Chiar și printre numeroasele minți mari și inovatoare de la sfârșitul secolului al XIX-lea, Nikola Tesla, inventatorul sârbo-american care a descoperit câmpul magnetic rotativ, se distinge prin amploarea contribuției sale la știință.

De-a lungul vieții sale extraordinar de prolifice, Tesla a depus cel puțin 278 de brevete. Iată o selecție modestă a celor mai remarcabile invenții ale sale.

1. Bobină Tesla

Probabil cea mai faimoasă invenție a lui Tesla și, cu siguranță, una dintre cele mai spectaculoase, bobina Tesla a fost rezultatul ambiției sale de a crea un sistem care să poată transmite electricitatea fără fir.

Sistemul este format din două părți - o bobină primară și una secundară, ambele având propriul condensator (care stochează energie electrică, ca o baterie). Bobina primară este conectată la o sursă de energie de la care primește o sarcină masivă, până la punctul în care sarcina sparge rezistența aerului din spațiul dintre cele două bobine (cunoscut sub numele de întrefierul de scânteie). Acest lucru creează un câmp magnetic care în scurt timpse prăbușește, generând un curent electric în bobina secundară. Tensiunea de scânteie trece între cele două bobine de câteva sute de ori pe secundă, încărcând condensatorul bobinei secundare până când acesta se eliberează într-un fulger spectaculos de curent electric.

Bobina Tesla are o utilizare practică limitată, dar a transformat modul în care înțelegem electricitatea, iar multe dintre cele mai importante inovații electrice ale secolului XX - inclusiv televizoarele și radiourile - continuă să utilizeze tehnologii similare.

Bobina Tesla în acțiune în laboratorul lui Nikola Tesla din Colorado Springs, decembrie 1899.

Credit de imagine: Nikola Tesla via Wikimedia Commons / Public Domain

2. Turbina Tesla

Inspirat de succesul emergent al motorului cu piston în automobile, Tesla a decis să dezvolte propriul motor de tip turbină. Cunoscută și sub numele de turbină cu strat limită și turbină de tip coeziune, turbina lui Tesla era diferită prin designul său. Spre deosebire de turbinele convenționale, turbina lui Tesla nu avea palete, ci folosea discuri netede care se roteau într-o cameră pentru a genera mișcare.

Motorul cu turbină de ultimă generație al lui Tesla nu a prins niciodată cu adevărat, deși oferea avantaje clare față de turbina convențională. Designul său nu numai că era adaptabil și mai ieftin de produs decât turbinele cu palete, dar era, de asemenea, impresionant de eficient, cu o turație de 3.600 rpm și o putere de 675 de cai putere.

3. Radio

Probabil că vă gândiți că Guglielmo Marconi nu a inventat celebrul radio? Ei bine, se pare că afirmația lui Marconi este cel puțin discutabilă. De fapt, cu ajutorul bobinelor sale, Tesla a făcut progrese promițătoare în transmiterea și recepția semnalelor radio la mijlocul anilor 1890, înainte ca Marconi să obțină primul brevet de telegrafie fără fir în 1896.

La începutul anului 1895, Tesla era gata să trimită un semnal radio de 80 de kilometri, din laboratorul său de la 33 și 35 South Fifth Avenue din Manhattan, până la West Point, New York, dar dezastrul a lovit înainte ca testul său inovator să fie finalizat: un incendiu a distrus laboratorul lui Tesla, luând cu el și munca sa. Un an mai târziu, Marconi a obținut primul brevet de telegramă fără fir în Anglia.

Guglielmo Marconi cu primul său emițător și receptor de radiotelegrafie fără fir, 1897

Credit de imagine: Autor necunoscut via Wikimedia Commons / Domeniu public

4. Transmițător cu lupă

La fel ca multe dintre lucrările lui Tesla, emițătorul de mărire a fost o extindere a tehnologiei sale de bobine Tesla. După ce a înființat un laborator în Colorado Springs în 1899, a avut spațiul și resursele necesare pentru a crea cea mai mare bobină Tesla de până atunci. A numit acest sistem de bobine triple emițătorul de mărire. Avea un diametru de 52 de picioare, genera milioane de volți de electricitate și producea fulgere lungi de 130 de picioare.

5. Motor cu inducție

La fel ca în cazul multor inovații ale lui Tesla, invenția motorului cu inducție a fost contestată. În acest caz, Tesla i-a luat-o înainte inventatorului italian Galileo Ferraris, care a dezvoltat aceeași tehnologie cam în același timp. Deși Ferraris și-a prezentat primul conceptul de motor care utilizează inducția electromagnetică pentru a-și roti rotorul, Tesla și-a depus brevetele înaintea italianului.

6. Curent alternativ

Poate că cea mai mare contribuție a lui Tesla la umanitate a fost influența sa asupra dezvoltării curentului alternativ (AC). Poate că nu ar trebui, strict vorbind, să figureze pe o listă a invențiilor sale, dar nu există nicio îndoială că tehnologia sa a avut un rol esențial în apariția curentului alternativ ca sistem electric dominant la nivel mondial.

