Неожиданно в Гаспиче, где тогда проживало семейство Теслы, вспыхнула эпидемия холеры, от которой ежедневно гибли сотни людей.

В результате ею заразился и будущий изобретатель. Эта страшная болезнь мучила его на протяжении долгих 9 месяцев.

Врачи разводили руками, не зная, каким образом можно помочь больному. Дело дошло до того, что Никола Тесла находился уже при смерти.

Отец всячески поддерживал единственного сына, заверяя его в том, что он обязательно поправится.

При этом мальчик сказал, что выздоровеет только в том случае, если отец разрешит ему стать инженером. Видя безнадежное состояние Николы, глава семейства согласился и даже пообещал, что отправит его учиться в какой-нибудь европейский университет.

Вскоре после этого разговора, неожиданно для всех, больной стал идти на поправку. В этот период Теслу начала выхаживать одна знахарка, поившая его разными отварами.

До сих пор точно неизвестно, каким образом ему удалось победить смертельную болезнь: по причине чудодейственных отваров, или благодаря тому, что отец разрешил ему самостоятельно определить свое будущее.

После выздоровления Никола долгое время панически боялся вновь подцепить какую-нибудь заразу. Он часто мыл руки и следил за тем, чтобы посуда, из которой он ел, всегда была идеально чистой.

Необычные способности Теслы

Когда к молодому Тесле вернулось его здоровье, он периодически начал видеть в своем воображении необычные вспышки света. Во время их появления, в голове Николы возникали изображения его будущих изобретений.

Более того, ему каким-то образом удавалось не только представлять уже готовое устройство, но и мысленно тестировать его.

И уж совсем кажется невероятным, но это действительно так: если новое устройство, находящееся пока что только в воображении изобретателя, по какой-то причине не работало, – ученый мысленно искал ошибки и недочеты и исправлял их.

И только когда все работало правильно, он закупал необходимые материалы и создавал соответствующее устройство или прибор.

Образование

В 1875 г. Никола Тесла поступил в высшее техническое училище в Граце, в котором он активно изучал электротехнику. Вскоре, любознательный студент заинтересовался принципом работы машины Грамма, вследствие чего ему удалось заметить некоторые ее недоработки.

Он пришел к выводу, что главной причиной низкого КПД машины был постоянный ток. Подойдя к преподавателю и объяснив ему недостатки устройства, Тесла услышал в свой адрес резкую критику.

Более того учитель прочитал группе целую лекцию о невозможности использования переменного тока в электродвигателях.

Вскоре Тесла увлекся азартными играми, в результате чего стал часто проигрывать . По воспоминаниям ученого, его интерес к карточным играм был вызван не желанием разбогатеть, а стремлением отвлечься от проблем.

Если Николе удавалось выиграть крупную сумму денег, он отдавал их обратно своим оппонентам. Из-за этого его начали называть чудаком.

Однажды проиграв солидную сумму, Тесла обратился за помощью к матери, чтобы та выслала ему деньги. Бедной женщине пришлось занимать их у соседей, а потом еще долгое время рассчитываться с долгами.

Для Теслы это стало настоящим уроком, после чего он уже никогда не садился за картежный стол. В этом плане он очень похож на великого русского писателя – , который тоже несколько лет страдал от игровой зависимости.

Следующим учебным заведением Николы Теслы стал Пражский университет, в котором он учился на философском факультете. Однако проучившись всего полгода, студент бросил его, поскольку остро нуждался в деньгах.

Работа в Европе

В 1881 г. Никола Тесла приезжает в Будапешт, где начинает работать инженером в отделении Центрального телеграфа. Эта профессия позволяла ему наблюдать за появлением новых изобретений, а также проектировать собственные устройства и приборы. В то время конструкторы пытались создать электродвигатель, работающий на переменном токе.

В течение 2 месяцев, Тесле удалось изобрести однофазные и многофазные двигатели. Суть новаторства заключалось в том, что благодаря этим моторам появлялась возможность передавать электричество на большие расстояния.

А это, по сути, предопределило научно-технический прогресс и промышленную революцию в мире.

В 1882 г. молодой ученый приезжает в Париж и начинает работать в Континентальной компании Эдисона. В тот момент на предприятии разрабатывали и тестировали электростанции для ЖД-вокзала в Страсбурге.

С целью устранения разных неполадок и усовершенствования приборов, в компанию был направлен Никола Тесла. Изучив чертежи и увидев все недостатки электростанции, он приступил к созданию асинхронного электродвигателя. Менее чем через год он представит его в Страсбурге.

Жизнь и работа в Америке

В 1884 г. Тесла прибыл в США, где пройдет большая часть его биографии. Однако первый опыт жизни в Америке оказался для Теслы очень горьким.

Его жестоко обманул один из самых известных людей того времени – Томас Эдисон. Вот как это было.

Тесла и Эдисон

Сразу по приезду в США, Никола Тесла устроился на работу в компанию Эдисона. При этом следует сказать, что всемирно известный американский ученый Эдисон испытывал антипатию к Николе.

Во многом это объяснялось завистью и гордостью Томаса. Он часто критиковал идеи Теслы, и выражал ему недовольство при каждом удобном случае.

Однажды Эдисон пообещал Тесле 50 000 $ (на сегодняшний день эквивалент $1 млн.), если у того получится модернизировать электрические машины Эдисона.

Никола Тесла, нуждающийся в деньгах, с энтузиазмом принялся за работу и уже скоро смог серьезно улучшить технические характеристики устройств, придуманных Эдисоном.

Американец признал и одобрил все предложения Теслы. Однако когда Никола потребовал обещанные ему деньги, Эдисон рассмеялся и сказал, что тот плохо понимает американский юмор.

Вследствие этого обмана Тесла в тот же день уволился. Какое-то время он испытывал серьезные материальные трудности и брался за любую работу. Он рыл канавы и не стеснялся принимать пожертвования.

Карьера

Однажды Тесла познакомился с инженером Брауном, который помог ему реализовать многие его идеи. В скором времени у Николы появилась хорошо оборудованная лаборатория, выпускающая дуговые лампы для освещения улиц.

В 1888 г. ученый начинает сотрудничать с американским промышленником Джорджем Вестингаузом.

В период биографии 1888-1895 гг., он занимался исследованием магнитного поля, в результате чего ему удалось добиться заметных успехов в этой области.

Теслу даже пригласили в Американский институт электроинженеров, чтобы он выступил с лекцией по теме магнитного поля. Выступление вызвало у слушателей настоящий восторг.

В 1895 г. лаборатория Николы Теслы полностью сгорела, а вместе с ней были уничтожены уникальные изобретения и чертежи. Однако обладая и , Никола Тесла заявил, что сможет восстановить все чертежи и созданные им устройства.

Тогда «Компания Ниагарских водопадов» выделила ему 100 000 $, чтобы он смог приступить к работе. В итоге все получилось так, как и обещал Тесла.

Открытия и изобретения

За свою биографию Никола Тесла сделал множество интересных открытий. Вот наиболее важные из них:

• Переменный ток;
• Электрогенераторы;
• Электродвигатели;
• Радиоуправляемая робототехника;
• Беспроводные заряжающие устройства;
• Радиосвязь;
• Холодный огонь;
• Лазер;
• Установка для производства ;
• Рентгеновские лучи;
• Электрическая подводная лодка;
• Неоновые лампы и др.

Особенности личности Теслы

Личность Николы Теслы окутана множеством и легенд. Некоторые считают, что именно он имеет прямое отношение к падению так называемого .

Существует мнение, что это был не какой-то метеорит, а не что иное, как следствия эксперимента Теслы.

Кроме того ходят слухи, что ученый якобы ездил на электромобиле, работающем на энергии эфира. То же самое касается знаменитого Филадельфийского эксперимента с исчезающим кораблем и лучей смерти, которые будто могли поражать цели на большом расстоянии.

Стоит заметить, что сам Тесла верил в энергию . Более того, он утверждал, что является живым существом.

Личная жизнь

Никола Тесла был очень интересной и во многом загадочной личностью. Например, во время прогулки в парке, он мог внезапно совершить резкий прыжок в сторону, а потом, как ни в чем не бывало, продолжить прогулку.

Интересно, что всю свою жизнь он панически боялся микробов. Тесла постоянно мыл руки и требовал, чтобы в его гостиничном номере было не менее 10 полотенец.

Если во время обеда на его блюдо садилась муха, он тут же требовал от официанта принести ему новый заказ.

Никола пользовался популярностью у женщин, однако официально никогда не был женат. Он каждый день трудился в своих лабораториях, изобретая новые приборы и изучая свойства электричества. Ученый считал, что семейная жизнь несовместима с научной работой.

У Теслы никогда не было своего дома, поэтому всю свою жизнь он жил в отелях. Он отличался невероятной работоспособностью, а спал всего 2-3 часа в сутки. Известен случай, когда он провел за работой 84 часа (3,5 суток), не ощущая усталости.

Смерть

Никола Тесла умер 7 января 1943 г. в Нью-Йорке, в возрасте 86 лет. Бездыханного ученого обнаружила прислуга только через 2 дня после его кончины.

Его тело было кремировано 12 января. Сейчас урна с прахом находится в музее Николы Теслы в Белграде.

На сегодняшний день, Теслу считают одним из самых выдающихся людей за всю человечества. По мнению биографов, он обладал гораздо большими знаниями, чем кажется, однако намеренно скрывал их.

Ученый утверждал, что человечество еще не готово к познанию тайн . Причина молчания заключалась еще и в том, что наработки Николы Теслы могли быть использованы в военных целях, вследствие чего появилось бы супероружие, способное уничтожить человечество.

До сих пор многие из его чертежей остаются не понятными для современных ученых. Некоторые называют Николу Теслу вторым человеком после .

Если вам понравилась биография Николы Теслы – поделитесь ею в социальных сетях. Если же вам вообще нравятся биографии известных людей и – подписывайтесь на сайт . С нами всегда интересно!

Понравился пост? Нажми любую кнопку.

Никола Тесла является одним из величайших людей, которому принадлежит большое количество изобретений, навсегда изменивших наш мир. Жизнь и биография Николы Теслы также необычны, как и он сам.

Молодые годы

Никола Тесла появился на свет в селе Смиляны 10 июля 1856 года в семье сербского православного священника Милутина Теслы. Сегодня Смиляны находятся на территории Хорватии, а в то время это местечко размещалось в имперской Австро-Венгрии.

В 1862 году отец Николы был повышен в сане, и семья Теслы перебралась в город Госпич, находившийся в шести километрах от Смилян. На новом месте Никола закончил начальную школу и трехлетнюю нижнюю реальную гимназию. Осенью 1870 года он поступил в Высшее реальное училище, расположенное в городе Карловац.

К первому периоду жизни Николы Теслы в Госпиче относится любопытный эпизод, который, вероятно, определил тягу Николы к электричеству. Говорят, что в десятилетнем возрасте будущий ученый гладил пушистую черную кошку, сидя на крыльце дома. Никола заметил, что между его пальцами и шерстью кошки проскакивают искорки, хорошо заметные вечерней порой. Мальчик спросил находившегося рядом отца о природе этих искр. Тесла-старший ответил, что искры, вероятнее всего, — «родственники» молний. Ответ отца навсегда запал в душу впечатлительного мальчика, наглядно показав ему, что электричество (о котором Никола тогда еще ничего не знал) может быть и «ручным» как домашнее животное, и «диким» словно грозовая молния.

В 1873 году происходит событие, которое окончательно перевернуло всю жизнь Николы Теслы. Получив в июле 1873-го сертификат зрелости, Никола решает вернуться к родителям. В Госпиче свирепствовала эпидемия холеры, и Никола заболел. К этому времени юноша вполне созрел для принятия ответственного решения: пойти не по отцовским стопам, а выучиться на инженера. В Карловаце Никола много занимался математикой и физикой. Особенно его впечатлил профессор Мартин Секулич, преподававший физику. Этот профессор показывал в действии собственное изобретение — покрытую оловянной фольгой лампочку, которая быстро вращалась, будучи подключенной к статической машине. «Невозможно передать чувство, которое я испытал, глядя на демонстрацию этого удивительного явления. Каждый показ эхом отзывался в моем сознании», — вспоминал позднее великий серб.

Именно нежелание Николы становиться священником и вызвало достаточно серьезный спор между отцом и сыном. Некоторые источники даже связывают болезнь Николы с резким неприятием Милутина сыновьего решения, якобы, Никола так впечатлился, что от большого огорчения слег. На самом деле, все обстояло куда прозаичнее, что не отменяет всей серьезности положения Николы.

Организм Теслы, недавно перенесший лихорадку в болотах Карловица, был ослаблен, потому в постели Никола провалялся очень долго. Врачи даже предполагали самое худшее, однако затем произошло действительно странное. Очнувшись в один из дней долгой болезни, Никола обратился к отцу с настоятельной просьбой позволить ему поступить в училище. Милутину не оставалось ничего, как дать утвердительный ответ. И свершилось чудо — Никола поправился всего за несколько дней.

Однако страшная болезнь не прошла бесследно. Во-первых, у Теслы появилась маниакальная боязнь подцепить какую-нибудь заразу. Впоследствии он стал часто мыть руки, а если во время обеда на столе он замечал муху, то незамедлительно делал официанту новый заказ. Во-вторых, Николу стали посещать видения в виде вспышек света. «Сильные вспышки света скрывали картины реальных объектов и попросту заменяли мои мысли», — записывает Тесла в свой дневник.

Но эти вспышки зачастую появлялись не просто так, а сопровождая видение будущих изобретений. У Теслы был необычный дар — он в уме мог представить какой-либо прибор либо устройство, мысленно оттестировать его, чтобы затем воплотить в реальности уже полностью готовым к эксплуатации. В этом плане Никола разительно отличался от другого знаменитого изобретателя — Томаса Эдисона, с которым Теслу впоследствии сведет судьба. Эдисон тратил очень много времени на эксперименты, на доработку изобретений, в то время как Тесла проводил тесты в своей голове, работе которой «позавидовал» бы любой современный компьютер.

Становление и поиски

В 1875 году Никола Тесла поступил в Высшее техническое училище в Граце (теперь — Грацкий технический университет). Можно сказать, что с этого момента жизнь Теслы окончательно повернулась в новое русло.

Именно в училище Никола поставил себе цель — создать электродвигатель, работающий от переменного тока. На втором курсе Тесла смог (как и все остальные студенты) ознакомиться с тогдашним чудом техники — динамо-машиной Грамме, использующей постоянный ток. Коллектор машины состоял из нескольких проволочных щеток, передающих ток от генератора к мотору в одном направлении. Машина достаточно сильно искрила, но профессор училища Яков Пешль, демонстрировавший ее, считал машину Грамма последним словом техники. Зато Никола Тесла, способный в уме решать сложнейшие задачи, очень быстро понял, что машину можно усовершенствовать — отказаться от коллектора и применить переменный ток.

Свою идею Тесла высказал Пешлю, но она прозвучала для профессора кощунственно. Прямо на лекции Пешль подверг Николу резкой критике, назвав идею серба утопической. Однако подобная обструкция лишь раззадорила Теслу, и последующие годы учебы Никола потратил на обдумывание проблемы генератора переменного тока.

Как это ни удивительно, но Тесла не смог подготовиться к выпускным экзаменам. В отсрочке ему отказали, и Никола училище не окончил. В Граце гений Теслы так и не привык к рутинной учебе, отвлекаясь на фантастические изобретения и азартные игры.

В апреле 1879 года умирает отец Николы Теслы, и начинающий инженер, чтобы финансово помочь семье, устроился преподавателем в реальную гимназию в Госпиче. Однако уже в январе следующего года, благодаря деньгам от двух дядьев, Никола смог поступить на философский факультет Пражского университета. Но и на новом месте Тесле не сиделось. Он проучился лишь один семестр, хотя, видимо, не сильно жалел об этом. В Праге, писал в дневнике Тесла, «…я совершил решительный скачок вперед: отделил коллектор от машины…»

В начале 1881 года Тесла оказывается в очередной стране, на сей раз — в Венгрии. В Будапеште он получает должность чертежника и проектировщика в инженерном отделении Центрального телеграфа.

Горячее время

С открытием в Будапеште американской телефонной станции Тесла получает возможность вплотную заняться изучением многих прогрессивных изобретений того времени. По долгу службы Никола проверяет и ремонтирует телефонные линии, а также изучает изобретения Эдисона: многоканальный телеграф и индукционный углеродный дисковый динамик (последний можно и сейчас отыскать в телефонных трубках). Экспериментируя с формой динамика, Тесла создал конусообразный репродуктор, повторяющий и усиливающий сигналы. Этот репродуктор являлся прообразом будущего громкоговорителя. Но все свои основные силы Тесла направлял на создание электродвигателя, работающего от переменного тока. Несмотря на созревшее решение в голове ученого, практически воплотить его никак не удавалось.

Пытаясь опровергнуть общепринятое мнение ученого света, Тесла работал на износ. В итоге, серб «заработал» ужаснейшее нервное истощение: «Я слышал тиканье часов в трех комнатах от меня. Приземление мухи на стол глухим стуком отдавалось в моих ушах». Никола опять оказался на волосок от гибели.

И тут снова на первый план выступает мистика. Тесла, которому врачи предсказывали смерть, неожиданно излечился, а затем — нашел решение мучившей его проблемы.

Прогуливаясь по парку, Тесла декламировал отрывок из «Фауста» Гете, что было для него привычным и любимым занятием. Однако на этот раз, после произнесения вслух отрывка, Тесла стал чертить на песке схемы, которые затем перевернули ход событий всей Земли.

В набросанных на песке схемах для передачи энергии использовались не одна, а две электрические цепи, создающие двойной поток электричества, расходящийся по фазе на девяносто градусов. Принимающий якорь мотора вращался в пространстве при помощи индукции, привлекая устойчивый поток электронов в независимости от заряда (положительного либо отрицательного).

В тот период мысль Теслы работала с такой интенсивностью, что за неполные два месяца ученый создал «практически все виды моторов и все модификации системы», ассоциируемые с Тесла. Это были как однофазные, так многофазные моторы. Революционность изобретения Теслы заключалась в том, что теперь электричество можно было подавать на сотни километров, запитывая бытовые приборы и фабричные машины, а не используя лишь для освещения зданий.

Борьба за выживание

В апреле 1882-го Тесла направляется в Париж, где встретил Чарльза Бечлора, управляющего Континентальной компании Томаса Эдисона. В эту компанию его и приняли на работу.

Весной 1883 года Теслу направили в Страсбург. Там он следил за возведением электростанции, попутно занимаясь выявлением дефектов, допущенных при строительстве. В Страсбурге Никола пробыл долго, потому успел сконструировать двигатель, работающий от переменного тока. Устройство было показано меру города Баузену, но тот так и не нашел для молодого ученого спонсоров.

Спустя год Тесла, возвратившись в Париж, попытался получить причитающиеся ему премиальные в размере 25 тысяч долларов, но вскоре понял, что платить ему никто не собирается. Задетый за живое, Никола уволился. А весной 1884 года Тесла отправился в Америку.

Встреча с Эдисоном оказала на Теслу неизгладимое впечатление — американец казался сербу «колдуном» от электричества. Отремонтировав динамо-машины на первом пароходе с электрическим освещением (океанский лайнер «Орегон»), Тесла добился уважения и доверия со стороны Эдисона, обладавшего весьма непростым характером. Однако шанса заинтересовать Эдисона переменным током у Николы не было — «колдун» свято верил в постоянный ток, испытывая крайнюю степень неприязни к другим, более известным апологетам переменного тока (в их число входил знаменитый инженер-электрик и изобретатель Элайхью Томсон).

Более того, и Бечлор, и Эдисон не считали Теслу своей ровней. Так, согласно одной истории, Бечлор отказался поднять сербу жалованье, сказав, якобы, что «в лесу полно таких людей, как Тесла. Я могу нанять их сколько угодно за восемнадцать долларов в неделю». Сам Эдисон тоже не преминул воспользоваться житейской неопытностью Теслы, заявив тому, что обещанные 50 тысяч долларов за реконструкцию оборудования — всего лишь «американская шутка». Впрочем, вскоре Эдисон наверняка пожалел, что разозлил «парижанина» — собственная компания Теслы стала серьезнейшим конкурентом компании Эдисона.

Свое дело

Уйдя от Эдисона в начале 1885 года, Никола Тесла отправился в самостоятельное плавание по жизни. Он уже не мог рассчитывать на помощь родственников, а потому Николе приходилось надеяться исключительно на удачу и собственные силы. Теперь для Теслы не существовало авторитетов, он понимает, что в состоянии примерить «электрическую корону» на себе самом.

В марте Тесла встретился с бывшим агентом Эдисона, а теперь крупным специалистом по патентам Лемюэлем Серреллом. Совместно они подают заявку на первый патент под номером 335786, описывающим усовершенствованную модель дуговой лампы, дающую однородный свет. Затем патенты посыпались как из рога изобилия.

