Jafnvel meðal margra frábærra og nýstárlegra hugarfara seint á 19. öld , Nikola Tesla, serbnesk-ameríski uppfinningamaðurinn sem uppgötvaði snúningssegulsviðið, stendur sérstaklega fyrir umfangi framlags hans til vísinda.

Á óvenju frjóu lífi sínu lagði Tesla fram að minnsta kosti 278 einkaleyfi. Hér er hóflegt úrval af athyglisverðustu uppfinningum hans.

1. Tesla spólu

Líklega frægasta uppfinning Tesla og örugglega ein af hans stórbrotnustu, Tesla spólan var afurð af metnaði hans til að búa til kerfi sem gæti flutt rafmagn þráðlaust.

Kerfið samanstendur af tveir hlutar – aðal- og aukaspóla, sem báðir hafa sinn þétta (sem geymir raforku, eins og rafhlaða). Aðalspólinn er tengdur við aflgjafa sem hún fær mikla hleðslu frá, að því marki að hleðslan brýtur loftmótstöðuna í bilinu á milli spólanna tveggja (þekkt sem neistabilið). Þetta skapar segulsvið sem fljótlega hrynur og myndar rafstraum í aukaspólunni. Neistaspenna rennur á milli spólanna tveggja nokkur hundruð sinnum á sekúndu og hleður þétta aukaspólunnar þar til hann springur laus ístórkostlegur rafstraumsbolti.

Tesla spólan hefur takmarkaða hagnýtingu, en hún breytti skilningi okkar á rafmagni og margar af mikilvægustu rafmagnsnýjungum 20. aldarinnar – þar á meðal sjónvörp og útvarp – halda áfram að nota svipaða tækni.

Tesla spólan í aðgerð á Colorado Springs rannsóknarstofu Nikola Tesla, desember 1899.

Myndinnihald: Nikola Tesla í gegnum Wikimedia Commons / Public Domain

2. Tesla túrbína

Innblásin af árangri stimpilvélarinnar í bifreiðum ákvað Tesla að þróa sína eigin túrbínuvél. Einnig þekktur sem landamæralags hverfli og samheldni hverfli, hverfli Tesla var sérstakur í hönnun sinni. Ólíkt hefðbundnum hverflum var hönnun Tesla blaðlaus, en notuðu þess í stað slétta diska sem snéru í hólfi til að mynda hreyfingu.

Gómsæta túrbínuvél Tesla náði aldrei raunverulegum árangri, jafnvel þó að hún hafi veitt skýra kosti fram yfir hefðbundna hverfla. Hönnun þess var ekki aðeins aðlögunarhæf og ódýrari í framleiðslu en blaðtúrbínur, heldur var hann líka ótrúlega duglegur, skilaði 3.600 snúningum á mínútu og skilaði 675 hestöflum.

3. Útvarp

Þú ert líklega að hugsa um að bíddu aðeins, fann Guglielmo Marconi ekki upp útvarpið? Jæja, það kemur í ljós að fullyrðing Marconi er að minnsta kosti umdeilanleg. Reyndar, með því að nota spólur sínar, gerði Tesla vænlegar framfarir í sendingu ogmóttaka útvarpsmerkja um miðjan tíunda áratuginn, áður en Marconi tók út fyrsta einkaleyfið fyrir þráðlausa símritun árið 1896.

Snemma árs 1895 var Tesla tilbúinn að senda útvarpsmerki 50 mílur, frá rannsóknarstofu sinni á 33 og 35 South Fifth Avenue á Manhattan, til West Point, NY en hörmung varð áður en tímamótaprófi hans var lokið: byggingareldur eyðilagði rannsóknarstofu Tesla og tók vinnu hans með sér. Ári síðar tók Marconi út sitt fyrsta einkaleyfi fyrir þráðlausa símskeyti í Englandi.

Guglielmo Marconi með þráðlausa þráðlausa geislasímasenda og móttakara, 1897

Image Credit: Unknown author via Wikimedia Commons / Almenningur

4. Stækkunarsendir

Eins og svo margt í starfi Tesla var stækkunarsendirinn stækkun á Tesla spólutækni hans. Eftir að hafa sett upp rannsóknarstofu í Colorado Springs árið 1899 hafði hann pláss og fjármagn til að búa til stærstu Tesla spólu til þessa. Hann kallaði þetta þrefalda spólukerfi stækkunarsendi. Hann var 52 fet í þvermál, framleiddi milljónir volta af rafmagni og framleiddi 130 feta langar eldingar.

5. Örvunarmótor

Eins og með margar af nýjungum Tesla var heiðurinn að uppfinningu örvunarmótorsins mótmælt. Í þessu tilviki sendi Tesla ítalska uppfinningamanninn Galileo Ferraris, sem þróaði sömu tækni á nokkurn veginn sama tíma, í póstinn. Þó Ferraris kynnti hugmynd sína um mótorsem notar rafsegulörvun til að snúa snúningnum sínum fyrst, Tesla lagði fram einkaleyfi sín á undan Ítalanum.

6. Riðstraumur

Sannlega var mesta framlag Tesla til mannkyns áhrif hans á þróun riðstraums (AC). Kannski ætti það, strangt til tekið, ekki að vera á lista yfir uppfinningar hans, en það er enginn vafi á því að tækni hans átti stóran þátt í tilkomu AC sem ríkjandi rafkerfi heimsins.

