Nikola Tesla, srbsko-ameriški izumitelj, ki je odkril vrteče se magnetno polje, se tudi med številnimi velikimi in inovativnimi umi poznega 19. stoletja razlikuje po obsegu svojega prispevka k znanosti.

Tesla je v svojem izredno plodnem življenju prijavil vsaj 278 patentov. Tukaj je skromen izbor njegovih najznamenitejših izumov.

1. Teslova tuljava

Teslova tuljava je verjetno najbolj znan Teslov izum in zagotovo eden njegovih najbolj spektakularnih izumov, saj je bil rezultat njegove želje po ustvarjanju sistema, ki bi lahko brezžično prenašal električno energijo.

Sistem je sestavljen iz dveh delov - primarne in sekundarne tuljave, ki imata vsaka svoj kondenzator (ki shranjuje električno energijo, podobno kot baterija). Primarna tuljava je priključena na vir energije, iz katerega dobi velik naboj, tako da naboj prekine zračni upor v prostoru med tuljavama (znan kot iskrišče). To ustvari magnetno polje, ki kmaluIskriva napetost se med tuljavama pojavi nekaj stokrat na sekundo in polni kondenzator sekundarne tuljave, dokler se ne sprosti v spektakularnem izbruhu električnega toka.

Teslova tuljava ima omejeno praktično uporabo, vendar je spremenila naše razumevanje elektrike in številne najpomembnejše električne inovacije 20. stoletja, vključno s televizorji in radiji, še vedno uporabljajo podobne tehnologije.

Teslova tuljava med delovanjem v laboratoriju Nikole Tesle v Colorado Springsu, december 1899.

Slika: Nikola Tesla prek Wikimedia Commons / Public Domain

2. Teslova turbina

Tesla se je po navdihu uspeha batnega motorja v avtomobilih odločil razviti lasten turbinski motor. Teslova turbina, znana tudi kot turbina z mejno plastjo in kohezijska turbina, se je razlikovala po svoji zasnovi. Za razliko od običajnih turbin je bila Teslova turbina brez lopatic, namesto tega je za ustvarjanje gibanja uporabljala gladke diske, ki so se vrteli v komori.

Teslov vrhunski turbinski motor se ni nikoli zares uveljavil, čeprav je imel očitne prednosti pred običajnimi turbinami. Njegova zasnova ni bila le prilagodljiva in cenejša za izdelavo kot turbine z lopaticami, temveč je bil tudi izjemno učinkovit, saj je dosegel 3 600 vrtljajev na minuto in proizvedel 675 konjskih moči.

3. Radio

Verjetno ste pomislili, ali ni Guglielmo Marconi izumil radia? Izkazalo se je, da je Marconijeva trditev vsaj sporna. Tesla je namreč s svojimi tuljavami sredi 90. let 19. stoletja, preden je Marconi leta 1896 pridobil prvi patent za brezžično telegrafijo, dosegel obetaven napredek pri oddajanju in sprejemanju radijskih signalov.

V začetku leta 1895 je bil Tesla pripravljen poslati radijski signal 50 milj iz svojega laboratorija na 33 in 35 South Fifth Avenue na Manhattnu do West Pointa v New Yorku, vendar se je nesreča zgodila, še preden je bil njegov prelomni preskus dokončan: požar je uničil Teslov laboratorij in s seboj odnesel njegovo delo. Leto kasneje je Marconi v Angliji izdal svoj prvi patent za brezžični telegram.

Guglielmo Marconi s svojim zgodnjim oddajnikom in sprejemnikom za brezžično radiotelegrafijo, 1897

Slika: Neznani avtor prek Wikimedia Commons / Public domain

4. Povečevalni oddajnik

Tako kot večina Teslovega dela je bil tudi povečevalni oddajnik nadgradnja njegove tehnologije Teslove tuljave. Po ustanovitvi laboratorija v Colorado Springsu leta 1899 je imel prostor in sredstva za izdelavo največje Teslove tuljave. Ta sistem trojne tuljave je poimenoval povečevalni oddajnik. Premer je bil 52 metrov, proizvajal je milijone voltov električne energije in proizvajal 130 metrov dolge strele.

5. Indukcijski motor

Tako kot pri mnogih Teslovih inovacijah je bil tudi pri izumu indukcijskega motorja sporen. V tem primeru je Tesla za izumitelja izločil italijanskega izumitelja Galilea Ferrarisa, ki je isto tehnologijo razvil bolj ali manj istočasno. Čeprav je Ferraris prvi predstavil svoj koncept motorja, ki za vrtenje rotorja uporablja elektromagnetno indukcijo, je Tesla svoje patente prijavil prej kot Italijan.

6. Izmenični tok

Teslov največji prispevek k človeštvu je bil verjetno njegov vpliv na razvoj izmeničnega toka (AC). Morda ga strogo gledano ne bi smeli uvrstiti na seznam njegovih izumov, vendar je njegova tehnologija nedvomno pripomogla k uveljavitvi AC kot prevladujočega električnega sistema na svetu.

