Какое наследие оставил Никола Тесла для человечества? 

Мы расскажем о генераторах и двигателях переменного тока, башне Теслы, беспроводном освещении, многофазной системе электроснабжения и других изобретениях великого ученого. 

Переменный ток

Переменный ток — это ток с разнонаправленным движением электронов. Ток у нас в розетке переменный. Когда ты подключаешь зарядное устройство, оно автоматически трансформирует переменный ток из сети в постоянный, упорядочивая электроны. И уже в таком виде ток передается в устройство. Заряд в переменном токе постоянно меняется. Изменения имеют циклический характер. Циклы повторяются. К примеру, изменения 0%, 10%, 50%, а потом снова 0%,10% и 50%. Часто в литературе по физике используют графики для наглядного изображения постоянного и переменного тока. Постоянный ток изображен как горизонтальная прямая линия, переменный же в виде синусоиды с равными интервалами (возрастание-убывание). 

Переменный ток широко используется в радио, телевидении, телефонии, для питания бытовых приборов от холодильников до электрических чайников, осветительных приборов. 

Генератор переменного тока

Наверняка, ты помнишь уроки физики в школе, на которых часто проводились интересные наглядные эксперименты. К примеру, вспомни эксперимент с катушкой, соединенной с гальванометром. В катушку с медной обмоткой опускали магнит, вследствие чего стрелка гальванометра начинала отклоняться в разные стороны. То есть возникал индукционный или переменный ток. Простыми словами, механическая энергия преобразовывалась в электрическую. По такому же принципу устроен и генератор переменного тока. Он состоит из статора (неподвижной части) и ротора (подвижной части). В промышленных генераторах в статор уложен медный провод витками. Магнитный поток, возникающий между витками, порождает переменный электрический ток. Внутри статора располагается ротор-железный сердечник с обмоткой, по нему протекает постоянный ток. Он идет от внешнего источника через щетки и кольца. 

Главные параметры генераторов переменного тока-это надежность, мобильность, простота в использовании. Среди основных видов генераторов переменного тока можно выделить синхронные и асинхронные. В синхронных генераторах катушки расположены на самом роторе, в асинхронных — в специальных пазах. Синхронные генераторы способны вырабатывать ток высокой пусковой мощности в отличие от асинхронных. Но при этом вторые допускают меньшие искажения, в связи с чем широко используются в бытовых приборах и освещении. Потребителей интересует прежде всего способность к бесперебойному электроснабжению.

Асинхронная машина

Более известное название — двигатель переменного тока. Его изобретение стало новым шагом в сфере практического использования переменного электричества. Генератор позволяет выработать электричество, и после его создания появилась необходимость в устройствах, работающих от такой энергии.

В 80-е годы 19 века сделать что-то подобное пытались многие, но ни у кого не выходило. Изобретателей подстегнула работа Галилео Феррариса. Это теоретическое исследование, итогом которого стало то, что подобного рода машина не является эффективной по определению, а потому и создавать ее не выгодно. Для деятелей науки заявление прозвучало, как вызов. Конечно же на вызов ответил именно Никола. И в 1887 году он создал рабочий вариант устройства, которое функционирует, потребляя переменный ток.

Исследователь в чем-то был прав. Использование таких двигателей было нерациональным в силу их однофазности. Тесла все предусмотрел и сделал двигатели на две и большее количество фаз. В дальнейшем он сделает еще множество разных моторов. И это открытие пришлось некстати для Эдисона, который заполнил своими однофазными электрическими станциями обширные территории. Так начиналась так называемая война токов, противостояние Тесла и Эдисона.

Война токов

Лампы Эдисона работали от постоянного тока, и потому не могли показать высокой эффективности. Они были попросту слабыми, и это их не единственный недостаток. Так как не было способности к преобразованию напряжения до высоких уровней, они не могли перемещать электричество более, чем на три километра. Именно поэтому присутствовала экономически невыгодная необходимость устанавливать электрические станции каждые три километра. Переменный ток на фоне этого был более выигрышным вариантом, он мог доходить до высокого напряжения и поэтому передавался на большие расстояния. Каждый может в этом убедиться, если посмотрит на современные высоковольтные ЛЭП.

Несложно догадаться, что Тесла был конкурентом для Эдисона, и последнего это не устраивало. Он создал настоящую электрическую империю, основанную на постоянном токе, и сейчас она могла рухнуть. Это и послужило причиной войны токов. Эдисон начал 

всячески критиковать изобретения конкурента. Доходило до показательных выступлений, цель которых — напугать публику, показав ей опасность переменного тока. Для этого Эдисон бил этим током животных, чтобы люди это видели. А через какое-то время появилась идея убивать током людей, и так появился электрический стул для казни. На нем казнили человека по имени Уильям Кеммлер. Приговор был вынесен за то, что мужчина убил свою любовницу.

Для объективности нужно заметить, что Н.Тесла приезжал к своему оппоненту, чтобы предложить сотрудничество, то есть не видел конкуренции и делал все для развития разработок. Но Эдисон был непреклонен. Тогда Никола ничего не осталось, кроме как пойти на ответные ходы. И таким ходом стал скин-эффект, цель которого — показать, что переменный ток не опасен. В этом ему помог человек по имени Питер Террен, его назвали электро эксгибиционистом. Он показывал всем скин-эффект и для этого бил себя в течение 15 секунд током мощностью в 200 тысяч вольт.