Получив финансовую поддержку от предпринимателей из Нью-Джерси (Вейла и Лейна), Тесла организует собственную компанию. Предприниматели делали вид, что восхищены перспективами переменного тока, но в итоге они предложили ученому создать проект дуговой лампы для уличного освещения. Тесла создал проект, однако радость была недолгой — Вейл и Лейн просто «кинули» ученого, оставив Теслу не только без компании, но и без средств к существованию (вместо денег сербу предложили часть акций компании). Великий изобретатель, чтобы не умереть с голоду, начал рыть канавы за два доллара в сутки. «Мое высшее образование в различных областях науки, механики и литературы казалось мне насмешкой», — с горечью записывает в дневник Тесла.

И все же в апреле 1887 года Тесла при поддержке единомышленников основал «Тесла арк лайт компани». Теперь он мог с головой погрузиться в свои любимые расчеты. Благодаря «компьютерному» мозгу серба, компания «Тесла арк лайт компани» стремительно набрала обороты и стала «смертельным» конкурентом компании Томаса Эдисона. Последний тратил уйму времени и денег на эксперименты, а Тесла словно играючи воплощал в жизнь устройство за устройством, каждое из которых оказывалось гораздо экономичнее эдисоновских. В «войне токов», как остроумно называли в американских СМИ конкурентную борьбу Теслы и Эдисона, явный перевес был на стороне «сумасшедшего серба».

16 мая 1888 года Тесла докладывал о своем генераторе переменного тока аудитории Американского института инженеров-электриков. Это было знаменательное событие, как для самого ученого, так и для общественности. Тесла сделал огромный шаг к популяризации своих изобретений. Находившийся на докладе миллионер-изобретатель Джордж Вестингауз (он создал гидравлический паровозный тормоз) тут же предложил Тесле миллион долларов и авторские отчисления за будущие патенты.

Слава

Открывшиеся знания позволяли Тесле совершать и демонстрировать невероятные эксперименты. Тесла с удовольствием пользуется возможностью показать всю мощь своих изобретений и познаний. В 1892 году, читая лекцию об электромагнитном поле высокой частоты перед учеными Королевской академии Великобритании, Тесла зажег в своих руках электрические лампочки. Электродвигатель при этом не был подключен к ним проводами. Некоторые лампы не имели даже спирали — высокочастотный ток проходил через тело изобретателя. Восхищению ученых не было предела, и после лекции физик Джон Релей торжественно усадил Теслу в кресло самого Фарадея, сопроводив сие действие словами: «Это кресло великого Фарадея. После его смерти в нем никто не сидел».

В том же 1893-м Никола Тесла сконструировал первый в мире волновой радиопередатчик, тем самым на семь лет опередив Маркони (первенство Теслы в изобретении радио было доказано и признано в 1943 году Верховным судом США). Используя радиоуправление, Тесла создал «телеавтоматы» — самоходные механизмы, управляемые на расстоянии. В Мэдисон-Сквер-Гарден ученый показал небольшие лодочки с дистанционным управлением. А в 1895 году была введена в строй Ниагарская ГЭС (самая большая в мире), и работала она с помощью генераторов Тесла. Это был триумф!

Однако далеко не все разделяли творческие и коммерческие удачи Теслы. 13 марта 1895 года лаборатория Теслы на Пятой авеню сгорела дотла. Пожар поглотил не только прежние, но и самые новейшие разработки Теслы, включая новый метод передачи сообщений на дальние расстояния без проводов, механический осциллятор и многие другие. Поговаривали, что пожар — дело рук недоброжелателей, намекая тем самым на Томаса Эдисона.

Впрочем, Тесла не пал духом. Обладая феноменальной памятью, он восстановил все свои изобретения. Не сомневались в возможностях ученого и финансисты — «Компания Ниагарских водопадов» выдала сербу 100 тысяч долларов на обустройство новой лаборатории. И уже в конце 1896 года Тесла передал сигнал без проводов на расстояние в 48 километров!

Колорадо-Спрингс

В мае 1899-го Тесла очутился в курортном городе Колорадо-Спрингс, расположенном на плато высотой 2000 метров над уровнем моря. Теслу пригласила местная электрическая компания. Видимо, наличие сильных гроз в этом курорте так впечатлило Теслу, что он создал здесь лабораторию. Специально для изучения гроз Тесла разработал трансформатор, у которого один конец первичной обмотки был заземлен, а второй конец соединялся с металлическим шаром с выдвижным вверх стержнем. К вторичной обмотке подключалось чувствительное самонастраивающееся устройство, которое, в свою очередь, было подключено к записывающему прибору.

Подобная конструкция дала Тесле возможность изучения меняющегося потенциала Земли, включая эффект стоячих электромагнитных волн от грозовых разрядов в атмосфере (сейчас известен как «Резонанс Шумана»).

Затем Тесла берется за еще более грандиозный эксперимент. Подсоединив к вторичной обмотке трансформатора 60-м мачту с медным шаром на конце (диаметром один метр), ученый стал пропускать через первичную обмотку переменный ток в несколько тысяч вольт. В результате, во вторичной обмотке появлялся ток напряжением в несколько миллионов вольт и частотой до 150 тысяч герц. Медный шар стал испускать разряды, похожие на молнию, диной до 4,5 метров. Громоподобные раскаты слышали на расстоянии до 24 километров.

Итогом эксперимента стал перегоревший генератор электростанции в Колорадо Спрингс, подававший ток для первичной обмотки. Тесла починил генератор и продолжил эксперимент, в ходе которого была доказана возможность создания стоячей электромагнитной волны.

Башня «Уорденклифф»

Добившись нужных результатов, осенью 1899 года Тесла вернулся в Нью-Йорк. В голове ученого созрел грандиозный план — построить станцию для беспроводной передачи на расстоянии информации и энергии, причем в любую точку Земли. Для осуществления поставленной задачи Тесла купил на острове Лонг-Айленд участок земли площадью 0,8 км2. Архитектору В. Гроу ученый заказал проект деревянной каркасной башни высотой 47 метров с медным шаром наверху. В 1902 году строительство, сопровождаемое огромными трудностями, было завершено, а башня получила имя «Уорденклифф».

Однако затем начались новые проблемы. Промышленник Джон Пирпонт Морган, финансировавший затею Теслы, отказался давать деньги ученому после того, как стали ясны истинные цели серба. Моргану не хотелось оплачивать исследования бесконтрольной передачи энергии по всей планете, — он всерьез опасался того, что изобретение Теслы лишит его источников прибыли. Не нашел понимания Тесла и у других промышленников.

Впрочем, вплоть до 1905 года ученый ставил эксперименты. Самым известным стал тот, во время которого в ночь с 15 на 16 июля 1903 года нью-йорское небо озарилось светом, похожим на северное сияние.

Именно башню «Уорденклифф» некоторые исследователи считают «виновницей» взрыва над Тунгуской в 1908 году. Что ж, это событие планетарного масштаба прекрасно «дополняет» список невероятных достижений Теслы. Кроме того, ученый в начале прошлого века сам писал в дневнике, что способен передать любое количество энергии в любую точку Земли, причем не только в добрых целях. Однако связь Теслы и Тунгусского взрыва стоит отнести к числу многих других мифов, окружающих ныне имя великого балканца.

Возведение башни было не самым важным делом. Ученый нуждался в завершении работ передаточной станции целиком, а денег попросту не было. В письме от 14 января 1904 года ученый пишет Моргану: «Прошло 14 месяцев с тех пор, как работы на моей станции были приостановлены. Всего за три месяца команда рабочих могла бы завершить строительство, и станция приносила бы по 10 000 долларов ежедневно». Последующие годы Тесла с переменным успехом бился за свой проект, пытаясь найти деньги и спасти от кредиторов оборудование и землю. В таком «законсервированном» состоянии башня «Уорденклифф» простояла до 1917 года, когда ее взорвали. Власти вдруг испугались, что башню могут использовать в своих целях немецкие шпионы.

Награда, которой не было

Немного отойдя от дрязг вокруг башни «Уорденклифф», Тесла обращает свой талант на новые изобретения. В их число вошли частотомер, электрический счетчик, усовершенствованные паровые турбины и электротерапевтические устройства. В одном из писем того времени ученый упоминал, что работает над проектом » автомобиля, локомотива и токарного станка». Поистине, гений Теслы стремился охватить как можно больше сфер жизнедеятельности человека. Трудился ученый и над революционным летательным аппаратом, который мог бы парить над водой.

Финансовые дела Теслы шли в 1909-1910 годах очень хорошо, и все благодаря заказам на его изобретения. Но втайне от всех ученый надеялся, что полученные деньги в один прекрасный момент он сможет направить на восстановление проекта всемирной передаточной станции, безумным символом которой высилась башня «Уорденклифф». Увы, этим мечтам Теслы не суждено было сбыться…

Стоит особо остановиться еще на одном мифе. Якобы, в 1915 году Тесла и Эдисон получили Нобелевскую премию по физике, но оба отказались от нее из-за старой и непримиримой вражды. Это, на самом деле, газетная «утка», и берет она начало аж с 6 ноября 1915 года — именно тогда она была опубликована в газете «Нью-Йорк Таймс».

В действительности, Никола Тесла в том году даже не номинировался (это произошло — первый и единственный раз — в 1937-м). Томас Эдисон и вправду был номинирован, причем дважды: в области химии и физики. Нобелевскую же премию по физике в 1915-м году разделили отец и сын Брэгг.

Однако вскоре Тесле стало не до слухов о премии — ученый вновь стремительно погружался в пучину долгов. Он задолжал даже за проживание в гостинице «Уолдорф-Астория», и был вынужден предстать в Верховном суде штата, где подписал бумагу о передаче убыточной для ученого башни «Уорденклифф» (и всего оборудования) в руки управляющего гостиницей. Ученый был глубоко уязвлен и подавлен. Спустя столько лет упорного труда он, Никола Тесла, оказался полным банкротом!

Бессмертие

Надеясь на гены, Тесла намеревался прожить более 100 лет, как и его отдельные, крепкие родственники. Скорее всего, он смог бы дотянуть до намеченного рубежа, невзирая даже на свою странную диету (теплое молоко, хлеб, некоторые овощи), запойную работу по ночам и прочие странности (например, Тесла любил проводить через себя ток). К сожалению, попав под машину и сломав ребра, Тесла еще больше подорвал свое здоровье.

Смерти ученого предшествовало необычное событие. Общеизвестна любовь Теслы к голубям. Эти птицы придавали ученому силы. Но однажды ночью «…в открытое окно влетела моя любимая голубка и села на стол. Взглянув на нее, я понял, что произошло: она умирала. И когда я понял это, из ее глаз полился свет — мощные лучи света. Когда голубь умер, что-то умерло и во мне. Я знал, что дело моей жизни закончено». Так записал в своем дневнике Тесла незадолго до смерти.

После смерти ученого в ночь с 7 на 8 января 1943 года все его бумаги были забраны агентами ФБР. Внимательно изучив наследие Теслы, ФБР заявило, что великий ученый не оставил ничего такого, чтобы могло иметь практическое применение.

10 наиболее важных изобретений и открытий Николы Теслы

1. Высокочастотная электротехника (высокочастотный трансформатор, электромеханический генератор ВЧ (в том числе индукторного типа)).

2. Многофазный электрический ток. Сам Тесла считал двухфазный ток наиболее экономичным, поэтому в электроустановках Ниагарской ГЭС применялся именно двухфазный электроток. Однако распространение получил все же трехфазный ток.

3. Радиосвязь и мачтовая антенна для радиосвязи. В 1891 году Тесла во время публичной лекции описал и показал принципы радиосвязи, а в 1893 году создал мачтовую антенну для беспроводной радиосвязи.

4. Катушки Теслы. По сей день используются для получения искусственных молний.

5. Применение электротехнических аппаратов в медицинских целях. Тесла обнаружил, что высокочастотные токи большого напряжения (до 2 миллионов вольт) способны благотворно воздействовать на кожу, в частности, убивать микробы и очищать поры.

6. Явление вращающегося магнитного поля. Описано Теслой в 1888 году, раньше и независимо от итальянского физика Галилео Феррариса.

7. Асинхронный электродвигатель. Запатентован в 1888 году.

8. Первым (или одним из первых) наблюдал и описал катодные, рентгеновские лучи и ультрафиолетовое излучение.

9. Флюоресцентная лампа (спроектировал первым).

10. Радиоуправляемая лодка. Продемонстрирована в 1898 году.

В этой большой обзорной статье мы поговорим о том, что изобрёл Никола Тесла, выдающийся изобретатель и учёный. Мы постараемся описать все наиболее важные из его изобретений, а также расскажем о тех, о которых вы могли и не знать.

Никола Тесла — это, пожалуй, один из в мире наравне с или , чей вклад в мировую науку крайне трудно переоценить. Родился и вырос Тесла в Сербии, где и получил образование. Уже со студенческих лет он проявлял самостоятельность мышления и тягу к изобретательству. Позже он переезжает во Францию, а затем в США, где и проживает большую часть своей жизни, занимаясь изобретательством. Количество его патентов включает в себя более 150 изобретений и различных усовершенствований. Некоторые даже считают, что именно Никола Тесла изобрёл 20-й век, так как он был не просто практиком, но и теоретиком.

Интересы Теслы лежали в основном в сфере радиотехники и электротехники, а также в области изучения свойств электромагнетизма и передачи электричества на большие расстояния. Основные его изобретения связаны с переменным током и электрическими машинами, использующим его. Также в нашей статье мы поговорим об изобретениях Теслы в области беспроводного освещения и беспроводной передачи электроэнергии.

Жизнь Теслы в целом была трудной и порой крайне неудачной. Далеко не все его изобретения были коммерчески успешными, он часто становился банкротом или жертвой обмана (Эдисон кинул его на большую сумму) или обстоятельств (например, известный пожар в его лаборатории уничтожил множество прототипов).

Безусловно, что теоретический вклад Теслы огромен, но нас в этой статье будут интересовать прежде всего практические реализации его идей и задумок, поэтому давайте посмотрим на список изобретений Николы Тесла. Для удобства навигации по статье предоставляем небольшое содержание:

Переменный ток

DC — постоянный ток, AC — переменный ток

Прежде чем научиться использовать переменный ток, его необходимо сначала получить. В общем-то о переменном токе физики знали уже давно (со времён открытия электромагнитной индукции) и Тесла его как таковой не открывал, но тогда все полагали, что переменный ток — это попросту «мусор», который вряд ли как-то получится использовать. Тесла же был другого мнения и сразу увидел весь потенциал переменного тока.

Постоянный ток непрерывно течёт в одном направлении; переменный ток меняет своё направление 50 или 60 раз в секунду и у него можно изменять напряжение до высоких уровней, минимизируя при этом потери мощности на больших расстояниях. Позже напряжение переменного тока можно понижать, чтобы использовать его на заводах или в жилых домах. Тесла понял, что будущее принадлежит переменному току.

Тесла описал свои двигатели и электрические системы в статьей «Новая система двигателей переменного тока и трансформаторов», которую он презентовал в Американском институте инженеров-электриков в 1888 году. Именно тогда Джордж Вестингауз заинтересовался разработками Теслы, и однажды он посетил его лабораторию и поразился увиденному. Никола Тесла построил модель многофазной системы из понижающих и повышающих трансформаторов переменного тока, а также двигателя переменного тока. Так началось партнёрство Ветсингауза и Теслы. Позже Никола Тесла получил 40 патентов на свои изобретения в США, а Вестингауз выкупил их все, чтобы обеспечить себя богатством, а Америку переменным током.

Ниже мы как раз и поговорим об этих машинах и о том, как в США внедрялась многофазная система электроснабжения.

Генератор переменного тока

Генератор переменного тока — это электрическая машина, которая является составной частью полифазной системы электроснабжения Теслы, о которой речь пойдёт ниже. Генератор создаёт переменный ток, используя механическую работу (например, генераторы, установленные на дамбах, использующие падающую на их лопасти воду).

Мы не будем объяснять принцип работы генератора. Посмотрите видео ниже, если хотите понять подробнее.

Альтернатор Теслы (другое название генератора переменного тока) превосходил все другие по той простой причине, что он был действительно эффективен на практике. Свой генератор Тесла изобрёл ещё будучи на 2 курсе и уже тогда обращался к своим преподавателям с идеей использования переменного тока, но от его идей все отмахивались, как от бредовых. Некоторые профессора даже просто смеялись над его изобретениями.

В 1882 году Тесла работает в Париже и создаёт первый рабочий прототип своего генератора.

Приехав в 1884 году в США, Тесла направился к тогда уже известному изобретателю и коммерсанту в области электричества Томасу Эдисону и устроился к нему на работу. Попутно Тесла предлагал Эдисону свои идеи по использованию переменного тока, но Эдисон считал, что он сошёл с ума, раз думает, что переменный ток можно хоть как-то использовать. Дошло даже до того, что Тесла, не поняв сарказма Эдисона, подумал, что получит большую сумму от Эдисона, если сделает несколько десятков определённых изобретений на заказ. Тесла их сделал, а Эдисон сказал, что пошутил, а Тесле рекомендовал научиться понимать американский юмор.

В 1891 году Тесла получает в США патент на первый в мире альтернатор.

Многофазный генератор Теслы мощностью 500 л.с. (около 370 кВт) на выставке Вестингауза

Двигатель переменного тока

Двигатель переменного тока или асинхронная машина — это ещё один этап в развитии идей применения переменного тока. Генератор переменного тока мы уже обсудили, значит электричество мы получаем, но что с ним делать дальше? У нас ведь нет машин, которые бы работали от переменного тока! Вот Тесла их и изобрёл.

Патент Теслы на электрический двигатель 1888 года

В 1880-е года множество изобретателей пыталось изобрести рабочие варианты двигателей переменного тока, но сделать этого не удавалось. Галилео Феррарис занимается теоретическим исследованием создания двигателей переменного тока и приходит к ошибочному выводу, что они попросту не могут быть эффективными и коммерчески успешными. Это добавило мотивации изобретателям всего мира, это звучало как вызов — создать эффективный двигатель переменного тока. Тесла отвечает на этот вызов и демонстрирует в 1887 году свой первый вариант двигателя, работающего на переменном токе, а в 1887 году совершенствует свою модель, выпуская вторую машину.

Один из оригинальных электрических моторов Теслы 1888 года.

Основная причина, по которой рациональное использование двигателей переменного тока казалось невозможным, заключалась в том, что они были однофазовыми. Тесла же обосновал теоретически и доказал практически, что можно не ограничиваться одной фазой, а делать две или больше фаз.

На картинке ниже показано схематически устройство двух- и трёхфазных двигателей переменного тока:

Позже Тесла изобретает и патентует множество модифицированных моторов и двигателей переменного тока. Все эти патенты, как писалось выше, Тесла продаёт Вестингаузу.

Двухфазный электрический двигатель переменного тока из коллекции Вестингауза.

4-х фазный электрический двигатель переменного тока из коллекции Вестингауза.

Полифазный электрический двигатель переменного тока из коллекции Вестингауза.

Многофазная система электроснабжения

Тесла обратил внимание, что электрические станции постоянного тока Эдисона неэффективны, а Эдисон уже застроил ими всё Атлантическое побережье США. Чтобы преодолеть недостатки постоянного тока, надо было, по идее Теслы, использовать переменный ток. Многофазной такая система называется потому, что двигатели и генераторы имеют несколько фаз (см. пояснения выше).

Лампы Эдисона были слабыми и неэффективными при использовании постоянного тока. Вся эта система имела один большой недостаток в том, что она не могла транспортировать электричество на расстояние более 3 км из-за неспособности изменять напряжение до высокого уровня, необходимого для передачи на большие расстояния. Поэтому электростанции постоянного тока устанавливались с интервалом в 3 км.

Схема работы многофазных систем электроснабжения

Переменный ток, как писалось выше, мог достигать больших напряжений и поэтому его можно было передавать на огромные расстояния (выйдите из дома и посмотрите на ближайшие высоковольтные линии электропередач, это оно самое).

Когда Эдисон узнал, что у него появился столь мощный конкурент, он понял, что может потерять свою империю постоянного тока. Именно так и началась война между Вестингауза вместе с Теслой против Эдисона, которую назовут войной токов. Эдисон начал усиленно пытаться дискредитировать изобретение Теслы, показывая, что переменный ток более опасен для жизни, чем постоянный.

Стоит также отметить, что когда Тесла приехал в США, то сначала он предложил свои разработки Эдисону, но он назвал всё это вздором и сумасшествием.

Эдисон бил переменным током животных на публике, чтобы привести их в ярость и доказать, что этот вид тока опасен. Однажды Эдисон узнал об идее одного врача, об использовании переменного тока для умерщвления людей. Реализация не застала себя ждать. Так был изобретён электрический стул, который впервые применили к Уильяму Кеммлеру, виновному в убийстве своей любовницы.

Эдисон долго не мог придумать для своего нового изобретения название, но ему больше всего нравилось слово «увестингаузить», правда ни один из них, как мы теперь видим, не прижился.

Тесла тоже не сидел без дела и отвечал на все попытки дискредитации Эдисона. Он стремился наоборот показать, что переменный ток не опасен и показывал это, при помощи скин-эффекта.

