Никола Тесла - ГЕНИЙ, ИЗПРЕВАРИЛ СВОЕТО ВРЕМЕ

Светът на физиката 3/2009
НИКОЛА ТЕСЛА –
ГЕНИЙ, ИЗПРЕВАРИЛ СВОЕТО ВРЕМЕ
В. Танева-Тончева
През 2006 год. светът отпразнува 150-тата
годишнина от рождението на Никола Тесла.
Сложно е да се открие в историята на
електротехниката и на предавателната техника
по-ярка, интересна, и нееднозначна личност от
Никола Тесла (1856 – 1943 г.) Едва ли някой,
прочел пълната му биография, ще се учуди на
изобилието от възторжени епитети, изречени
по негов адрес. Славата на Еркюл Поаро по-
мръква пред блясъка и размаха на творческата
мисъл на великият сръбски учен.
Въпреки това, в родната училищна про-
грама по физика, в университетския курс по
физика и което е по-учудващо – по електро-
техника – фамилията Тесла се свързва един-
ствено с единицата за магнитна индукция! В
действителност, на неговите патенти израства
енергетиката на ХХ век. Той открива флуорес-
ценцията, предлага внедряването на промен-
ливия ток като по-ефективна и по-икономична
система на електроразпространение, предаването на енергия на големи разстояния
без проводници, построил е първия електрически часовник, турбината, двигателя на
слънчева енергия. Изобретява радиото преди Маркони и Попов, получава трифазен
ток преди Доливо-Доброволски.
Но това е било малко за него. Тесла няколко десетилетия работи над проблема
за енергията на цялата Вселена – какво движи Слънцето и звездите. Неговият близък
приятел Марк Твен го нарича “повелител на мълниите”, а Ръдърфорд го величае като
“вдъхновен пророк на електричеството”. Стремежът му да знае истината няма грани-
ци. Освен с професионалните си занимания по електротехника, Тесла пише стихове,
занимава се с музика, философия. Говори 8 езика. В живота му, от самото начало
присъства нещо, на което трудно може да се даде име.
Всичко започва още в детството. Никола Тесла се ражда на 10 юли 1856 г. в с.
Смиляни – Хърватия. Като четвърто дете в семейство на православен свещеник, на него
му е отредено духовно поприще. След прекарана в детството болест младият Тесла
започва да страда от “странни” фобии и натрапчиви идеи. Пословичен е например
страхът му от болести и микроби. Години по-късно ще се чува, че в хотелите, в които
и с т о р и я
Никола Тесла (1856-1943)Светът на физиката 3/2009 297
отсяда, иска по 18 хавлии дневно, а ако около сервираната храна прелети муха, той
ще настоява за смяната й.
В Политехниката в Грац Никола прекарва цялото си свободно от лекции време
в опитните лаборатории. Във втори курс работи при известния тогава проф. Пешл, с
когото споделя идеята си за индукционния двигател на променлив ток и през 1882г.
построява действащ модел.
След завършване на института, Тесла работи като инженер-електротехник в
Будапеща и Париж, където среща Томас Едисон и по негова покана заминава за Ню
Йорк.
По това време Томас Алва Едисон – “кралят на изобретателите” – е в зенита на
славата си. Въгленовият микрофон, електрическата лампа, фонографът, динамо ма-
шината, правят своя откривател милионер. Но всички работи на именития американец
в областта на електричеството се базират на постоянния ток.
В лабораториите на американския изобретател Тесла не прекратява работата си по
усъвършенстване на системата за променлив ток и през 1887 г. получава патент за нея.
“Студената война” между двамата велики изобретатели приема доста нелицеприятна
форма. Едисон критикува генераторите на Тесла, прави публични демонстрации, на
които умъртвява мишки и кучета с променлив ток.
Противоборството на двамата изобретатели довежда дотам, че Едисон се хваща
на бас със Тесла, че не променливотоковите, а постояннотоковите системи работят
по-добре и му предоставя един от заводите си, който да бъде електрифициран с гене-
раторите за променлив ток. Даже обещава награда от 50 000 долара на опонента си,
ако има дори един долар икономически ефект от това нововъведение. Но резултатите
надминали и най-смелите очаквания, което напълно обезкуражава Едисон – той от-
казва да заплати обещаното възнаграждение и моментално уволнява младия сърбин,
оправдавайки се с “традиционното американско чувство за хумор”! До края на живота
си Тесла ще остане обиден и огорчен от тази постъпка. Когато през 1912 година се
заговорва, че Нобеловата комисия обсъжда неговата кандидатура, заедно с тази на
Едисон за наградата по физика за приноса им в развитието на електричеството, Тесла
категорично отказва да има каквото и да било общо с американския си колега. Вслед-
ствие на това, Нобеловата награда по физика отива у Нилс Густав Дален.
