено многочисленными достижениями, многие из которых сегодня применяются в электрическом освещении.

Теслу поражали свойства человеческого глаза, его бесконечная чувствительность и способность к декомпозиции и воспринимать малейшие изменения в положении предмета. Как утверждал Тесла, картины, создаваемые глазом, передаются в человеческий мозг и составляют фундамент знания о мире, приводят к осознанию самого человеческого существования, а также служат отправной точкой мышления в целом, как говорил об этом французский философ Декарт: «Я мыслю, следовательно, я существую». Это высказывание Тесла полностью разделял и часто цитировал. Потому Тесла считал изучение и производство света одной из основных задач науки. Вот как он высказывался по этому поводу: «Свет, который мы получаем от окружающей среды, силы, которые мы из нее черпаем, любая форма энергии, которую мы получаем, не прикладывая никаких усилий, из бескрайних кладовых природы, позволят человечеству идти вперед семимильными шагами».

После лекции в Лондоне научный мир был настолько поражен опытами Теслы и пояснениями к ним, что весьма уважаемый научный журнал «Engineering» писал: «Труды г-на Теслы находятся на границе, где свет, теплота, электричество, химические процессы и иные формы энергии встречаются и сливаются воедино». В Париже член Французской академии наук Андре Блондель писал: «Я посетил открытое заседание Электрического общества, на котором Тесла перед завороженной аудиторией и высочайшими научными кругами продемонстрировал свои выдающиеся опыты, в ходе которых он зажигал светящиеся трубки от одного контакта». Более того, Тесла зажигал свои трубки и вовсе не прибегая к помощи контактов, а используя переменные электрические поля.