Австралийский любитель электрического эксгибиционизма Питер Террен бьёт себя в течение 15 секунд током в 200 000 вольт при помощи катушки Тесла, демонстрируя скин-эффект.

Как мы знаем, Тесла и Вестингауз в конечном итоге победили, поэтому переменный ток стал повсеместным явлением. Понадобилась целая экономическая и юридическая война, чтобы обеспечить Америку и весь мир более прогрессивным изобретением.

Катушка или трансформатор Теслы

Тесла изобрёл свою катушку примерно в 1891 году. В то время он повторял эксперименты Герниха Герца, который обнаружил электромагнитное излучение тремя годами ранее. Тесла решил запустить его устройство вместе с высокоскоростным генератором переменного тока, который он разрабатывал в рамках улучшения системы дугового освещения, но он обнаружил, что ток высокой частоты перегревает стальной сердечник и плавит изоляцию между первичной и вторичной обмотками в катушке Румкорфа, которая использовалась по умолчанию в экспериментах Герца. Для устранения этой проблемы Тесла решает изменить конструкцию таким образом, чтобы образовался воздушный зазор между первичной и вторичной обмотками, вместо изоляционного материала. Тесла сделал так, что сердечник мог быть перемещён в различные положения в катушке. Тесла также установил конденсатор, который обычно используются в таких установках между генератором и его первичной катушкой обмотки, чтобы избежать выгорания катушки. Экспериментируя с настройками катушки и конденсатора, Тесла обнаружил, что он мог бы воспользоваться возникающим резонансом между ними для достижения более высоких частот.

В катушке трансформатора Теслы конденсатор, после пробивания короткой искры, подключался к катушке из нескольких витков (первичная катушка), формируя таким образом резонансный контур с частотой колебания, как правило, 20-100 кГц, определяемый ёмкостью конденсатора и индуктивностью катушки.

Конденсатор заряжался до напряжения, которое необходимо для пробоя воздушного искрового промежутка, при входном линейном цикле, что достигает примерно 10 киловольтам при использовании линейного трансформатора, который подключён через воздушный зазор. Линейный трансформатор был спроектирован так, чтобы иметь более высокую, чем обычно, индуктивность рассеяния (параметр, отражающий неидеальность трансформатора), чтобы выдерживать короткое замыкание, возникающее в то время, когда зазор оставался ионизированным, или в течение нескольких миллисекунд, пока ток высокой частоты не исчезал.

Искровой разрядник настраивался таким образом, чтобы его пробой происходил при напряжении, которое несколько меньше пикового выходного напряжения трансформатора, чтобы максимизировать напряжение на конденсаторе. Внезапный ток, проходящий через искровой промежуток, вызывает резонанс первичной резонансной цепи на её резонансной частоте. Кольцевая первичная обмотка магнитно соединяет энергию с вторичной обмоткой в течение нескольких радиочастотных циклов, пока вся энергия, которая первоначально была в первичной обмотке, не перенесётся на вторичную. В идеале зазор затем прекращает проведение тока (гашение), захватывая всю энергию в колебательный вторичный контур. Обычно промежуток снова начинает расти, а энергия вторичных передач возвращается к первичной цепи в течение ещё нескольких радиочастотных циклов. Цикл энергии может повторяться несколько раз, пока искровой промежуток окончательно не ослабнет. Как только зазор прекратит проводить ток, трансформатор начнёт заряжать конденсатор. В зависимости от напряжения пробоя искрового промежутка, он может срабатывать много раз на протяжении всего цикла переменного тока.

Применение можно разделить на практическое и чисто декоративное. Практическое применение тока катушки Тесла нашли в радиоуправлении, радио и беспроводной передачи энергии для питания различных устройств (например, лампочек). Генератор Теслы обнаружил и неожиданное применение в медицине. Арсен Д’Арсонваль применил токи, создаваемые генератором, для физиотерапевтического воздействия на поверхность кожи и слизистые различных органов человека. Ток проходил по поверхностным слоям кожи и оказывал тонизирующий и оздоровляющий эффект. Также катушки Тесла применяются для работы газоразрядных лапм и обнаружения течи внутри вакуумных систем.

Но гораздо большую распространённость катушки Тесла получили в сфере спецэффектов и декораций, ведь разряды, создающиеся трансформатором Тесла выглядят крайне эффектно и красиво.

Пример работы катушки Тесла можете посмотреть на видео:

Интересно также понаблюдать и за музыкальными свойствами данных катушек, которые достигаются за счёт изменения частоты:

Интересно, что в своё время в 20-м веке пытались продавать катушки Теслы, как эффективный способ защитить вашу машину от угона:

Также подобные катушки используются в различных центрах, чтобы развлечь посетителей и попытаться увлечь молодёжь красотой физических эффектов, а также в аттракционах:

Беспроводное освещение

В 1891 году Тесла усовершенствовал передатчик волн, изобретённый Герцом, который был необходим для радиочастотного снабжения энергией, переделав его в систему освещения, состоящую из газоразрядных ламп.

В этом же году он продемонстрировал в Колумбийском колледже своё изобретение.

Когда мы говорим о том, что освещение беспроводное, не имеются в виду радиоволны, речь идёт об электростатической индукции.

В руках у Теслы две длинные трубки Гейсслера, которые похожи на неоновые лампы.

В 1893 году в Чикаго проходит всемирная выставка, где Тесла демонстрирует своё изобретение. Лампы были не только беспроводными, но и люминесцентными.

В 1894 году новое достижение. Удаётся зажечь фосфорную лампу накаливания в своей лаборатории, используя резонансный метод взаимоиндукции.

Правда широкого коммерческого применения такая лампа найти не смогла, но резонансный метод индуктивной связи сейчас применяется повсеместно в электронике.

Башня Теслы

Тесла не остановился на беспроводной системе освещения и пошёл дальше. Он решил, что можно в принципе не использовать высоковольтные провода для передачи тока и передавать всю электроэнергию посредством воздуха. Для этого он хотел построить огромную экспериментальную установку в Нью-Йорке, известную как башня Теслы или башня Ворденклиф. Позже, проводя свои эксперименты и наблюдения над молниями, Тесла пришёл к ошибочному выводу, что может использовать весь земной шар, чтобы проводить ток.

Одна из страниц патента на башню Теслы

Деньги на строительство от получил от известного в то время финансиста Дж. П. Моргана, которому он сообщил, что башня будет использоваться для трансатлантической беспроводной телефонии и вещания, на чём Морган планировал заработать. По сути это была первая подобная башня в своём роде.

В 1901 году началось строительство башни и продолжалось до 1903 года. Вторую башню-приёмник планировалось построить около Ниагарского водопада. Когда первую башню в Ворденклифе почти достроили, Морган понял, что беспроводная передача электроэнергии может привести к обрушению всего рынка, в котором он имел вложения (ему принадлежала Ниагарская ГЭС), то он прекратил финансирование проекта Теслы. В мае 1905 года Тесла также потерял свой доход от патентов по истечению срока, поэтому он оказался банкротом и завершить строительство второй башни так и не удалось.

Как устроена башня Теслы

Башня в Ворденклифе представляла из себя огромную катушку Теслы высотой около 60 метров, на верхушки которой была большая медная сфера. Башня генерировала молнии длиной до 40 метров, а гром от высвобождаемой электроэнергии порождал гром, который можно было услышать за 24 километра от башни. Вес башни достигал 55 тонн, а диаметр 21-го метра.

Башня Уорденклифф изнутри

В 1905 году был произведён тестовый пуск, который произвёл шокирующий эффект. В газетах писалось, что Тесла сумел зажечь небо над океаном на тысячи миль. Вокруг же самой башни лошади получали удары током и даже крылья бабочек наэлектризовались до такой степени, что вокруг них можно было видеть «Огни Святого Эльма» (коронный разряд).

К сожалению, башню снесли в 1917-м году.

Изобретение радио и радиоуправления

Тесла демонстрирует свою радиоуправляемую лодку

20-й век крайне богат на различные изобретения и технические новинки. Многие изобретались параллельно в различных вариациях, при этом кто-то патентовал свои изобретения, а кто-то это сделать не мог или не хотел по каким-то причинам. Поэтому достаточно сложно установить, кто же первым изобрёл радио. Так, например, в США считают, что радио изобрели Дэвид Хьюз, Томас Эдисон и Никола Тесла, которые сделали соответствующий технический вклад для этого изобретения; в Германии полагают, что радио изобрёл Генрих Герц, а во Франции — Эдуард Бранли; В Белоруссии в изобретатели радио записывают Якова Наркевича-Иодку; В Бразилии полагают, что изобретателем радио был Ландель де Муру; в Англии — Оливер Джозеф Лоджа; в СССР же общепринятым было считать изобретателем радио Александра Степановича Попова и так далее ещё для многих стран. Гульермо Маркони же следует считать не изобретателем радио, как технологии или законченной системы, а как создателем первой успешной в коммерческом плане реализации системы радио.

Все их патенты и изобретения появлялись в промежутке 1880-1895 годов и все они занимались исследованием радиоволн. Попросту говоря, они все были изобретателями радио в той или иной степени, делая свой вклад в развитие теории передачи информации.

Но что же сделал Тесла? А он сделал тоже не мало. Он описал принципы, по которым можно было передавать радиосигнал на большие расстояния, провёл ряд собственных экспериментов по передаче сигналов, а также создал первую радиоуправляемую лодку, которую продемонстрировал на электротехнической выставке в 1898 году. Правда он не считал, что при помощи радиоволн возможно общение.

Радиоуправляемая лодка Николы Теслы

Одна из страниц патента на радиоуправляемую лодку Николы Тесла

На видео вы можете посмотреть лодку, которую собрали в 2015 году по подобию той, что была у Теслы:

Лодка контролировалась при помощи радиоуправления. Тесла продемонстрировал эту лодку в 1898 году на выставке электротехнике в Мэдисон Сквер Гарден. Там она произвела фурор. Представьте себе людей того времени, которые не понимали, каким образом Тесла управляет лодкой, приказывая ей плыть в то или иное место. Кроме слова «магия» здесь сложно что-то было подобрать для обывателя того времени.

Хотя газетчики того времени сразу начали называть изобретение Теслы «радиоуправляемой торпедой» (видимо, из-за того, что в то время Томас Эдисон пытался изобрести подобную торпеду и продать военным), сам же Тесла не нацеливался на войну. В 1900 году журнал Centure взял интервью у изобретателя, где тот сообщил, что целью его изобретения является попытка создать «искусственный интеллект», так как современные автоматы попросту заимствуют разум человека и откликаются только на его приказы. Тесла полагал, что однажды люди сумеют создать машину со своим собственным разумом. Что же, спустя более чем 100 лет мы пока можем утверждать, что такой машины мы не создали.

Позже во время Второй мировой войны нацисты догадаются использовать радиоуправления для создания дистанционно управляемых танков.

Безлопастная турбина Теслы

Турбина Теслы из музея

Эту турбину Тесла запатентовал в 1913 году. Изобретение турбины без лопастей по сути было вынужденным, так как для изготовления турбины с лопастями не было подходящих технологий, да и аэродинамическая теория ещё не была создана, поэтому Тесла решил использовать эффект пограничного слоя, а не давление вещества на лопатки, как сейчас широко распространено в традиционных турбинах.

Часто можно встретить утверждения, что КПД его турбины может теоретически достигать 95%, но на практике на заводах Вестингауза такая турбина показала КПД в районе 20%. Хотя позже различные модификации турбины другими изобретателями доводили КПД до 40% и более.

Очень хорошо принципы работы турбины Тесла на английском языке объяснены в этом видео:

По состоянию на 2016 год турбина Теслы так и не нашла широкого коммерческого использования с момента своего изобретения. Пока что ей удалось найти узкое применение в насосах. Связано это в первую очередь с тем, что диски внутри турбины сильно деформируются во время работы и это сказывается на общей эффективности применения турбины. Хотя сейчас продолжаются технологические поиски, чтобы решить все возникающие проблемы. Сравнительно недавно вопрос о деформации дисков частично был решён с использованием новых материалов, таких как углеродное волокно.

Клапан Тесла

Данный клапан был изобретён Теслой в 1920 году и почему-то многие даже не слышали об этом интересном изобретении. Суть в том, что этот однонаправленный клапан не имеет подвижных частей . Затор в клапане создаётся за счёт того, что основной поток ветвится и его ответвления направляются обратно, что постепенно замедляет основной поток.

Когда газ или жидкость течёт в прямом направлении, они слегка отклоняют и текут как бы по зигзагу, но не находя большого сопротивления. Можете посмотреть это на видео ниже, где для наглядности в поток добавлены шарики:

Однако, когда поток течёт в обратном направлении, то он ветвится таким образом, что ответвлённый поток направляется против основного, что вызывает сопротивление. И так повторяется на каждом ответвлении, из-за чего поток останавливается. Этот принцип вы можете наблюдать на видео ниже:

Конечно, нужно понимать, что данный клапан не предназначен для того, чтобы быть пробкой для бутылки или что-то в этом роде, так как он плохо работает при низком давлении потока. Однако, стоит начать использовать высокое давление, как соотношение давления между основным и ответвлённым потоком выравниваются.

Тесла изобрёл клапан, когда разрабатывал бесступенчатую турбину. Но так оказалось, что клапан стал самостоятельным изобретением, так как Тесла понял, что турбина лучше взаимодействует с ламинарным потоком, а клапан лучше работает с импульсным.

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ …

120 лет назад Александр Попов осуществил первую передачу радиосигнала

24 марта 1896 года, 120 лет назад, Александр Попов осуществил первую передачу радиосигнала. О том, почему Попова «обогнал» Маркони и кто считается изобретателем радио в разных странах, рассказывает отдел науки «Газеты.Ru».

24 марта 1896 года на ученом собрании Русского физико-химического общества (РФХО), происходившем в физическом кабинете Санкт-Петербургского университета, Александр Попов совместно со своим постоянным ассистентом Петром Рыбкиным организовали беспроволочную передачу текстового сообщения из двух слов. Рыбкин находился на расстоянии 250 метров в здании химического факультета и передавал кодированные сигналы. В качестве источника электромагнитных колебаний Попов использовал генератор Герца с катушкой Румкорфа (источником импульсов высокого напряжения).

На заседании присутствовали многие известные российские физики, электротехники, административные руководители армии и флота.

Присутствовавший в зале физик Орест Хвольсон писал: «Станция отправления была устроена в зале химической лаборатории Петербургского университета, приемная станция — в зале заседаний. Буквы передавались по алфавиту Морзе, и знаки были слышны. У доски стоял председатель российского Физического общества Федор Петрушевский, имея в руках бумагу с ключом к алфавиту Морзе и кусок мела. После каждого передаваемого знака он смотрел в бумагу и записывал на доске соответствующую букву. Постепенно на доске получились слова: «Генрих Герц». Это имя немецкого физика, высказавшего первым идею передачи информации по воздуху. Трудно описать восторг присутствующих и овации Попову, когда эти два слова были написаны».

Попов был не первым исследователем, который попытался передать радиосигналы на расстоянии. К началу 1890-х годов уже был известен прибор, способный реагировать на электромагнитное излучение радиодиапазона. С ним много экспериментировали известный французский физик Эдуард Бранли и английский физик Оливер Лодж. Детектором в приемнике служил когерер, еще в середине XIX века применявшийся в различных конструкциях грозоуказателей. Когерер представлял собой трубку, заполненную металлическими опилками, с выведенными наружу контактами. Когерер довольно плохо проводил электрический ток, но под действием сильного электромагнитного поля электрическое сопротивление резко падало. Для того чтобы вернуть когерер в исходное состояние, его нужно было встряхнуть.

Александр Попов усовершенствовал когерер, дополнив его системой обратной связи. Он включил в цепь электромагнитный звонок и укрепил его так, чтобы молоточек звонка при работе постукивал по трубке когерера.

Получился приемник электромагнитных колебаний, способный улавливать не только импульсы, но и непрерывный сигнал.

Еще до самой демонстрации по передаче радиосигнала, на заседании РФХО, проходившем в Санкт-Петербурге 7 мая 1895 года, Попов прочитал лекцию на тему «Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям», в ходе которой продемонстрировал свое изобретение. Для повышения чувствительности приемника к нему присоединили антенну длиной около 2,5 метра. В качестве источника электромагнитных колебаний был использован вибратор Герца.

В честь этого события с 1945 года 7 мая стал отмечаться в СССР как День радио.

Попов понимал практическое значение своего открытия, но не спешил делиться им со всем научным сообществом: он работал для Морского ведомства, и его изобретения имели военное значение. С 1897 года Попов проводил опыты по радиотелеграфированию на кораблях Балтийского флота. В 1899 году вице-адмирал Диков докладывал управляющему морским министерством: «Во время шторма беспроволочный телеграф Попова был единственным средством сообщения между кораблями и действовал совершенно беспрепятственно, достигая дальности связи до 30 морских миль (более 50 километров)». А первой гражданской командой, шедшей по самой первой построенной радиолинии, был приказ ледоколу «Ермак» спасти с оторвавшейся льдины рыбаков.

Хотя демонстрация радиосигнала определила первенство Попова в изобретении радио, тема эта оказалась очень спорной. В Германии изобретателем радио считают Генриха Герца, который доказал существование электромагнитных волн и еще в 1888 году первым изобрел способ их передачи и приема. В США и некоторых балканских странах создателем радио считается известный физик Никола Тесла, который в 1893 году запатентовал радиопередатчик, а двумя годами позже — радиоприемник. Во Франции изобретателем радио считается Эдуард Бранли, который в 1890 году создал прибор для регистрации электромагнитных волн.

У Индии есть своя кандидатура: там радиопередачу в миллиметровом диапазоне продемонстрировал Джагадиш Чандра, и было это в 1894 году. В том же году в Англии Оливер Джозеф Лодж продемонстрировал радиопередачу и радиоприем.

Однако в большинстве стран изобретателем радио считается итальянец Гульельмо Маркони. Маркони начал экспериментировать с передачей беспроводных сигналов в одно время с Поповым, имея в своем распоряжении тот же самый генератор Герца и будучи осведомлен об опытах Джозефа Лоджа. Маркони пытался предложить использование беспроводной связи министерству почты и телеграфа Италии, но там молодому энтузиасту ответили отказом.

В 1896 году Маркони приезжает в Великобританию, где ставит ряд показательных успешных опытов по передаче сигнала без проводов на большие расстояния. С помощью азбуки Морзе ему удалось передать сигнал с крыши лондонского почтамта в другое здание на расстояние 1,5 км. А 2 июня 1896 года Маркони подал в Британское патентное бюро заявку на «Усовершенствования в аппаратуре для передачи электрических импульсов и сигналов».

После получения патента изобретение Маркони было поставлено на коммерческую основу.

В 1897 году он основал крупное акционерное общество «Маркони К°». Для работы в нем он привлек многих крупных ученых и изобретателей. Громкие дела компании вроде первой передачи радиосигналов через Атлантику в 1901 году способствовали ее развитию, а сам Маркони стал миллионером.

Маркони неоднократно выдвигался на Нобелевскую премию по физике, причем трижды при жизни Александра Попова, который умер в 1906 году. А вот Попова Российская академия наук не номинировала на эту награду ни разу. Маркони получил Нобелевскую премию лишь в 1909 году, причем он разделил ее с немецким физиком Фердинандом Брауном, усовершенствовавшим аппарат Маркони.

Заключение Нобелевского комитета гласило: «Главное (помимо неукротимой энергии, с которой Гульельмо Маркони шел к поставленной цели) было достигнуто, когда ему удалось воплотить всю систему в виде компактной, пригодной для практического использования конструкции».

В истории с открытием радиосвязи не обошлось без политики, но жаркие споры разгорелись значительно позднее самого открытия. Известно, что в СССР мало что говорилось о работах Маркони, а во многих западных странах, в частности в Италии и Великобритании, умалчивалось о Попове и его изобретениях.

В 1950 году был даже снят художественный фильм «Александр Попов», который получил Сталинскую премию. В этом фильме Попов был представлен как самоотверженный ученый, а Маркони как хитрый коммерсант, охотящийся за идеями.

На самом деле никакого масштабного заговора, направленного против Попова, в мировом научном сообществе не было. Попов признавал, что его детектор был менее чувствительным, чем детектор Маркони.

Имеются даже свидетельства, что Александр Попов встречался с Гульельмо Маркони в 1902 году на борту итальянского крейсера «Карло Альберто», где они несколько часов обсуждали технические вопросы беспроводной связи, после чего расстались, испытывая друг к другу большое уважение.

Эти факты говорят о том, что русский ученый отдавал дань своим коллегам-физикам, и поэтому нельзя считать, что Попов несправедливо обделен в истории изобретения радио в пользу Маркони, который якобы получил чертежи русского ученого и просто усовершенствовал изобретенное тем устройство.

5/5 Кто охотится за молнией

МЕЧТЫ ОБ УНИКАЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ

Я передать энергию хочу

По беспроводному лучу!..

