Nikola Teslan maailman langaton järjestelmä

Kesäkuussa 1899 serbialaistaustainen tiedemies, Nikola Tesla, aloittaa kokeellisen työn laboratoriossaan Colorado Springsissä (USA). Teslan tavoitteena tuolloin oli käytännön tutkimus mahdollisuudesta siirtää sähköenergiaa luonnollisen ympäristön läpi.

Teslan laboratorio on pystytetty valtavalle tasangolle, joka on kahden tuhannen metrin korkeudessa merenpinnan yläpuolella, ja satojen kilometrien päässä oleva alue tunnetaan melko usein esiintyvistä ukkosmyrskyistä, joissa on erittäin kirkkaita salamoita.

Tesla kertoi, että hienosäädetyn laitteen avulla hän pystyi havaitsemaan salamaniskuja seitsemän tai kahdeksansadan kilometrin etäisyydellä hänen laboratoriosta. Joskus hän odotti lähes tunnin ukkosen ääntä seuraavasta salamapurkauksesta, kun taas hänen laitteensa määritti tarkasti etäisyyden purkauksen paikkaan sekä ajan, jonka jälkeen ääni saapui hänen laboratorioonsa.

Halutessaan tutkia maapallon sähköisiä värähtelyjä, tiedemies asensi vastaanottomuuntajan siten, että sen ensiökäämitys oli maadoitettu yhdestä sen liittimestä, kun taas sen toinen liitin oli kytketty johtavaan ilmaliittimeen, jonka korkeutta voitiin säätää.

Muuntajan toisiokäämi on kytketty herkän itsesäätelylaitteeseen. Ensiökäämin värähtelyt aiheuttivat virtapulsseja ilmaantuvaan toisiokäämiin, mikä puolestaan ​​ohjasi tallenninta.

Eräänä päivänä Tesla havaitsi salamaniskuja ukkosmyrskystä, joka raivosi alle 50 kilometrin säteellä hänen laboratoriosta, ja sitten hän onnistui laitteensa avulla tallentamaan noin 12 000 salamapurkausta vain kahdessa tunnissa!

Havaintojen aikana tiedemies oli aluksi yllättynyt siitä, että salamaniskut kauempana hänen laboratorioistaan ​​vaikuttivat usein voimakkaammin hänen tallennuslaitteeseensa kuin ne, jotka osuivat lähemmäksi. Tesla totesi yksiselitteisesti, että erot purkausten voimakkuuksissa eivät olleet syynä eroihin. Mutta mitä sitten?

Kolmantena heinäkuuta Tesla teki löytönsä. Tarkkaillessaan ukkosmyrskyä sinä päivänä tiedemies totesi, että hänen laboratoriosta suurella nopeudella ryntäneet myrskypilvet synnyttivät lähes säännöllisiä (toistuvia lähes säännöllisin väliajoin) salamaniskuja. Hän alkoi katsoa nauhuriaan.

Ukkosmyrskyn siirtyessä pois laboratoriosta vastaanottomuuntajan virtapulssit aluksi heikkenivät, mutta sitten taas lisääntyivät, tuli huippu, sitten meni ohi ja korvattiin voimakkuuden laskulla, mutta sitten tuli taas huippu, sitten taas lasku .

Hän havaitsi tämän selkeän kuvion silloinkin, kun ukkosmyrsky oli siirtynyt jo noin 300 kilometrin päähän hänen laboratoriosta, syntyneiden häiriöiden voimakkuus pysyi varsin merkittävänä.

Tiedemiehellä ei ollut epäilystäkään siitä, että nämä olivat aaltoja, jotka leviävät paikoista, joissa salama iski maahan, ikään kuin tavallista lankaa pitkin, ja hän havaitsi niiden harjanteet ja kourut juuri silloin, kun vastaanottokelan paikka osui niihin.

Tesla ryhtyi sitten rakentamaan laitetta, joka synnyttäisi samanlaisia ​​aaltoja. Sen piti olla piiri, jolla on erittäin korkea induktanssi ja mahdollisimman pieni vastus.

Tällainen lähetin voi välittää energiaa (ja tietoa), mutta ei olennaisesti samalla tavalla kuin Hertz-laitteissa toteutettu, eli ei elektromagneettinen säteily… Näiden oletetaan olevan seisovia aaltoja, jotka etenevät maata pitkin johtimena ja sähköä johtavan ilmakehän läpi.

Tiedemiehen käsityksen mukaan taajuutta hänen energiansiirtojärjestelmässään on vähennettävä siinä määrin, että energian päästö (!) minimoidaan muodossaan. elektromagneettiset aallot.

