<<Лид>>
АЛЕКСАНДР УЛИТИН,
преподаватель физики в «Фоксфорде»
В 2003 году Илон Маск основал Tesla Motors. Компания, названная в честь создателя асинхронного электродвигателя, использует технологию многофазных систем переменного тока. Никола Тесла впервые разработал и запатентовал её в 1883 году, дав научное описание явлению вращающегося магнитного поля.
<<Блок вопрос-ответ>>
Помимо двигателя, электромобили Tesla используют высокочастотные микропроцессоры для обработки сигналов, антенны для передачи и приёма радиосигналов, которые тоже придумал Тесла.
Кто такой Никола Тесла
💁 Краткий биографический экскурс
Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в хорватском селе Смилян, входившем тогда в состав Австрийской империи.
Он получил хорошее начальное образование благодаря отцу-священнику. Его дальнейший путь в образовании был такой: нижняя реальная гимназия → Высшее реальное училище в Карловаце → университет в Граце (в настоящее время — Грацский технический университет) → Пражский университет.
🙅♂️ Помехи
«Мне с детства была предназначена стезя священника. Эта перспектива, как чёрная туча, висела надо мной. Получив аттестат зрелости, я оказался на распутье. Должен ли я ослушаться отца, проигнорировать полные любви пожелания матери или подчиниться судьбе? Эта мысль угнетала меня, и в будущее я смотрел со страхом. Я глубоко уважал своих родителей, поэтому решил заниматься духовными науками. Именно тогда разразилась ужасная эпидемия холеры, которая выкосила десятую часть населения. Вопреки не допускающим возражений приказам отца я помчался домой, и болезнь подкосила меня… Во время одного из приступов, когда все думали, что я умираю, в комнату стремительно вошёл мой отец… Как сейчас вижу его мертвенно-бледное лицо, когда он пытался ободрить меня тоном, противоречащим его заверениям».
«Может быть, — ответил я — мне и удастся поправиться, если ты позволишь мне изучать инженерное дело».
«Ты поступишь в лучшее учебное заведение в Европе», — ответил он торжественно, и я понял, что он это сделает. С моей души спал тяжкий груз».
(Н. Тесла, «Речь по случаю вручения медали Эдисона» (18 мая 1917 года); Н. Тесла, «Личные воспоминания»; Н. Тесла, «Мои изобретения»)
Во время учёбы произошло два очень важных события: первое — Тесла проиграл в карты так, что его родителям пришлось брать деньги в долг, после этого он перестал играть навсегда. Второе — заметил несовершенства машин постоянного тока и задумался об использовании переменного тока в электродвигателях.
ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Электрический ток — это направленное, упорядоченное движение носителей электрического заряда. В металлах это электроны, в электролитах и газах — ионы, в полупроводниках — электроны и дырки.
🚶♂️ Никола к успеху шёл
Никола Тесла искал место, где работать будет действительно интересно. После университета он устроился инженером-электриком в правительственную телеграфную компанию в Будапеште. Осуществить там свои замыслы по созданию электродвигателя переменного тока Тесла не смог, поэтому в конце 1882 года перешёл в Континентальную компанию Эдисона в Париже.
Первая серьёзная задача на новом месте — сооружение электростанции для железнодорожного вокзала в Страсбурге. Там же он впервые продемонстрировал работу асинхронного двигателя. В 1884 году, закончив с электростанцией и ожидая крупного вознаграждения, Тесла вернулся в Париж и уволился, как только понял, что ему не заплатят.
Летом того же года изобретатель переехал в Нью-Йорк и устроился в компанию Томаса Эдисона инженером по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.
В ЧЁМ РАЗНИЦА МЕЖДУ ПОСТОЯННЫМ И ПЕРЕМЕННЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ
Разница в том, что переменный ток изменяется с течением времени по величине и направлению в электрической цепи. Если представить эти изменения на графике, то получится синусоида. Смещение такого графика вправо или влево называется фазой.
Эдисон холодно воспринимал новаторские идеи молодого изобретателя и в качестве шутки пообещал Тесле 50 000 долларов за улучшение электрической машины постоянного тока. Представив более двадцати идей, Тесла получил одобрение на каждое изменение, вновь не заработал ни цента и немедленно уволился.
После скандала изобретатель основал собственную компанию, связанную с вопросами электрического освещения, но сценарий повторился. Акционеры не стали платить за законченный проект дуговой лампы и предложили Тесле взять вознаграждение акциями. Из-за разногласий по оплате учёный оказался на улице и полгода занимался подсобными работами. По случайности во время рытья канав он познакомился с находившимся в подобном же положении инженером и изобретателем А. Брауном, который смог убедить своих знакомых оказать финансовую поддержку Тесле. Спустя несколько месяцев, в апреле 1887 года Тесла создал компанию Tesla Electric Company, которая начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами.