Самодельные стихи знакомого инженера как нельзя лучше, на мой взгляд, выражают мечту многих специалистов о беспроводной передаче энергии и информации. Но если в передаче маломощных, информационных потоков энергии нами достигнуты кое-какие успехи — передачи радио и телевидения принимают сегодня в самых глухих уголках земного шара, то с передачей мощных потоков — Ниагар энергии — дела обстоят значительно хуже. Но вовсе не безнадежно! Вот что говорят факты. Несколько лет назад, к примеру, тогда еще советские энергетики сообщили о принципиальной возможности передачи электроэнергии по трубам. Волноводы, наполненные элегазом, полагают они, намного перспективнее обычных ЛЭП и кабелей при передаче сверхмощных потоков энергии. В 1988 году в Канаде была испытана модель самолета, отличающаяся тем, что на се борту не было ни бензобака, ни аккумулятора, ни солнечных батарей… Вся энергия, необходимая для вращения пропеллера, передавалась с земли по микроволновому лучу. Испытания показали перспективность подобных исследований. Как сообщил недавно французский журнал «Мир науки», в этой стране уже осуществлена на практике передача электроэнергии без проводов. Разработанный способ основан на электромагнитной индукции. Излучатель энергии состоит из катушки с магнитным сердечником, по которой протекает ток частотой в несколько десятков килогерц. Приемное устройство — тоже катушка с магнитным сердечником — монтируется в любой электроприбор. Когда такой прибор находится рядом с излучателем, возникает электродвижущаяся сила. Специальный компьютерный блок предохраняет излучатель от перегрузок, коротких замыканий, внезапных отключений и позволяет в пределах одного помещения запитывать сразу несколько бытовых электроприборов. Однако все это пока лишь отдельные опыты. Они не выходят за пределы лабораторий — уж слишком велики потери энергии при передаче. Разве это дело, когда цели достигает в лучшем случае около 20% посылаемой энергии? Но быть может, нам тогда имеет смысл йоспользоваться рецептом столетней давности?.. Ведь еще в 1893 году на съезде Ассоциации электрического освещения в Сант-Льюисе сербский изобретатель Никола Тесла, долгие годы работавший в США, продемонстрировал лампы, горевшие без проводов, электромотор, вращавшийся без подключения к электросети. Столь необычная экспозиция была прокомментирована Теслой следующим образом: «Несколько слов об идее, постоянно занимающей мои мысли и касающейся нас всех. Я имею в виду передачу сигналов, а может быть, даже энергии на любое расстояние без проводов… Мы уже знаем, что электрические колебания могут передаваться по единственному проводнику. Почему же не воспользоваться для этой цели землей?..» То, что это были вовсе не пустые слова, Никола Тесла продемонстрировал несколько лет спустя. Добившись грандиозного успеха в создании крупнейшей в те годы Ниагарской ГЭС, изобретатель стал работать над проектом мировой энергетической системы. Он был настолько уверен в реальности своего замысла, что во всеуслышание обещал осветить ниагарской энергией, которая будет передана без проводов, Всемирную выставку 1903 года в Париже. Уверенность в том, что успех близок, Тесле придали не только теоретические разработки, но и серия замечательных экспериментов, проведенная им в стенах уникальной лаборатории в Колорадо-Спрингсе. Наиболее подробные сведения об этой работе приведены в книге Джона 0’Нейла «Электрический Прометей», главы из которой были опубликованы в русском переводе журналом «Изобретатель и рационализатор» в № 4-II за 1979 год. «В Колорадо-Спрингсе, — говорится в книге, — Тесла не просто устраивал искусственные громы, а провел испытание системы беспроводной передачи энергии. Ему удавалось питать током, извлекаемым из земли во время работы гигантского вибратора, 200 электрических лампочек накаливания, расположенных в 42 км от его лаборатории. Мощность каждой из них составляла 50 Вт, так что суммарный расход энергии составлял 10 кВт, или 13 л.с. Тесла утверждал, что КПД передачи превышал 95%, и был убежден, что с помощью 300сильного вибратора смог бы зажечь дюжину электрических гирлянд по 200 электрических лампочек в каждой, разбросанных по всему земному шару». Что же представлял собой аппарат, с помощью которого электроэнергию можно было передавать практически во всепланетном масштабе? Инженер из Сочи Леонид Алиханов как-то попробовал провести инженерно-криминалистическую экспертизу экспериментов Теслы, опираясь на описания, приведенные в книге. И вот что у него получилось. Сердцем вибратора, полагает инженер, был гигантский трансформатор системы Теслы. Он имел первичную обмотку из нескольких витков толстого провода, расположенных на ограде диаметром 24,4 м, и размещенную внутри ограды с большим воздушным зазором многовитковую однослойную вторичную обмотку на цилиндре из диэлектрика. Первичная обмотка вместе с конденсатором, индукционной катушкой и искровым промежутком образовывала колебательный контур — преобразователь частоты. Над трансформатором, располагавшемся в центре лаборатории, возвышалась деревянная башня, увенчанная на высоте 60 м большим медным шаром. Один конец выхода трансформатора соединялся с этим шаром, другой заземлялся. Все это устройство питалось от отдельной динамо-машины мощностью в 300 л.с. В нем возбуждались электромагнитные колебания частотой 150 кГц (длина волны 2 тыс. м). При этом рабочее напряжение в высоковольтной цепи составляло 30 тыс. В, а резонирующий потенциал в шаре достигал 100 млн. В… Таким образом становится понятно, откуда появлялись искусственные молнии, описанные в книге: при столь высоком потенциале электрическая искра способна пробивать воздушный промежуток значительной величины. Но каким образом запитывались электролампы, находящиеся на расстоянии 42 км от работающего вибратора? Ответить на этот вопрос нам помогут «Дневник исследований. КолорадоСпрингс, 1899-1990», опубликованный в 1976 г. в Белграде музеем Н.Теслы, и… законы физики, которые остались такими же, как и во времена великого изобретателя. Итак, известные способы беспроводной передачи энергии, скажем, по воздуху не позволяют передавать с малыми потерями мощности, достаточные для питания лампочек. Наибольшая величина мощности, принимаемая на данном расстоянии от радиопередатчика, составила бы на три порядка меньшую величину, чем требуется. Поэтому Тесла пошел другим путем. Вспомните, на съезде в Санта-Льюисе он говорил о применении в качестве проводника… земли! Отсюда и давайте исходить в своих предположениях. Использование земли в качестве второго проводника давно известно, скажем, в системах связи — для работы полевого телефона вполне достаточно одного провода. Точно так же работает трамвай — в отличие от троллейбуса здесь в качестве второго провода служат заземленные рельсы… Тесла пошел еще дальше. Как говорится в книге «Электрический Прометей», в сущности, изобретатель «накачивал» в Землю и извлекал оттуда поток электронов. Частота «накачки» и «откачки» составляла порядка 150 000 Гц, что соответствовало длине волны порядка 2000 м. Распространяясь концентрическими кругами все дальше от Колорадо-Спрингса, волны затем сходились в диаметрально противоположной точке Земли. Там вздымались и опадали волны большой амплитуды в унисон с поднятыми в Колорадо. Опадая, такая волна посылала электрическое эхо обратно в Колорадо, где электрический вибратор усиливал волну. Ну хорошо, допустим, мы вслед за Теслой определим тот участок диапазона электромагнитных волн, в котором электрические колебания наилучшим образом распространяются в почве, и запустим их туда. Но каким образом мы будем извлекать энергию из «электрической земли»? Тесла подумал и об этом. «Если привести всю землю в состояние электрической вибрации, — читаем мы в книге дальше, — то в каждой точке ее поверхности мы будем обеспечены энергией. Ее можно будет улавливать из мечущихся между электрическими полюсами волн простыми устройствами, наподобие колебательных контуров в радиоприемниках, только заземленными и снабженными сравнительно небольшими антеннами, высотой с сельский коттедж…» Назначение колебательного контура и его устройство, в принципе, понятно. Но зачем антенна? Каким все-таки образом Тесла предполагал замкнуть разорванную электрическую цепь между источником энергии и ее потребителем? Первое, что приходит на ум, — воспользоваться провозящими свойствами некоторых слоев атмосферы. Как известно, ионосфера может неплохо проводить электрический ток. Но до нее надо еще добраться, она находится на высоте десятков километров над поверхностью планеты, а тут антенна высотой всего «с сельский коттедж»… Очевидно, Тесла воспользовался каким-то другим способом. Верно, скорее всего здесь речь идет об аккумулировании заряда у однополюсного источника. Его можно аккумулировать не только в ионизированном газе, но и в собственной емкости уединенного шара-проводника. Словом, ключ к проблеме — создание эффективных однополюсных источников тока. Работают такие источники следующим образом. В обычном состоянии земля и воздух электрически нейтральны. Но вот начинает работать вибратор. Словно своеобразный насос, он «накачивает» в землю носители электрического заряда — отрицательно заряженные электроны. Откуда он их берет? Из воздуха. Таким образом в атмосфере вокруг антенны начинает скапливаться все большее количество положительно заряженных частиц — ионов. Положительный заряд возрастает до тех пор, пока воздушная прослойка не перестает выполнять обязанности изолятора, и тогда в землю бьет гигантская искра искусственной молнии. Плюс замыкается на минус, и среда нейтрализуется, и заряды можно накапливать снова. Так работает генератор. Если же наша установка работает в режиме потребителя энергии, то, получая из почвы отрицательные заряды, она накапливает их на антенне и в конце концов замыкает сквозь воздух, скажем, на положительно заряженную тучу. Причем здесь для простоты рассуждений мы рассматривали и генератор, и источник постоянного тока. Но ведь на деле в установке Теслы работал переменный ток, каждый полупериод меняющий свое направление! А это значительно упрощает дело, позволяет обойтись и без грозовых разрядов. Достаточно на конце антенны поставить металлический шар, который станет служить аккумулятором зарядов. Первый полупериод он накапливает, скажем, отрицательные заряды, второй же полупериод он отдает их, получая взамен положительные заряды. И так все время… Тесла был настолько уверен в правильности своих расчетов, что в начале XX века с присущим ему размахом начал сооружать вблизи Нью-Йорка башню «Всемирного телеграфа». «Недавно я задумал установку, которая бы передавала без проводов для начала десять тысяч лошадиных сил. Энергию можно будет получать любыми порциями в любом месте Земли, — писал он по этому поводу в начале 1905 года. — Проект можно завершить этой зимой, а если некоторые подготовительные работы удастся закончить в течение сезона, то машина заработает в полную силу к концу будущей осени…» Однако установка так и не заработала — ни «к концу будущей осени», ни когда-либо вообще. Гениальный изобретатель Тесла тем не менее отличался малой практичностью. Собственных денег у него было немного, а финансовые тузы не захотели вкладывать деньги в его предприятие. Именно потому, что «энергию можно будет получать любыми порциями в любом месте Земли…» А значит — бесплатно. С этим как раз никто и не захотел мириться: электроэнергия в то время становилась таким же товаром, как, скажем, керосин… И напрасно пришедший в отчаяние изобретатель разразился своей знаменитой статьей «Передача электрической энергии без проводов как средство достижения мира». «…3 июля 1899 года я открыл земные стоячие волны, писал он. — Тогда казалось, что потребуется не более года, чтобы опоясать планету моим беспроволочным обручем. Увы! Первая станция «Всемирного телеграфа» еще не достроена, ее сооружение хоть и продвигается, но за последние два года оно печально замедлилось. И та машина, которую я задумал, — игрушка, осциллятор, дающий всего тысячи лошадиных сил, но способный тем не менее потрясти мир, — когда же он будет готов, хотя бы он? Когда ток, более сильный, чем у сварочного аппарата, потечет сквозь землю, когда энергия тысяч Ниагарских водопадов осветит Вселенную молниями — молниями, которые разбудят спящих электриков Марса и Венеры, если они только там есть?..» Нет, никто не собирался будить электриков Марса и Венеры. Никто не заботился о том, чтобы электрические Ниагары объединили мир в единое целое. Напротив, планета стояла накануне первой мировой войны, многие страны лихорадочно готовились к ней. И снабжать будущего противника бесплатной электрической энергией — нет уж, увольте!.. Строительство было остановлено, а затем подрядчики стали увозить назад уже поставленное оборудование. Башня недостроенного телеграфа так и осталась без применения, а спустя несколько лет ее вообще снесли. Эта неудача надломила впечатлительного человека, десятки лет работавшего без отдыха. И хотя Тесла прожил еще долгую жизнь — умер 86 лет от роду в 1943 году, — он больше не предлагал грандиозных проектов, постепенно вообще перестал интересоваться электротехникой и изобретательской деятельностью. Но, как видите, его проекты вовсе не забыты окончательно, и кто-то сегодня, вполне возможно, в тиши лаборатории бьется над их возобновлением на новом уровне. Ведь если создать компактные приемники энергии, то ими вполне рентабельно можно пользоваться как в военных, так и в мирных целях. Хорошо бы, конечно, к этому еще добавить и возможность бесплатно черпать энергию из каких-либо природных источников, имеющихся повсеместно. Что эта идея «вечного двигателя» на современном уровне вполне осуществима, тоже говорят конкретные, хотя и мало известные, факты. Например, в начале 20-х годов в харьковской газете некий изобретатель по фамилии Чейко рассказал о том, что он не только открыл «магнитные лучи» для передачи энергии на расстояние, но и создал установку, с помощью которой можно взрывать динамит, расположенный за много километров, без всяких проводов. На эти работы обратил внимание В.И.Ленин и весьма осерчал, что в период гражданской войны в открытой печати разглашают стратегические секреты. По его распоряжению изобретателя отправили в Нижний Новгород, в лабораторию к Бонч-Бруевичу, занимавшемуся проблемами электросвязи. Там следы изобретателя и его работ благополучно затерялись, и никто о них больше не слышал. Но вот вам другой пример. В 1950 году английский электрик-любитель Сель создал генератор, в основе которого были вращающиеся намагниченные диски. Они нещадно искрили, ионизировали воздух и почему-то самоускорялись. А однажды во время разгона генератор приподнялся и самостоятельно воспарил на высоту около 15 метров. После чего вокруг вращающихся дисков возник плазменный ореол и вся установка… исчезла в облаках! И наконец, сравнительно недавно, в 1978 году, немецкий профессор Стефан Маринов сообщил, что в Швейцарии ему довелось видеть установку некоего Поля Баумана, которую тот соорудил из подручного хлама в тюремной мастерской. Тем не менее устройство, сооруженное, по существу, из консервных банок, исправно крутилось, то есть получало вроде бы энергию из ничего… Число таких примеров можно множить и множить. За некоторыми фактами, понятное дело, скрываются более или менее ловкие махинаторы, делающие себе таким образом рекламу. Но есть среди них и, безусловно, честные люди, за идею, что называется, кладущие свои головы. Скажем, недавно мне довелось познакомиться с подмосковным изобретателем Ю.М.Кунянским. Он занят тем, что разрабатывает проект… машины времени. Впрочем, он так называет свой проект для простоты. На самом деле его машина, по идее, должна представлять собой агрегат для перемещения как во времени, так и в пространстве. — Перемещаться только во времени, по-моему, невозможно, — говорит изобретатель. — Впрочем, судите сами. Согласно теории Эйнштейна время тесно связано с пространством. Это же подтверждает и наш повседневный опыт. Идя утром на работу или еще куда, вы одновременно перемещаетесь и во времени и в пространстве. Даже сидя дома, не забывайте, вы все равно перемещаетесь вместе с нашей планетой, Солнечной системой, Галактикой… Словом, получается, что для комфортабельных путешествий нам необходимо создать некую капсулу, которая бы заэкранировала, свела к нулю как временные, так и пространственные воздействия и тогда… Изобретатель как раз и пытается сделать это с помощью электромагнитных полей. Однако в ходе работы выяснилось, что необходимо учитывать воздействие еще и третьей составляющей, по-видимому, гравитационной… Что-то в рассуждениях Кунянского показалось мне знакомым. Ну, конечно же… Я достала книжку Н.Непомнящего и А.Кузовкина «Что случилось с эсминцем «Элдридж»? (Постоянные читатели серии «Знак вопроса», наверное, помнят, что она вышла в свет в начале 1991 года. — Ред.) Нашла нужную страницу: «Она (теория) практически касается электрического и магнитного полей… А именно: путем наведения в катушке электрического поля создается магнитное; силовые линии обоих полей находятся под прямым углом друг к другу. Но поскольку пространство имеет три составляющие, то должно существовать и третье поле, предположительно гравитационное. Тогда путем такого последовательного включения электромагнитных генераторов, при котором возникает магнитная пульсация, можно было бы, вероятно, по принципу резонанса создать это третье поле…» Юрий Михайлович даже подпрыгнул на стуле: — Как, уже опубликовано?! Но, прочитав цитату внимательно, облегченно вздохнул: — Тут же ничего нет, кроме общих рассуждений. А я вам могу сказать конкретно: для создания полей нужно как минимум три генератора, которые бы сообща, в соотношении 1:0,5:0,25 давали частоту 3,3 гигагерца. Та же частота, что используется ныне в системах спутниковой связи. А вот амплитуду и частоту каждой составляющей, извините, сообщить не могу. Это мое ноу-хау… В ходе дальнейшего разговора выяснилось и еще одно обстоятельство. Три составляющие, пульсируя, по всей вероятности, дадут и четвертую. А в итоге смотрите, как все четко получается. Вспомним, по Эйнштейну, мы живем в четырехмерном пространстве: три координаты его — длина, ширина и высота пространственные, четвертая — временная. И «капсула Кунянского» тоже изолируется по четырем составляющим. Так что по части арифметики все вроде бы сходится. И на Альберта Эйнштейна изобретатель, как выяснилось, ссылается не напрасно. Как мы знаем, великий физик, кроме специальной и общей теории относительности, разрабатывал еще и единую теорию поля. В высшей степени сложная теоретическая работа была опубликована в 1925-1927 годах. Но поскольку она окончательно была не выстроена, ученый не соглашаются ее комментировать, а в последующие годы вообще отказался от новых публикаций на эту тему «из-за соображений гуманности», как он выразился, на эту его работу мало кто обратил особое внимание. Однако есть свидетельства, что Эйнштейн в качестве консультанта принимал участие в том Филадельфийском эксперименте, в результате которого эсминец «Элдридж» совершил перемещение как в пространстве, из одного дока в другой, а петом обратно, так и во времени. Так что, возможно, познания Эйнштейна в этой области нашли себе некое практическое применение. Уильям Мур, один из исследователей творчества Эйнштейна, полагает, что цель его теории единого поля состояла в том, чтобы с помощью одного или группы уравнений объяснить математическим путем взаимодействие между тремя универсальными фундаментальными силами природы — электромагнетизмом, силой тяготения и ядерной энергией. Но в 1974 году были открыты новые частицы, которые заставили предположить наличие в природе и существование четвертой, так называемой слабой универсальной, силы, связанной с силой тяготения примерно так же, как электричество с магнетизмом. Так в упряжке разрабатываемой единой теории появился четвертый «конек». Словом, исходя из вышесказанного, получается, что идеи Кунянского базируются вовсе не на голом вымысле. Но продолжим рассказ о его проекте. — Обратите внимание, — рассуждает Юрий Михайлович,- когда речь заходит о полетах летающих тарелок, в рассказах очевидцев очень часто приводятся такие факты: «НЛО мгновенно скрылся из виду…», «Летающая тарелка круто изменила свой курс и скорость…» Подобные маневры немыслимы на обычном самолете или ракете, и не только потому, что эти аппараты недостаточно маневренны. Их экипажу пришлось бы весьма худо и из-за мгновенных, очень сильных перегрузок. А вот если предположить, что НЛО представляет собой энергетическую капсулу с защитным экраном, которая для окружающего пространства ничего не весит, обладает нулевым временем и пространством, совершить такой маневр — сущий пустяк. Это, кстати, проясняет и другой факт — почему во многих случаях НЛО похожи на шаровые молнии? И тут и там оболочки имеют одну природу — состоят из силовых полей… И здесь у Кунянского прослеживаются предшественники. Одним из них был талантливый физик и изобретатель Томас Таундсен Браун, В свое время он тоже участвовал в филадельфийском эксперименте, а когда проект был закрыт, продолжил работу на свой страх и риск. Опирался он в своих исследованиях на труды профессора Пауля Альфреда Биффельда. Будучи еще его учеником, он открыл вместе с учителем эффект Биффельда-Брауна, суть которого заключается в том, что заряженный электрический конденсатор, подвешенный на нитке, имеет тенденцию к отклонению в направлении. положительного полюса или обкладки. Итогом работы Брауна стала демонстрация в 1953 году полета 60-сантиметрового диска по кругу диаметром около 6 м. Летательный аппарат был соединен с центральной мачтой проводом, по которому подавался постоянный электрический ток напряжением около 50 тыс. вольт. Аппарат развил скорость 180 км/ч. Спустя некоторое время изобретатель продемонстрировал целый набор 90-сантиметровых дисков, летавших по 15- метровому кругу. Но с его смертью опыты больше не проводились и оказались практически забытыми. Однако ценные идеи человечества обладают тем свойством, что они могут рождаться и дважды и трижды, пока наконец не найдут себе практического применения. С другой стороны, по существу, к тем же самым выводам подошел уже знакомый нам изобретатель бластера Р.Ф.Авраменко. Он полагает, что его идея «зачерпывания» энергии из моря электронных волн може.т пригодиться не только для создания оружия, но и экологически безвредных электростанций, космических кораблей нового типа. — По нашим прикидкам получается, — говорит ученый, — что примерно такая идея может быть использована и создателями летающих тарелок, если таковые, конечно, существуют в действительности. Эффект продвижения с огромной скоростью и практически без шума и создания мощной ударной волны подтверждается экспериментально. В одной из лабораторий Физико-технического института Авраменко и его коллегами был проведен любопытный эксперимент. Вокруг металлических шариков ионизировали среду и выстреливали из особого устройства со скоростью 2 км/с или 72 км/ч. По всем известным законам физики столь стремительно летящий объект должен образовывать мощную ударную волну. А он ее не создавал! Оказалось, что плазменная оболочка вокруг объекта сводила к минимуму сопротивление набегающего потока. Более того, по словам Авраменко, в сегодняшнем мире имеет право на существование и такая гипотеза. Все предметы, которые нас окружают, да и мы с вами это не более чем область «высокой концентрации волн». И оказалась она в данном месте лишь благодаря определенным условиям. И если создать точно такие же условия где-то в другом месте, может статься, что мы там и окажемся в мгновение ока. Пусть даже эта область отстоит от первой на многие миллионы километров… Иными словами, получается, что перед нами открывается дверь в иные миры. Открыл эту дверь, шагнул и тотчас оказался в тридевятом царстве, тридесятом государстве, как это сделал недавно у меня на глазах герой одного мультфильма. Ну так то сказка, рассчитанная на детей дошкольного возраста. Мы же с вами — взрослые люди. А значит, пора остановиться в разного рода предположениях. Согласитесь, мы и так уж весьма далеко зашли в нашем разговоре, который начался с упоминания некоторых эффектов атмосферного электричества. Обыкновенных грома и молнии, говоря другими словами. И эта охота за молниями ох как далеко нас завела!..

