Isegi paljude 19. sajandi lõpu suurte ja uuenduslike vaimude seas paistab serbia-ameerika leiutaja Nikola Tesla, kes avastas pöörleva magnetvälja, silma oma panuse ulatuse poolest teadusele.

Oma erakordselt viljakas elu jooksul esitas Tesla vähemalt 278 patenti. Siin on tagasihoidlik valik tema kõige tähelepanuväärsematest leiutistest.

1. Tesla mähis

Ilmselt Tesla kuulsaim leiutis ja kindlasti üks tema tähelepanuväärsemaid leiutisi, Tesla mähis, tulenes tema ambitsioonist luua süsteem, mis võimaldaks elektrit juhtmevabalt edastada.

Süsteem koosneb kahest osast - primaarsest ja sekundaarsest mähisest, millel mõlemal on oma kondensaator (mis salvestab elektrienergiat, nagu aku). Primaarne mähis on ühendatud vooluallikaga, millest see saab massiivse laengu, nii et laeng purustab õhutakistuse kahe mähise vahelises ruumis (mida nimetatakse sädelõheks). See tekitab magnetvälja, mis peagiKokkupõrge tekitab elektrivoolu sekundaarmähises. Sädemepinge voolab kahe mähise vahel mitusada korda sekundaarmähise kondensaatorit, kuni see lõhkeb suurejoonelise elektrivoolupilguna.

Tesla spiraalil on piiratud praktiline kasutus, kuid see muutis meie arusaama elektrist ja paljud 20. sajandi kõige olulisemad elektrilised uuendused - sealhulgas televiisorid ja raadiod - kasutavad jätkuvalt sarnaseid tehnoloogiaid.

Tesla mähis tegevuses Nikola Tesla laboris Colorado Springsis, detsember 1899.

Pildi krediit: Nikola Tesla via Wikimedia Commons / Public Domain

2. Tesla turbiin

Inspireerituna kolbmootori esilekerkivast edust autodes otsustas Tesla arendada omaenda turbiinilaadse mootori. Tesla turbiin, mida tuntakse ka piirikihiturbiinina ja ühtekuuluvusturbiinina, oli oma konstruktsiooni poolest eriline. Erinevalt tavapärastest turbiinidest oli Tesla konstruktsioon labadeta, selle asemel kasutas ta liikumise tekitamiseks kambris pöörlevaid siledaid kettaid.

Tesla tipptasemel turbiinimootor ei leidnud kunagi tõelist kõlapinda, kuigi see pakkus selgeid eeliseid tavapäraste turbiinide ees. Selle konstruktsioon ei olnud mitte ainult kohandatav ja odavam toota kui labaturbiinid, vaid ka muljetavaldavalt tõhus, andes 3600 pööret minutis ja tootes 675 hobujõudu.

3. Raadio

Arvatavasti mõtlete, et oota, kas Guglielmo Marconi ei leiutanud mitte kuulsalt raadiot? Noh, selgub, et Marconi väide on vähemalt vaieldav. Tegelikult tegi Tesla oma mähiste abil 1890ndate keskel, enne kui Marconi 1896. aastal esimese traadita telegraafi patendi välja andis, paljulubavaid edusamme raadiosignaalide edastamisel ja vastuvõtmisel.

1895. aasta alguses oli Tesla valmis saatma raadiosignaali 50 miili kaugusele oma laborist aadressil 33 ja 35 South Fifth Avenue Manhattanil West Pointi, NY, kuid katastroof tabas teda enne, kui tema teedrajav katse sai lõpule viidud: hoonetulekahju hävitas Tesla labori, mis viis tema töö kaasa. Aasta hiljem võttis Marconi Inglismaal välja oma esimese traadita telegrammi patendi.

Guglielmo Marconi oma varase traadita raadiotelegraafi saatja ja vastuvõtjaga, 1897

Pildi krediit: Tundmatu autor via Wikimedia Commons / Public domain

4. Suurendav saatja

Nagu nii palju Tesla tööd, oli ka suurendav saatja tema Tesla spiraaltehnoloogia laiendus. 1899. aastal Colorado Springsis laboratooriumi rajanud, oli tal ruumi ja vahendeid, et luua seni suurim Tesla spiraal. Seda kolmekordset spiraalsüsteemi nimetas ta suurendavaks saatjaks. See oli 52 jala läbimõõduga, tekitas miljoneid volte elektrit ja tekitas 130 jala pikkuseid välke.

5. Induktsioonmootor

Nagu paljude Tesla uuenduste puhul, oli ka induktsioonimootori leiutamisel au vaieldav. Sel juhul edestas Tesla Itaalia leiutajat Galileo Ferraris't, kes töötas sama tehnoloogia välja enam-vähem samal ajal. Kuigi Ferraris esitas esimesena oma idee mootorist, mis kasutab elektromagnetilist induktsiooni rootori pööramiseks, esitas Tesla oma patendid enne itaallast.

6. Vahelduvvool

Tesla vaieldamatult suurim panus inimkonnale oli tema mõju vahelduvvoolu (AC) arendamisele. Võib-olla ei peaks see rangelt võttes tema leiutiste loetelus olema, kuid tema tehnoloogia oli kahtlemata oluline vahelduvvoolu kujunemisel maailma domineerivaks elektrisüsteemiks.