ЧТО ТАКОЕ ДУГОВАЯ ЛАМПА
Дуговая лампа —это обозначение целого класса ламп, использующих электрическую дугу в качестве источника света. Сегодня такой принцип используется в люминесцентных лампах. Работают они так: внутри находится смесь инертного газа и паров ртути. Электрический ток, проходя через газообразное тело внутри лампы, возбуждает ультрафиолетовое излучение, которое попадает на люминофор, нанесённый на стенки лампы. Потом люминофор переизлучает поглощённое им УФ-излучение в видимый свет.
Офис открылся на Пятой авеню неподалёку от здания, занимаемого компанией Эдисона, и между изобретателями развязалась «Война токов».
Несколько лет спустя американский промышленник Джордж Вестингауз выкупил (наконец-то за деньги!) у Теслы более 40 патентов. Вестингауз пригласил изобретателя на должность консультанта на заводах в Питтсбурге, где разрабатывались промышленные образцы машин переменного тока. Тесла не получал удовольствия от работы, считал, что она мешает появлению новых идей, и через год вернулся в лабораторию в Нью-Йорке.
🌟 И сквозь тернии к звёздам пришёл
Началась самая плодотворная часть жизни изобретателя. Во время изучения высокочастотных магнитных полей Тесла получил множество патентов на изобретения.
В 1895 году в лаборатории произошёл пожар, сгорели все наработки. Тесла заявил, что без труда восстановит свои открытия по памяти. Внезапную поддержку изобретателю оказала «Ниагарская энергетическая компания», выделив 100 000 долларов на новую лабораторию. В июне 1902 года Тесла перенёс свою лабораторию в Ворденклиф и приступил к строительству первой беспроводной телекоммуникационной башни для коммерческой телефонии и радиовещания через Атлантику.
В дополнение Тесла намеревался продемонстрировать передачу электроэнергии без проводов. Поскольку это могло обрушить рынок и предоставить всем желающим дешёвую электроэнергию, Дж. П. Морган, акционер первой в мире Ниагарской ГЭС и медных заводов, отказался от дальнейшего финансирования. Вдобавок истекло большинство патентов Теслы, а значит — остановилась выплата гонораров. Серьёзное сокращение бюджета остановило строительство башни Ворденклиф. До 1917 года башню не использовали. Опасаясь, что она станет маяком для германских кораблей, правительство США приняло решение о демонтаже башни. Из-за высокого качества строительства это удалось сделать только с помощью взрыва.
Данных о том, чем занимался Тесла после строительства башни, практически нет. За несколько лет до смерти он вышел покормить голубей и столкнулся с такси. Травма спины спровоцировала воспаление лёгких, и в 1943 году Тесла скончался.
Список открытий и изобретений Николы Теслы и где они применяются сейчас
За всю жизнь Никола Тесла получил более 700 патентов. Многие его разработки стали электрической догмой, но открытия и нововведения не ограничивались одной сферой. Например, Тесла придумал радио раньше Маркони и Попова и работал с рентгеновскими лучами до их официального открытия Вильгельмом Рентгеном.
⚡ Многофазный электрический ток
ЧТО ТАКОЕ МНОГОФАЗНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Если у нас есть несколько переменных токов, максимумы и минимумы которых смещены относительно друг друга, то мы получим многофазный электрический ток.
Многофазный электрический ток используют в асинхронных двигателях, а также в линиях электропередач для более экономичной передачи электроэнергии.
📶 Радиосвязь и мачтовая антенна для радиосвязи
КАК РАБОТАЕТ АНТЕННА
Антенна может работать в двух режимах: либо как передатчик, либо как приёмник сигнала. Когда антенна работает в режиме приёма, электромагнитное поле падающей на антенну волны наводит токи на токопроводящих элементах конструкции антенны, создавая разность потенциалов, которую радиоприёмник преобразует в выходной сигнал, и мы можем услышать музыку. Если мы хотим передать сигнал, то происходит всё ровно наоборот: радиопередатчик образует переменный электрический ток, и вокруг антенны создаётся переменное магнитное поле, которое порождает вихревое электрическое поле и в результате образуется электромагнитная волна, которая уносится в пространство.
Сегодня антенны используют повсеместно: от радиоприёмников и автомобилей до Wi-Fi-роутеров, телефонов и 5G-вышек.
🌩️ Трансформатор Тесла
ЧТО ТАКОЕ ТРАНСФОРМАТОР
Трансформатор — электромагнитное устройство, которое изменяет напряжение электрической системы, сохраняя частоту, за счёт электромагнитной индукции.
Катушка Теслы — это тоже трансформатор, но резонансный, способный производить высокое напряжение высокой частоты.
К сожалению, сейчас трансформатор Тесла используют только в качестве декоративных и развлекательных целей, так как выходное напряжение может достигать миллионов вольт, создавая многометровые молнии.
💡 Люминесцентные лампы
Такие лампы очень экономичные, они быстро заменили лампы накаливания. Но прогресс не стоит на месте, и сейчас мы всё чаще используем светодиодное освещение.
Поделиться:
.svg)
.svg)
