Лекции - Никола Тесла

Что же касается передачи энергии через пространство, то я уже давно считаю, что этому проекту обеспечен успех. Несколько лет назад мне приводилось передавать энергию без проводов на любое расстояние, ограниченное только размерами земного шара. Моей системе всё равно, какое задано расстояние. КПД передачи может достигать 96 или 97 процентов, а потерь практически не существует за исключением тех, что возникают при работе машин. Когда нет приемника, нет и потребления энергии. Когда мы включаем приемник, он потребляет энергию. Это как раз противоположно волновой теории Герца. В этом случае, если у вас имеется передатчик мощностью 1 000 л. с, он излучает постоянно, и не важно принимается ли где-либо энергия, но в моей системе энергия не теряется. Когда нет приемников, передатчик потребляет только несколько л. с, необходимых для поддержания электрических колебаний; он работает вхолостую, как электростанция Эдисона, когда моторы и лампы выключены.

За последние несколько лет я несколько улучшил систему, что позволит сделать ее более практичной. Недавно я получил патент на передатчик, при помощи которого можно на практике передавать любое количество энергии на любое расстояние. Мы поставили несколько опытов совместно с г-ном Стоуном, которого я считаю если не самым одаренным, то уж точно одним из самых одаренных из ныне здравствующих специалистов. Я сказал г-ну Стоуну: «Вы видели мой патент?» Он ответил: «Да я его видел, но подумал, что Вы сошли с ума». Когда я объяснил суть дела, он сказал: «Теперь я понимаю его величие» — ему стал понятен принцип передачи энергии.

В заключение я хочу сказать, господа, что мы движемся к великим свершениям, но мы должны быть готовы к состоянию, так сказать, временного паралича. Мы стоим перед кризисом, какого мир еще не видел, и до тех пор, пока ситуация не прояснится, лучшее, что мы можем сделать, — разрабатывать некоторые методы борьбы с подводными лодками, и как раз этим я в настоящее время занят. (Аплодисменты.)

Альфред Г. Коулз: Вот фотографии, которые Вы дали мне почти двадцать лет назад, на них показаны эксперименты 1889 года. Думаю, Вам интересно будет на них взглянуть. (Передает фотографии г-ну Тесле.)

Никола Тесла: Я изобрел установку, которая выдает напряжение в 100 000 000 вольт и делает это совершенно безопасно. Эта установка (показывает) находилась в Колорадо. Если бы кто-либо, кто не погружался в эти эксперименты так долго, как я, занялся этой работой, он бы скорее всего погиб. На этой установке я был ближе всего к смерти. Это было квадратное здание, в котором находилась катушка диаметром 52 фута, высотой примерно девять футов. Когда она входила в резонанс, стримерные потоки пронизывали ее сверху вниз, и это зрелище было прекрасным. Видите ли, площадь потоков составляла около 1 500-2 000 квадратных футов. Чтобы сэкономить деньги, я рассчитал габариты насколько возможно точно, и стримеры проходили в шести или семи дюймах от стен здания. Поскольку в оконце в задней стене всё время подглядывали мальчишки, я его заколотил. У меня был особый рубильник для управления сильными токами. Он был очень тугой, и я придумал специальную пружину, которая поворачивала его при легком нажатии пальцем. Отослав одного из помощников в город, я экспериментировал в одиночестве. Выключил цепь и зашел за катушку, чтобы кое-что проверить. Внезапно цепь замкнулась и вся комната озарилась потоками, и я понял, что мне не выбраться. Попытался вскарабкаться в окошко, но тщетно, у меня не было инструментов. Мне ничего не оставалось, как лечь на живот и ползти. Напряжение в первичной обмотке было около 500 000 вольт, и мне пришлось пролезать через такой узкий проход (показывает), потоки в это время жили. Концентрация азотистой кислоты была так велика, что я с трудом дышал. Эти стримерные потоки быстро окисляют азот из-за большой площади своей поверхности, которая с лихвой компенсирует недостаток напряжения на них. Когда я достиг узкого участка, они замкнулись на моей спине. Я выбрался и едва успел отключить установку, как всё здание загорелось. Я схватил огнетушитель и мне удалось погасить пламя. Тогда мои силы иссякли, я выдохся. Но зато теперь я знаю, как управлять установкой и не бояться сжечь ее. За этот маленький экскурс несет ответственность г-н Коулз.

Президент: Если наша повестка исчерпана, позвольте считать заседание оконченным.

На этом заседание закрылось.

