Nawet wśród wielu wielkich i innowacyjnych umysłów końca XIX wieku Nikola Tesla, serbsko-amerykański wynalazca, który odkrył wirujące pole magnetyczne, wyróżnia się samą skalą swojego wkładu w naukę.

W ciągu swego niezwykle płodnego życia Tesla zgłosił co najmniej 278 patentów. Oto skromny wybór jego najbardziej godnych uwagi wynalazków.

1. cewka Tesli

Prawdopodobnie najsłynniejszy wynalazek Tesli i z pewnością jeden z jego najbardziej spektakularnych, cewka Tesli była produktem jego ambicji stworzenia systemu, który mógłby przesyłać energię elektryczną bezprzewodowo.

System składa się z dwóch części - cewki pierwotnej i wtórnej, z których obie posiadają własny kondensator (który przechowuje energię elektryczną, jak bateria).Cewka pierwotna jest podłączona do źródła zasilania, z którego otrzymuje ogromny ładunek, do tego stopnia, że ładunek ten przełamuje opór powietrza w przestrzeni pomiędzy dwoma cewkami (zwanej iskrownikiem).Tworzy to pole magnetyczne, które wkrótceNapięcie iskrowe przeskakuje pomiędzy dwoma cewkami kilkaset razy na sekundę, ładując kondensator w cewce wtórnej, aż do momentu jego uwolnienia w spektakularnym błysku prądu.

Cewka Tesli ma ograniczone zastosowanie praktyczne, ale zmieniła nasze rozumienie elektryczności i wiele z najważniejszych innowacji elektrycznych XX wieku - w tym telewizory i radia - nadal wykorzystuje podobne technologie.

Cewka Tesli w akcji w laboratorium Nikoli Tesli w Colorado Springs, grudzień 1899 r.

Image Credit: Nikola Tesla via Wikimedia Commons / Public Domain

2. turbina Tesli

Zainspirowany rodzącym się sukcesem silnika tłokowego w samochodach, Tesla postanowił opracować własny silnik w stylu turbinowym. Znana również jako turbina warstwy granicznej lub turbina typu kohezyjnego, turbina Tesli była odmienna w swojej konstrukcji. W przeciwieństwie do konwencjonalnych turbin, konstrukcja Tesli była pozbawiona łopatek, a zamiast tego wykorzystywała gładkie tarcze obracające się w komorze do generowania ruchu.

Najnowocześniejszy silnik turbinowy Tesli nigdy nie zyskał popularności, mimo że miał wyraźne zalety w porównaniu z konwencjonalną turbiną. Jego konstrukcja była nie tylko możliwa do zaadaptowania i tańsza w produkcji niż turbiny łopatkowe, ale także imponująco wydajna, osiągając 3600 obrotów na minutę i generując 675 koni mechanicznych.

3) Radio

Pewnie zastanawiasz się, czy Guglielmo Marconi nie wynalazł przypadkiem radia? Okazuje się, że twierdzenie Marconiego jest co najmniej dyskusyjne. W rzeczywistości, używając swoich cewek, Tesla poczynił obiecujące postępy w nadawaniu i odbiorze sygnałów radiowych w połowie lat 90. XIX wieku, zanim Marconi uzyskał pierwszy patent na telegrafię bezprzewodową w 1896 roku.

Na początku 1895 roku Tesla był gotowy do wysłania sygnału radiowego na odległość 50 mil, ze swojego laboratorium przy 33 i 35 South Fifth Avenue na Manhattanie, do West Point w stanie Nowy Jork, ale zanim jego przełomowy test mógł zostać ukończony, nastąpiła katastrofa: pożar budynku zniszczył laboratorium Tesli, zabierając ze sobą jego pracę. Rok później Marconi uzyskał w Anglii swój pierwszy patent na telegram bezprzewodowy.

Guglielmo Marconi ze swoim wczesnym nadajnikiem i odbiornikiem radiotelegrafii bezprzewodowej, 1897 r.

Image Credit: Unknown author via Wikimedia Commons / Public domain

4. przetwornik powiększający

Jak wiele innych prac Tesli, nadajnik powiększający był rozwinięciem jego technologii cewek Tesli. Po założeniu laboratorium w Colorado Springs w 1899 roku, miał on przestrzeń i środki, aby stworzyć największą cewkę Tesli. Ten potrójny system cewek nazwał nadajnikiem powiększającym. Miał on 52 stopy średnicy, generował miliony woltów prądu i wytwarzał błyskawice o długości 130 stóp.

5. silnik indukcyjny

Podobnie jak w przypadku wielu innych wynalazków Tesli, zasługi za wynalezienie silnika indukcyjnego były przedmiotem sporu. W tym przypadku Tesla wyprzedził włoskiego wynalazcę Galileo Ferrarisa, który opracował tę samą technologię mniej więcej w tym samym czasie. Chociaż Ferraris jako pierwszy przedstawił swoją koncepcję silnika wykorzystującego indukcję elektromagnetyczną do obracania wirnika, Tesla zgłosił swoje patenty przed Włochem.

6. prąd zmienny

Być może największym wkładem Tesli w rozwój ludzkości był jego wpływ na rozwój prądu zmiennego (AC). Być może nie powinno to, ściśle rzecz biorąc, znaleźć się na liście jego wynalazków, ale nie ma wątpliwości, że jego technologia odegrała kluczową rolę w pojawieniu się AC jako dominującego systemu elektrycznego na świecie.

