Pat starp daudzajiem 19. gadsimta beigu dižajiem un novatoriskajiem prātiem Nikola Tesla, serbu izcelsmes amerikāņu izgudrotājs, kurš atklāja rotējošo magnētisko lauku, izceļas ar milzīgo ieguldījumu zinātnē.

Savas neparasti ražīgās dzīves laikā Tesla pieteica vismaz 278 patentus. Lūk, pieticīga viņa ievērojamāko izgudrojumu izlase.

1. Teslas spole

Iespējams, slavenākais Teslas izgudrojums un viens no viņa iespaidīgākajiem izgudrojumiem ir Teslas spole, kas radās, pateicoties viņa ambīcijām izveidot sistēmu, kas varētu pārraidīt elektrību bezvadu režīmā.

Sistēma sastāv no divām daļām - primārās un sekundārās spoles, kurām abām ir savs kondensators (kas uzkrāj elektrisko enerģiju, līdzīgi kā akumulators). Primārā spole ir savienota ar strāvas avotu, no kura tā saņem milzīgu lādiņu līdz tādam līmenim, ka lādiņš pārtrauc gaisa pretestību telpā starp abām spolēm (tā sauktā dzirksteļsprauga). Tas rada magnētisko lauku, kas drīz vienDzirksteļspriegums starp abām spolēm rodas vairākus simtus reižu sekundē, uzlādējot sekundārās spoles kondensatoru, līdz tas izplūst brīnišķīgā elektriskās strāvas triecienā.

Teslas spolei ir ierobežots praktiskais pielietojums, taču tā mainīja mūsu izpratni par elektrību, un daudzos 20. gadsimta svarīgākajos elektrotehnikas jauninājumos, tostarp televizoros un radio, joprojām tiek izmantotas līdzīgas tehnoloģijas.

Teslas spole darbībā Nikolas Teslas laboratorijā Kolorādo Springsā, 1899. gada decembris.

Attēls: Nikola Tesla, izmantojot Wikimedia Commons / Public Domain

2. Teslas turbīna

Iedvesmojoties no virzuļdzinēja panākumiem automobiļos, Tesla nolēma izstrādāt savu turbīnas tipa dzinēju. Teslas turbīna, kas pazīstama arī kā robežslāņu turbīna un kohēzijas tipa turbīna, bija atšķirīga pēc savas konstrukcijas. Atšķirībā no parastajām turbīnām Teslas konstrukcija bija bez lāpstiņām, tā vietā izmantoja gludus diskus, kas rotēja kamerā, lai radītu kustību.

Teslas progresīvais turbodzinējs tā arī netika īsti iecienīts, lai gan tam bija acīmredzamas priekšrocības salīdzinājumā ar parastajām turbīnām. Tā konstrukcija bija ne tikai pielāgojama un lētāka nekā turbīnas ar lāpstiņām, bet arī iespaidīgi efektīva - 3600 apgriezienu minūtē un 675 zirgspēku jauda.

3. Radio

Jūs droši vien domājat, vai Guljelmo Markoni nebija slavenais radio izgudrotājs? Izrādās, ka Markoni apgalvojums ir vismaz diskutabls. 1890. gadu vidū, pirms Markoni 1896. gadā ieguva pirmo bezvadu telegrāfa patentu, Tesla, izmantojot savas spoles, panāca daudzsološu progresu radio signālu pārraidē un uztveršanā.

1895. gada sākumā Tesla bija gatavs nosūtīt radio signālu 50 jūdžu attālumā no savas laboratorijas Manhetenā, Piektās Dienvidu avēnijas 33 un 35, uz Vestpointu Ņujorkā, taču pirms revolucionārā izmēģinājuma pabeigšanas notika katastrofa: ēkas ugunsgrēks iznīcināja Teslas laboratoriju, līdz ar to arī viņa darbu. Gadu vēlāk Markoni Anglijā iegādājās savu pirmo bezvadu telegrammas patentu.

Guljelmo Markoni ar savu agrīno bezvadu radiotelegrāfa raidītāju un uztvērēju, 1897. gads.

Attēls: Nezināms autors, izmantojot Wikimedia Commons / Publiskais īpašums

4. Palielinošs raidītājs

Tāpat kā daudzi citi Teslas darbi, arī palielinošais raidītājs bija viņa Teslas spoles tehnoloģijas paplašinājums. 1899. gadā viņš izveidoja laboratoriju Kolorādo Springsā, un viņam bija pietiekami daudz vietas un resursu, lai radītu līdz šim lielāko Teslas spoles sistēmu. Šo trīskāršo spoļu sistēmu viņš nosauca par palielinošo raidītāju. Tā diametrs bija 52 pēdas, tā ģenerēja miljoniem voltu elektrības un radīja 130 pēdu garus zibens spērienus.

5. Indukcijas motors

Tāpat kā daudzu Teslas inovāciju gadījumā, arī indukcijas motora izgudrojums tika apstrīdēts. Šajā gadījumā Tesla apsteidza itāļu izgudrotāju Galileo Ferraris, kurš izstrādāja to pašu tehnoloģiju vairāk vai mazāk tajā pašā laikā. Lai gan Ferraris pirmais nāca klajā ar savu motora koncepciju, kurā rotora griešanai izmantota elektromagnētiskā indukcija, Tesla iesniedza savus patentus ātrāk par itāli.

6. Maiņstrāva

Iespējams, ka Teslas lielākais ieguldījums cilvēces labā bija viņa ietekme uz maiņstrāvas (AC) attīstību. Iespējams, ka, stingri ņemot, tam nevajadzētu būt viņa izgudrojumu sarakstā, taču nav šaubu, ka viņa tehnoloģija palīdzēja maiņstrāvai kļūt par pasaulē dominējošo elektrisko sistēmu.