Практическое применение электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Не случайно, что первый и самый важный шаг в открытии этой новой стороны электромагнитных взаимодействий был сделан основоположником представлений об электромагнитном поле — одним из величайших ученых мира — Майклом Фарадеем (1791-1867 г.). Фарадей был совершенно уверен в единстве электрических и магнитных явлений. Вскоре после открытия Эрстеда он записал в своем дневнике (1821 г.): «Превратить магнетизм в электричество». С этих пор Фарадей, не переставая, думал над данной проблемой. Говорят, он постоянно носил в жилетном кармане магнит, который должен был напоминать ему о поставленной задаче. Через десять лет, в 1831 г., в результате упорного труда и веры в успех задача была решена. Им было сделано открытие, лежащее в основе устройства всех генераторов электростанций мира, превращающих механическую энергию в энергию электрического тока. Другие источники: гальванические элементы, термо- и фотоэлементы дают ничтожную долю вырабатываемой энергии.

Электрический ток, рассуждал Фарадей, способен намагнитить железные предметы. Для этого достаточно положить железный брусок внутрь катушки. Не может ли магнит в свою очередь вызвать появление электрического тока или изменить его величину? Долгое время ничего обнаружить не удавалось.

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Высказывания синьоров Нобили и Антинори из журнала » Antologia »

«Господин Фарадей недавно открыл новый класс электродинамических явлений. Он представил об этом мемуар Лондонскому королевскому Обществу, но этот мемуар до сих пор еще не опубликован. Мы знаем о нем только заметку, сообщенную г. А шеттом Академии наук в Париже 26 декабря 1831 года , на основании письма, которое он получил от самого г. Фарадея.

Это сообщение побудило кавалера Антинори и меня самого тотчас же повторить основной опыт и изучить его с разнообразных точек зрения. Мы льстим себя надеждой, что результаты, к которым мы пришли, имеют известное значение, а потому мы спешим опубликовать их, не имея никаких предшествовавших материалов, кроме той заметки, которая послужила исходной точкой в наших исследованиях. »

«Мемуар г. Фарадея, — как говорит заметка, — делится на четыре части.

В первой, озаглавленной «Возбуждение гальванического электричества», мы находим следующий главный факт: гальванический ток, проходящий через металлический провод, производит другой ток в приближаемом проводе; второй ток по направлению противоположен первому и продолжается только одно мгновение. Если возбуждающий ток удалить, в проводе, находящемся под его влиянием, возникает ток, противоположный тому, который возникал в нем в первом случае, т.е. в том же направлении, как возбуждающий ток.

Вторая часть мемуара повествует об электрических токах, вызываемых магнитом. Приближая к магнитам катушки, г. Фарадей производил электрические токи; при удалении катушек возникали токи противоположного направления. Эти токи сильно действуют на гальванометр, проходят, хотя и слабо, через рассол и другие растворы. Отсюда следует, что этот ученый, пользуясь магнитом, возбуждал электрические токи, открытые г. Ампером.

Третья часть мемуара относится к основному электрическому состоянию, которое г. Фарадей называет электромоническое состояние.

В четвертой части говорится о столь же любопытном, как и необычном опыте, принадлежащем г. Араго; как известно, этот опыт состоит в том, что магнитная стрелка вращается под влиянием вращающегося металлического диска. Он установил, что при вращении металлического диска под влиянием магнита могут появляться электрические токи в количестве, достаточном для того, чтобы сделать из диска новую электрическую машину.

СОВРЕМЕННАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Электрические токи создают вокруг себя магнитное поле. А не может ли магнитное поле вызвать появление электрического поля? Фарадеем экспериментально было обнаружено, что при изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, в нем возникает электрический ток. Это явление было названо электромагнитной индукцией. Ток, возникающий при явлении электромагнитной индукции называют индукционным. Строго говоря, при движении контура в магнитном поле генерируется не определенный ток, а определенная ЭДС. Более подробное изучение электромагнитной индукции показало, что ЭДС индукции, возникающая в каком-либо замкнутом контуре, равна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром, взятую с обратным знаком.

Электродвижущая сила в цепи — это результат действия сторонних сил, т.е. сил неэлектрического происхождения. При движении проводника в магнитном поле роль сторонних сил выполняет сила Лоренца, под действием которой происходит разделение зарядов, в результате чего на концах проводника появляется разность потенциалов. ЭДС индукции в проводнике характеризует работу по перемещению единичного положительного заряда вдоль проводника.

Явление электромагнитной индукции лежит в основе действия электрических генераторов. Если равномерно вращать проволочную рамку в однородном магнитном поле, то возникает индуцированный ток, периодически изменяющий свое направление. Даже одиночная рамка, вращающаяся в однородном магнитном поле, представляет собой генератор переменного тока.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Рассмотрим классические опыты Фарадея, с помощью которых было обнаружено явление электромагнитной индукции:

При перемещении постоянного магнита, его силовые линии пересекают витки катушки, при этом возникает индукционный ток, поэтому стрелка гальванометра отклоняется. Показания прибора зависят от скорости перемещения магнита и от числа витков катушки.

В этом опыте мы пропускаем через первую катушку ток, который создает магнитный поток и при движении второй катушки внутри первой, происходит пересечение магнитных линий, поэтому возникает индукционный ток.

При проведении опыта №2 было зафиксировано, в момент включения рубильника стрелка прибора отклонялась и показывала значение ЭДС затем стрелка возвращалась в первоначальное положение. При отключении рубильника стрелка опять отклонялась, но в другую сторону и показывала значение ЭДС, затем возвращалась в первоначальное положение. В момент включения рубильника величина тока увеличивается, но возникает какая то сила, которая мешает увеличению тока. Эта сила сама себя индуцирует, поэтому её назвали ЭДС самоиндукции. В момент отключения происходит то же самое, только направление ЭДС изменилось, поэтому стрелка прибора отклонилась в противоположную сторону.

Этот опыт показывает, что ЭДС электромагнитной индукции возникает при изменении величины и направлении тока. Это доказывает, что ЭДС индукции, которая сама себя создает — есть скорость изменения тока.

В течение одного месяца Фарадей опытным путем открыл все существенные особенности явления электромагнитной индукции. Оставалось только придать закону строгую количественную форму и полностью вскрыть физическую природу явления. Уже сам Фарадей уловил то общее, от чего зависит появление индукционного тока в опытах, которые внешне выглядят по-разному.

В замкнутом проводящем контуре возникает ток при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром. Это явление называется электромагнитной индукцией.

И чем быстрее меняется число линий магнитной индукции, тем больше возникающий ток. При этом причина изменения числа линий магнитной индукции совершенно безразлична.

Это может быть и изменение числа линий магнитной индукции, пронизывающих неподвижный проводник вследствие изменения силы тока в соседней катушке, и изменение числа линий вследствие движения контура в неоднородном магнитном поле, густота линий которого меняется в пространстве.

ПРАВИЛО ЛЕНЦА

Индукционный ток, возникший в проводнике, немедленно начинает взаимодействовать с породившим его током или магнитом. Если магнит (или катушку с током) приближать к замкнутому проводнику, то появляющийся индукционный ток своим магнитным полем обязательно отталкивает магнит (катушку). Для сближения магнита и катушки нужно совершить работу. При удалении магнита возникает притяжение. Это правило выполняется неукоснительно. Представьте себе, что дело обстояло бы иначе: вы подтолкнули магнит к катушке, и он сам собой устремился бы внутрь нее. При этом нарушился бы закон сохранения энергии. Ведь механическая энергия магнита увеличилась бы и одновременно возникал бы ток, что само по себе требует затраты энергии, ибо ток тоже может совершать работу. Индуцированный в якоре генератора электрический ток, взаимодействуя с магнитным полем статора, тормозит вращение якоря. Только поэтому для вращения якоря нужно совершать работу, тем большую, чем больше сила тока. За счет этой работы и возникает индукционный ток. Интересно отметить, что если бы магнитное поле нашей планеты было очень большим и сильно неоднородным, то быстрые движения проводящих тел на ее поверхности и в атмосфере были бы невозможны из-за интенсивного взаимодействия, индуцированного в теле тока с этим полем. Тела двигались бы как в плотной вязкой среде и при этом сильно разогревались бы. Ни самолеты, ни ракеты не могли бы летать. Человек не мог бы быстро двигать ни руками, ни ногами, так как человеческое тело — неплохой проводник.

Если катушка, в которой наводится ток, неподвижна относительно соседней катушки с переменным током, как, например, у трансформатора, то и в этом случае направление индукционного тока диктуется законом сохранения энергии. Этот ток всегда направлен так, что созданное им магнитное поле стремится уменьшить изменения тока в первичной обмотке.

Отталкивание или притяжение магнита катушкой зависит от направления индукционного тока в ней. Поэтому закон сохранения энергии позволяет сформулировать правило, определяющее направление индукционного тока. В чем состоит различие двух опытов: приближение магнита к катушке и его удаление? В первом случае магнитный поток (или число линий магнитной индукции, пронизывающих витки катушки) увеличивается (рис а), а во втором случае — уменьшается (рис. б). Причем в первом случае линии индукции В» магнитного поля, созданного возникшим в катушке индукционным током, выходят из верхнего конца катушки, так как катушка отталкивает магнит, а во втором случае, наоборот, входят в этот конец. Эти линии магнитной индукции на рисунке изображены штрихом.

Теперь мы подошли к главному: при увеличении магнитного потока через витки катушки индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует нарастанию магнитного потока через витки катушки. Ведь вектор индукции этого поля направлен против вектора индукции поля, изменение которого порождает электрический ток. Если же магнитный поток через катушку ослабевает, то индукционный ток создает магнитное поле с индукцией, увеличивающее магнитный поток через витки катушки.

В этом состоит сущность общего правила определения направления индукционного тока, которое применимо во всех случаях. Это правило было установлено русским физиком Э.X. Ленцем (1804-1865).

Согласно правилу Ленца, возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, стремится препятствовать тому изменению потока, которое порождает данный ток. Или, индукционный ток имеет такое направление, что препятствует причине его вызывающей.

В случае сверхпроводников компенсация изменения внешнего магнитного потока будет полной. Поток магнитной индукции через поверхность, ограниченную сверхпроводящим контуром, вообще не меняется со временем ни при каких условиях.

ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

электромагнитная индукция фарадей ленц

Опыты Фарадея показали, что сила индукционного тока I i в проводящем контуре пропорциональна скорости изменения числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром. Более точно это утверждение можно сформулировать, используя понятие магнитного потока.

Магнитный поток наглядно истолковывается как число линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S . Поэтому скорость изменения этого числа есть не что иное, как скорость изменения магнитного потока. Если за малое время Дt магнитный поток меняется на ДФ , то скорость изменения магнитного потока равна.

Поэтому утверждение, которое вытекает непосредственно из опыта, можно сформулировать так:

сила индукционного тока пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

Напомним, что в цепи возникает электрический ток в том случае, когда на свободные заряды действуют сторонние силы. Работу этих сил при перемещении единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура называют электродвижущей силой. Следовательно, при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, в нем появляются сторонние силы, действие которых характеризуется ЭДС, называемой ЭДС индукции. Обозначим ее буквой E i .

Закон электромагнитной индукции формулируется именно для ЭДС, а не для силы тока. При такой формулировке закон выражает сущность явления, не зависящую от свойств проводников, в которых возникает индукционный ток.

Согласно закону электромагнитной индукции (ЭМИ) ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

Как в законе электромагнитной индукции учесть направление индукционного тока (или знак ЭДС индукции) в соответствии с правилом Ленца?

На рисунке изображен замкнутый контур. Будем считать положительным направление обхода контура против часовой стрелки. Нормаль к контуру образует правый винт с направлением обхода. Знак ЭДС, т. е. удельной работы, зависит от направления сторонних сил по отношению к направлению обхода контура.

Если эти направления совпадают, то E i > 0 и соответственно I i > 0. В противном случае ЭДС и сила тока отрицательны.

Пусть магнитная индукция внешнего магнитного поля направлена вдоль нормали к контуру и возрастает со временем. Тогда Ф > 0 и > 0. Согласно правилу Ленца индукционный ток создает магнитный поток Ф » B » магнитного поля индукционного тока изображены на рисунке штрихом. Следовательно, индукционный ток I i направлен по часовой стрелке (против положительного направления обхода) и ЭДС индукции отрицательна. Поэтому в законе электромагнитной индукции должен стоять знак минус:

В Международной системе единиц закон электромагнитной индукции используют для установления единицы магнитного потока. Эту единицу называют вебером (Вб).

Так как ЭДС индукции E i выражают в вольтах, а время в секундах, то из закона ЭМИ вебер можно определить следующим образом:

магнитный поток через поверхность, ограниченную замкнутым контуром, равен 1 Вб, если при равномерном убывании этого потока до нуля за 1 с в контуре возникает ЭДС индукции равная 1 В: 1 Вб = 1 В 1 с.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Радиовещание

Переменное магнитное поле, возбуждаемое изменяющимся током, создаёт в окружающем пространстве электрическое поле, которое в свою очередь возбуждает магнитное поле, и т.д. Взаимно порождая друг друга, эти поля образуют единое переменное электромагнитное поле — электромагнитную волну. Возникнув в том месте, где есть провод с током, электромагнитное поле распространяется в пространстве со скоростью света -300000 км/с.

Магнитотерапия

В спектре частот разные места занимают радиоволны, свет, рентгеновское излучение и другие электромагнитные излучения. Их обычно характеризуют непрерывно связанными между собой электрическими и магнитными полями.

Синхрофазотроны

В настоящее время под магнитным полем понимают особую форму материи состоящую из заряженных частиц. В современной физике пучки заряженных частиц используют для проникновения в глубь атомов с целью их изучения. Сила, с которой действует магнитное поле на движущуюся заряженную частицу, называется силой Лоренца.

Расходомеры — счётчики

Метод основан на применении закона Фарадея для проводника в магнитном поле: в потоке электропроводящей жидкости, движущейся в магнитном поле наводится ЭДС, пропорциональная скорости потока, преобразуемая электронной частью в электрический аналоговый/цифровой сигнал.

Генератор постоянного тока

В режиме генератора якорь машины вращается под действием внешнего момента. Между полюсами статора имеется постоянный магнитный поток, пронизывающий якорь. Проводники обмотки якоря движутся в магнитном поле и, следовательно, в них индуктируется ЭДС, направление которой можно определить по правилу «правой руки». При этом на одной щетке возникает положительный потенциал относительно второй. Если к зажимам генератора подключить нагрузку, то в ней пойдет ток.

Явление ЭМИ широко применяется и в трансформаторах. Рассмотрим это устройство подробнее.

ТРАНСФОРМАТОРЫ

Трансформатор (от лат. transformo — преобразовывать) — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.

Изобретателем трансформатора является русский ученый П.Н. Яблочков (1847 — 1894 г.). В 1876 г. Яблочков использовал индукционную катушку с двумя обмотками в качестве трансформатора для питания изобретенных им электрических свечей. Трансформатор Яблочкова имел незамкнутый сердечник. Трансформаторы с замкнутым сердечником, подобные применяемым в настоящее время, появились значительно позднее, в 1884г. С изобретением трансформатора возник технический интерес к переменному току, который до этого времени не применялся.

Трансформаторы широко применяются при передаче электрической энергии на большие расстояния, распределении ее между приемниками, а также в различных выпрямительных, усилительных, сигнализационных и других устройствах.

Преобразование энергии в трансформаторе осуществляется переменным магнитным полем. Трансформатор представляет собой сердечник из тонких стальных изолированных одна от другой пластин, на котором помещаются две, а иногда и больше обмоток (катушек) из изолированного провода. Обмотка, к которой присоединяется источник электрической энергии переменного тока, называется первичной обмоткой, остальные обмотки — вторичными.

Если во вторичной обмотке трансформатора намотано в три раза больше витков, чем в первичной, то магнитное поле, созданное в сердечнике первичной обмоткой, пересекая витки вторичной обмотки, создаст в ней в три раза больше напряжение.

Применив трансформатор с обратным соотношением витков, можно так же легко и просто получить пониженное напряжение.

У равнение идеального трансформатора

Идеальный трансформатор — трансформатор, у которого отсутствуют потери энергии на нагрев обмоток и потоки рассеяния обмоток. В идеальном трансформаторе все силовые линии проходят через все витки обеих обмоток, и поскольку изменяющееся магнитное поле порождает одну и ту же ЭДС в каждом витке, суммарная ЭДС, индуцируемая в обмотке, пропорциональна полному числу её витков. Такой трансформатор всю поступающую энергию из первичной цепи трансформирует в магнитное поле и, затем, в энергию вторичной цепи. В этом случае поступающая энергия, равна преобразованной энергии:

Где P1 — мгновенное значение поступающей на трансформатор мощности, поступающей из первичной цепи,

P2 — мгновенное значение преобразованной трансформатором мощности, поступающей во вторичную цепь.

Соединив это уравнение с отношение напряжений на концах обмоток, получим уравнение идеального трансформатора:

Таким образом получаем, что при увеличении напряжения на концах вторичной обмотки U2, уменьшается ток вторичной цепи I2.

Для преобразования сопротивления одной цепи к сопротивлению другой, нужно умножить величину на квадрат отношения. Например, сопротивление Z2 подключено к концам вторичной обмотки, его приведённое значение к первичной цепи будет

Данное правило справедливо также и для вторичной цепи:

Обозначение на схемах

На схемах трансформатор обозначается следующим образом:

Центральная толстая линия соответствует сердечнику, 1 — первичная обмотка (обычно слева), 2,3 — вторичные обмотки. Число полуокружностей в каком-то грубом приближении символизирует число витков обмотки (больше витков — больше полуокружностей, но без строгой пропорциональности).

ПРИМЕНЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформаторы широко используются в промышленности и быту для различных целей:

1. Для передачи и распределения электрической энергии.

Обычно на электростанциях генераторы переменного тока вырабатывают электрическую энергию при напряжении 6-24 кВ, а передавать электроэнергию на дальние расстояния выгодно при значительно больших напряжениях (110, 220, 330, 400, 500, и 750 кВ). Поэтому на каждой электростанции устанавливают трансформаторы, осуществляющие повышение напряжения.

Распределение электрической энергии между промышленными предприятиями, населёнными пунктами, в городах и сельских местностях, а также внутри промышленных предприятий производится по воздушным и кабельным линиям, при напряжении 220, 110, 35, 20, 10 и 6 кВ. Следовательно, во всех распределительных узлах должны быть установлены трансформаторы, понижающие напряжение до величины 220, 380 и 660 В

2. Для обеспечения нужной схемы включения вентилей в преобразовательных устройствах и согласования напряжения на выходе и входе преобразователя. Трансформаторы, применяемые для этих целей, называются преобразовательными.

3. Для различных технологических целей: сварки (сварочные трансформаторы), питания электротермических установок (электропечные трансформаторы) и др.