Teslovo navdušenje nad izmeničnim tokom je glasno spodbijal Thomas Edison, za katerega je Tesla delal v osemdesetih letih 19. stoletja in ki je močno podpiral enosmerni tok. Edison je menil, da je izmenični tok nevarnejši od enosmernega, zato je prišlo do zelo javne "vojne med tokovi", v kateri je največji zagovornik izmeničnega toka George Westinghouse v svojem popolnoma integriranem sistemu za izmenični tok uporabil Teslov indukcijski motor.Westinghousova vera v izmenični tok se je na koncu potrdila.

7. Hidroelektrična energija

Eden najbolj impresivnih izdelkov Teslovega partnerstva z Georgeem Westinghousom je bila zagotovo elektrarna Adams, prva hidroelektrarna na svetu. Ta inovativna elektrarna je uresničila dolgoletno upanje, da je mogoče izkoristiti neverjetno moč Niagarskih slapov, enega najbolj spektakularnih naravnih čudes Severne Amerike. Projekt je bil posredni rezultat natečaja, ki ga je organiziralInternational Niagara Falls Commission, da bi našla načrt, ki bi omogočil prav to.

Na natečaj so prispele prijave z vsega sveta, vključno s predlogom za prenos enosmerne električne energije, ki ga je podprl Edison. Vendar je bil vodja komisije, lord Kelvin, dovolj navdušen nad prikazom izmeničnega toka podjetja Westinghouse Electric na svetovni razstavi v Chicagu leta 1893, da je Westinghousea in Teslo zaprosil za razvoj rešitve za prenos izmeničnega toka.

Projekt se je izkazal za zahtevnega in dragega, vendar Tesla kljub vse večji skepsi vlagateljev ni nikoli dvomil, da bo na koncu uspešen. 16. novembra 1896 je bila elektrarna končno aktivirana in elektrika, ki jo je proizvajala revolucionarna transformatorska hiša Adamsove elektrarne, je začela pritekati v Buffalo, NY. Kmalu je bilo zgrajenih še deset generatorjev inenergija iz elektrarne je bila uporabljena za elektrifikacijo New Yorka.

Westinghousovi generatorji v elektrarni Edward Dean Adams v Niagara Falls, 1905.

Kreditna slika: Works of the Westinghouse Electric & amp; Manufacturing Company via Wikimedia Commons / Public domain

8. Senčni grafikon

Drugo področje Teslovih raziskav, ki ga je verjetno omejil požar, ki je leta 1895 uničil njegov newyorški laboratorij, se nanaša na pojav rentgenske tehnologije. 8. novembra istega leta je nemški znanstvenik Wilhelm Conrad Röntgen razvil prvo rentgensko svetlobo, kar je bil prelomni dosežek, za katerega je leta 1901 prejel prvo Nobelovo nagrado.

Tesla se je po navdihu Röntgenovih rentgenskih žarkov ponovno začel zanimati zanje in razvil senčnik z uporabo vakuumske cevi. Njegova slika čevlja z nogo, ki jo je izdelal leta 1896, velja za prvo ameriško rentgensko sliko.

9. Neonske luči

Neonske luči so še en primer tehnologije, ki jo je Tesla bolj razvil kot izumil. Francoz Georges Claude je začel neonsko dobo, ko je leta 1910 na avtomobilskem salonu v Parizu predstavil par 38 metrov dolgih neonskih cevi. Nekaj podobnega neonski osvetlitvi je že desetletja prej, sredi 19. stoletja, razvil Heinrich Geißler, nemški steklar in fizik, ki je izdelalneonu podobne učinke s tokom, ki teče skozi steklene cevi, napolnjene s plini, kot je argon.

Tesla je imel več Geißlerjevih cevi in opazil, da so se prižigale ena za drugo, ko je prilagajal frekvenco tuljave. To naključno odkritje je pomenilo dramatično uresničitev njegovega zanimanja za brezžično energijo. Leta 1893 je na svetovni razstavi v Chicagu razstavil izbor sijalk, ki so svetile, ne da bi se napajale z elektrodami ali žicami.

10. Teslov ventil

Teslova izjemna zapuščina se kaže še skoraj 80 let po njegovi smrti. Znanstveniki so leta 2021 ponovno preučili njegov leta 1920 patentirani "vavularni kanal" in ugotovili številne nove možnosti uporabe Teslove stoletne zasnove. Čeprav je Tesla očitno bolj znan po svojem delu z električnimi tokovi in vezji, je ventil zanimiv primer njegove genialnosti, saj jeuporablja na drugem znanstvenem področju.

Naprava, ki nima gibljivih delov, ima vrsto medsebojno povezanih zank v obliki solze, ki zagotavljajo prosto pot za pretok tekočine naprej, hkrati pa omejujejo hitrost povratnega toka. Menijo, da bi lahko preoblikovana različica Teslovega ventila predstavljala učinkovito alternativo običajnemu povratnemu ventilu, saj bi omogočala nadzor pretoka brez gibljivih delov.