Тайны и загадки Николы Теслы
Шрифт:
В 1890 году фирма «Вестингауз электрик компани» (ВЭК) начала производство всего комплекса электрооборудования переменного тока. Выпуская генераторы, трансформаторы и электродвигатели двухфазного тока, ВЭК постепенно стала вытеснять фирму «Эдисон электрик компани» с ее машинами и аппаратурой постоянного тока, хотя Эдисон ни на день не прекращал борьбу с распространением переменного тока.
Гигантская задача, поставленная Вестингаузом, – перевести все электрооборудование промышленности США на переменный ток – успешно осуществлялась, что вызвало небывалое расширение ВЭК. Можно утверждать, что основой расцвета фирмы в эти годы было использование приобретенных у Теслы патентов.
Однако период процветания в стране вскоре сменился глубокой депрессией,
Но Вестингауз не знал, что в это самое время в Берлине с каждым днем рос и набирал силы могучий соперник двухфазного тока. Уже были созданы трехфазные электродвигатели и генераторы, разработаны чертежи трехфазных трансформаторов. Несмотря на недоверие, с которым был встречен переменный ток, несмотря на более зрелый возраст двухфазного тока, испытания оборудования показали, что новый вид тока обладает немалыми преимуществами. Оказалось, что при значительном улучшении магнитных свойств генератора и двигателя существенно уменьшался и расход меди в линиях передачи. Связанная трехфазная система требовала всего лишь трех проводов – в отличие от трехфазной несвязанной системы, предложенной Теслой, требовавшей шести проводов.
Простота конструкции трехфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором позволяла применять его для самых разных нужд. Стало ясно: именно трехфазному току принадлежит будущее. Но для того, чтобы доброе имя нового лидера электротехники стало известным во всем мире, надо было познакомить с ним весь мир.
В конце 1889 года по инициативе Оскара фон Миллера началась подготовка к проведению Международной электротехнической выставки и Международного конгресса электриков, намеченных на осень 1891 года. Местом проведения выставки и конгресса был избран город Франкфурт-на-Майне. В середине 1890 года организаторы мероприятия обратились к немецкой фирме «АЕG» с предложением взять на себя функцию передачи электроэнергии от водопада на реке Неккар близ города Лауфена на выставку.
Трудно было бы найти лучший способ продемонстрировать все преимущества трехфазного тока, и фирма «АЕG» ответила согласием. Ее главный инженер, русский ученый М. О. Доливо-Добровольский, начал с увлечением проектировать трехфазный асинхронный двигатель мощностью около 100 киловатт, трехфазные трансформаторы и всю аппаратуру для линии передачи и распределения электроэнергии на выставке. Постройку синхронного генератора поручили швейцарской фирме «Эрликон».
В октябре 1891 года испытания показали, что при напряжении в линии передачи в 15 тысяч вольт коэффициент полезного действия достигал 75,2 процента. Отдельно провели испытания для повышенного напряжения, достигавшего 28 тысяч вольт, при котором коэффициент полезного действия составил 78,9 процента.
Это было огромным достижением электротехники. Вся Лауфен-Франкфуртская передача, работавшая без каких бы то ни было перебоев, свидетельствовала о безоговорочной возможности и экономической целесообразности применения системы трехфазного переменного тока. С этого времени трехфазная система стала применяться во всем мире.
Европейское турне
В конце 1891 года Тесла получил приглашение прочитать ряд лекций в Европе. Лондон, Париж, Берлин, Франкфурт-на-Майне, Будапешт и Петербург ожидали его выступлений с демонстрацией необычных опытов, о которых стало известно из статей, опубликованных в популярных американских журналах.
Первого февраля 1892 года Тесла сошел с парохода в Лондоне и был встречен выдающимися учеными, членами Королевского общества. Третьего февраля в зале Лондонского института инженеров-электриков Тесла прочел свою первую в Европе лекцию о токах высокой частоты. Свыше трех часов продолжалась эта невиданная презентация, изумившая присутствующих своей новизной и неожиданностью. Знаменитый ученый показал себя перед слушателями блестящим экспериментатором и превосходным лектором. Продолжая развивать свои мысли о необходимости самого широкого использования электромагнитных волн, Тесла говорил: «Подобно тому, как в природе все представляет собой прилив и отлив, волновые колебания, так и во всех отраслях промышленности переменные токи, то есть движение электрических волн, будут править всем».
В те годы эта мысль была совершенно неожиданным пророчеством. И сделано оно было спустя всего лишь пять лет после открытия вращающегося магнитного поля и спустя год после Лауфен-Франкфуртской передачи! За год до этой лекции Тесла демонстрировал перед Американским институтом инженеров-электриков свечение ламп и газонаполненных или вакуумных трубок под действием токов высокой частоты. Здесь, в Лондоне, он снова показал эти опыты, но значительно разнообразил их. Он пропускал через свое тело токи высокой частоты и прикосновением руки заставлял светиться лампы без электродов.
Сотни изумленных зрителей стали свидетелями не только свечения ламп, но и пуска, а также остановки электрических двигателей на значительном расстоянии. Затем Тесла демонстрировал возможность нагрева под действием токов высокой частоты различных предметов - как проводников, так и изоляторов. Все это могло быть использовано для самых разных практических целей и открывало перед электротехникой огромные перспективы.
В своей лекции Тесла вновь возвратился к проблеме экономически выгодного освещения и возможности конкуренции между различными источниками света. Он говорил: «Ни в одной отрасли электротехнической промышленности усовершенствования не являются столь значительными, как в области получения света. Каждый ученый, анализируя современные варварские методы освещения и недопустимые потери, неизбежные даже в лучших системах, должно быть, задает себе вопрос: каким же может быть свет будущего? Будет ли его давать твердое накаленное тело, как в современных лампах, или раскаленный газ, фосфоресцирующее тело, или какое-то подобие горелки, но значительно более эффективное? Нет, не газовая горелка будет источником света будущего. Экономичное получение света может быть осуществлено с помощью электричества, и усовершенствование его может идти по трем указанным путям: раскаленная нить или шарик, раскаленный или приведенный в особое состояние газ и, наконец, плазменные трубки – вот три источника света, над совершенствованием которых надлежит работать светотехникам всех стран. Но в любом случае необходимо ввести в широкое употребление токи высокой частоты».
Описал Тесла и опыт, предвосхитивший создание электронного микроскопа. Нанеся на стеклянную колбу фосфоресцирующий состав, он наблюдал на нем увеличенное изображение находившегося в центре колбы раскаленного шарика. Не зная, как объяснить это явление, Тесла все же упомянул о нем. Спустя более 50 лет на основе описанного им явления был построен прибор для изучения электронной эмиссии, что, в свою очередь, стало исходным моментом для конструирования электронного микроскопа.
Заканчивая лекцию, Тесла указал на огромное, необъятное поле деятельности для ученых-электриков, желающих развивать эту многообещающую отрасль знания: «Мое главное стремление при изложении этих данных заключалось в том, чтобы выделить открытые явления и особенности, а также выдвинуть те идеи, которые, я надеюсь, послужат отправными пунктами для следующих отправных пунктов».
Новые технологии лавиной обрушились на слушателей, не успевавших следить за деталями и воспринимавших все величие замысла как нечто явившееся из далекого будущего. После лекции руководители Королевского общества обратились к гостю с просьбой повторить свое сообщение на следующий день в парадном зале учреждения, но Тесла, не любивший восторженных проявлений восхищения, наотрез отказался от второй лекции. Многие знали, что не в его характере менять свои решения, потому не было никакой надежды уговорить блестящего ученого выступить повторно.