4. Для питания различных цепей радиоаппаратуры, электронной аппаратуры, устройств связи и автоматики, электробытовых приборов, для разделения электрических цепей различных элементов указанных устройств, для согласования напряжения и пр.

5. Для включения электроизмерительных приборов и некоторых аппаратов (реле и др.) в электрические цепи высокого напряжения или же в цепи, по которым проходят большие токи, с целью расширения пределов измерения и обеспечения электробезопастности. Трансформаторы, применяемые для этих целей, называются измерительными.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Явление электромагнитной индукции и его частные случаи широко применяются в электротехнике. Для преобразования механической энергии в энергию электрического тока используются синхронные генераторы . Для повышения или понижения напряжения переменного тока применяются трансформаторы. Использование трансформаторов позволяет экономично передавать электроэнергию от электрических станций к узлам потребления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ :

1. Курс физики, Учебное пособие для вузов. Т.И. Трофимова, 2007.

2. Основы теории цепей, Г.И. Атабеков, Лань, СПб,-М.,-Краснодар, 2006.

3. Электрические машины, Л.М. Пиотровский, Л., «Энергия», 1972.

4. Силовые трансформаторы. Справочная книга / Под ред. С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина. М.:Энергоиздат 2004.

5. Конструирование трансформаторов. А.В. Сапожников. М.: Госэнергоиздат. 1959.

6. Расчёт трансформаторов. Учебное пособие для вузов. П.М. Тихомиров. М.: Энергия, 1976.

7. Физика -учебное пособие для техникумов, автор В.Ф. Дмитриева, издание Москва «Высшая школа» 2004.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Общие понятия, история открытия электромагнитной индукции. Коэффициент пропорциональности в законе электромагнитной индукции. Изменение магнитного потока на примере прибора Ленца. Индуктивность соленоида, расчет плотности энергии магнитного поля.

лекция , добавлен 10.10.2011


История открытия явления электромагнитной индукции. Исследование зависимости магнитного потока от магнитной индукции. Практическое применение явления электромагнитной индукции: радиовещание, магнитотерапия, синхрофазотроны, электрические генераторы.

реферат , добавлен 15.11.2009


Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле. Изучение явления электромагнитной индукции. Способы получения индукционного тока в постоянном и переменном магнитном поле. Природа электродвижущей силы электромагнитной индукции. Закон Фарадея.

презентация , добавлен 24.09.2013


Электромагнитная индукция — явление порождения вихревого электрического поля переменным магнитным полем. История открытия Майклом Фарадеем данного явления. Индукционный генератор переменного тока. Формула для определения электродвижущей силы индукции.

реферат , добавлен 13.12.2011


Электромагнитная индукция. Закон Ленца, электродвижущая сила. Методы измерения магнитной индукции и магнитного напряжения. Вихревые токи (токи Фуко). Вращение рамки в магнитном поле. Самоиндукция, ток при замыкании и размыкании цепи. Взаимная индукция.

курсовая работа , добавлен 25.11.2013


Электрические машины как такие, в которых преобразование энергии происходит в результате явления электромагнитной индукции, история и основные этапы разработки, достижения в этой области. Создание электродвигателя с возможностью практического применения.

реферат , добавлен 21.06.2012


Характеристика вихрового электрического поля. Аналитическое объяснение опытных фактов. Законы электромагнитной индукции и Ома. Явления вращения плоскости поляризации света в магнитном поле. Способы получения индукционного тока. Применение правила Ленца.

презентация , добавлен 19.05.2014


Детство и юность Майкла Фарадея. Начало работы в Королевском институте. Первые самостоятельные исследования М. Фарадея. Закон электромагнитной индукции, электролиз. Болезнь Фарадея, последние экспериментальные работы. Значение открытий М. Фарадея.

реферат , добавлен 07.06.2012


Краткий очерк жизни, личностного и творческого становления великого английского физика Майкла Фарадея. Исследования Фарадея в области электромагнетизма и открытие им явления электромагнитной индукции, формулировка закона. Эксперименты с электричеством.

реферат , добавлен 23.04.2009


Период школьного обучения Майкла Фарадея, его первые самостоятельные исследования (опыты по выплавке сталей, содержащих никель). Создание английским физиком первой модели электродвигателя, открытие электромагнитной индукции и законов электролиза.

Реферат

по дисциплине «Физика»

Тема: «Открытие явления электромагнитной индукции»

Выполнил:

Студент группы 13103/1

Санкт-Петербург

2. Опыты Фарадея. 3

3. Практическое применение явления электромагнитной индукции. 9

4. Список использованной литературы.. 12

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.

В 1820 г. Ганс Христиан Эрстед показал, что протекающий по цепи электрический ток вызывает отклонение магнитной стрелки. Если электрический ток порождает магнетизм, то с магнетизмом должно быть связано появление электрического тока. Эта мысль захватила английского ученого М. Фарадея. «Превратить магнетизм в электричество», — записал он в 1822 г. в своём дневнике .

Майкл Фарадей

Майкл Фарадей (1791-1867) родился в Лондоне, в одной из беднейших его частей. Его отец был кузнецом, а мать — дочерью земледельца-арендатора. Когда Фарадей достиг школьного возраста, его отдали в начальную школу. Курс, пройденный Фарадеем здесь, был очень узок и ограничивался только обучением чтению, письму и началам счета.

В нескольких шагах от дома, в котором жила семья Фарадеев, находилась книжная лавка, бывшая вместе с тем и переплетным заведением. Сюда-то и попал Фарадей, закончив курс начальной школы, когда возник вопрос о выборе профессии для него. Майклу в это время минуло только 13 лет. Уже в юношеском возрасте, когда Фарадей только что начинал свое самообразование, он стремился опираться исключительно только на факты и проверять сообщения других собственными опытами.

Эти стремления доминировали в нем всю жизнь как основные черты его научной деятельности Физические и химические опыты Фарадей стал проделывать еще мальчиком при первом же знакомстве с физикой и химией. Однажды Майкл посетил одну из лекций Гэмфри Дэви, великого английского физика. Фарадей сделал подробную запись лекции, переплел ее и отослал Дэви. Тот был настолько поражен, что предложил Фарадею работать с ним в качестве секретаря. Вскоре Дэви отправился в путешествие по Европе и взял с собой Фарадея. За два года они посетили крупнейшие европейские университеты.

Вернувшись в Лондон в 1815 году, Фарадей начал работать ассистентом в одной из лабораторий Королевского института в Лондоне. В то время это была одна из лучших физических лабораторий мира. С 1816 по 1818 год Фарадей напечатал ряд мелких заметок и небольших мемуаров по химии. К 1818 году относится первая работа Фарадея по физике.

Опираясь на опыты своих предшественников и скомбинировав несколько собственных опытов, к сентябрю 1821 года Майкл напечатал «Историю успехов электромагнетизма». Уже в это время он составил вполне правильное понятие о сущности явления отклонения магнитной стрелки под действием тока.

Добившись этого успеха, Фарадей на целых десять лет оставляет занятия в области электричества, посвятив себя исследованию целого ряда предметов иного рода. В 1823 году Фарадеем было произведено одно из важнейших открытий в области физики — он впервые добился сжижения газа, и вместе с тем установил простой, но действительный метод обращения газов в жидкость. В 1824 году Фарадей сделал несколько открытий в области физики. Среди прочего он установил тот факт, что свет влияет на цвет стекла, изменяя его. В следующем году Фарадей снова обращается от физики к химии, и результатом его работ в этой области является открытие бензина и серно-нафталиновой кислоты.

В 1831 году Фарадей опубликовал трактат «Об особого рода оптическом обмане», послуживший основанием прекрасного и любопытного оптического снаряда, именуемого «хромотропом». В том же году вышел еще один трактат ученого «О вибрирующих пластинках». Многие из этих работ могли сами по себе обессмертить имя их автора. Но наиболее важными из научных работ Фарадея являются его исследования в области электромагнетизма и электрической индукции.

Опыты Фарадея

Одержимый идеями о неразрывной связи и взаимодействии сил природы, Фарадей пытался доказать, что точно так же, как с помощью электричества Ампер мог создавать магниты, так же и с помощью магнитов можно создавать электричество.

Логика его была проста: механическая работа легко переходит в тепло; наоборот, тепло можно преобразовать в механическую работу (скажем, в паровой машине). Вообще, среди сил природы чаще всего случается следующее соотношение: если А рождает Б, то и Б рождает А.

Если с помощью электричества Ампер получал магниты, то, по-видимому, возможно «получить электричество из обычного магнетизма». Такую же задачу поставили перед собой Араго и Ампер в Париже, Колладон – в Женеве.

Строго говоря, важный отдел физики, трактующий явления электромагнетизма и индукционного электричества, и имеющий в настоящее время такое громадное значение для техники, был создан Фарадеем из ничего. К тому времени, когда Фарадей окончательно посвятил себя исследованиям в области электричества, было установлено, что при обыкновенных условиях достаточно присутствия наэлектризованного тела, чтобы влияние его возбудило электричество во всяком другом теле. Вместе с тем было известно, что проволока, по которой проходит ток и которая также представляет собою наэлектризованное тело, не оказывает никакого влияния на помещенные рядом другие проволоки.

Отчего зависело это исключение? Вот вопрос, который заинтересовал Фарадея и решение которого привело его к важнейшим открытиям в области индукционного электричества. Фарадей ставит множество опытов, ведет педантичные записи. Каждому небольшому исследованию он посвящает параграф в лабораторных записях (изданы в Лондоне полностью в 1931 году под названием «Дневник Фарадея»). О работоспособности Фарадея говорит хотя бы тот факт, что последний параграф «Дневника» помечен номером 16041. Блестящее мастерство Фарадея-экспериментатора, одержимость, четкая философская позиция не могли не быте вознаграждены, но ожидать результата пришлось долгих одиннадцать лет.

Кроме интуитивной убежденности во всеобщей связи явлений, его, собственно, в поисках «электричества из магнетизма» ничто не поддерживало. К тому же он, как его учитель Дэви, больше полагался на свои опыты, чем на мысленные построения. Дэви учил его:

– Хороший эксперимент имеет больше ценности, чем глубокомыслие такого гения, как Ньютон.

И тем не менее именно Фарадею суждены были великие открытия. Великий реалист, он стихийно рвал путы эмпирики, некогда навязанные ему Дэви, и в эти минуты его осеняло великое прозрение – он приобретал способность к глубочайшим обобщениям.

Первый проблеск удачи появился лишь 29 августа 1831 года. В этот день Фарадей испытывал в лаборатории несложное устройство: железное кольцо диаметром около шести дюймов, обмотанное двумя кусками изолированной проволоки. Когда Фарадей подключил к зажимам одной обмотки батарею, его ассистент, артиллерийский сержант Андерсен, увидел, как дернулась стрелка гальванометра, подсоединенного к другой обмотке.

Дернулась и успокоилась, хотя постоянный ток продолжал течь по первой обмотке. Фарадей тщательно просмотрел все детали этой простой установки – все было в порядке.

Но стрелка гальванометра упорно стояла на нуле. С досады Фарадей решил выключить ток, и тут случилось чудо – во время размыкания цепи стрелка гальванометра опять качнулась и опять застыла на нуле!

Гальванометр, оставаясь совершенно спокойным во все время прохождения тока, приходит в колебание при самом замыкании цепи и при размыкании ее. Оказалось, что в тот момент, когда в первую проволоку пропускается ток, а также когда это пропускание прекращается, во второй проволоке также возбуждается ток, имеющий в первом случае противоположное направление с первым током и одинаковое с ним во втором случае и продолжающийся всего одно мгновение.

Вот тут-то и открылись Фарадею во всей ясности великие идеи Ампера – связь между электрическим током и магнетизмом. Ведь первая обмотка, в которую он подавал ток, сразу становилась магнитом. Если рассматривать ее как магнит, то эксперимент 29 августа показал, что магнетизм как будто бы рождает электричество. Только две вещи оставались в этом случае странными: почему всплеск электричества при включении электромагнита стал быстро сходить на нет? И более того, почему всплеск появляется при выключении магнита?

На следующий день, 30 августа, – новая серия экспериментов. Эффект ясно выражен, но тем не менее абсолютно непонятен.

Фарадей чувствует, что открытие где-то рядом.

«Я теперь опять занимаюсь электромагнетизмом и думаю, что напал на удачную вещь, но не могу еще утверждать это. Очень может быть, что после всех моих трудов я в конце концов вытащу водоросли вместо рыбы».

К следующему утру, 24 сентября, Фарадей подготовил много различных устройств, в которых основными элементами были уже не обмотки с электрическим током, а постоянные магниты. И эффект тоже существовал! Стрелка отклонялась и сразу же устремлялась на место. Это легкое движение происходило при самых неожиданных манипуляциях с магнитом, иной раз, казалось, случайно.

Следующий эксперимент – 1 октября. Фарадей решает вернуться к самому началу – к двум обмоткам: одной с током, другой – подсоединенной к гальванометру. Различие с первым экспериментом – отсутствие стального кольца – сердечника. Всплеск почти незаметен. Результат тривиален. Ясно, что магнит без сердечника гораздо слабее магнита с сердечником. Поэтому и эффект выражен слабее.

Фарадей разочарован. Две недели он не подходит к приборам, размышляя о причинах неудачи.

«Я взял цилиндрический магнитный брусок (3/4 дюйма в диаметре и 8 1/4 дюйма длиной) и ввел один его конец внутрь спирали из медной проволоки (220 футов длиной), соединенной с гальванометром. Потом я быстрым движением втолкнул магнит внутрь спирали на всю его длину, и стрелка гальванометра испытала толчок. Затем я так же быстро вытащил магнит из спирали, и стрелка опять качнулась, но в противоположную сторону. Эти качания стрелки повторялись всякий раз, как магнит вталкивался или выталкивался».

Секрет – в движении магнита! Импульс электричества определяется не положением магнита, а движением!

Это значит, что «электрическая волна возникает только при движении магнита, а не в силу свойств, присущих ему в покое».

Рис. 2. Опыт Фарадея с катушкой

Эта идея необыкновенно плодотворна. Если движение магнита относительно проводника создает электричество, то, видимо, и движение проводника относительно магнита должно рождать электричество! Причем эта «электрическая волна» не исчезнет до тех пор, пока будет продолжаться взаимное перемещение проводника и магнита. Значит, есть возможность создать генератор электрического тока, действующий сколь угодно долго, лишь бы продолжалось взаимное движение проволоки и магнита!

28 октября Фарадей установил между полюсами подковообразного магнита вращающийся медный диск, с которого при помощи скользящих контактов (один на оси, другой – на периферии диска) можно было снимать электрическое напряжение. Это был первый электрический генератор, созданный руками человека. Так был найден новый источник электрической энергии, помимо ранее известных (трения и химических процессов), — индукция, и новый вид этой энергии — индукционное электричество.

Опыты, аналогичные фарадеевским, как уже говорилось, проводились во Франции и в Швейцарии. Профессор Женевской академии Колладон был искушенным экспериментатором (он, например, произвел на Женевском озере точные измерения скорости звука в воде). Может быть, опасаясь сотрясения приборов, он, как и Фарадей, по возможности удалил гальванометр от остальной установки. Многие утверждали, что Колладон наблюдал те же мимолетные движения стрелки, что и Фарадей, но, ожидая более стабильного, продолжительного эффекта, не придал этим «случайным» всплескам должного значения…

Действительно, мнение большинства ученых того времени сводилось к тому, что обратный эффект «создания электричества из магнетизма» должен, по-видимому, иметь столь же стационарный характер, как и «прямой» эффект – «образование магнетизма» за счет электрического тока. Неожиданная «мимолетность» этого эффекта сбила с толку многих, в том числе Колладона, и эти многие поплатились за свою предубежденность .

Продолжая свои опыты, Фарадей открыл далее, что достаточно простого приближения проволоки, закрученной в замкнутую кривую, к другой, по которой идет гальванический ток, чтобы в нейтральной проволоке возбудить индуктивный ток направления, обратного гальваническому току, что удаление нейтральной проволоки снова возбуждает в ней индуктивный ток уже одинакового направления с гальваническим, идущим по неподвижной проволоке, и что, наконец, эти индуктивные токи возбуждаются только во время приближения и удаления проволоки к проводнику гальванического тока, а без этого движения токи не возбуждаются, как бы близко друг к другу проволоки ни находились.

Таким образом, было открыто новое явление, аналогичное вышеописанному явлению индукции при замыкании и прекращении гальванического тока. Эти открытия вызвали в свою очередь новые. Если можно вызвать индуктивный ток замыканием и прекращением гальванического тока, то не получится ли тот же результат от намагничивания и размагничивания железа?

Работы Эрстеда и Ампера установили уже родство магнетизма и электричества. Было известно, что железо делается магнитом, когда вокруг него обмотана изолированная проволока и по последней проходит гальванический ток, и что магнитные свойства этого железа прекращаются, как только прекращается ток.

Исходя из этого, Фарадей придумал такого рода опыт: вокруг железного кольца были обмотаны две изолированные проволоки; причем одна проволока была обмотана вокруг одной половины кольца, а другая — вокруг другой. Через одну проволоку пропускался ток от гальванической батареи, а концы другой были соединены с гальванометром. И вот, когда ток замыкался или прекращался и когда, следовательно, железное кольцо намагничивалось или размагничивалось, стрелка гальванометра быстро колебалась и затем быстро останавливалась, то есть в нейтральной проволоке возбуждались все те же мгновенные индуктивные токи — на этот раз: уже под влиянием магнетизма.

Рис. 3. Опыт Фарадея с железным кольцом

Таким образом, здесь впервые магнетизм был превращен в электричество. Получив эти результаты, Фарадей решил разнообразить свои опыты. Вместо железного кольца он стал употреблять железную полосу. Вместо возбуждения в железе магнетизма гальваническим током он намагничивал железо прикосновением его к постоянному стальному магниту. Результат получался тот же: в проволоке, обматывавшей железо, всегда возбуждался ток в момент намагничивания и размагничивания железа. Затем Фарадей вносил в проволочную спираль стальной магнит — приближение и удаление последнего вызывало в проволоке индукционные токи. Словом, магнетизм, в смысле возбуждения индукционных токов, действовал совершенно так же, как и гальванический ток.

В то время физиков усиленно занимало одно загадочное явление, открытое в 1824 году Араго и не находившее объяснения, несмотря на то, что этого объяснения усиленно искали такие выдающиеся ученые того времени, как сам Араго, Ампер, Пуассон, Бабэдж и Гершель. Дело состояло в следующем. Магнитная стрелка, свободно висящая, быстро приходит в состояние покоя, если под нее подвести круг из немагнитного металла; если затем круг привести во вращательное движение, магнитная стрелка начинает двигаться за ним.

В спокойном состоянии нельзя было открыть ни малейшего притяжения или отталкивания между кругом и стрелкой, между тем как тот же круг, находившийся в движении, тянул за собою не только легкую стрелку, но и тяжелый магнит. Это поистине чудесное явление казалось ученым того времени таинственной загадкой, чем-то выходящим за пределы естественного. Фарадей, исходя из своих вышеизложенных данных, сделал предположение, что кружок немагнитного металла, под влиянием магнита, во время вращения обегается индуктивными токами, которые оказывают воздействие на магнитную стрелку и влекут ее за магнитом. И действительно, введя край кружка между полюсами большого подковообразного магнита и соединив проволокою центр и край кружка с гальванометром, Фарадей получил при вращении кружка постоянный электрический ток.

Вслед за тем Фарадей остановился на другом вызывавшем тогда общее любопытство явлении. Как известно, если посыпать на магнит железных опилок, они группируются по определенным линиям, называемым магнитными кривыми. Фарадей, обратив внимание на это явление, дал основы в 1831 году магнитным кривым название «линий магнитной силы», вошедшее затем во всеобщее употребление. Изучение этих «линий» привело Фарадея к новому открытию, оказалось, что для возбуждения индуктивных токов приближение и удаление источника от магнитного полюса необязательны. Для возбуждения токов достаточно пересечь известным образом линии магнитной силы.

Рис. 4. «Линии магнитной силы»

Дальнейшие работы Фарадея в упомянутом направлении приобретали, с современной ему точки зрения, характер чего-то совершенно чудесного. В начале 1832 года он демонстрировал прибор, в котором возбуждались индуктивные токи без помощи магнита или гальванического тока. Прибор состоял из железной полосы, помещенной в проволочной катушке. Прибор этот при обыкновенных условиях не давал ни малейшего признака появления в нем токов; но лишь только ему давалось направление, соответствующее направлению магнитной стрелки, в проволоке возбуждался ток.

Затем Фарадей давал положение магнитной стрелки одной катушке и потом вводил в нее железную полосу: ток снова возбуждался. Причиною, вызывавшею в этих случаях ток, был земной магнетизм, вызывавший индуктивные токи подобно обыкновенному магниту или гальваническому току. Чтобы нагляднее показать и доказать это, Фарадей предпринял еще один опыт, вполне подтвердивший его соображения.

