حتی در میان بسیاری از ذهن‌های بزرگ و مبتکر اواخر قرن 19 نیکولا تسلا، مخترع صربستانی-آمریکایی که میدان مغناطیسی دوار را کشف کرد، به دلیل مقیاس عظیم مشارکت خود در علم متمایز است.

تسلا در طول زندگی فوق العاده پربار خود، حداقل 278 اختراع ثبت کرده است. در اینجا منتخبی از برجسته ترین اختراعات او وجود دارد.

1. سیم پیچ تسلا

احتمالاً معروف ترین اختراع تسلا و مطمئناً یکی از دیدنی ترین او، سیم پیچ تسلا محصول جاه طلبی او برای ایجاد سیستمی بود که بتواند برق را به صورت بی سیم انتقال دهد.

این سیستم شامل دو قسمت - یک سیم پیچ اولیه و ثانویه، که هر دو دارای خازن خاص خود هستند (که انرژی الکتریکی را مانند باتری ذخیره می کند). سیم پیچ اولیه به یک منبع تغذیه متصل می شود که از آن بار عظیمی دریافت می کند، تا جایی که شارژ مقاومت هوا را در فضای بین دو سیم پیچ (معروف به شکاف جرقه) می شکند. این یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که به زودی فرو می ریزد و جریان الکتریکی در سیم پیچ ثانویه ایجاد می کند. جرقه زدن ولتاژ بین دو سیم پیچ چند صد بار در ثانیه و شارژ خازن سیم پیچ ثانویه تا زمانی که آزاد شودپیچ و مهره تماشایی جریان الکتریکی.

کویل تسلا کاربرد عملی محدودی دارد، اما درک ما از الکتریسیته را تغییر داد و بسیاری از مهم‌ترین نوآوری‌های الکتریکی قرن بیستم - از جمله تلویزیون و رادیو - همچنان از فناوری‌های مشابه استفاده می‌کنند. 2>

کویل تسلا در حال عمل در آزمایشگاه کلرادو اسپرینگز نیکولا تسلا، دسامبر 1899.

اعتبار تصویر: نیکولا تسلا از طریق Wikimedia Commons / دامنه عمومی

2. توربین تسلا

با الهام از موفقیت نوظهور موتور پیستونی در خودروها، تسلا تصمیم گرفت موتور خود را به سبک توربین توسعه دهد. توربین تسلا که به عنوان توربین لایه مرزی و توربین نوع چسبندگی نیز شناخته می شود، در طراحی خود متمایز بود. برخلاف توربین‌های معمولی، طراحی تسلا بدون تیغه بود، در عوض از دیسک‌های صافی که در یک محفظه می‌چرخند برای ایجاد حرکت استفاده می‌کردند.

موتور توربین پیشرفته تسلا هرگز واقعاً عمل نکرد، حتی اگر مزایای آشکاری نسبت به توربین‌های معمولی داشت. طراحی آن نه تنها قابل انطباق و تولید ارزان تر از توربین های تیغه ای بود، بلکه به طرز چشمگیری کارآمد بود و 3600 دور در دقیقه و 675 اسب بخار نیرو تولید می کرد.

3. رادیو

احتمالاً به این فکر می کنید که آیا گوگلیلمو مارکونی معروف رادیو را اختراع نکرده است؟ خب، معلوم می شود که ادعای مارکونی حداقل قابل بحث است. در واقع، تسلا با استفاده از کویل های خود، پیشرفت های امیدوارکننده ای در انتقال ودریافت سیگنال های رادیویی در اواسط دهه 1890، قبل از اینکه مارکونی اولین پتنت تلگراف بی سیم را در سال 1896 به ثبت رساند.

در اوایل سال 1895 تسلا آماده ارسال سیگنال رادیویی 50 مایلی از آزمایشگاه خود در 33 و 35 جنوبی بود. خیابان پنجم در منهتن، تا وست پوینت، نیویورک، اما فاجعه پیش از تکمیل آزمایش اولیه او رخ داد: آتش سوزی ساختمان آزمایشگاه تسلا را ویران کرد و کار او را نیز با خود برد. یک سال بعد، مارکونی اولین حق ثبت اختراع تلگرام بی سیم خود را در انگلستان به ثبت رساند.