Áhugi Tesla fyrir AC var hávær. keppt af Thomas Edison - sem Tesla vann fyrir á níunda áratugnum - sem var mjög hlynntur DC. Edison taldi riðstraum vera hættulegri en jafnstraum og mjög opinbert „Stríð straumanna“ hófst þar sem stærsti meistari AC, George Westinghouse, notaði örvunarmótor Tesla í fullkomlega samþættu straumkerfi sínu. Þrátt fyrir andstöðu Edison var trú Westinghouse á AC að lokum staðfest.

7. Vatnsaflsvirkjun

Ein glæsilegasta afurð samstarfs Tesla við George Westinghouse var örugglega Adams Power Station, fyrsta vatnsaflsvirkjun í heimi. Þetta nýstárlega orkuver gerði sér grein fyrir langvarandi von um að hægt væri að virkja hinn ógnvekjandi kraft Niagara-fossanna, eitt stórbrotnasta náttúruundur Norður-Ameríku. Verkefnið var óbein niðurstaða keppni, á vegum Alþjóðlegu Niagara-fossannaframkvæmdastjórninni, til að finna áætlun sem myndi takast að gera einmitt það.

Samkeppnin vakti þátttöku alls staðar að úr heiminum, þar á meðal tillögu um að senda DC rafmagn sem var samþykkt af Edison. En leiðtogi framkvæmdastjórnarinnar, Kelvin lávarður, var nægilega hrifinn af sýningu Westinghouse Electric á AC á heimssýningunni í Chicago árið 1893 til að hann bað Westinghouse og Tesla um að þróa AC-sendilausn.

Verkefnið reyndist krefjandi. og dýr en þrátt fyrir vaxandi efasemdir meðal fjárfesta var Tesla aldrei í vafa um að það myndi á endanum reynast vel. Að lokum, þann 16. nóvember 1896, var stöðin virkjuð og rafmagn framleitt af byltingarkennda Adams Power Plant Transformer House byrjaði að streyma inn í Buffalo, NY. Áður en langt um leið voru smíðaðir tíu rafala til viðbótar og orka frá verksmiðjunni var notuð til að rafvæða New York borg.

Westinghouse rafalar í Edward Dean Adams Power Plant í Niagara Falls, 1905.

Mynd Credit: Verk Westinghouse Electric & amp; Framleiðslufyrirtæki í gegnum Wikimedia Commons / Public domain

8. Skuggagrafið

Annað svið rannsókna Tesla sem líklega var takmarkað vegna eldsins sem eyðilagði rannsóknarstofu hans í New York árið 1895 tengist tilkomu röntgentækni. Frægt er að þýski vísindamaðurinn Wilhelm Conrad Röntgen þróaði fyrstu röntgenmyndina þann 8. nóvember sama ár, abyltingarkennd afrek sem skilaði honum upphaflegu Nóbelsverðlaununum árið 1901.

Innblásin af röntgengeisli Röntgen endurnýjaði Tesla eigin áhuga og þróaði Shadowgraph með því að nota tómarúmsrör. Mynd hans af skó með fæti í, framleidd árið 1896, er talin vera fyrsta röntgengeislun Bandaríkjanna.

9. Neonljós

Neonljós eru annað dæmi um tækni sem Tesla þróaði frekar en fann upp. Frakki, Georges Claude, hóf neonöld þegar hann sýndi par af 38 feta löngum neonrörsljósum á bílasýningunni í París árið 1910. En eitthvað í ætt við neonlýsingu hafði verið þróað áratugum fyrr um miðja 19. öld eftir Heinrich Geißler, þýskan glerblásara og eðlisfræðing sem framleiddi neonlík áhrif með því að renna straum í gegnum glerrör fyllt með gastegundum eins og argon.

Tesla var með nokkrar af Geißler rörum og sá að þær kviknuðu í röð þegar hann stillti tíðni spólu sinnar. Þessi tækifærisuppgötvun var stórkostleg raunveruleiki á áhuga hans á þráðlausri orku. Árið 1893 sýndi hann úrval af útskriftarljósum sem kviknuðu án þess að vera knúin af rafskautum eða vírum á heimssýningunni í Chicago.

10. Tesla loki

Óvenjuleg arfleifð Tesla heldur áfram að bera ávöxt næstum 80 árum eftir dauða hans. Svo nýlega sem árið 2021, var einkaleyfi hans frá 1920 „blóðrás“ hans endurskoðuð af vísindamönnum, sem greindu margs konarný forrit fyrir aldargamla hönnun Tesla. Þó að Tesla sé augljóslega þekktari fyrir vinnu sína með rafstrauma og rafrásir, þá er ventillinn áhugavert dæmi um að snilli hans sé beitt á annað vísindasvið.

Tækið, sem hefur enga hreyfanlega hluta, er með röð af samtengdum tárlaga lykkjum sem veita skýran slóð fyrir áframflæði vökva á sama tíma og það takmarkar hraða bakflæðis. Talið er að endurhönnuð útgáfa af Tesla lokanum gæti verið árangursríkur valkostur við hefðbundna afturlokann, sem gerir kleift að stjórna flæði án þess að þörf sé á hreyfanlegum hlutum.