Entuziasmul lui Tesla pentru curentul alternativ a fost contestat vehement de Thomas Edison - pentru care Tesla a lucrat în anii 1880 - care favoriza cu tărie curentul continuu. Edison considera curentul alternativ mai periculos decât curentul continuu și a urmat un "Război al curenților" foarte public, cel mai mare campion al curentului alternativ, George Westinghouse, folosind motorul de inducție al lui Tesla în sistemul său complet integrat de curent alternativ. În ciuda faptului că Edison aopoziția, credința Westinghouse în AC a fost în cele din urmă justificată.

7. Energie hidroelectrică

Unul dintre cele mai impresionante produse ale parteneriatului dintre Tesla și George Westinghouse a fost, cu siguranță, Adams Power Station, prima centrală hidroelectrică din lume. Această centrală inovatoare a realizat o speranță de lungă durată că ar putea fi exploatată forța impresionantă a cascadei Niagara, una dintre cele mai spectaculoase minuni naturale din America de Nord. Proiectul a fost rezultatul indirect al unui concurs, organizat de cătreComisia Internațională a Cascadei Niagara, pentru a găsi un plan care să reușească să facă exact acest lucru.

Concursul a atras propuneri din întreaga lume, inclusiv o propunere de transmitere a electricității în curent continuu, care a fost aprobată de Edison. Însă liderul Comisiei, Lord Kelvin, a fost suficient de impresionat de prezentarea curentului alternativ de către Westinghouse Electric la Expoziția Mondială de la Chicago din 1893, încât le-a cerut lui Westinghouse și Tesla să dezvolte o soluție de transmitere a curentului alternativ.

Proiectul s-a dovedit a fi dificil și costisitor, dar, în ciuda scepticismului crescând în rândul investitorilor, Tesla nu s-a îndoit niciodată că se va dovedi în cele din urmă un succes. În cele din urmă, la 16 noiembrie 1896, stația a fost activată, iar energia electrică generată de revoluționara casă de transformare Adams Power Plant a început să ajungă în Buffalo, NY. În scurt timp, au fost construite încă zece generatoare șienergia produsă de centrală a fost folosită pentru a electrifica orașul New York.

Generatoare Westinghouse la centrala electrică Edward Dean Adams din Niagara Falls, 1905.

Credit de imagine: Lucrări ale Westinghouse Electric & Manufacturing Company via Wikimedia Commons / Public domain

8. Graficul cu umbre

Un alt domeniu de cercetare al lui Tesla care a fost probabil redus de incendiul care i-a distrus laboratorul din New York în 1895 se referă la apariția tehnologiei cu raze X. Celebrul om de știință german Wilhelm Conrad Röntgen a dezvoltat prima radiografie pe 8 noiembrie a aceluiași an, o realizare revoluționară care i-a adus premiul Nobel inaugural în 1901.

Inspirat de razele X ale lui Röntgen, Tesla și-a reînnoit propriul interes și a dezvoltat Shadowgraph folosind un tub cu vid. Imaginea sa a unui pantof cu un picior în el, produsă în 1896, este considerată a fi prima radiografie din America.

9. Lumini de neon

Luminile de neon sunt un alt exemplu de tehnologie pe care Tesla a avansat-o, mai degrabă decât să o inventeze. Un francez, Georges Claude, a inaugurat era neonului când a expus o pereche de tuburi de neon de 38 de metri lungime la Salonul Auto de la Paris în 1910. Dar ceva asemănător cu iluminatul cu neon fusese dezvoltat cu zeci de ani mai devreme, la mijlocul secolului al XIX-lea, de Heinrich Geißler, un sticlar și fizician german care a produsefecte asemănătoare neonului prin trecerea unui curent prin tuburi de sticlă umplute cu gaze precum argonul.

Tesla se afla în posesia mai multor tuburi ale lui Geißler și a observat că acestea se aprindeau succesiv pe măsură ce regla frecvența bobinei sale. Această descoperire întâmplătoare a fost o concretizare dramatică a interesului său pentru energia fără fir. În 1893, a expus la Expoziția Mondială de la Chicago o selecție de lămpi cu descărcare care se aprindeau fără a fi alimentate de electrozi sau fire.

10. Supapa Tesla

Moștenirea extraordinară a lui Tesla continuă să dea roade la aproape 80 de ani de la moartea sa. Nu mai departe de 2021, "conducta vavulară" patentată în 1920 a fost revizuită de oamenii de știință, care au identificat o varietate de noi aplicații pentru proiectul centenar al lui Tesla. Deși Tesla este evident mai cunoscut pentru munca sa curenți și circuite electrice, supapa este un exemplu interesant al geniului său fiindaplicat la un alt domeniu științific.

Dispozitivul, care nu are părți mobile, prezintă o serie de bucle interconectate în formă de lacrimă care oferă o cale liberă pentru fluxul de lichid înainte, limitând în același timp viteza fluxului invers. Se crede că o versiune reproiectată a supapei Tesla ar putea oferi o alternativă eficientă la supapa de reținere convențională, permițând controlul fluxurilor fără a fi nevoie de părți mobile.