Guglielmo Marconi با فرستنده و گیرنده رادیو تلگراف بی سیم اولیه خود، 1897

اعتبار تصویر: نویسنده ناشناس از طریق Wikimedia Commons / دامنه عمومی

4. فرستنده بزرگنمایی

مانند بسیاری از کارهای تسلا، فرستنده بزرگنمایی توسعه فناوری سیم پیچ تسلا بود. او با راه اندازی آزمایشگاهی در کلرادو اسپرینگز در سال 1899، فضا و منابع لازم را برای ایجاد بزرگترین سیم پیچ تسلا در اختیار داشت. او این سیستم سیم پیچ سه گانه را فرستنده بزرگنمایی نامید. قطر آن 52 فوت بود، میلیون ها ولت برق تولید کرد و صاعقه هایی به طول 130 فوت تولید کرد.

5. موتور القایی

همانند بسیاری از نوآوری های تسلا، اعتبار اختراع موتور القایی مورد بحث قرار گرفت. در این مورد، تسلا مخترع ایتالیایی گالیله فراری را که همان فناوری را کم و بیش در همان زمان توسعه داد، به این پست هدایت کرد. اگرچه فراریس مفهوم خود را از یک موتور ارائه کردتسلا که از القای الکترومغناطیسی برای چرخاندن روتور خود در ابتدا استفاده می کند، اختراعات خود را قبل از ایتالیایی ثبت کرد.

6. جریان متناوب

مسلماً بزرگترین کمک تسلا به بشریت تأثیر او بر توسعه جریان متناوب (AC) بود. شاید به بیان دقیق، در فهرستی از اختراعات او قرار نگیرد، اما شکی نیست که فناوری او در ظهور AC به عنوان سیستم الکتریکی غالب جهان نقش اساسی داشته است. توسط توماس ادیسون - که تسلا در دهه 1880 برای او کار می کرد - که به شدت طرفدار DC بود، به چالش کشیده شد. ادیسون جریان متناوب را خطرناک‌تر از جریان مستقیم می‌دانست و یک «جنگ جریان‌ها» بسیار عمومی به وجود آمد که بزرگترین قهرمان AC، جورج وستینگهاوس، از موتور القایی تسلا در سیستم AC کاملاً یکپارچه‌اش استفاده کرد. با وجود مخالفت ادیسون، اعتقاد وستینگهاوس به AC در نهایت ثابت شد.

7. نیروی هیدروالکتریک

یکی از چشمگیرترین محصولات مشارکت تسلا با جورج وستینگهاوس مطمئناً نیروگاه آدامز، اولین نیروگاه برق آبی جهان بود. این نیروگاه نوآور، امید دیرینه ای را به وجود آورد که می توان از نیروی شگفت انگیز آبشار نیاگارا، یکی از شگفت انگیزترین شگفتی های طبیعی آمریکای شمالی استفاده کرد. این پروژه نتیجه غیرمستقیم مسابقه ای بود که توسط آبشار بین المللی نیاگارا برگزار شدکمیسیون، برای یافتن طرحی که در انجام این کار موفق باشد.

این مسابقه شرکت کنندگانی را از سراسر جهان جذب کرد، از جمله پیشنهادی برای انتقال برق DC که توسط ادیسون تأیید شد. اما رهبر کمیسیون، لرد کلوین، از نمایش AC توسط وستینگهاوس الکتریک در نمایشگاه جهانی شیکاگو در سال 1893 به اندازه کافی تحت تأثیر قرار گرفت و از وستینگهاوس و تسلا خواست تا یک راه حل انتقال AC ایجاد کنند.

