Никола Тесла. Изобретатель будущего

Первая лаборатория Теслы была расположена в деловом квартале Нью-Йорка. Лаборатория находилась на Либерти-стрит, 89, прямо за углом от офисов Mutual Union на Бродвее, 120. На первом этаже располагалась компания Globe Stationery Printing Company[47], и Тесла занял комнату наверху. Лаборатория была оснащена лишь рабочим местом, печью и динамо, произведенным Эдвардом Уэстоном. Чтобы запитать динамо электричеством, Пек и Браун заключили соглашение с печатной компанией. Поскольку Globe для работы своих прессов использовал паровой двигатель только днем, компания могла предоставить электроэнергию Тесле в ночное время. В результате Тесла выработал привычку работать над изобретениями по ночам{198}.

В соглашении с Пеком и Брауном Тесла обязался разработать несколько различных изобретений, а не только двигатель переменного тока, о котором он так долго мечтал. Поэтому Тесла в первую очередь принялся за работу над проблемой с коммутаторами в двигателях и динамо. Он думал о коммутаторах в течение многих лет, и хотя он предпочел бы исключить их из электрического оборудования, он тем не менее придумал несколько улучшений, включая двигатель переменного тока с короткозамыкающим коммутатором и коммутатор для динамо со сниженным риском искрения{199}.

Пиромагнитный генератор

В то время как Тесла занимался надлежащим оформлением патентной заявки на коммутатор для динамо, Пека и Брауна гораздо сильнее интересовали его идеи о преобразовании тепла от горящего угля напрямую в электричество{200}. Их привлекала эта идея, потому что их интересовало получение энергии в целом. Хорошо зная о растущем спросе американской промышленности на дешевую энергию, к Пеку и Брауну ранее обратился инженер, который предложил производить пар за счет перепада температур в океане. В определенных случаях разница между холодной водой на глубине и теплой водой на поверхности океана может достигать 60°. Один из способов использовать в своих интересах эту разницу температур состоял в том, чтобы применить принцип, реализованный в криофоре, устройстве, разработанном английским ученым В. Х. Вулластоном. Изучая природу тепла, Вулластон соединил два резервуара трубкой и затем выкачал весь воздух. В один резервуар он налил воду комнатной температуры, а в другой – ледяной термостат. К удивлению Вулластона, разница температур в двух резервуарах превратила воду в первом в пар, который стал перемещаться по трубе во второй резервуар и конденсироваться там. На основе этой идеи инженер произвел для Пека и Брауна расчет, как крупномасштабная система трубопроводов, насосов, двигателей, котлов и конденсаторов могла использоваться, чтобы произвести из океанской воды неисчерпаемый запас пара, который можно подавать по трубопроводу к паровым двигателям. Хотя Пек и Браун сочли этот план интересным, они были обеспокоены, что он потребует больших капиталовложений на строительство предложенного пилотного завода. Кроме того, они были озадачены проблемой распределения всей энергии, которую мог выработать огромный завод по производству пара: как передавать энергию на многочисленные фабрики, магазины и дома?{201}

Пек и Браун были заинтересованы в реализации амбициозного плана вроде идеи по преобразованию океанского пара, поэтому вполне естественно, что их привлекли идеи Теслы о преобразовании тепла от горящего угля в электричество. Возможность производства электроэнергии напрямую из тепла прельщала изобретателей и инвесторов из-за высокой стоимости и сложности использования паровых двигателей и динамо. Чтобы произвести электричество в 1880-х годах (или даже сегодня), нужно было сжигать уголь, который нагревал бойлер и производил пар. Затем пар использовался механизмом, который поворачивал динамо. В этой системе энергия терялась на каждом этапе за счет выброса тепла или трения. Если можно было бы убрать промежуточные шаги и перейти от горящего угля прямо к электричеству, получилось бы эффективное изобретение, еще более революционное, чем динамо. (Тесла вернулся к этой идее повышения эффективности производства электроэнергии несколько лет спустя в своем механическим осцилляторе; см. главу Х.)

Для своего пиромагнитного генератора Тесла объединил принцип, использованный им в термомагнитном двигателе, с законом электромагнитной индукции Фарадея. Тесла выяснил, что нагревание магнита в термомагнитном двигателе приводило к ослаблению или изменению его магнитного поля. А как выявил Фарадей, при изменении магнитного поля в проводнике, находящемся в этом поле, индуцируется электрический ток. Следовательно, если поместить проводник в поле магнита, который поочередно нагревался и охлаждался, в проводнике возникнет ток{202}.