Тесла: Человек из будущего

Тогда считалось, что если конденсатор разряжается, электричество (электрические заряды) одноразово перетекает с одной пластины конденсатора на другую, как вода. Кельвин показал, что это процесс более сложный, — электричество многократно переходит с одной пластины конденсатора на другую и обратно, пока не израсходуется вся запасенная в конденсаторе энергия. И эти колебания электричества между пластинами происходят с частотой, достигающей огромной величины — в сотни миллионов раз в секунду.

Однажды в Будапеште, когда Тесле открылась концепция вращающегося магнитного поля, — в одной вспышке он увидел Вселенную, созданную из симфонии переменных токов с созвучиями, исполняемыми на широчайшем диапазоне октав. Переменный ток частотой 60 циклов в секунду был всего лишь простой нотой низшей октавы. На одной из высоких октав с частотой в миллиарды циклов в секунду был виден свет. Исследование всего диапазона электрических вибраций, лежащего между низкочастотными переменными токами и световыми волнами, подвело бы его еще ближе к осознанию космической симфонии.

Работа Джеймса Клерка Максвелла в 1873 году указала на существование большого диапазона электромагнитных колебаний, лежащих выше и ниже видимого света, вибраций с меньшими и большими длинами волн. Эта теория была проверена профессором Генрихом Герцем из Германии, который в поисках волн более длинных, чем световые или тепловые, в 1888 году в Бонне создал искусственное электромагнитное излучение. Эксперименты Герца с «искровым разрядом индукционной катушки» доказали существование магнитного поля. Когда Герц посылал мощный электрический заряд через разрядник, вызывая искру, меньшая искра проскакивала через второй разрядник, стоявший на некотором расстоянии от первого. В то же время в Англии сэр Оливер Лодж пытался измерить крошечные электрические волны в цепи.

Оборудование Герца было довольно слабым, а искрящая индукционная катушка как непрактичной, так и опасной. Теперь Тесла предлагал кое-что совершенно иное и намного превосходящее Герца: серию высокочастотных генераторов переменного тока, производящих частоты от 33 тыс. циклов в секунду (33000 Гц). [6] 

 Этот тип приборов являлся предшественником мощных высокочастотных генераторов переменного тока для устойчивой волновой радиосвязи в отдаленном будущем. Но непосредственным нуждам Теслы прибор не отвечал. Поэтому он продолжил создавать то, что известно как «катушка Теслы», трансформатор без сердечника с первичной и вторичной катушками, настроенными в резонанс — повышающий трансформатор, который низковольтные сильные токи преобразует в высоковольтные слабые токи высоких частот.

Это устройство для получения высокого напряжения, которое в той или иной форме применяется в каждом телевизоре, за очень короткое время должно было войти в состав исследовательской аппаратуры каждого университета. Оно позволяло оператору преобразовывать слабые приглушенные колебания исходного контура Герца и поддерживать токи почти любых величин. Этими исследованиями Тесла предвосхитил на несколько лет первые эксперименты Маркони.

Необходимость изолировать это высоковольтное оборудование привела к погружению его в масло, — метод, который вскоре нашел коммерческое применение, так как он стал универсальным способом изоляции высоковольтной аппаратуры. Чтобы понизить сопротивление своих катушек, Тесла использовал многожильные кабели с отдельно изолированными жилами. Поскольку он редко тратил время на патентование своих инструментов и методов, эти два изобретения также пошли в общедоступный резерв знаний. Позже другие превратили их в источники прибыли под названием «Litz wire», термин, идущий от немецкого названия Litzendraht — «многожильный провод».

Затем Тесла разработал новый вид возвратно-поступательной динамо-машины, приспособленной к этим особым потребностям высокочастотных токов, — остроумный одноцилиндровый мотор без клапанов, золотников и затворов, который приводился в движение сжатым воздухом или паром. Скорость оборотов, которой он достигал, была на удивление столь постоянной, что Тесла предложил использовать ее в своей 60-цикличной многофазной системе. Он использовал синхронные двигатели, должным образом согласованные, как способ отсчета точного времени везде, где в мире будет доступен переменный ток. Это стало импульсом к созданию современных электрических часов [12]. Тесла, в своей стремительной веренице открытий, не имел времени запатентовать также и этот хронометр.

Опасные эксперименты, в которых он учился работать с высокочастотными токами в сотни тысяч вольт, привели его к другому открытию, ставшему чрезвычайно важным для всего мира. В 1890 году он сообщил о терапевтическом значении глубокого прогревания человеческого тела высокочастотными токами. Процесс этот стал известен как диатермия. Отсюда широким потоком хлынет целое поле медицинских технологий с множеством подражателей как в Америке, так и в Европе [13].

Глава 7 Радио