Башни Теслы: Пики Пик, Варденклифф и Беспроводная передача энергии
Даже гений, такой как Тесла, не смог избежать рыночных правил успеха продукта: быть первым на рынке, предлагать хорошую цену и лучше всего конкурировать.
Никола Тесла прославился отчасти благодаря своим изобретениям для распределения электропроводки. Он знал, что успешные продукты были первыми на рынок, предоставили экономические услуги и нуждались в адекватном финансировании развития. Он победил все технические проблемы. Тем не менее, он готов предоставить беспроводную силовую систему, объединив ее, чтобы оставить башню Теслы и мечтать о том, чтобы мир был богат силой в руинах.
Что Тесла обнаружил в своей лаборатории в Пайкс-Пике, штат Колорадо, что заставило его думать, что его разрушительная технология будет работать »// www.pbs.org/tesla/ll/ll_warcur.html« target = "_ blank"> 1893 Всемирная Колумбийская выставка в Чикаго, Они объединились снова в 1896 году, чтобы обеспечить гидроэлектростанцию в Ниагарском водопаде.
Многофазная мощность переменного тока Tesla - это де-факто распределение мощности для проводных энергосистем, которые мы считаем сегодня само собой разумеющимися. Тесла выбил Томаса Эдисона и его систему постоянного тока (DC) для крупномасштабного распределения мощности, поскольку технология была более эффективной.
Опираясь на патенты Tesla, Westinghouse смогла поставлять богатую электроэнергию для оборудования, поездов и городов, закладывая основу для большей части нашей энергетической инфраструктуры сегодня.
Никола Тесла в своей Пик Пик. Изображение предоставлено Библиотекой Wellcome (CC BY 4.0)
Tesla и беспроводная передача энергии
Несмотря на успех, который он нашел у генераторов и распределительных систем, у него была рука в проектировании, Тесла интересовался беспроводной передачей электроэнергии. Полагая это в перспективе, только в 11 лет назад, в 1888 году, Генрих Герц подтвердил теории Джеймса Клерка Максвелла, известные как уравнения Максвелла.
Проводя собственные эксперименты, Тесла изобрел электрический резонирующий трансформатор в 1891 году, известный как катушка Тесла, или катушка Теслы. Тесла ожидал, что его трансформаторы также смогут доставить власть. Тесла заявил в своей патентной заявке на электрический трансформатор в 1897 году, что он фактически является устройством для «передачи энергии на большие расстояния». Обратите внимание, что если Тесла преуспел в своих усилиях, распределение власти было бы полностью революционным в истории человечества.
В Пайкс-Пике, сочетание погоды (много гроз), свободной власти от El Paso Power Company из Колорадо-Спрингс, а финансирование от Джона Дж. Астора предоставило Тесле идеальную лабораторную обстановку, чтобы наблюдать естественную молнию и создавать " его собственный ", используя свои трансформаторы.
Тесла смог наблюдать, как действовала естественная молния и как она путешествовала по земле в некоторых случаях. Он отметил, что после этого воздух оставался заряженным. Он экспериментировал с его трансформатором, наблюдая за дугами и как отражались отражения. Даже разряды с маленькой катушки Теслы были бы увлекательными в Pikes Peak, и Тесла не делал маленького!
В лаборатории Колорадо Теслы была одна из самых больших катушек, когда-либо построенных. Электрические разряды из лаборатории можно было увидеть за километры. Достаточно было объявлено о экспериментах Теслы, что JP Morgan, финансист, ответственный за слияние, который сформировал General Electric, инвестировал в компанию Tesla, предоставляя средства, чтобы вернуть Теслу на Восточное побережье и начать работу над Башней Варденклиффа.
С этого момента у Моргана была доля в компании беспроводной связи. Это будет дополнять все другие отрасли, в которые он был инвестирован в то время. Основываясь на репутации Теслы и том, что Тесла представил, оба мужчины были уверены, что система Теслы будет превосходить Маркони. В марте 1901 года Морган подписал контракт с Tesla на систему беспроводной связи.
Пример современного эксперимента с катушкой Тесла
Башни Варденклиффа и Маркони
Тесла немедленно приступил к работе над системой, приобретению земли и строительству башни. Проект призвал башню высотой 187 футов и заземлен на Землю на 300 футов.
Затем, в декабре того же года, Маркони удивил мир, передав букву «S» Морзе через Атлантический океан. С оборудованием гораздо проще, чем огромная башня Тесла строила, Маркони передавал сигналы через океан.
Когда Маркони уже добился революционных успехов в области беспроводной связи, Тесла поняла, что будущие инвесторы не будут заинтересованы в его системе беспроводной связи, если они смогут реализовать те же самые вещи с технологией Маркони. Тесла также подозревала, что Маркони использует оборудование, на которое Тесла держала патенты, но у него не было денег, чтобы продолжить этот вопрос.
Не консультировавшись с Морганом, Тесла повысил масштаб конструкции башни и включил распределение мощности в спецификациях. Его цель состояла в том, чтобы Башня стала полной системой: интегрированным центром власти и связи.
