Ученый Никола Тесла - Бестопливный генератор

Меню сайта

Форма входа

Статистика

Онлайн всего: 1

Гостей: 1

Пользователей: 0

Бестопливный генератор

Через десяток лет после патентования успешного метода для вырабатывания переменного тока, Никола Тесла объявил об изобретении электрического генератора, который не должен "потреблять никакого топлива." Такой генератор должен быть собственной главной движущей силой. Два из тесловских приборов, представляющих различные стадии в развитии такого генератора известны.

Введение

Когда в колледже Никола Тесла объявил, что возможно двигать электрическим мотором без искрящихся щеток, самодовольные профессора "учили" его, что такой мотор требует вечного движения и потому невозможен. В ответ на это в 1880 г. Тесла запатентовал генератор переменного тока и трансформатор.

На протяжении 1890's он интенсивно исследовал другие методы энергетической генерации, включая накопитель заряженных частиц, запатентованный в 1901 г. Когда New York Times в Июне 1902 г. поместила статью об изобретателе, который объявил о создании электрического генератора не требующего основной движущей силы в форме поставки топлива извне, Тесла написал своему другу, что он уже изобрел такое устройство.

Бестопливный генератор поднимает ту же проблему вечного двигателя. Исследования Никола Тесла проведенные во время его второго творческого периода привели в результате к созданию устройств, которые основывались на возможности безтопливного извлечения энергии. Мы обсудим, был ли безтопливный генератор Тесла неким сортом "схемы вечного двигателя" против которого предостерегали его профессора, или творческое применение распознанных природных явлений.

Высказывания Тесла

В Brooklyn Eagle Тесла объявил 10 июля 1931 г., что "Я запряг космические лучи и заставил их управлять (двигать) движущимся прибором". Далее, в той же статье он пишет: "более 25 лет назад я начал свои усилия, чтобы запрячь космические лучи и сейчас я могу заявить, что я достиг успеха". В 1933 он делает то же заявление в статье для New York American, от 1 ноября под заголовком "Устройство для использования космической энергии заявлено Теслой". Тесла пишет:

"Эта новая энергия для управления машинным оборудованием мира будет извлечена из энергии, которая движет вселенной, космической энергии, центральным источником которой для Земли является Солнце и которая присутствует везде в неограниченных количествах".

Такой отсчет "более чем 25 лет тому назад" от 1933 г. должен означать, что устройство, о котором говорит Тесла, должно было быть построено перед 1908 г. Более точная информация доступна через библиотеку Колумбийского Университета (Columbia University Library's collection). 10 июня 1902 г. в письме своему другу Robert U. Johnson, редактору Century Magazine, Тесла прилагает вырезку из недавней New York Herald о Clemente Figueras "инженере деревьев и леса" в Las Palmas - столице Канарских Островов, который изобрел устройство производящее электричество без сжигания топлива. Что случилось дальше с Figueras и его генератором топлива неизвестно, но это объявление в газете побудило Теслу в его письме к Джонсону заявить о том, что им уже создано такое устройство и раскрыть физические законы, на которых оно основано.

Понимание изобретения

Прибор, который наиболее соответствует ожидаемому эффекту можно найти в патенте Тесла "Прибор для Утилизации Лучистой Энергии" № 685,957, что был заявлен и удовлетворен 21 марта 1901. Концепция на более старом техническом языке выглядит просто. Изолированная металлическая пластина поднимается в воздух на столько высоко, на сколько это возможно. Другая металлическая пластина помещается в землю. Провод протягивается от металлической пластины к одной стороне конденсатора и второй провод идет от земли на другой конец конденсатора.

Солнце, также как и другие источники лучистой энергии, сбрасывает мелкие частицы положительно заряженной материи, которые, ударяясь о верхнюю пластину, сообщают ей непрерывный электрический заряд. Размещенный на противоположной стороне терминал конденсатора, присоединяется к земле, которая может быть рассмотрена, как громадный резервуар отрицательного электричества, ничтожный ток течет непрерывно в конденсатор и так как частицы являются. .. заряженными до очень высокого потенциала, это заряжание конденсатора может продолжаться, как я действительно наблюдал, почти неограниченно, до самой точки пробивания диэлектрика.