Несложно догадаться, что Тесла стал победителем, и потому мы сейчас пользуемся переменным током. Но для этого потребовалась целая война, включающая в себя юридические и экономические меры и последствия. В результате весь мир стал более прогрессивным.

Катушка Теслы

Она была изобретена в 90-е годы 19 века. В тот период Никола повторял опыты Герца, который три года назад открыл электромагнитное излучение и доказал его существование. Никола взял изобретение Герца, запустил его работать вместе с генератором переменного тока высокоскоростного типа. Этот генератор он создавал, чтобы улучшить дуговое освещение. В генераторе Герца всегда использовалась катушка Румкорфа, и при таком эксперименте начинала плавиться изоляция между первичной и вторичной обмоткой. Гений придумал, как решить вопрос, он убрал изоляцию, оставив там просто воздушную прослойку. Теперь сердечник можно было перемещать в катушке, фиксируя его в разных положениях. Дополнительно был установлен конденсатор, какой применялся между генератором и первичной обмоткой, чтобы катушка не выгорала.

Так Никола экспериментировал с параметрами конденсатора и катушки. В какой-то момент стало понятно, что можно воспользоваться созданным между этими элементами резонансом. Так появилось то, что сейчас используют и практически, и в декоративных целях. Практически они необходимы для организации радиосвязи, для беспроводной передачи энергии в устройства, например, в электрические лампочки. Одна из сфер применения — медицина, и это было неожиданного.

Арсен Д’Арсонваль стал использовать токи в физиотерапии. Он воздействовал ими на кожный покров и слизистые оболочки тела человека. Это оказывает тонизирующий и общеукрепляющий эффект. Прибор доступен для домашнего использования, стоит недорого, назвал по имени производителя — Дарсонваль, терапию называют дарсонвализация. Она эффективна против кожных высыпания, выпадения волос, для устранения признаков старения кожи, снятия головных болей и для многого другого.

Но самая распространенная сфера применения — все же декоративная. Катушка Тесла создает мощные спецэффекты, это выглядит эффектно. И такие декоративные приборы тоже повсеместно распространены и доступны для каждого. Это еще не все, у этого генератора есть и музыкальные свойства. Звук становится результатом изменения частот. В 20 столетии такие катушки пытались вывести на рынок, как противоугонные автомобильные устройства.

Башня Теслы

Как было сказано выше, идея беспроводного освещения тоже принадлежит этому гению, но на ней он не остановился. Его инженерное мышление подсказало ему, что для передачи энергии можно обойтись и без высоковольтных проводов. Это можно делать прямо по воздуху. Придумано — сделано, так в Нью-Йорке появилась башня Ворденклиф, она же — башня Теслы. Уже после ее создания Никола проводил опыты с молниями и подумал, что для прохождения тока можно использовать весь земной шар. Но эти выводы были ошибочными.

Спонсировал создание башни финансист Дж.П.Морган, в те времена он был очень известным человеком. Экспериментатор сообщил инвестору о том, что башня будет способна осуществить трансатлантическое беспроводное вещание. Предприимчивый финансист сопоставил, что на этом получится неплохо заработать. Так был организован бюджет для создания уникальной на тот момент башни.

Ее строили в 1901-1903 годах. Нужна была еще одна башня, которая работала бы приемником. Ее планировали разместить в области Ниагарского водопада. Первая была уже почти готова, и тут Морган осознал, что их будут использовать для беспроводной передачи энергии, отчего энергетический рынок обрушится. Ему на тот момент принадлежала Ниагарская ГЭС, поэтому от финансирования инвестор отказался. Именно в тот период патенты Теслы перестали действовать, и он обанкротился. Сделать вторую башню не вышло.

Первая по сути была большой катушкой Теслы с медным шаром на верхушке. Высота постройки достигала 60 метров, диаметр — 21 метр, вес — 55 тонн. Она создавала молнии, длина которых доходила до сорока метров. А гром от нее был слышен в радиусе двадцати с лишним километров. Очень жаль, но в 1917 году историческая постройка была снесена.

Лодка на радиоуправлении

В 20 веке появилось множество технических разработок, некоторые из них создавалась разными людьми одновременно, и потому появлялись одновременно в разных вариациях. Какие-то изобретения не патентовались, поэтому мы теперь точно не узнаем, кто изобрел радио. Это мог быть и Тесла, и Эдисон. В нашей стране изобретателем считают Александра Попова. Как бы там ни было, каждый из этих людей внес свой вклад в создание радиосвязи. В частности Никола изложил принципы передачи и приема радиосигнала, а еще он сделал первую в мире лодку, которой управляли посредством этого сигнала. Однако, он не рассчитывал на то, что радиоволны будут использоваться для общения.

В 1898 году, когда эта лодка была представлена публике, люди были не просто изумлены, они испугались. Большинство просто не понимало, как именно создатель управляет своей лодкой. Для человека из того времени наиболее подходящим объяснением была магия. Эдисон тогда делал радиоуправляемую торпеду, так газетчики начали называть изобретение Теслы, но он сам не был настроен на военные цели. Он сообщил, что это его попытка создания искусственного интеллекта, его не устраивало, что все существующие машины работают за счет разума человека. Уже тогда он предполагал, что человечество сможет когда-нибудь создать технику с собственным сознанием.

Это далеко не все открытия и изобретения Никола Тесла, только самые значимые. Без них мы никогда бы не узнали мир настолько технологичным и удобным, какой он сейчас.