Опитът, практиката и огромната ерудиция, както и финансовата помощ на няколко
бизнесмени, позволяват на Тесла да внедри конструирания по-рано през 1885г., нов
модел електрическа лампа – електродъговата лампа (Electric Arc Lamp) – за улично
осветление. Натрупаните средства и популярност помагат на Никола Тесла да основе
своя фирма през 1887г. – “Тесла електрик лайт Къмпани”.
Въпреки, че “Тесла Къмпани” няма влиятелни покровители, тя успява да разшири
своята дейност и осигурява финансова стабилност и свобода на своя собственик.
В работилниците на своята компания Тесла разработва и създава цялата апаратура,
необходима за експлоатация на устройства за променлив двуфазен ток – генератори,
електродвигатели, трансформатори – пригодими както за честота 60 херца (честотата
и с т о р и я298 Светът на физиката 3/2009
на Тесла, валидна и до сега за САЩ), но и за по-високи – 133 херца – и по-ниски чес-
тоти – до 25 херца. Прави заявка в Патентната комисия на САЩ и получава патенти,
отнасящи се за нова система за пренасяне на електроенергия посредством двуфазен
променлив ток. В теоретичните допълнения към тези патенти, обаче се обобщава слу-
чаят за трифазен и многофазен ток, което години по-късно ще му помогне да отстои
пред съда правото си на първооткривател срещу компанията, която внедрява трифазната
система в Европа – АЕГ. Тя, от своя страна е задължена да изплати на фирмата “Уес-
тингхауз Електрик Компани” огромни парични суми. Възникналите около този казус
спорове и съдебни дела доказали еднозначно приоритетите на Тесла по отношение
на всеки детайл на многофазната предавателна система.
Милионерът Джордж Уестингхауз, впечатлен, предлага на Тесла договор за един
милион долара за патентите му плюс авторските отчисления, плюс един долар за
всяка конска сила на генераторите и електродвигателите на двуфазен променлив ток.
По този начин Уестингхауз изкупува всичките над 40 патента на Тесла, с помощта на
които гигантската задача, която си е поставил – да приведе цялата промишленост на
САЩ на работа с променлив ток – става изпълнима, още повече, след построяването
на първата в света водно-електрическа централа на Ниагарския водопад, изцяло обо-
рудвана с двуфазните генератори на Никола Тесла.
ВИСОКОЧЕСТОТЕН РЕЗОНАНСЕН ТРАНСФОРМАТОР
След 1890 г. Никола Тесла започва нов етап в изследователската си дейност – а
именно– ВЧ и СВЧ токове. Първоначално разработва генератор с 348 магнитни полюса,
с който получава променлив ток с честота 10 – 20 kHz, по-късно достига невижданите за
края на ХIХ век 100 kHz, а мечтае
за честоти поне 100 MHz.
Първото упоменаване на ВЧ
колебателен контур на Тесла с
въздушен трансформатор може да
се намери още през 1891г. в патент
под название “Система за електри-
ческо осветление”. Посредством
явлението резонанс, генераторът
преобразува токове с ниска честота
в “ток с много висока честота и
много високо напрежение”, който
след това захранва лампа с един
единствен проводник. Откритите
от Тесла през 1890 г. принципи
за електрическа настройка на
резонансния трансформатор чрез
Фиг. 2. Патент 454622 – система за
електрическо осветление
и с т о р и яСветът на физиката 3/2009 299
промяна капацитета на кондензатора, стават база
за развитие и повишават ролята и значението на
кондензаторите, капацитета и самоиндукцията за
развитието на електротехниката и радиотехниката.
Едновременно с това, ученият решава и въпроса
с изолацията при СВЧ напрежения – парафинова
баня, ленено или минерално масло, използвани
и до днес.