Он рассуждал, что если круг из немагнитного металла, например, из меди, вращаясь в положении, при котором он пересекает линии магнитной силы соседнего магнита, дает индуктивный ток, то тот же круг, вращаясь в отсутствие магнита, но в положении, при котором круг будет пересекать линии земного магнетизма, тоже должен дать индуктивный ток. И действительно, медный круг, вращаемый в горизонтальной плоскости, дал индуктивный ток, производивший заметное отклонение стрелки гальванометра. Ряд исследований в области электрической индукции Фарадей закончил открытием, сделанным в 1835 году, «индуктирующего влияния тока на самого себя».

Он выяснил, что при замыкании или размыкании гальванического тока в самой проволоке, служащей проводником для этого тока, возбуждаются моментальные индуктивные токи.

Русский физик Эмиль Христофорович Ленц (1804-1861) дал правило для определения направления индукционного тока. «Индукционный ток всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле затрудняет или тормозит вызывающее индукцию движение, — отмечает А.А. Коробко-Стефанов в своей статье об электромагнитной индукции. — Например, при приближении катушки к магниту возникающий индукционный ток имеет такое направление, что созданное им магнитное поле будет противоположно магнитному полю магнита. В результате между катушкой и магнитом возникают силы отталкивания. Правило Ленца вытекает из закона сохранения и превращения энергии. Если бы индукционные токи ускоряли вызывающее их движение, то создавалась бы работа из ничего. Катушка сама собой после небольшого толчка устремлялась бы навстречу магниту, и одновременно индукционный ток выделял бы в ней теплоту. В действительности же индукционный ток создается за счет работы по сближению магнита и катушки.

Рис. 5. Правило Ленца

Почему возникает индукционный ток? Глубокое объяснение явления электромагнитной индукции дал английский физик Джемс Клерк Максвелл — творец законченной математической теории электромагнитного поля. Чтобы лучше понять суть дела, рассмотрим очень простой опыт. Пусть катушка состоит из одного витка проволоки и пронизывается переменным магнитным полем, перпендикулярным к плоскости витка. В катушке, естественно, возникает индукционный ток. Исключительно смело и неожиданно истолковал этот эксперимент Максвелл.

При изменении магнитного поля в пространстве, по мысли Максвелла, возникает процесс, для которого присутствие проволочного витка не имеет никакого значения. Главное здесь — возникновение замкнутых кольцевых линий электрического поля, охватывающих изменяющееся магнитное поле. Под действием возникающего электрического поля приходят в движение электроны, и в витке возникает электрический ток. Виток — это просто прибор, позволяющий обнаружить электрическое поле. Сущность же явления электромагнитной индукции в том, что переменное магнитное поле всегда порождает в окружающем пространстве электрическое поле с замкнутыми силовыми линиями. Такое поле называется вихревым».

Изыскания в области индукции, производимой земным магнетизмом, дали Фарадею возможность высказать еще в 1832 году идею телеграфа, которая затем и легла в основу этого изобретения. А вообще открытие электромагнитной индукции недаром относят к наиболее выдающимся открытиям XIX века — на этом явлении основана работа миллионов электродвигателей и генераторов электрического тока во всем мире…

Практическое применение явления электромагнитной индукции

1. Радиовещание

Переменное магнитное поле, возбуждаемое изменяющимся током, создаёт в окружающем пространстве электрическое поле, которое в свою очередь возбуждает магнитное поле, и т.д. Взаимно порождая друг друга, эти поля образуют единое переменное электромагнитное поле — электромагнитную волну. Возникнув в том месте, где есть провод с током, электромагнитное поле распространяется в пространстве со скоростью света -300000 км/с.

Рис. 6. Радио

2. Магнитотерапия

В спектре частот разные места занимают радиоволны, свет, рентгеновское излучение и другие электромагнитные излучения. Их обычно характеризуют непрерывно связанными между собой электрическими и магнитными полями.

3. Синхрофазотроны

В настоящее время под магнитным полем понимают особую форму материи состоящую из заряженных частиц. В современной физике пучки заряженных частиц используют для проникновения в глубь атомов с целью их изучения. Сила, с которой действует магнитное поле на движущуюся заряженную частицу, называется силой Лоренца.

4. Расходомеры-счетчики

Метод основан на применении закона Фарадея для проводника в магнитном поле: в потоке электропроводящей жидкости, движущейся в магнитном поле наводится ЭДС, пропорциональная скорости потока, преобразуемая электронной частью в электрический аналоговый/цифровой сигнал.

5. Генератор постоянного тока

В режиме генератора якорь машины вращается под действием внешнего момента. Между полюсами статора имеется постоянный магнитный поток, пронизывающий якорь. Проводники обмотки якоря движутся в магнитном поле и, следовательно, в них индуктируется ЭДС, направление которой можно определить по правилу «правой руки». При этом на одной щетке возникает положительный потенциал относительно второй. Если к зажимам генератора подключить нагрузку, то в ней пойдет ток.

6. Трансформаторы

Трансформаторы широко применяются при передаче электрической энергии на большие расстояния, распределении ее между приемниками, а также в различных выпрямительных, усилительных, сигнализационных и других устройствах.

Преобразование энергии в трансформаторе осуществляется переменным магнитным полем. Трансформатор представляет собой сердечник из тонких стальных изолированных одна от другой пластин, на котором помещаются две, а иногда и больше обмоток (катушек) из изолированного провода. Обмотка, к которой присоединяется источник электрической энергии переменного тока, называется первичной обмоткой, остальные обмотки — вторичными.

Если во вторичной обмотке трансформатора намотано в три раза больше витков, чем в первичной, то магнитное поле, созданное в сердечнике первичной обмоткой, пересекая витки вторичной обмотки, создаст в ней в три раза больше напряжение.

Применив трансформатор с обратным соотношением витков, можно так же легко и просто получить пониженное напряжение .

Список использованной литературы

1. [Электронный ресурс]. Электромагнитная индукция.

2. [Электронный ресурс].Фарадей. Открытие электромагнитной индукции.

3. [Электронный ресурс]. Открытие электромагнитной индукции.

4. [Электронный ресурс]. Практическое применение явления электромагнитной индукции.

После открытий Эрстеда и Ампера стало ясно, что электричество обладает магнитной силой. Теперь необходимо было подтвердить влияние магнитных явлений на электрические. Эту задачу блистательно решил Фарадей.

В 1821 году М.Фарадей сделал запись в своем дневнике: «Превратить магнетизм в электричество». Через 10 лет эта задача была им решена.

Итак, Майкл Фарадей (1791-1867) — английский физик и химик.

Один из основателей количественной электрохимии. Впервые получил (1823) в жидком состоянии хлор, затем сероводород, диоксид углерода, аммиак и диоксид азота. Открыл (1825) бензол, изучил его физические и некоторые химические свойства. Ввел понятие диэлектрической проницаемости. Имя Фарадея вошло в систему электрических единиц в качестве единицы электрической емкости.

Многие из этих работ могли сами — по себе обессмертить имя их автора. Но наиболее важными из научных работ Фарадея являются его исследования в области электромагнетизма и электрической индукции. Строго говоря, важный отдел физики, трактующий явления электромагнетизма и индукционного электричества, и имеющий в настоящее время такое громадное значение для техники, был создан Фарадеем из ничего.

Когда Фарадей окончательно посвятил себя исследованиям в области электричества, было установлено, что при обыкновенных условиях достаточно присутствия наэлектризованного тела, чтобы влияние его возбудило электричество во всяком другом теле.

Вместе с тем было известно, что проволока, по которой проходит ток и которая также представляет собою наэлектризованное тело, не оказывает никакого влияния на помещенные рядом другие проволоки. Отчего зависело это исключение? Вот вопрос, который заинтересовал Фарадея и решение которого привело его к важнейшим открытиям в области индукционного электричества.

На одну и ту же деревянную скалку Фарадей намотал параллельно друг другу две изолированные проволоки. Концы одной проволоки он соединил с батареей из десяти элементов, а концы другой — с чувствительным гальванометром. Когда был пропущен ток через первую проволоку, Фарадей обратил все свое внимание на гальванометр, ожидая заметить по колебаниям его появление тока и во второй проволоке. Однако ничего подобного не было: гальванометр оставался спокойным. Фарадей решил увеличить силу тока и ввел в цепь 120 гальванических элементов. Результат получился тот же. Фарадей повторил этот опыт десятки раз и все с тем же успехом. Всякий другой на его месте оставил бы опыты, убежденный, что ток, проходящий через проволоку, не оказывает никакого действия на соседнюю проволоку. Но фарадей старался всегда извлечь из своих опытов и наблюдений все, что они могут дать, и потому, не получив прямого действия на проволоку, соединенную с гальванометром, стал искать побочные явления.

электромагнитная индукция электрический ток поле

Сразу же он заметил, что гальванометр, оставаясь совершенно спокойным во все время прохождения тока, приходит в колебание при самом замыкании цепи и при размыкании ее оказалось, что в тот момент, когда в первую проволоку пропускается ток, а также когда это пропускание прекращается, во второй проволоке также возбуждается ток, имеющий в первом случае противоположное направление с первым током и одинаковое с ним во втором случае и продолжающийся всего одно мгновение Эти вторичные мгновенные токи, вызываемые влиянием первичных, названы были Фарадеем индуктивными, и это название сохранилось за ними доселе.

Будучи мгновенными, моментально исчезая вслед за своим появлением, индуктивные токи не имели бы никакого практического значения, если бы Фарадей не нашел способ при помощи остроумного приспособления (коммутатора) беспрестанно прерывать и снова проводить первичный ток, идущий от батареи по первой проволоке, благодаря чему во второй проволоке беспрерывно возбуждаются все новые и новые индуктивные токи, становящиеся, таким образом, постоянными. Так был найден новый источник электрической энергии, помимо ранее известных (трения и химических процессов), — индукция, и новый вид этой энергии — индукционное электричество.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ (лат. inductio — наведение) — явление порождения вихревого электрического поля переменным магнитным полем. Если внести в переменное магнитное поле замкнутый проводник, то в нем появится электрический ток. Появление этого тока называют индукцией тока, а сам ток — индукционным.

Изучение возникновения электрического тока всегда волновало ученых. После того, как в начале XIX века датский ученый Эрстед выяснил, что вокруг электрического тока возникает магнитное поле, ученые задались вопросом: может ли магнитное поле порождать электрический ток и наоборот.Первым ученым, кому это удалось, был ученый Майкл Фарадей.

Опыты Фарадея

После многочисленных проведенных опытов Фарадей смог достичь кое-каких результатов.

1.Возникновение электрического тока

Для проведения опыта он взял катушку с большим количеством витков и присоединил ее к миллиамперметру (прибору, измеряющему силу тока). По направлению вверх и вниз ученый передвигал магнит по катушке.

Во время проведения эксперимента, в катушке действительно появлялся электрический ток по причине изменения магнитного поля вокруг нее.

По наблюдениям Фарадея стрелка миллиамперметра отклонялась и указывала на то, что движение магнита порождает собой электрический ток. При остановке магнита стрелка показывала нулевую разметку, т.е. ток не циркулировал по цепи.

Данное явление, при котором ток возникает под действием переменного магнитного поля в проводнике, назвали явлением электромагнитной индукции.

2.Изменение направления индукционного тока

В своих последующих исследованиях Майкл Фарадей пытался выяснить, что влияет на направление возникающего индукционного электрического тока. Проводя опыты, он заметил, что изменяя числа мотков на катушке или полярность магнитов, направление электрического тока, которое возникает в замкнутой сети меняется.

3.Явление электромагнитной индукции

Для проведения опыта ученый взял две катушки, которые расположил близко друг к другу. Первая катушка, имеющая большое количество витков проволоки, была подсоединена к источнику тока и ключу, замыкающему и размыкающему цепь. Вторую такую же катушку он присоединил к миллиамперметру уже без подключения к источнику тока.

Проводя эксперимент, Фарадей заметил, что при замыкании электрической цепи возникает индуцированный ток, что видно по движению стрелки миллиамперметра. При размыкании цепи миллиамперметр также показывал, что в цепи есть электрический ток, но показания были прямо противоположными. Когда же цепь была замкнута и равномерно циркулировала ток, тока в электрической цепи согласно данным миллиамперметра не было.

https://youtu.be/iVYEeX5mTJ8

Вывод из экспериментов

В результате открытия Фарадея была доказана следующая гипотеза: электрический ток появляется только при изменении магнитного поля. Также было доказано, что изменение числа витков в катушке изменяет значение силы тока (увеличение мотков увеличивает силу тока). Причем индуцированный электрический ток может появиться в замкнутой цепи только при наличии переменного магнитного поля.

От чего зависит индукционный электрический ток?

Основываясь на всем вышесказанном, можно отметить, что даже если есть магнитное поле, это не приведет к возникновению электрического тока, если данное поле не будет при этом переменным.

Так от чего же зависит величина индукционного поля?

1. Число витков на катушке;
2. Скорость изменения магнитного поля;
3. Скорость движения магнита.

Магнитный поток является величиной, которая характеризует магнитное поле. Изменяясь, магнитный поток приводит к изменению индуцированного электрического тока.

Закон Фарадея

Основываясь на проведенных опытах, Майкл Фарадей сформулировал закон электромагнитной индукции. Закон заключается в том, что, магнитное поле при своем изменении приводит к возникновению электрического тока, Ток же указывает на наличие электродвижущей силы электромагнитной индукции (ЭДС).

Скорость магнитного тока изменяясь влечет за собой изменение скорости тока и ЭДС.

Закон Фарадея: ЭДС электромагнитной индукции равна численно и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока, который проходит через поверхность, ограниченную контуром

Индуктивность контура. Самоиндукция.

Магнитное поле создается в том случае, когда ток протекает в замкнутом контуре. Сила тока при этом влияет на магнитный поток и индуцирует ЭДС.

Самоиндукция – явление, при котором ЭДС индукции возникает при изменении силы тока в контуре.

Самоиндукция изменяется в зависимости от особенностей формы контура, его размеров и среды, его содержащей.

При увеличении электрического тока, ток самоиндукции контура может замедлить его. При его уменьшении, ток самоиндукции, напротив, не дает ему так быстро убывать. Таким образом, контур начинает обладать своей электрической инертностью, замедляющей любое изменение тока.

Применение индуцированного ЭДС

Явление электромагнитной индукции имеет применение на практике в генераторах, трансформаторах и двигателях, работающих на электричестве.

При этом ток для этих целей получают следующими способами:

1. Изменение тока в катушке;
2. Движение магнитного поля через постоянные магниты и электромагниты;
3. Вращение витков или катушек в постоянном магнитном поле.

Открытие электромагнитной индукции Майкла Фарадея внесло большой вклад в науку и в нашу обыденную жизнь. Это открытие послужило толчком для дальнейших открытий в области изучения электромагнитных полей и имеет широкое применение в современной жизни людей.

Явление электромагнитной индукции используется, прежде всего, для преобразования механической энергии в энергию электрического тока. Для этой цели применяются генераторы переменного тока (индукционные генераторы).

На статоре генератора расположены три обмотки переменного тока, которые смещены одна относительно другой на 120 0 и соединены между собой по определенной схеме включения.

При вращении возбужденного ротора с помощью паровой или гидравлической турбины его полюсы проходят под обмотками статора, и в них индуцируется изменяющаяся по гармоническому закону электродвижущая сила. Далее генератор по определенной схеме электрической сети соединяется с узлами потребления электроэнергии.

Если передавать электроэнергию от генераторов станций к потребителям по линиям электропередачи непосредственно (на генераторном напряжении, которое относительно невелико), то в сети будут происходить большие потери энергии и напряжения (обратите внимание на соотношения , ). Следовательно, для экономичной транспортировки электроэнергии необходимо уменьшить силу тока. Однако, так как передаваемая мощность при этом остается неизменной, напряжение должно
увеличиться во столько же раз, во сколько раз уменьшается сила тока.

У потребителя электроэнергии, в свою очередь, напряжение необходимо понизить до требуемого уровня. Электрические аппараты, в которых напряжение увеличивается или уменьшается в заданное количество раз, называются трансформаторами . Работа трансформатора также основана на законе электромагнитной индукции.

Тогда

У мощных трансформаторов сопротивления катушек очень малы,
поэтому напряжения на зажимах первичной и вторичной обмоток приблизительно равны ЭДС:

где k – коэффициент трансформации. При k ) трансформатор является повышающим , при k >1 () трансформатор является понижающим .

При подключении к вторичной обмотке трансформатора нагрузки, в ней потечет ток . При увеличении потребления электроэнергии по закону
сохранения энергии должна увеличиться энергия, отдаваемая генераторами станции, то есть

Это означает, что, повышая с помощью трансформатора напряжение
в k раз, удается во столько же раз уменьшить силу тока в цепи (при этом джоулевы потери уменьшаются в k 2 раз).

Тема 17. Основы теории Максвелла для электромагнитного поля. Электромагнитные волны

В 60-х гг. XIX в. английский ученый Дж. Максвелл (1831-1879) обобщил экспериментально установленные законы электрического и магнитного полей и создал законченную единую теорию электромагнитного поля . Она позволяет решить основную задачу электродинамики : найти характеристики электромагнитного поля заданной системы электрических зарядов и токов.

Максвелл выдвинул гипотезу, что всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле , циркуляция которого и является причиной возникновения ЭДС электромагнитной индукции в контуре :

(5.1)

Уравнение (5.1) называют вторым уравнением Максвелла . Смысл этого уравнения заключается в том, что изменяющееся магнитное поле порождает вихревое электрическое, а последнее в свою очередь вызывает в окружающем диэлектрике или вакууме изменяющееся магнитное поле. Поскольку магнитное поле создается электрическим током, то, согласно Максвеллу, вихревое электрическое поле следует рассматривать как некоторый ток,
который протекает как в диэлектрике, так и в вакууме. Максвелл назвал этот ток током смещения .

Ток смещения, как это следует из теории Максвелла
и опытов Эйхенвальда, создает такое же магнитное поле, как и ток проводимости.

В своей теории Максвелл ввел понятие полного тока , равного сумме
токов проводимости и смещения. Следовательно, плотность полного тока

По Максвеллу полный ток в цепи всегда замкнут, то есть на концах проводников обрывается лишь ток проводимости, а в диэлектрике (вакууме) между концами проводника имеется ток смещения, который замыкает ток проводимости.

Введя понятие полного тока, Максвелл обобщил теорему о циркуляции вектора (или ):

(5.6)

Уравнение (5.6) называется первым уравнением Максвелла в интегральной форме . Оно представляет собой обобщенный закон полного тока и выражает основное положение электромагнитной теории: токи смещения создают такие же магнитные поля, как и токи проводимости .

Созданная Максвеллом единая макроскопическая теория электромагнитного поля позволила с единой точки зрения не только объяснить электрические и магнитные явления, но предсказать новые, существование которых было впоследствии подтверждено на практике (например, открытие электромагнитных волн).

Обобщая рассмотренные выше положения, приведем уравнения, составляющие основу электромагнитной теории Максвелла.

1. Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля:

Это уравнение показывает, что магнитные поля могут создаваться либо движущимися зарядами (электрическими токами), либо переменными электрическими полями.

2. Электрическое поле может быть как потенциальным (), так и вихревым (), поэтому напряженность суммарного поля . Так как циркуляция вектора равна нулю, то циркуляция вектора напряженности суммарного электрического поля

Это уравнение показывает, что источниками электрического поля могут быть не только электрические заряды, но и меняющиеся во времени магнитные поля.

3. ,

4.

где – объемная плотность заряда внутри замкнутой поверхности; – удельная проводимость вещества.

Для стационарных полей (E= const, B= const) уравнения Максвелла принимают вид

то есть источниками магнитного поля в данном случае являются только
токи проводимости, а источниками электрического поля – только электрические заряды. В этом частном случае электрические и магнитные поля независимы друг от друга, что и позволяет изучать отдельно постоянные электрические и магнитные поля.

Используя известные из векторного анализа теоремы Стокса и Гаусса , можно представить полную систему уравнений Максвелла в дифференциальной форме (характеризующих поле в каждой точке пространства):

(5.7)

Очевидно, что уравнения Максвелла не симметричны относительно электрического и магнитного полей. Это связано с тем, что в природе
существуют электрические заряды, но нет зарядов магнитных.

Уравнения Максвелла – наиболее общие уравнения для электрических
и магнитных полей в покоящихся средах. Они играют в учении об электромагнетизме ту же роль, что и законы Ньютона в механике.

Электромагнитной волной называют переменное электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью.

Существование электромагнитных волн вытекает из уравнений Максвелла, сформулированных в 1865 г. на основе обобщения эмпирических законов электрических и магнитных явлений. Электромагнитная волна образуется вследствие взаимной связи переменных электрического и магнитного полей – изменение одного поля приводит к изменению другого, то есть чем быстрее меняется во времени индукция магнитного поля, тем больше напряженность электрического поля, и наоборот. Таким образом, для образования интенсивных электромагнитных волн необходимо возбудить электромагнитные колебания достаточно высокой частоты. Фазовая скорость электромагнитных волн определяется
электрическими и магнитными свойствами среды:

В вакууме () скорость распространения электромагнитных волн совпадает со скоростью света; в веществе , поэтому скорость распространения электромагнитных волн в веществе всегда меньше, чем в вакууме.