Entuzjazm Tesli dla prądu zmiennego był głośno kwestionowany przez Thomasa Edisona - dla którego Tesla pracował w latach osiemdziesiątych XIX wieku - który zdecydowanie preferował prąd stały. Edison uważał, że prąd zmienny jest bardziej niebezpieczny niż prąd stały i doszło do bardzo publicznej "wojny prądów", w której największy mistrz prądu zmiennego, George Westinghouse, wykorzystał silnik indukcyjny Tesli w swoim całkowicie zintegrowanym systemie prądu zmiennego. Pomimo EdisonaWiara Westinghouse w AC została ostatecznie potwierdzona.

7) Energia wodna

Jednym z najbardziej imponujących produktów współpracy Tesli z George'em Westinghouse'em była z pewnością Adams Power Station, pierwsza na świecie elektrownia wodna. Ta innowacyjna elektrownia realizowała długo skrywaną nadzieję, że uda się wykorzystać niesamowitą siłę wodospadu Niagara, jednego z najbardziej spektakularnych cudów natury w Ameryce Północnej. Projekt był pośrednim wynikiem konkursu, zorganizowanego przezMiędzynarodowa Komisja Wodospadu Niagara, aby znaleźć plan, który zdołałby to zrobić.

Na konkurs napłynęły prace z całego świata, w tym propozycja transmisji prądu stałego, która została poparta przez Edisona. Jednak przewodniczący Komisji, Lord Kelvin, był pod takim wrażeniem pokazu prądu zmiennego przez Westinghouse Electric na Światowych Targach w Chicago w 1893 roku, że poprosił Westinghouse'a i Teslę o opracowanie rozwiązania umożliwiającego transmisję prądu zmiennego.

Projekt okazał się trudny i kosztowny, ale pomimo rosnącego sceptycyzmu inwestorów, Tesla nigdy nie miał wątpliwości, że ostatecznie okaże się sukcesem. W końcu, 16 listopada 1896 roku, stacja została uruchomiona, a energia elektryczna generowana przez rewolucyjną elektrownię Adams Power Plant Transformer House zaczęła płynąć do Buffalo w stanie Nowy Jork. Wkrótce zbudowano dziesięć kolejnych generatorów ienergia z elektrowni została wykorzystana do elektryfikacji Nowego Jorku.

Generatory Westinghouse w elektrowni Edward Dean Adams w Niagara Falls, 1905 r.

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

8. shadowgraph

Inny obszar badań Tesli, który prawdopodobnie został ograniczony przez pożar, który zniszczył jego nowojorskie laboratorium w 1895 roku, dotyczy pojawienia się technologii promieniowania rentgenowskiego. Niemiecki naukowiec Wilhelm Conrad Röntgen opracował pierwsze promieniowanie rentgenowskie 8 listopada tego samego roku, co było przełomowym osiągnięciem, które przyniosło mu inauguracyjną Nagrodę Nobla w 1901 roku.

Zainspirowany promieniami X Röntgena, Tesla odnowił własne zainteresowania i opracował Shadowgraph wykorzystujący lampę próżniową. Jego obraz buta ze stopą w środku, wykonany w 1896 roku, uważa się za pierwszy amerykański rentgen.

9. neony

Neony są kolejnym przykładem technologii, którą Tesla raczej rozwinął niż wynalazł. Francuz Georges Claude zapoczątkował erę neonów, kiedy pokazał parę 38-stopowych lamp neonowych na paryskim Salonie Samochodowym w 1910 r. Jednak coś podobnego do oświetlenia neonowego zostało opracowane kilkadziesiąt lat wcześniej, w połowie XIX wieku, przez Heinricha Geißlera, niemieckiego dmuchacza szkła i fizyka, który wyprodukowałneonowe efekty poprzez przepuszczenie prądu przez szklane rurki wypełnione gazami takimi jak argon.

Tesla był w posiadaniu kilku lamp Geißlera i zaobserwował, że zapalają się one kolejno po sobie, gdy on reguluje częstotliwość swojej cewki. To przypadkowe odkrycie było dramatyczną realizacją jego zainteresowania energią bezprzewodową. W 1893 roku na Światowych Targach w Chicago pokazał wybór lamp wyładowczych, które świeciły bez zasilania elektrodami lub przewodami.

10. zawór Tesli

Niezwykłe dziedzictwo Tesli nadal przynosi owoce prawie 80 lat po jego śmierci. Niedawno, bo w 2021 roku, jego opatentowany w 1920 roku "przewód wiolinowy" został ponownie zbadany przez naukowców, którzy znaleźli wiele nowych zastosowań dla stuletniego projektu Tesli. Choć Tesla jest oczywiście bardziej znany ze swojej pracy nad prądami i obwodami elektrycznymi, zawór jest interesującym przykładem tego, że jego geniusz jestzastosowany do innej dziedziny nauki.

Urządzenie, które nie posiada żadnych ruchomych części, posiada serię połączonych ze sobą pętli w kształcie łezki, które zapewniają czystą ścieżkę dla przepływu cieczy do przodu, jednocześnie ograniczając prędkość przepływu wstecznego. Uważa się, że zmodyfikowana wersja zaworu Tesli mogłaby stanowić skuteczną alternatywę dla konwencjonalnego zaworu zwrotnego, umożliwiając kontrolę przepływu bez konieczności stosowania ruchomych części.