Tesla entusiasmile vahelduvvoolu suhtes oli Thomas Edison - kellele Tesla töötas 1880ndatel -, kes eelistas tugevalt alalisvoolu. Edison pidas vahelduvvoolu ohtlikumaks kui alalisvoolu ja sellest järgnes väga avalik "voolude sõda", mille suurim võitja George Westinghouse kasutas Tesla induktsioonimootorit oma täielikult integreeritud vahelduvvoolusüsteemis. Hoolimata Edisonivastuseis, Westinghouse'i usk vahelduvvoolutehnoloogiasse sai lõpuks õigustatud.

7. Hüdroelektriline energia

Tesla ja George Westinghouse'i koostöö üks muljetavaldavamaid tooteid oli kindlasti Adams Power Station, maailma esimene hüdroelektrijaam. See uuenduslik elektrijaam realiseeris kaua aega kestnud lootuse, et Niagara juga, Põhja-Ameerika ühe kõige suurejoonelisema loodusime, aukartustäratav jõud on võimalik ära kasutada. Projekt oli kaudne tulemus võistlusest, mille korraldasrahvusvahelise Niagara Falls'i komisjoni, et leida plaan, mis oleks edukas just selles osas.

Konkursile laekus töid kogu maailmast, sealhulgas ettepanek alalisvoolu ülekandmiseks, mida Edison toetas. 1893. aasta Chicago maailmanäitusel avaldas komisjoni juhile lord Kelvinile Westinghouse Electricu vahelduvvoolu näitusel piisavalt muljet, et ta palus Westinghouse'il ja Teslal töötada välja vahelduvvoolu ülekandmise lahendus.

Projekt osutus keeruliseks ja kulukaks, kuid vaatamata investorite kasvavale skeptitsismile ei olnud Teslal kunagi kahtlust, et see osutub lõpuks edukaks. 16. novembril 1896. aastal käivitati jaam ja revolutsioonilise Adams Power Plant'i trafohoone poolt toodetud elekter hakkas Buffalo, NY-s. Varsti ehitati veel kümme generaatorit jaelektrijaama energiat kasutati New Yorgi elektrifitseerimiseks.

Westinghouse'i generaatorid Edward Dean Adamsi elektrijaamas Niagara Fallsis 1905. aastal.

Image Credit: Works of the Westinghouse Electric & Manufacturing Company via Wikimedia Commons / Public domain

8. Varjutusgraafik

Teine Tesla teadustöö valdkond, mida tõenäoliselt piiras tulekahju, mis hävitas tema New Yorgi laboratooriumi 1895. aastal, on seotud röntgentehnoloogia tekkimisega. 8. novembril samal aastal töötas Saksa teadlane Wilhelm Conrad Röntgen välja esimese röntgenkiirguse, mis oli murranguline saavutus, mis tõi talle 1901. aastal Nobeli preemia.

Röntgeni röntgenkiirgusest inspireerituna uuendas Tesla oma huvi ja töötas välja vaakumtoru abil Shadowgraphi. 1896. aastal tehtud kujutis jalaga kingast on arvatavasti Ameerika esimene röntgenülesvõte.

9. Neontuled

Neoonvalgustus on veel üks näide tehnoloogiast, mida Tesla pigem arendas kui leiutas. 1910. aastal Pariisis toimunud autonäitusel näitas prantslane Georges Claude neoonvalgustuse ajastu algust, kui ta näitas paari 38 jala pikkust neoontoru. Kuid midagi neoonvalgustuse sarnast oli juba aastakümneid varem, 19. sajandi keskel, välja töötanud Heinrich Geißler, saksa klaasipuhuja ja füüsik, kes valmistasneoonilaadsed efektid, juhatades voolu läbi klaastorude, mis on täidetud näiteks argooniga.

Tesla valduses oli mitu Geißleri toru ja ta täheldas, et need süttisid järjest, kui ta reguleeris oma mähise sagedust. See juhuslik avastus oli tema huvi traadita energia vastu dramaatiline realiseerimine. 1893. aastal näitas ta Chicago maailmanäitusel valikut tühjenduslampidest, mis süttisid ilma elektroodide või juhtmete toiteallikata.

10. Tesla klapp

Tesla erakordne pärand kannab jätkuvalt vilja peaaegu 80 aastat pärast tema surma. Alles 2021. aastal vaatasid teadlased uuesti läbi tema 1920. aastal patenteeritud "vavulaarjuhtme", mille abil leiti Tesla sajandivanusele konstruktsioonile mitmeid uusi rakendusi. Kuigi Tesla on ilmselt paremini tuntud oma töö eest elektrivoolude ja vooluahelate alal, on ventiil huvitav näide tema geniaalsusest, mis onrakendatud teise teadusvaldkonna suhtes.

Seadmel, millel ei ole liikuvaid osi, on rida omavahel ühendatud pisarakujulisi silmuseid, mis tagavad selge tee vedeliku edasivoolule, piirates samas tagasivoolu kiirust. Arvatakse, et Tesla klapi ümbertöötatud versioon võiks pakkuda tõhusat alternatiivi tavalisele tagasilöögiklapile, võimaldades voolu reguleerida ilma liikuvate osadeta.