این پروژه نشان داد که چالش برانگیز است. و گران قیمت اما علیرغم شک و تردیدهای فزاینده در بین سرمایه گذاران، تسلا هرگز شک نداشت که در نهایت موفق خواهد شد. سرانجام، در 16 نوامبر 1896، ایستگاه فعال شد و برق تولید شده توسط ترانسفورماتور هاوس انقلابی نیروگاه آدامز شروع به افزایش به بوفالو، نیویورک کرد. طولی نکشید که ده ژنراتور دیگر ساخته شد و انرژی حاصل از نیروگاه برای برق رسانی به شهر نیویورک استفاده شد.

ژنراتورهای وستینگهاوس در نیروگاه ادوارد دین آدامز در آبشار نیاگارا، 1905. اعتبار تصویر: Works of the Westinghouse Electric & شرکت تولیدی از طریق Wikimedia Commons / Public domain

8. سایه نگار

یکی دیگر از حوزه‌های تحقیقاتی تسلا که احتمالاً توسط آتش‌سوزی که آزمایشگاه او در نیویورک را در سال 1895 ویران کرد، محدود شد، به ظهور فناوری اشعه ایکس مربوط می‌شود. ویلهلم کنراد رونتگن، دانشمند آلمانی، اولین اشعه ایکس را در 8 نوامبر همان سال ساخت.دستاورد بزرگی که او را در سال 1901 اولین جایزه نوبل را به ارمغان آورد.

تسلا با الهام از اشعه ایکس رونتگن، علاقه خود را تجدید کرد و Shadowgraph را با استفاده از یک لوله خلاء توسعه داد. تصور می شود تصویر او از یک کفش با پا در آن، تولید شده در سال 1896، اولین عکس اشعه ایکس آمریکا باشد.

9. چراغ‌های نئون

چراغ‌های نئون نمونه دیگری از فناوری‌هایی هستند که تسلا به جای اختراع آن را پیش‌رفت کرده است. یک فرانسوی به نام ژرژ کلود با نمایش یک جفت چراغ نئونی به طول 38 فوت در نمایشگاه خودروی پاریس در سال 1910، عصر نئون را آغاز کرد. اما چیزی شبیه به نورپردازی نئون چند دهه قبل در اواسط قرن نوزدهم ساخته شده بود. توسط هاینریش گایسلر، شیشه‌گر و فیزیکدان آلمانی که با عبور دادن جریانی از لوله‌های شیشه‌ای پر از گازهایی مانند آرگون، جلوه‌های نئونی مانند ایجاد کرد.

تسلا چندین لوله گیسلر را در اختیار داشت و مشاهده کرد که آنها در در حالی که فرکانس سیم پیچ خود را تنظیم می کرد. این کشف شانسی، تحقق چشمگیر علاقه او به انرژی بی سیم بود. در سال 1893، او در نمایشگاه جهانی شیکاگو مجموعه ای از چراغ های تخلیه را به نمایش گذاشت که بدون تغذیه با الکترود یا سیم روشن می شدند.

10. دریچه تسلا

میراث خارق العاده تسلا تقریباً 80 سال پس از مرگ او همچنان به ثمر نشسته است. اخیراً در سال 2021، "مجرای واولار" ثبت اختراع او در سال 1920 مجدداً توسط دانشمندان مورد بازبینی قرار گرفت که انواع مختلفی از آنها را شناسایی کردند.برنامه های کاربردی جدید برای طراحی قرن قدمت تسلا. در حالی که آشکارا تسلا بیشتر به خاطر کارش با جریان ها و مدارهای الکتریکی شناخته شده است، این شیر نمونه جالبی از نبوغ او در زمینه های علمی متفاوت است.

این دستگاه که هیچ قسمت متحرکی ندارد، دارای یک سری است. حلقه‌های قطره‌ای شکل به هم پیوسته که مسیر روشنی را برای جریان رو به جلو مایع فراهم می‌کنند و در عین حال سرعت جریان معکوس را محدود می‌کنند. تصور می‌شود که یک نسخه مهندسی شده مجدد از شیر تسلا می‌تواند جایگزین موثری برای شیر چک معمولی باشد و اجازه می‌دهد جریان‌ها بدون نیاز به قطعات متحرک کنترل شوند.