Эпилог

Для того, чтобы понять всю важность и по достоинству оценить масштаб той борьбы, которую Никола Тесла вел за идею переменного тока, нам следует попытаться вспомнить те времена. Цивилизованный мир, старая и новая его части, находился в полной зависимости от постоянного тока, поскольку он мог вырабатываться и поставляться в сеть постоянно и в одинаковом количестве. А началось всё с изобретения электрических аккумуляторных батарей. Позже, когда возникла потребность в электрическом моторе большей мощности и появились местные электростанции, были сконструированы динамо-машины для производства такого тока и двигатели, питающиеся им. Однако это привело к созданию линий электропередачи и опор для них. Развитию такой системы передачи энергии очень способствовала лампа Эдисона с тонкой графитовой нитью, склонной к перегоранию. В развитие таких систем и приспособлений были вложены огромные средства, в особенности в последние десятилетия XIX века. Когда Никола Тесла прибыл в Нью-Йорк в 1884 году, казалось, что процесс усовершенствования таких систем бесконечен.

Однако такая система имела много ограничений в техническом плане и, как следствие, в экономическом. Напряжение на выходе динамо-машин не могло быть достаточно высоким для использования длинных и тонких проводов. Так, длина проводов не могла быть более 1 000 км и они были достаточно толстыми для того, чтобы избежать больших потерь энергии. Вот почему города были буквально напичканы небольшими термоэлектрическими станциями, способными питать не более 100 ламп или, в лучшем случае, два электромотора. Над городскими улицами висела паутина проводов постоянного тока. В те времена большим достижением для Европы была линия электропередачи длиной 57 км мощностью всего 300 ватт.

Единственной сферой применения однофазного переменного тока было электрическое освещение, которое стало возможным благодаря изобретению Голлардом однофазного трансформатора.

Однако такой ток был непригоден для электромоторов до тех пор, пока Никола Тесла не открыл вращающееся магнитное поле и не построил на этой основе свой асинхронный электромотор, а затем и генераторы многофазного переменного тока и трансформаторы для них. Тесла описал свои изобретения в патентах за номерами 381.968, 381.969 и 382.279 (электромагнитные двигатели); 390.414, 390.721, 390.415 (электрические динамо-машины); 555.190 (двигатели переменного тока) и 382.280, 382.281, 381.970, 390.413, 487.796, 511.915, 511.559 (передача и распределение электроэнергии), но перед этим он прочел лекцию в Американском институте электроинженеров (16 мая 1888 г.), которая называлась «Новый принцип устройства двигателей и трансформаторов переменного тока».

После этой лекции стало ясно, что открылась новая эра в производстве, преобразовании и передаче многофазных электрических токов и применении их в электродвигателях. Все научные и профессиональные журналы в Америке и Европе опубликовали эту лекцию целиком или ее наиболее важные моменты. В лекции Тесла рассказал о двух типах асинхронных двигателей: первый тип вращается с постоянной скоростью и любой нагрузкой (синхронные моторы), но имеет низкий пусковой момент; второй тип хорошо работает с любой переменной нагрузкой, пропорционально понижая количество оборотов (от синхронного количества), но имеет значительный пусковой момент. Тесла особо подчеркивал, что оба полезных свойства могут с успехом применяться в одном комбинированном двигателе, при условии правильного построения цепи.

В подтверждение теоретических выкладок в заключительной части лекции многоуважаемый профессор Энтони продемонстрировал два небольших электромотора конструкции Теслы и доказал их простоту и способность бесперебойно работать.

Эти разработки были основаны на вращающемся магнитном поле, о котором Тесла размышлял еще будучи студентом в Будапеште в 1882 году. Именно тогда у него зародилась идея создать такое поле при помощи переменного тока.

В своей лекции Тесла, во-первых, упомянул о бесполезности коллекторов в машинах постоянного тока и потерях, которые они вызывают при неизбежном искровом повреждении во время перегрузок, а также о повреждении изоляции между медными пластинами коллектора.

Когда ротор вращался в постоянном магнитном поле, коллектор преобразовывал фактически возникающий в генераторе переменный ток в постоянный, в то время как мотор преобразовывал постоянный ток, возникающий в генераторе, обратно в переменный, в результате чего ротор вращался в постоянном магнитном поле. Тесла интуитивно уловил эту идею и поделился ею со своим профессором в Граце. Тот убеждал его в несостоятельности этой идеи, но Тесла не отказался от нее совсем, как он позже рассказывал своим друзьям.