Это на вид очень простой конструкции устройство кажется должно удовлетворять его заявлению о создании безтопливного генератора, питаемого космическими лучами, но в 1900 г. Тесла написал, что он считает наиболее важной своей статьей ту, в которой он описывает самоактивирующуюся машину, которая могла бы извлекать мощность из окружающего пространства; это безтопливный генератор, который отличается от его Устройства Лучистой Энергии. Статья называется "Проблема Увеличения Человеческой Энергии - Через Использование Солнца" была опубликована его другом Robert Johnson в The Century Illustrated Monthly Magazine в июне 1900 вскоре после того, как Тесла, вернулся из Colorado Springs, где он провел интенсивную серию экспериментов от июня 1899, до января 1900.

Точное заглавие главы, где он обсуждает этот прибор стоит того, чтобы воспроизвести его полностью.

"Отход от известных методов - возможность "самодвижущегося" двигателя или машины, неподвижного, но способного, как живое существо, к извлечению энергии из окружающей среды - идеальный способ получения движущей силы".

Тесла заявил, что он сперва начал думать об идее, когда прочитал заявление Лорда Кельвина, который сказал, что невозможно самоохлаждающееся устройство поддерживающее свою работу за счет тепла поступающего извне. В качестве мысленного эксперимента Тесла представил очень длинную связку металлических проводов протянутых от земли во внешний космос. Так как земля теплее, чем окружающий космос, вместе с теплом, которое будет подниматься вверх, по проводам потечет ток. Потом, все, что нужно будет сделать, взять длинный энергетический шнур, чтобы присоединить два конца металлических решеток к мотору. Мотор будет продолжать работать до тех пор, пока земля не охладится до температуры окружающего пространства. "Это была бы неподвижная машина, которая, к всей очевидности, должна охлаждать часть среды ниже температуры окружения, и действовать получаемым теплом, это то, что производит энергию прямо из окружающей среды без "потребления какого бы то ни было материала".

Тесла продолжает в статье описывать как он работал над созданием такого энергетического устройства и здесь он делает некоторою определяющую работу, чтобы сосредоточиться на одном из его изобретений. Он писал, что он сперва начал размышление об извлечении энергии из окружающего пространства когда был в Париже в течение 1883 г., но там он не мог посвятить много времени этой идее, так как несколько лет должен был заниматься коммерческими вопросами связанными с его переменным током и моторами. Это продолжалось до 1889, когда он снова вернулся к идее самодвижущейся машины.

Турбина

Он быстро пришел к выводу, что обычная электрическая машина, как его генератор, не сможет напрямую извлекать энергию из космоса, что развернуло его усилия в сторону, которую он назвал конструкцией "турбины".

Наиболее известная турбина - водяной насос - связанный с патентом Тесла #1,061,206 который был подан в 1909 и принят в 1913. Уникальная особенность этого водяного насоса в том, что вместо использования определенной формы лопастных колес внутри корпуса для движения воды, большее количество воды в нем движется быстрее с помощью набора плоских металлических дисков. Турбина сама по себе обворожительна и может послужить подтверждением другого важного незамеченного

изобретения, но что касается электрического дизайна, общая форма турбины - металлические диски вращающиеся внутри поддерживающей коробки.

Та же самая форма появляется в другом патенте на этот раз он называется "Динамоэлектрическая Машина". Этот патент был подан и одобрен в том же самом году, в котором Тесла говорил, что он вернулся к работе над "самодействующей" машиной, в 1889. Динамо состоящее из металлических дисков вращалось между магнитами производя электрический ток.

В сравнении с его генератором переменного тока эта "динамомашина" представляет некую любопытную аналогию ко дням ранних экспериментов Фарадея с медным диском и магнитом. Тесла делает некое усовершенствование установки Фарадея используя магниты, которые целиком покрывают вращающиеся металлические диски и он, также, добавляет кромку к наружной части дисков, так что ток может сниматься более легко - все это делает его генератор более совершенным, чем у Фарадея. По первому впечатлению трудно понять, почему Тесла запатентовал такую анахроническую машину в этот период своей работы.

Следующий фрагмент загадки можно найти в статье Тесла написанной для The Electrical Engineer в 1891, названной "Заметки относительно униполярной динамо-машины". Здесь Тесла представляет глубокий анализ дискового генератора Фарадея, объясняя почему он был неэффективным генератором, описывает его усовершенствованные варианты и, в конце третьей страницы этой статьи, заявляет, что он придумал генератор в котором "ток, однажды начав свое движение, может затем быть достаточным чтобы поддерживать себя и даже возрастать в своей силе" (4). Затем, в конце статьи, Тесла заявляет, что "несколько машин было создано автором два года назад"(5). За два года до написания этой статьи был 1889. Все говорит о том, что униполярная динамо-машина в форме турбины была первым сконструированным Теслой устройством которое продолжало производить электричество после того, как было отсоединено от традиционного источника питания.