Търсенията му довеждат до спомагателно,
но ценно за медицината приложение – електроте-
рапията. Изследователят изпробва върху себе си
променливи токове с различни честоти и напре-
жения и прави много ценни изводи: 1) влиянието
на променливия ток върху нервните клетки се
прекратява при честоти над 700 Hz; 2) СВЧ то-
кове, дори при високи напрежения са безопасни
за живота; 3) топлинното действие може да се
използва в медицината за лечение и разработва
някои електротермични апарати и прибори за медицинско приложение. Посетителите
на Световната изложба през 1893г. в Чикаго гледали учудено представлението, което
ежедневно осъществявал слаб, нервен господин със смешна фамилия – Тесла. Пред
захласнатата публика той пропуска през себе си електричен ток с напрежение 2 ми-
лиона волта като по идея от експериментатора не би трябвало да остане и въгленова
прашинка. В епохата на младенчеството на електричеството подобни “фокуси” са
изглеждали чудо. Високочестотно напрежение от няколко милиона волта при резо-
нансните честоти е способно да създаде внушителни електрични разряди във въздуха,
дълги десетки метри. Това навежда Тесла на идеята, че получаването на светлина
от електрическите лампи с нажежаема жичка не е единственият начин да се накара
материята да свети!
Необичайните си открития в тази насока той огласява по време на знаменитата
си лекция в Американския електроинженерен институт през 1891г на тема “Опити с
променлив ток с твърде високи честоти и използването им за изкуствено осветление”.
Тази лекция събира най-известните електроинженери и донася на Тесла широко при-
знание, прави го световно известен. Тук за пръв път той споменава възможността за
безпроводниково предаване на електроенергията. Твърденията му не са безпочвени
фантазии, защото провежда неоспорими ескперименти пред захласнатата публика.
Във ВЧ електромагнитно поле той внася както обикновени електрически лампи с на-
жежаема нишка, така и специално създадените от него лампи без нишка. И двата вида
лампи ярко светят! Тесла използва резонансен трансформатор с искров разряд за леко и
ефективно получаване на ВЧ променлив ток от постоянен или НЧ ток. Той продължава
да изнася лекции в Американския електроинженерен институт, които впоследствие
Фиг. 3. Лабораторията на Тесла в
Колорадо Спрингс – отвън
и с т о р и я300 Светът на физиката 3/2009
повтаря пред Кралското научно общество в Лондон, а след това и в Париж. Лекциите
и последвалите след това демонстрации се посрещат с небивал възторг.
През 1892, ‘93 и ‘94г., получава няколко патента за нова конструкция неоново ос-
ветление и за предавателни устройства, базиращи се на използването на атмосферните
слоеве за предаване на електроенергия на много големи разстояния без съществени
загуби. Тесла предполага, че Земята е един гигантски кондензатор, в който: първо
– могат да се появят и разпространят стоящи електромагнитни вълни и второ – при
подходящо честотно въздействие такива вълни могат да се възбудят резонансно. Това
означава, че до всяка точка от земното кълбо може да се докара огромно количество
електроенергия, стига само внимателно да се изчисли нужната за целта резонансна
честота!!!
Тесла се захваща за работа едновременно по всички линии с огромен ентусиазъм.
Заминава в Колорадо Спрингс, място, известно с многото на брой ужасяващи бури. На
2000 м надморска височина Тесла строи своя резонансен трансформатор с впечатля-
ващи размери – първичната намотка е с диаметър 15 м, вторичната е свързана с мачта,
извисяваща се на 60 м над земята и обвенчана най-отгоре с медна сфера с диаметър
1 м. Трансформаторът бил с възможности за пренастройване в широк честотен диа-
пазон – от 60 до 150 000Hz.
С тази величествена установка Тесла доказва, че: а) планетата Земя е проводящо,
отрицателно заредено кълбо; б) по време на гръмотевична буря по повърхността й
се установяват стоящи електромагнитни вълни; в) през Земята могат да се установят
стоящи вълни изкуствено. Последното доказателство е един от най-зрелищните експе-
рименти, проведени от Тесла. Когато захранването от близката, разположена на около
десетина километра, електростанция върху трансформатора е подадено, искровите
разряди откъм медната сфера достигат 40-метрова дължина. Гръмотевицата, която
съпровожда разрядите се чувала на около 20 км оттам, около кулата пламтяло огромно
светещо кълбо, а целият град Колорадо Спрингс бил обхванат от чудовищна паника.
Конете получавали електрошокови удари през подковите, между краката на хората
и земята прескачали искри, всички метални предмети били обхванати от студени
пламъци (огньове на св. Елм). Не само това – изгорял генераторът на захранващата
трансформатора на Тесла електростанция. Но не защото експериментът черпел много
голяма енергия, а защото в намотките на генератора (подобно на вторичната намотка на
трансформатора на Тесла) възникнали мощни високочестотни токове, а предизвиканите
от тях искри изгорили изолацията!!! Но не сензацията и шумотевицата са целта на
Тесла – на около 40 км от кулата, точно там, където по предварителни изчисления се
очаква да е върхът на стоящата електромагнитна вълна, генерирана от експеримента,
2000 лампи, забити в земята светват!