Морган не был доволен, когда понял, что (1) система связи, в которую он вложил, не строилась и (2) переработанная система стоила бы намного больше. В совершенной бурной неуверенности Морган был охвачен экономической паникой 1901 года, когда фондовый рынок рухнул в мае. Затем президент Маккинли был убит в сентябре того же года. В течение нескольких месяцев после подписания контракта Тесла весь финансовый ландшафт изменился. Морган отказался от просьбы Теслы вкладывать больше денег, и отношения между этими двумя мужчинами не продолжались дружно.
Какими бы ни были отношения между Теслой и Маркони, это стало спорным, когда Маркони (вместе с Карлом Фердинандом Брауном) был удостоен Нобелевской премии по физике в 1909 году. Затем их отношения превратились в одного из сторон, чреватых патентными сражениями и встречными претензиями. Заброшенная Башня, наконец, была снесена в 1917 году, и любые активы использовались для оплаты долгов Теслы.
Но что Тесла узнал в своей лаборатории в Колорадо, и убедил его, что он может снабдить власть в Wardenclyffe?
Уроки Пик Пик
В Колорадо лаборатория Теслы имела центральную мачту - 142 фута в высоту - с медной сферой сверху. Хотя он довольно массивный, он все еще был меньше, чем башня Варденклиффе.
Трансформаторная часть имела обмотку, описанную как диаметр более 50 футов. Тесла мог передавать большие электрические дуги, а также электрифицировать окружающие земли. Наблюдения и эксперименты Теслы привели его к заключению следующего:
- Земля выступает в роли проводника. Электрификация Земли обеспечивает средство передачи электрической энергии. Похоже, что Тесла смогла зажечь электрические лампы, расположенные на земле на некотором расстоянии от генератора энергии.
- Вследствие удара молнии остаются стоящие электрические волны.
- Ионосфера может отражать определенные электрические волны. Они не обязательно проходят через ионосферу и продолжают распространяться.
- Поверхность Земли и ионосферы образуют канал, в котором очень низкие радиоволны (в диапазоне от 3 кГц до 30 кГц) движутся с минимальными потерями. Эти волны непрерывно перемещаются вокруг Земли, отражая назад и вперед между земной поверхностью и ионосферой. Тесла предположил, что к этим колебаниям была естественная частота 8 Гц.
Был некоторый фон для идей Теслы. В 1872 году Махлон Лумис и Уильям Генри Уорд применили патенты, в которых упоминается атмосферное электричество и атмосферный электрический слой, который может нести сигналы.
Благодаря этим знаниям легко понять, как Тесла мог представить себе огромную электрическую систему, в которой Земля и ионосфера обеспечивали бы возможности для домов и предприятий использовать универсальную сетку для электричества. Используя свой трансформатор для подачи огромного количества электроэнергии, а Земля и ионосфера действуют как проводящий слой, любое место жительства или здание с подходящими рецепторами и заземлением может стать ветвью, питаемой сеткой.
Графическое изображение башни Варденклиффе
Как Тесла сделал?
В своей книге «Беспроводная телеграфия», переведенная версия, опубликованная в 1915 году, д-р Джонатан Ценнек обсудил поле электромагнитных волн на поверхности Земли. Зеннек интересовался уравнениями Максвелла на поверхностных границах и упоминал в книге, что Земля является проводящей.
Немецкий физик Винфрид Отто Шуман предсказал, что электромагнитные стоячие волны существуют в полости между поверхностью Земли и ионосферой. В 1954 году эта теория была подтверждена. Обнаружено, что этот «резонанс Шумана» происходит с основной частотой 7, 83 Гц. Сегодня радиолюбители радиолюбителей зависят от отражения ионосферы для установления контакта на больших расстояниях.
Все эти открытия показывают, что понимание Теслы феноменов, которые он наблюдал и изучало в его Лаборатории Пикс Пика, было подтверждено.
Неужели его башня следовала бы за его другими успехами, если бы деньги не закончились? Этот вопрос все еще обсуждается. В некотором смысле, Башня не была неудачей. Заметки Теслы о результатах его экспериментов в Колорадо являются отрывочными, потому что он полагался на свою память, а не на записи. Однако, чтобы построить башню Пайкс-Пик, он должен был документировать свои планы, необходимое оборудование и патенты, на которые он обращался, оставляя след для будущих исследователей.
Что касается того, была ли Тесла правильной в том, что он предусмотрел для мира, включающего передачу беспроводной передачи энергии, все еще может быть время рассказать. В настоящее время предпринимаются усилия по восстановлению Tesla's Tower.
Резюме
Тесла развил знания о распределении электроэнергии и мощности, как мы все еще пользуемся сегодня. Его эксперименты с асинхронными двигателями, флуоресцентным освещением и силой переменного тока составляют основу нашего технического ландшафта.
Сегодня его видение беспроводной власти реализуется лишь малым образом. Хотя башня Теслы никогда не достигла того, что он надеялся, потому что он задокументировал свои планы и патенты в рамках подготовки к Башне, мы можем видеть его видение мира с огромной властью.