Sitten, jos resonanssin ehdot täyttyvät, piiri pystyy keräämään monien primääripulssien sähköenergiaa heilurin tavoin. Ja vaikutus resonanssiin viritettyihin vastaanottoasemiin olisi harmonisia värähtelyjä, joiden intensiteetti voisi periaatteessa ylittää voimakkuudeltaan luonnonsähkön ilmiöt, joita Tesla havaitsi ukkosmyrskyjen aikana Coloradossa.

Tällaisella lähetyksellä tiedemies olettaa, että hän käyttää luonnollisen väliaineen johtavuusominaisuuksia, toisin kuin Hertzin menetelmässä säteilyllä, jossa paljon energiaa yksinkertaisesti haihtuu ja vain hyvin pieni osa lähetetystä energiasta saavuttaa vastaanottimen.

Jos synkronoit Teslan vastaanottimen hänen lähettimeensä, energiaa voidaan saada jopa 99,5 %:n hyötysuhteella (Nikola Tesla, artikkelit, s. 356), ikään kuin siirtämällä virtaa matalaresistanssisen johdon läpi, vaikka käytännössä siirto tapahtuu. virtaa saadaan langattomasti. Maa toimii ainoana johtimena tällaisessa järjestelmässä. Tesla uskoo teknologian mahdollistavan maailmanlaajuisen sähköenergian langattoman siirtojärjestelmän rakentamisen.

Analogia, jonka Tesla antoi vastakohtana järjestelmänsä hertsin järjestelmään energian (tai tiedon) siirron tehokkuuden suhteen, on tämä.

Kuvittele, että planeetta Maa on kumipallo, joka on täynnä vettä. Lähetin on edestakaisin pyörivä pumppu, joka toimii jossain kohdassa pallon pinnalla – pallosta imetään vettä ja palautetaan siihen tietyllä taajuudella, mutta jakson on oltava riittävän pitkä, jotta pallo kokonaisuudessaan laajenee ja supistuu tuo taajuus.

Sitten pallon pinnalla olevat paineanturit (vastaanottimet) saavat tiedon liikkeistä riippumatta siitä, kuinka kaukana pumpusta ne sijaitsevat, ja samalla intensiteetillä.Jos taajuus on hieman korkeampi, mutta ei kovin korkea, värähtelyt heijastuvat pallon vastakkaiselta puolelta ja muodostavat solmuja ja antisolmuja, kun taas jos työtä tehdään yhdessä vastaanottimesta, energia kuluu, mutta sen lähetys osoittautuu erittäin taloudelliseksi…

Hertziläisessä järjestelmässä, jos jatkamme analogiaa, pumppu pyörii valtavalla taajuudella ja aukko, jonka kautta vesi syötetään ja palautetaan, on hyvin pieni. Valtava osa energiasta kuluu infrapunalämpöaaltojen muodossa ja pieni osa energiasta siirtyy palloon, joten vastaanottimet voivat tehdä hyvin vähän työtä.

Käytännössä Tesla ehdottaa resonanssiolosuhteiden saavuttamista maailman langattomassa järjestelmässä seuraavasti. Lähetin ja vastaanotin ovat pystysuoraan maadoitettuja monikierroskeloja, joiden pintajohtavuus on korkea niiden yläjohtimiin kiinnitetyissä liittimissä.

Lähetin saa virtaa ensiökäämästä, joka sisältää huomattavasti vähemmän kierroksia kuin toisio, ja on vahvassa induktiivisessa yhteydessä maadoitetun monikierroksen toisiokäämin pohjaan.

Ensiökäämin vaihtovirta saadaan kondensaattorin avulla. Kondensaattori ladataan lähteestä ja puretaan lähettimen ensiökäämin kautta. Näin muodostetun ensiövärähtelypiirin värähtelytaajuudesta tehdään yhtä suuri kuin toisiopiirin vapaiden värähtelyjen taajuus ja toisiokäämin johdon pituudeksi maasta liittimeen tehdään neljäsosa sitä pitkin etenevien värähtelyjen aallonpituus.

Edellyttäen, että melkein kaikki toisiopiirin itsesähköinen kapasiteetti putoaa liittimeen, niin jännitteen vastasolmu (aina maksimiheilahdus) ja virran solmu (aina nolla) saadaan liittimestä, ja maadoituspisteessä - virran vastasolmu ja jännitteen solmu Vastaanotin on rakenteeltaan samanlainen kuin lähettimen, sillä ainoalla erolla, että sen pääkäämi on monikierros ja lyhyt alaosassa on toissijainen.

Vastaanotinpiiriä optimoimalla Tesla tuli siihen tulokseen, että sen tehokkaimmaksi toimimiseksi toisiokäämin jännite on korjattava. Tätä varten tiedemies kehitti mekaanisen tasasuuntaajan, jonka avulla ei vain korjata jännitettä, vaan myös siirtää energiaa kuormaan vain niillä hetkillä, kun vastaanottopiirin toisiokäämin jännite on lähellä amplitudiarvoa.