Резултатите от експеримента в Колорадо Спрингс Тесла обобщава в дълга статия
под заглавие “Проблемът за увеличаване на енергията на човечеството”. Статията
произвежда небивал шум и е била преиздавана и цитирана многократно. Тук Тесла за
пръв път заговорва за “Световна съобщителна система”.
и с т о р и яСветът на физиката 3/2009 301
СВЕТОВНА СЪОБЩИТЕЛНА И ПРЕДАВАТЕЛНА СИСТЕМА
Експериментите на Никола Тесла в Колорадо Спрингс силно впечатляват Джон
Пирпонт Морган – собственик на банкерска къща “Морган” – един от най-богатите
хора на онова време. По негова покана инженерът пристига в Ню-Йорк през 1900г. за
осъществяване на грандиозния
проект “Уордънклиф” (“Wardenclyffe”) – световен център
за безпроводникова връзка.
Морган отделя 150 хил. долара
и 200-акров участък на остров
Лонг Айлънд. Там се построя-
ва невиждана кула с височина
над земята 57 м, със стоманена
шахта, забита в земята на 36
м. Кулата се венчае с 55-тонен
метален купол с диаметър 20 м.
Пробното пускане на грандиоз-
ното съоръжение се е състояло
през 1905 г. и предизвиква по-
тресаващ ефект. “Тесла запали
небето над океана на хиляди
мили” – писали вестниците. Това е било небивал триумф за учения. Но...
През 1900 г. Маркони осъществява предаване на трансатлантически сигнал през
океана до Канада, системата му за връзка се оказва много по-икономична и по-перс-
пективна. Макар, че Тесла още през 1893 г. построява първия вълнов радиопредавател,
изпреварвайки с товаМаркони (през 1943г.Върховният съд наСАЩпотвърждава прио-
ритетът на Тесла в изобретяването на радиото), той признава наМорган, че се интересува
не от система за връзка, а от безпроводникова система за предаване на големи енергии
до всяка точка на Земята. Но Морган иска именно връзка и поради това прекратява
финансирането. След този пръв и единствен пуск на кулата Уордънклиф Тесла напуска
сградата, изоставяйки в нея всичките си бележки, чертежи, изчисления и никога повече
не се завръща нито към въпроса за енергопрехвърлянето, нито на острова.
През следващите 8 години Тесла преживява “кризата на неразбрания гений”. Той
не може да проумее защо хората не приемат евтината, неограничена и достъпна за
всеки енергия, която им се предлага, а отиват на трудни, скъпоструващи и нискоефек-
тивни решения. През този период той се откъсва от света и самостоятелно работи по
безпроводниковото предаването на големи енергии на разстояние. Тесла се отдава на
експерименти, за които нищо сигурно не може да се каже, освен, че той работи по
използването на цялата Земя като проводник. Според него цялата планета може да се
разглежда като плътно метално кълбенце и каквото може да се направи с металното
топче, това може да се осъществи и със Земята.
Фиг. 4. Кулата “Wardenclyffe” на остров Лонг Айлънд
и с т о р и я302 Светът на физиката 3/2009
В този ред на мисли, почти всичко, което прави Тесла, остава неразбрано от съв-
ременниците му, а и той не си е прави труда да дава обяснение. Говори се например
за странното съвпадение на негов експеримент, свързан с автоколебанията и Голямото
нюйоркско земетресение. Още из колегията се носят слухове, казани в рамките на
шегата с много сериозен тон, че “падането” на Тунгуския метеорит е дело на Никола
Тесла по пренасяне на енергия, използвайки Земята като предавател.
През 1931 г., вече възрастен, но все така неуморим, Никола Тесла демонстрира
на смаяната публика нов, невиждан феномен. От обикновен автомобил сваля бензи-
новия двигател и поставили електромотор. Към него Тесла прикрепя неголяма кутия,
от която стърчат две метални пластинки, сглобена от закупени в магазин за резервни
части елементи.”Ето, че имаме и енергия” – заявява изобретателят, сяда на волана,
натиска педала и колата потегля. Така той я кара цяла седмица, развивайки скорост
до 150 км/ч. Никакви батерии, никакви акумулатори...