Teslas entuziasmu attiecībā uz maiņstrāvu skaļi apstrīdēja Tomass Edisons, kuram Tesla strādāja 1880. gados un kurš stingri atbalstīja līdzstrāvu. Edisons uzskatīja, ka maiņstrāva ir bīstamāka par līdzstrāvu, un izcēlās ļoti publisks "strāvu karš", kurā AC lielākais čempions Džordžs Vestinghauss izmantoja Teslas indukcijas motoru savā pilnībā integrētā AC sistēmā.Westinghouse pārliecība par maiņstrāvas maiņstrāvu galu galā attaisnojās.

7. Hidroelektroenerģija

Viens no iespaidīgākajiem Teslas un Džordža Vestinghausa sadarbības produktiem noteikti bija Adamsas spēkstacija - pasaulē pirmā hidroelektrostacija. Šī novatoriskā spēkstacija īstenoja sen loloto cerību, ka var izmantot Niagāras ūdenskrituma, viena no Ziemeļamerikas iespaidīgākajiem dabas brīnumiem, milzīgo spēku. Projekts bija netiešs rezultāts konkursam, ko organizējaNiagāras ūdenskrituma Starptautiskās komisijas, lai rastu plānu, kas ļautu sasniegt tieši šo mērķi.

Konkursā tika iesniegti pieteikumi no visas pasaules, tostarp Edisons atbalstīja priekšlikumu par līdzstrāvas elektroenerģijas pārraidi. Taču Komisijas vadītāju lordu Kelvinu pietiekami pārsteidza Westinghouse Electric demonstrētā maiņstrāvas pārraide 1893. gada Čikāgas Pasaules izstādē, tāpēc viņš lūdza Vestinghausu un Teslu izstrādāt maiņstrāvas pārraides risinājumu.

Projekts izrādījās sarežģīts un dārgs, taču, neraugoties uz investoru skepsi, Tesla nekad nešaubījās, ka tas galu galā būs veiksmīgs. 1896. gada 16. novembrī stacija tika iedarbināta, un Bufalo, Ņujorkas štatā, sāka plūst elektrība, ko saražoja revolucionārā Adamsa spēkstacijas transformatoru māja. Drīz vien tika uzbūvēti vēl desmit ģeneratori unelektrostacijā iegūtā enerģija tika izmantota Ņujorkas elektrifikācijai.

Westinghouse ģeneratori Edvarda Dīna Adamsa spēkstacijā Niagara Fallsā, 1905. gads.

Attēla kredīts: Westinghouse Electric & amp; Manufacturing Company darbi, izmantojot Wikimedia Commons / Public domain

8. Ēnu grafiks

Vēl viena Teslas pētījumu joma, kuru, iespējams, ierobežoja ugunsgrēks, kas 1895. gadā nopostīja viņa Ņujorkas laboratoriju, ir saistīta ar rentgena staru tehnoloģijas rašanos. Slavenais vācu zinātnieks Vilhelms Konrāds Röntgens tā paša gada 8. novembrī izstrādāja pirmo rentgena starojumu, kas bija revolucionārs sasniegums, par kuru viņš 1901. gadā saņēma pirmo Nobela prēmiju.

Iedvesmojoties no Röntgena rentgena starojuma, Tesla atjaunojis savu interesi un izstrādājis ēnogrāfu, izmantojot vakuuma lampu. 1896. gadā viņa radītais kurpes attēls ar kāju tiek uzskatīts par pirmo rentgena starojumu Amerikā.

9. Neona apgaismojums

Neona apgaismojums ir vēl viens piemērs tehnoloģijai, ko Tesla drīzāk attīstīja, nevis izgudroja. 1910. gadā Parīzes automobiļu izstādē francūzis Žoržs Klods aizsāka neona laikmetu, parādot 38 pēdas garu neona lampu pāri. Taču kaut ko līdzīgu neona apgaismojumam jau vairākus gadu desmitus pirms tam 19. gadsimta vidū izstrādāja vācu stikla pūtējs un fiziķis Heinrihs Geislers, kurš izgatavojaneonam līdzīgu efektu, laižot strāvu caur stikla caurulēm, kas piepildītas ar gāzēm, piemēram, argonu.

Tesla bija ieguvis vairākas Geislera lampas un novēroja, ka tās iedegas viena pēc otras, kad viņš regulēja spoles frekvenci. Šis nejaušais atklājums bija dramatiska viņa intereses par bezvadu enerģiju īstenošana. 1893. gadā Čikāgas Pasaules izstādē viņš izstādīja vairākas izlādes lampas, kas iedegās bez elektrodiem vai vadiem.

10. Tesla vārsts

Teslas neparastais mantojums turpina nest augļus gandrīz 80 gadus pēc viņa nāves. Vēl 2021. gadā zinātnieki pārskatīja viņa 1920. gadā patentēto "vārpstu vadu" un atklāja dažādus jaunus Teslas gadsimtu vecās konstrukcijas pielietojumus. Lai gan Tesla acīmredzot ir vairāk pazīstams ar savu darbu ar elektrisko strāvu un ķēdēm, vārsts ir interesants piemērs viņa ģēnijam.piemēro citai zinātnes jomai.

Ierīcei, kurai nav kustīgu detaļu, ir virkne savstarpēji savienotu asaras formas cilpu, kas nodrošina brīvu ceļu šķidruma plūsmai uz priekšu, vienlaikus ierobežojot atpakaļgaitas plūsmas ātrumu. Tiek uzskatīts, ka pārveidota Teslas vārsta versija varētu būt efektīva alternatīva parastajam pretvārstam, ļaujot kontrolēt plūsmu bez kustīgām detaļām.