Самоподдерживающийся ток

Прежде, чем перейти к подробностям этого изобретения, было бы целесообразно иметь представление о том, как любой генератор, даже теоретически, мог бы быть способен к произведению самоподдерживающегося тока. Это было хорошо показано Walter M. Elsasser в журнале Scientific American в статье (Май 1958) которая носила название "Земля, как Динамо-машина."

Elsasser рассматривает Землю как динамо, подходящее для объяснения вращения металлического диска вокруг магнитного бруска расположенного на краю диска в генераторе Фарадея. Он обращает внимание, также, что магнит бруска мог бы быть заменен электромагнитом, который мог бы получать мощность от вращающегося диска с помощью прикрепления одного конца провода электромагнита к наружной части диска и другого конца провода к металлическому стержню проходящему через центр диска.

Elsasser затем показывает, что обычный дисковый генератор не "мог бы поддержать ток очень долго, из-за того, что ток наведенный в диске на столько слаб, что будет вскоре рассеян сопротивлением проводника [диска]." Эта обычная компоновка не была бы ответом, "как токи могут быть подняты и сохранены для поддержания магнитного поля Земли". Он тем не менее предлагает три варианта конструкции динамо которые могли бы объяснить устойчивый магнетизм Земли.

Если бы мы имели материал, который мог бы проводить электричество в тысячу раз лучше чем медь, система действительно должна дать самоподдерживающийся ток. Мы могли бы также заставить его производить работу вращая диск очень быстро… третий способ заключается в том, что мы могли бы сделать это динамо самоподдерживающимся… через увеличение размеров системы: теория горит, что чем больше мы делаем такое динамо, тем лучше оно работает. Если бы мы могли построить подобный дисковый аппарат размером во много миль, у нас бы не было трудностей в создании самоподдерживающихся токов (6).

Тесла не имел материалов в тысячу раз более проводящих, чем медь, также у него не было возможности вращать диск на сверхвысоких скоростях, необходимых для производства достаточных токов, также он не планировал отливать брусок металла для последующего его вращения диаметром в несколько миль. Что он действительно сделал, так это использовал ту энергию, которая обычно теряется в генераторах и превратил эту энергию в источник мощности.

Униполярное динамо

Конструкция Тесла отличается от конструкции Фарадея двумя основными моментами. Во-первых, он использовал магнит, который был больше в диаметре, чем диск, так, что магнит полностью покрывал диск. Во-вторых, он разделили диск на секции со спиральными кривыми исходящими от центра ко внешнему краю.

В униполярном генераторе Фарадея "ток", как отмечал Тесла, "установлен таким образом, что он не пересекает целиком внешнее кольцо… и… значительно большая часть произведенного тока не будет проявляться снаружи…"(7) Имея магнит полностью покрывающий диск, Тесла использовал всю поверхность диска для производства тока, вместо маленькой секции непосредственно прикрепленной к бруску магнита, как это было в устройстве Фарадея. Это не только увеличивало количество произведенного тока, но, понуждая ток перемещаться от центра к краям, делало весь ток доступным для внешнего контура.

Еще более важно, что эти модификации конструкции Фарадея ликвидировали одну из наибольших проблем в любой физической системе - противодействие каждому действию. Это противодействие стремится аннулировать любое усилие являющееся причиной первоначального действия. В электрической системе есть два витка проволочной обмотки один рядом с другим и ток посланный через провод проходя через первую петлю запускает магнитное поле, которое работает против тока проходящего через вторую петлю.

Спиральные секции в диске заставляют ток проходить полный радиус диска или, как в его альтернативной версии генератора - совершать полное прохождение вокруг наружного края диска. Из-за того, что ток протекает в большом круге в ободке диска, магнитное поле, создаваемое током, не только не работает против полевого магнита над круглой пластиной, как в серийных генераторах, но вместо этого действительно усиливает магнит. Так, как диск пересекает магнитные линии, чтобы произвести ток, ток прибывающий от диска усиливает магнит, позволяя ему произвести даже больше тока.

Подобно серийным генераторам постоянного тока, униполярное динамо также работает как мотор если ток подается на диск в то время как под магнитом, и это кажется должно быть последним элементом который сделал бы устройство самоподдерживающимся., так чтобы оно было способно производить ток после отсоединения от внешнего источника движения, такого как падающая вода или пар.

продолжение...