Даже среди многих великих и новаторских умов конца XIX века Никола Тесла, сербско-американский изобретатель, открывший вращающееся магнитное поле, выделяется масштабами своего вклада в науку.

За свою необычайно плодотворную жизнь Тесла оформил не менее 278 патентов. Вот скромная подборка его самых примечательных изобретений.

1. катушка Тесла

Вероятно, самое известное изобретение Теслы и, безусловно, одно из самых впечатляющих, катушка Теслы была результатом его стремления создать систему, которая могла бы передавать электричество без проводов.

Система состоит из двух частей - первичной и вторичной катушек, обе из которых имеют собственный конденсатор (который накапливает электрическую энергию, как батарея). Первичная катушка подключается к источнику питания, от которого она получает мощный заряд, до такой степени, что заряд разрушает сопротивление воздуха в пространстве между двумя катушками (известное как искровой промежуток). Это создает магнитное поле, которое вскореИскровое напряжение проскакивает между двумя катушками несколько сотен раз в секунду, заряжая конденсатор вторичной катушки, пока он не вырвется на свободу в эффектной вспышке электрического тока.

Катушка Тесла имеет ограниченное практическое применение, но она изменила наше понимание электричества, и многие из самых важных электрических инноваций 20-го века, включая телевизоры и радиоприемники, продолжают использовать подобные технологии.

Катушка Тесла в действии в лаборатории Николы Тесла в Колорадо-Спрингс, декабрь 1899 года.

Image Credit: Nikola Tesla via Wikimedia Commons / Public Domain

2. турбина Тесла

Вдохновленный успехом поршневого двигателя в автомобилях, Тесла решил разработать свой собственный двигатель турбинного типа. Известная также как турбина с пограничным слоем и турбина когезионного типа, турбина Теслы отличалась своей конструкцией. В отличие от обычных турбин, конструкция Теслы была без лопастей, вместо них использовались гладкие диски, вращающиеся в камере для создания движения.

Новейший турбинный двигатель Теслы так и не получил широкого распространения, хотя он имел явные преимущества перед обычной турбиной. Его конструкция была не только адаптируемой и более дешевой в производстве, чем лопастные турбины, но и впечатляюще эффективной: он развивал 3600 оборотов в минуту и генерировал 675 лошадиных сил.

3. Радио

Вы, наверное, думаете, не Гульельмо ли Маркони изобрел радио? Оказывается, утверждение Маркони по меньшей мере спорно. На самом деле, используя свои катушки, Тесла добился многообещающих успехов в передаче и приеме радиосигналов в середине 1890-х годов, прежде чем Маркони получил первый патент на беспроводное телеграфирование в 1896 году.

В начале 1895 года Тесла был готов послать радиосигнал на 50 миль из своей лаборатории на 33 и 35 Южной Пятой авеню в Манхэттене в Вест-Пойнт, штат Нью-Йорк, но катастрофа произошла прежде, чем его новаторские испытания были завершены: пожар в здании уничтожил лабораторию Теслы, забрав с собой его работу. Год спустя Маркони получил патент на первую беспроводную телеграмму в Англии.

Гульельмо Маркони со своим ранним передатчиком и приемником беспроводной радиотелеграфии, 1897 год

Image Credit: Unknown author via Wikimedia Commons / Public domain

4. увеличивающий излучатель

Как и многие другие работы Теслы, магнитный передатчик был расширением его технологии катушек Теслы. Основав в 1899 году лабораторию в Колорадо-Спрингс, он получил пространство и ресурсы для создания самой большой катушки Теслы. Он назвал эту систему из трех катушек магнитным передатчиком. Она имела диаметр 52 фута, вырабатывала миллионы вольт электричества и создавала молнии длиной 130 футов.

5. асинхронный двигатель

Как и в случае со многими другими инновациями Теслы, честь изобретения асинхронного двигателя оспаривалась. В данном случае Тесла опередил итальянского изобретателя Галилео Феррариса, который разработал ту же технологию в более или менее то же время. Хотя Феррарис первым представил свою концепцию двигателя, использующего электромагнитную индукцию для вращения ротора, Тесла подал свои патенты раньше итальянца.

6. переменный ток

Возможно, самым большим вкладом Теслы в развитие человечества было его влияние на разработку переменного тока (AC). Возможно, строго говоря, его не следует включать в список его изобретений, но несомненно, что его технология сыграла важную роль в появлении AC в качестве доминирующей электрической системы в мире.