Би било странно, ако военните не обърнат внимание на технологиите на Никола
Тесла. В 30-те години той се занимава в корпорация RCAсъс секретни проекти. Това са
военни проекти, в които влиза безпроводниковото предаване на енергия за поразяване
на противника, създаването на резонансно оръжие, опити за управление на климата.
Има множество версии относно тези разработки, а сега е практически невъзможно да
се отдели истината от измислицата. В рамките на тези версии е и Филаделфийският
експеримент, разработен не само от знаменития сърбин, но и от редица други, много
известни гениални учени като Джон фон Нойман. Върху борда на военния кораб
“Елдридж” монтират два генератора на Тесла, с цел корабът да се направи невидим за
радарите. Тази разработка е известна под кодовото име „проект Дъга”. Говори се, че
при включване на генераторите се получил потресаващ ефект (кого ли ще учудиш?)
– корабът изчезва от залива Филаделфия и се появява в Норфолк, на неколкостотин
мили оттам. Изключването на генераторите връща кораба обратно в залива, но чле-
новете на екипажа са тежко пострадали. Има мъртви, има и такива, които са живи, но
не могат да ходят, такива, които ходят, но падат... Всички живи са обхванати от пълна
дезориентация и дълбок ужас. Поради тези “странични” ефекти, официалната версия
е, че проектът “Дъга” се закрива.
Никола Тесла умира през 1943 г. в своята лаборатория в пълна нищета.Милионите,
които е имал в периода на работа с Уестингхауз, без остатък отиват за несъстоялия се
проект “Уордънклиф”. Множество от неговите най-важни разработки са изгубени за
поколенията, а голяма част от дневниците и ръкописите му изчезват при неизяснени
обстоятелства. Някои смятат, че Тесла сам ги изгаря в началото на Втората световна
война, смятайки, че знанията, заключени в тях, са твърде опасни за неразумното и
глупаво човечество.
Тесла не оставя своя физическа теория, но с помощта на безчислени експери-
менти създава база за ново – резонансно разбиране на електромагнетизма. Той смята,
че Вселената е единна непрекъсната електромагнитна среда, а материята – една от
проявите на организирани електромагнитни колебания, които могат да се опишат с
и с т о р и яСветът на физиката 3/2009 303
математически алгоритми. Ясно е, че изучаването на наследството, оставено ни от
Никола Тесла, не е свързано само с историята на физиката и технологията, същността
му е в общочовешкото значение на творчеството и науката.
Литература
[1] A New System of Alternate Current Motors and Transformers, Delivered before theAIEE at
Columbia College, New York, May 16,1888
[2] Experiments with Alternate Currents of very High Frequence and Methods of Artificial
Illumination, Delivered before the AIEE at Columbia College, New York, May 20, 1891
[3] Experiments withAlternate Currents of High Potyential and High Frequence, Royal Institution
of Electrical Engineers, London, February 3-4, 1892
[4] Experiments with Alternate Currents of High Potyential and High Frequence: A Lecture
delivered the Institution of Electrical Engineers London: With a Portrait and Biographical Sketch of
the autor/ By Nikola Tesla – New York: [s,n.],1892
[5] On Light and High Frequency Phenomena, Franklin Institute, Philadelphia, February 24,1893
and National Electric Light Association, St. Louis,March 1, 1893
[6] Light and High Frequency Phenomena: A Lecture delivered before the Franklin Institute,
Philadelphia at its Sixteen Convertion Held At St. Louis MO, February 28 th, March 1 st and 2 nd,
1893/ Nikola Tesla – New York: Published by Order of The National Electric Light Association,
1893 – 11pg.
[7]Mechanical and Electrical Oscilators, Before a meeting ofthe International Electrical Congress
at the Columbian Exposition in Chicago, August 25, 1893
[8] Sociеty and Club notes: Eighth Annual Meeting of the American Electro-therapeutic
Association, Buffalf, NY, September 13,14 and 15, 1898 – The Electrical Engineer, Vol. 36, No 544
(1898), pg 346-348
[9] www.frank.germano.com/nikolatesla.htm
[10] Nikola Tesla patents
[12] Ржонсницкий Б.Н., “Никола Тесла”
[13] Александър Маринчич, “Никола Тесла – Дневник Колорадо-Спрингс 1899-1900”
и с т о р и я



http://old.inrne.bas.bg/wop/ARCHIVE/wop_3_2009/tesla.pdf