Энтузиазм Теслы в отношении переменного тока яростно оспаривался Томасом Эдисоном, на которого Тесла работал в 1880-х годах, который отдавал предпочтение постоянному току. Эдисон считал переменный ток более опасным, чем постоянный, и началась очень публичная "война токов", в ходе которой самый большой защитник переменного тока, Джордж Вестингауз, использовал асинхронный двигатель Теслы в своей полностью интегрированной системе переменного тока. Несмотря на то, что Эдисон считал переменный ток более опасным, чем постоянный.В конечном счете, вера Westinghouse в переменный ток была оправдана.

7. гидроэлектроэнергия

Одним из самых впечатляющих результатов сотрудничества Теслы с Джорджем Вестингаузом стала электростанция "Адамс", первая в мире гидроэлектростанция. Эта инновационная электростанция воплотила в жизнь давнюю надежду на возможность использования потрясающей силы Ниагарского водопада, одного из самых впечатляющих чудес природы Северной Америки. Проект стал косвенным результатом конкурса, организованного компанией "Адамс".Международной комиссии по Ниагарскому водопаду, чтобы найти план, который позволит добиться успеха именно в этом.

На конкурс были представлены работы со всего мира, включая предложение по передаче постоянного тока, которое было одобрено Эдисоном. Но руководитель комиссии, лорд Кельвин, был настолько впечатлен демонстрацией переменного тока компанией Westinghouse Electric на Всемирной выставке 1893 года в Чикаго, что попросил Вестингауза и Теслу разработать решение по передаче переменного тока.

Проект оказался сложным и дорогостоящим, но, несмотря на растущий скептицизм среди инвесторов, Тесла никогда не сомневался, что в конечном итоге он окажется успешным. В конце концов, 16 ноября 1896 года станция была запущена, и электричество, вырабатываемое революционным трансформаторным домом электростанции Адамса, начало поступать в Буффало, штат Нью-Йорк. Вскоре было построено еще десять генераторов, а в конце концов, в Буффало, штат Нью-Йорк, был построен еще один генератор.энергия с завода была использована для электрификации Нью-Йорка.

Генераторы Westinghouse на электростанции Эдварда Дина Адамса в Ниагарском водопаде, 1905 год.

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

8. тенеграф

Еще одна область исследований Теслы, которая, вероятно, была ограничена пожаром, уничтожившим его лабораторию в Нью-Йорке в 1895 году, связана с появлением рентгеновской технологии. Известно, что 8 ноября того же года немецкий ученый Вильгельм Конрад Рентген создал первый рентгеновский луч, что стало новаторским достижением, принесшим ему первую Нобелевскую премию в 1901 году.

Вдохновленный рентгеновскими лучами Рентгена, Тесла возобновил свой собственный интерес и разработал тенеграф с использованием вакуумной трубки. Его изображение обуви с ногой, полученное в 1896 году, считается первым американским рентгеновским снимком.

9. неоновые лампы

Неоновое освещение - еще один пример технологии, которую Тесла скорее усовершенствовал, чем изобрел. Француз Жорж Клод открыл неоновую эру, продемонстрировав пару неоновых трубок длиной 38 футов на Парижском автосалоне в 1910 г. Но нечто похожее на неоновое освещение было разработано десятилетиями ранее в середине 19 века Генрихом Гейслером, немецким стеклодувом и физиком, который произвелНеоноподобные эффекты достигаются путем пропускания тока через стеклянные трубки, заполненные газом, например аргоном.

Тесла имел в своем распоряжении несколько трубок Гейслера и заметил, что они загорались последовательно, когда он регулировал частоту своей катушки. Это случайное открытие стало драматической реализацией его интереса к беспроводной энергии. В 1893 году на Всемирной выставке в Чикаго он продемонстрировал несколько разрядных ламп, которые горели без питания от электродов или проводов.

10. клапан Тесла

Необыкновенное наследие Теслы продолжает приносить плоды спустя почти 80 лет после его смерти. Совсем недавно, в 2021 году, запатентованный им в 1920 году "вентильный канал" был вновь рассмотрен учеными, которые нашли множество новых применений столетней конструкции Теслы. Хотя Тесла, безусловно, более известен своими работами с электрическими токами и цепями, вентиль является интересным примером того, как его гений может быть использован.применительно к другой научной области.

Устройство, не имеющее движущихся частей, представляет собой серию взаимосвязанных каплевидных петель, которые обеспечивают свободный путь для прямого потока жидкости, ограничивая при этом скорость обратного потока. Предполагается, что переработанная версия клапана Тесла может стать эффективной альтернативой традиционному обратному клапану, позволяя управлять потоками без необходимости использования движущихся частей.