Электромагнитные волны являются поперечными волнами –
колебания векторов и происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем векторы , и образуют правовинтовую систему. Из уравнений Максвелла также следует, что в электромагнитной волне векторы и всегда колеблются в одинаковых фазах, а мгновенные значения Е и Н в любой точке связаны соотношением

Уравнения плоской электромагнитной волны в векторной форме :

(6.66)

Для характеристики переноса энергии любой волной в физике введена векторная величина, называемая плотностью потока энергии . Она численно равна количеству энергии, переносимой в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к направлению, в котором
распространяется волна. Направление вектора совпадает с направлением переноса энергии. Величину плотности потока энергии можно получить, умножив плотность энергии на скорость волны

Плотность энергии электромагнитного поля слагается из плотности энергии электрического поля и плотности энергии магнитного поля:

(6.67)

Умножив плотность энергии электромагнитной волны на ее фазовую скорость, получим плотность потока энергии

(6.68)

Векторы и взаимно перпендикулярны и образуют с направлением распространения волны правовинтовую систему. Поэтому направление
вектора совпадает с направлением переноса энергии, а модуль этого вектора определяется соотношением (6.68). Следовательно, вектор плотности потока энергии электромагнитной волны можно представить как векторное произведение

(6.69)

Вектор называют вектором Умова-Пойнтинга .

Колебания и волны

Тема 18. Свободные гармонические колебания

Движения, обладающие той или иной степенью повторяемости, называются колебаниями.

Если значения физических величин, изменяющихся в процессе движения, повторяются через равные промежутки времени, то такое движение называется периодическим (движение планет вокруг Солнца, движение поршня в цилиндре двигателя внутреннего сгорания и др.). Колебательную систему вне зависимости от ее физической природы называютосциллятором. Примером осциллятора может служить колеблющийся груз, подвешенный на пружине или нити.

Полным колебанием называют один законченный цикл колебательного движения, после которого оно повторяется в том же порядке.

По способу возбуждения колебания делят на:

· свободные (собственные), происходящие в представленной самой себе системе около положения равновесия после какого-либо первоначального воздействия;

· вынужденные , происходящие при периодическом внешнем воздействии;

· параметрические, происходящие при изменении какого-либо параметра колебательной системы;

· автоколебания , происходящие в системах, самостоятельно регулирующих поступление внешних воздействий.

Любое колебательное движение характеризуетсяамплитудой А — максимальным отклонением колеблющейся точки от положения равновесия.

Колебания точки, происходящие с постоянной амплитудой, называютнезатухающими, а колебания с постепенно уменьшающейся амплитудой – затухающими.

Время, в течение которого совершается полное колебание, называютпериодом (Т).

Частотой периодических колебаний называют число полных колебаний, совершаемых за единицу времени. Единица частоты колебаний — герц (Гц). Герц – это частота колебаний, период которых равен 1 с: 1 Гц = 1 с –1 .

Циклической иликруговой частотой периодических колебаний называется число полных колебаний, совершаемых за время 2p с: . =рад/с.

Рекомендуем также

Никола Тесла против Томаса Эдисона: Кто был лучшим изобретателем?

Никола Тесла отпраздновал бы свое 164-летие сегодня (10 июля).

Американский сербско-американский ученый был блестящим и эксцентричным гением, чьи изобретения позволили создать современные энергетические системы и системы массовой коммуникации.

Его заклятый враг и бывший босс Томас Эдисон был культовым американским изобретателем лампочки, фонографа и движущегося изображения. Два враждующих гения вели «Войну токов» в 1880-х годах, из-за которой электрическая система будет приводить в действие мир — систему переменного тока Теслы или конкурирующую электроэнергию постоянного тока (DC) Эдисона.

Среди ученых-ботаников немногие споры становятся более жаркими, чем те, которые сравнивают Нику Теслу и Томаса Эдисона. Итак, кто был лучшим изобретателем?

«Это разные изобретатели, но нельзя сказать, что один из них лучше, потому что американскому обществу нужны Эдисоны и Теслы», — сказал У. Бернард Карлсон, автор книги «Тесла: изобретатель электрического века». (Princeton Press, 2013).

Вот как складываются два изобретателя-дуэлянта, начиная с их совершенно разных личностей и заканчивая их долгим наследием.

Кто был самым выдающимся?

Тесла обладал эйдетической памятью, что означало, что он мог очень точно вспоминать изображения и объекты. Это позволило ему точно визуализировать сложные трехмерные объекты, и в результате он мог создавать рабочие прототипы, используя несколько предварительных чертежей.

«Он действительно реализовал свои изобретения в своем воображении», — сказал Карлсон Live Science.

В отличие от этого, Эдисон был больше рисовальщиком и мастером-мастером.

«Если бы вы пошли в [в] лабораторию и понаблюдали за его работой, вы бы обнаружили, что на столе у ​​него есть всякие вещи: провода, катушки и различные части изобретений», — сказал Карлсон.

По данным Национального исторического парка Томаса Эдисона, в конце концов, Эдисон получил 1093 патента. Согласно исследованию, опубликованному в 2006 году на Шестом международном симпозиуме Николы Теслы, Tesla собрала менее 300 человек по всему миру. (Конечно, у Эдисона было множество помощников, которые помогали ему разрабатывать изобретения, а также покупали некоторые из его патентов.)

Кто был наиболее дальновидным?

Хотя лампочка, фонограф и движущиеся изображения рекламируются как самые важные изобретения Эдисона, другие люди уже работали над аналогичными технологиями, сказал Леонард ДеГрааф, архивист Национального исторического парка Томаса Эдисона в Нью-Джерси и автор книги » Эдисон и рост инноваций »(Signature Press, 2013).

«Если бы Эдисон не изобрел эти вещи, это сделали бы другие люди», — сказал ДеГрааф Live Science.

Близоруко Эдисон отверг «непрактичную» идею Теслы о системе передачи электроэнергии переменного тока, вместо этого продвигая свою более простую, но менее эффективную систему постоянного тока (DC).

Напротив, идеи Tesla часто были более революционными технологиями, не имевшими внутреннего рыночного спроса. А его двигатель переменного тока и гидроэлектростанция на Ниагарском водопаде — первая в своем роде электростанция — по-настоящему электрифицировали мир.

Тесла также провел годы, работая над системой, предназначенной для беспроводной передачи голоса, изображений и движущихся изображений, что сделало его футуристом и настоящим отцом радио, телефона, сотовых телефонов и телевидения.

Связано: Творческий гений: величайшие умы мира

«Вся наша система массовых коммуникаций основана на системе Теслы», — сказал Марк Сейфер, автор книги «Волшебник: жизнь и времена Николы Теслы» (Citadel Press, 2001).

К сожалению, грандиозный план Теслы провалился, когда его финансовый покровитель Дж.П. Моргану надоели годы неудач.

Кто оказал наибольшее влияние?

Непреходящее наследие Эдисона — это не конкретный патент или технология, а его фабрики изобретений, которые разделили инновационный процесс на небольшие задачи, которые выполнялись легионами рабочих, сказал ДеГрааф. Например, Эдисон получил идею камеры с движущимся изображением или кинетоскопа из выступления фотографа Эдварда Мейбриджа, но затем оставил большую часть экспериментов и создания прототипов своему помощнику Уильяму Диксону и другим.Благодаря тому, что несколько патентов и изобретений разрабатывались параллельно, Эдисон, в свою очередь, обеспечил стабильное финансовое положение своих помощников для продолжения экспериментов и разработки новых конструкций.

«Он изобретает современные инновации, какими мы их знаем», — сказал ДеГрааф.

Изобретения Теслы составляют основу современных систем электроснабжения и связи, но он ушел в безвестность позже в 20-м веке, когда большинство его изобретений было потеряно для истории. И, несмотря на его многочисленные патенты и инновации, Tesla

был обездоленным, когда умер в 1943 году.

Связанный: За пределами Теслы: самые недооцененные ученые в истории

Кто был лучшим гостем на званом обеде?

На пике своей карьеры Тесла был харизматичным, вежливым и остроумным. По словам Зайфера, он говорил на нескольких языках и считал своими друзьями писателей Марка Твена и Редьярда Киплинга, а также натуралиста Джона Мьюира.

«Он был в очень высоких кругах», — сказал Сейфер.

Но Тесла также мог быть надменным и был известен как помешанный на гигиене.В последние годы его навязчивые тики (например, страх перед женскими серьгами) усилились, и он умер без гроша в кармане и один в отеле в Нью-Йорке, сказал Сейфер.

Эдисон, тем временем, был слабослышащим и интровертированным, у него было несколько близких друзей.

У Эдисона также была плохая черта, которую он продемонстрировал в своих злобных атаках на Теслу во время Войны токов. Он также дал совет о том, как построить первый электрический стул с использованием постоянного тока (DC), вдаваясь в кровавые подробности о методах, необходимых для этого, сказал Сейфер.

Кто был самым модным?

Тесла был высоким, стройным и импозантным, с шикарными усами и безупречным чувством стиля, — сказал Карлсон. Его цилиндр и хвосты даже выставлены в музее в Сербии.

Эдисон, напротив, был известен как неряха.

«Мы не особо заинтересованы в том, чтобы видеть, что носил Эдисон, потому что это было довольно легко забыть», — сказал Карлсон.

Эдисон даже носил туфли на два размера больше, чтобы можно было надевать и снимать их, не наклоняясь, чтобы развязать их, сказал Карлсон.

Первоначально опубликовано на Live Science .

Примечание редактора: эта статья была впервые опубликована в 2014 году и обновлена ​​к 164-летию Tesla.

Искра гения

НАУКА СЕГОДНЯ / Д-р Уильям Ревилл: Николас Джозеф Каллан был профессором естественной философии — теперь известной как физика — в колледже Святого Патрика в Мейнуте с 1826 года до своей смерти в 1864 году.

Он был пионером электротехники.К сожалению, его изобретения впоследствии были приписаны другим ученым, и его великая работа только сейчас начинает получать признание.

Каллан родился в 1799 году в Дарвере, графство Лаут, в зажиточной семье фермеров. Получив раннее образование в Академии Дандолка, он поступил в Национальную семинарию в Мейнуте в 1816 году. На третьем курсе он изучал физику у доктора Корнелиуса Денвира и проявил интерес к электричеству и магнетизму.Каллан был рукоположен в священники в 1823 году и отправился в Рим, чтобы учиться в университете Сапиенца, получив докторскую степень в области богословия в 1826 году. Находясь в Риме, он познакомился с работой пионеров в области электричества Луиджи Гальвани (1737-1798) и Алессандро Вольта. (1745-1827).

Когда доктор Денвир ушел в отставку в 1826 году, Каллан был назначен председателем в Мейнуте. Каллан начал интенсивно работать с электричеством, чему помогли средства семьи и друзей.Его главная претензия к славе — изобретение индукционной катушки, устройства для выработки токов высокого напряжения и предшественника повышающего трансформатора, незаменимого устройства в современном мире безграничного электроснабжения.

В 1831 году Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию, которая в основном означает, что изменяющееся магнитное поле может вызвать электрический ток, протекающий по ленте провода. Кроме того, в 1825 году Уильям Стерджен изобрел электромагнит, в котором проволока намотана на сердечник из мягкого железа.По проводу пропускается электрический ток, который сильно намагничивает сердечник. Каллан объединил эти две идеи, чтобы создать свою первую индукционную катушку в 1836 году.

Он намотал две катушки провода, одна из которых подключена к низковольтной батарее, вокруг железного сердечника. Он обнаружил, что когда ток через первичную катушку прерывается, в неподключенной вторичной катушке возникает ток высокого напряжения.Между двумя концами вторичной обмотки возникли искры. Каллан заметил, что чем быстрее он прерывает ток, тем больше искра. В 1837 году он изготовил гигантскую индукционную машину. Он использовал механизм часов, чтобы прервать ток 20 раз в секунду. Машина генерировала 15-дюймовые искры и, по оценкам, 60 000 вольт — самый большой разряд искусственного электричества, наблюдаемый в то время.

Каллану нужны были надежные аккумуляторы, и он провел новаторскую работу по их разработке.Батареи содержат положительные и отрицательные пластины. До усовершенствований Каллана в батареях использовалась дорогая платина или неудовлетворительный углерод для одной пластины и цинк для другой. Он показал, что недорогой чугун будет работать вместо платины или углерода. Каллан изобрел батарею «Мейнут» в 1854 году и одиночный жидкостный элемент в 1855 году. В батарее Мейнут внешний корпус был сделан из чугуна, а цинковая пластина была погружена в пористый горшок в центре. Батарея Maynooth пошла в промышленное производство в Лондоне.

CALLAN соединил бы большое количество батарей вместе и однажды соединил 577, чтобы получить самую большую батарею в мире. Не было инструментов для измерения напряжения или тока, поэтому Каллан измерял мощность своих батарей по весу, который они могли поднять при включении электромагнита. Его лучшее усилие подняло две тонны. Батареи Каллана производили очень высокое напряжение при подключении к его экспериментальным катушкам с проводом. Эти катушки могли вызвать сильное поражение электрическим током, и Каллан использовал это как еще один способ проверки заряда батареи.Он убедил своих учеников принимать разряды от катушек, оценивая мощность батареи по их реакциям. Один студент по имени Уильям Уолш, который позже стал архиепископом Дублина, потерял сознание от шока. Руководство колледжа попросило Каллана быть более осторожным со своими учениками, поэтому он переключился на стрижку индеек электрическим током.

В 1838 году Каллан наткнулся на принцип самовозбуждения динамо-машины. Он обнаружил, что, перемещая электромагнит в магнитном поле Земли, он мог производить электричество без батареи.Каллан также открыл раннюю форму гальванизации для защиты железа от ржавчины, когда экспериментировал с конструкцией батарей, и запатентовал эту идею. Каллан также сконструировал электродвигатели, а в 1837 году он построил небольшой мотор, который приводил в движение тележку по своей лаборатории. Он предложил использовать на новых железных дорогах локомотивы с батарейным питанием и с большой дальновидностью предсказал электрический свет.

Третий граф Росс, построивший гигантский телескоп в Бирре, был членом совета посетителей Мейнута.Каллан посетил Бирра, чтобы осмотреть телескоп, но по какой-то причине его не пустили. Когда позже граф приехал в Мейнут, чтобы увидеть индукционную катушку, Каллан посоветовал лорду вернуться в Бирр и осмотреть катушку в телескоп.

Изобретение Калланом индукционной катушки приписывают немецкому приборостроителю Генриху Румкорфу (1803-1877). Каллан был в значительной степени забыт более широким миром науки, главным образом потому, что Мэйнут был теологическим университетом, а наука имела низкий статус в учебной программе.Новаторская работа Каллана была легко забыта после его смерти в такой обстановке. В 1936 году профессор П.Дж. Маклафлин опубликовал свое исследование публикаций Каллана и доказал, что Каллан изобрел индукционную катушку. Это было официально признано миром физики в 1953 году.

Каллан умер естественной смертью в Мейнуте в 1864 году. Сегодня в музее NUI Maynooth хранится замечательная коллекция старых научных инструментов, в том числе многие из лаборатории Каллана.

Доктор Уильям Ревилл — старший преподаватель биохимии и директор по микроскопии в UCC

Как Генрих Герц открыл радиоволны

В ноябре 1886 года Генрих Герц стал первым человеком, который передавал и принимал контролируемые радиоволны.

Учитывая, насколько быстро стали незаменимыми его беспроводные передачи, кажется немного странным, оглядываясь назад, что у него не было практического смысла в обнаружении радио или Герца волн, которые он обнаружил.

Его исследование было сосредоточено исключительно на том, чтобы выяснить, верна ли теория электромагнетизма Джеймса Клерка Максвелла 1864 года.

Объявления

Молодой человек в спешке

Впервые Герц серьезно задумался о доказательстве теории Максвелла в 1879 году, когда он был 22-летним студентом в Берлине. Он отказался от этого. Это казалось слишком сложным, и в любом случае он хотел сосредоточиться на завершении своей докторской степени.

В 1883 году, получив свою первую лекционную работу, он пересмотрел теорию Максвелла.Он написал впечатляющую статью, математически переработав теорию.

В 1885 году он перешел в университет Карлсруэ в качестве профессора экспериментальной физики. Теперь он решил, что пришло время искать способ доказать теорию Максвелла.

(Более подробная информация о жизни Герца представлена ​​здесь.)

Искра гения

В октябре 1886 года Герц увидел электрическую искру, положившую начало цепочке мыслей, которая в конечном итоге изменила мир.

Спирали Риса.Герц видел, как между металлическими шариками летели искры.

Герц был очарован искрами.

Он начал генерировать их с помощью электрического оборудования, называемого индукционной катушкой. (Свечи зажигания автомобиля питаются от индукционной катушки. Индукционная катушка преобразует электричество постоянного тока низкого напряжения, поступающее от автомобильного аккумулятора, в электричество переменного тока высокого напряжения.Это электричество проходит через небольшой воздушный зазор через равные промежутки времени в виде искры, т. Е. У вас есть свеча зажигания.)

Ниже вы можете увидеть схему индукционной катушки, подключенной к искровому разряднику.

Герц.

Он использовал индукционную катушку для генерации переменного тока высокого напряжения, создавая серию искр через равные промежутки времени в основном искровом промежутке.

Герц обнаружил, что, когда искры проходят через главный зазор, искры также обычно проходят через вторичный зазор, то есть между точками A и B на изображении; Герц назвал эти боковых искр .

Он обнаружил, что поведение боковых искр заставляет задуматься.

Он изменил положение точки подключения C на боковой цепи. Единственный способ остановить образование боковых искр — это расположить прибор так, чтобы длина провода CA была такой же, как у CB.

Учитывая, что электричество было переменным, Герцу это подсказывало, что волны напряжения отдельно бегут по проводам по путям CA и CB.

Если расстояния CA и CB были одинаковыми, то одно и то же напряжение должно достигать точек A и B одновременно. Электрические волны в CA и CB были в фазе друг с другом, поэтому искры не могли образоваться. Искры могли возникнуть только при большой разнице напряжений между точками A и B.

Расстояния CA и CB равны.Волны напряжения достигают искрового промежутка в фазе друг с другом. Между A и B нет разницы в напряжении, поэтому искры не проскакивают через зазор.

Расстояния CA и CB не равны. Волны напряжения достигают искрового промежутка , не совпадая по фазе друг с другом. Между A и B есть разница напряжений, поэтому искры прыгают через промежуток.

Совершенные электрические волны

Он изобразил волны электрического заряда, движущиеся вперед и назад, создавая стоячую волну внутри провода.

Другими словами, он считал, что схема вибрирует, как камертон, на своей естественной резонансной частоте. Он думал, что теперь у него есть цепь в резонансе.

Конечно, в схеме Герца колебания не были звуковыми, это были колебания электрического заряда.

Следует иметь в виду, что резонанс на самом деле не нужен для генерации электромагнитных волн — они возникают всякий раз, когда электрические заряды ускоряются.

Важность резонанса заключается в том, что если приемник имеет ту же резонансную частоту, что и передатчик, входящие электромагнитные волны оказывают на него гораздо более сильное влияние. Это похоже на ситуацию, когда оперная певица разбивает бокал с шампанским, потому что его резонансная частота совпадает с нотой, которую она поет.

Зная, что частота электрических колебаний и, следовательно, резонанс определяется электрическими свойствами, называемыми индуктивностью и емкостью, Герц более внимательно изучил эти факторы в цепи.

Выезд

Hertz решила разорвать проводное соединение между цепью основной искры и цепью боковой искры, как показано на изображении.

Он также установил емкость и индуктивность главной цепи так, чтобы ее резонансная частота составляла 100 миллионов раз в секунду.Сегодня мы бы записали эту частоту вибрации как 100 МГц. (Единица измерения частоты — это, конечно, герц (Гц), названный в честь Генриха Герца.)

Согласно теории Максвелла, главная цепь будет излучать электромагнитные волны с длиной волны около метра.

Фактическое устройство показано ниже.

Создание и обнаружение радиоволн

В ноябре 1886 года Герц собрал свой передатчик с искровым разрядником, который, как он надеялся, мог передавать электромагнитные волны.

Герца. На концах расположены две полые цинковые сферы диаметром 30 см, расположенные на расстоянии 3 м друг от друга. Они действуют как конденсаторы. Медная проволока толщиной 2 мм проходит от сфер к середине, где находится разрядник. Сегодня мы бы описали этот генератор как полуволновую дипольную антенну.

Для своего приемника он использовал кусок медного провода в форме прямоугольника, размеры которого составляли 120 см на 80 см. Проволока имела собственный разрядник.

Гц приложено высокое напряжение a.c. электричество проходит через центральный разрядник передатчика, вызывая искры.

Искры вызвали сильные импульсы электрического тока в медных проводах, ведущих к цинковым сферам.

Как и предсказывал Максвелл, колеблющиеся электрические заряды производят электромагнитные волны — радиоволны — которые распространяются со скоростью света по воздуху вокруг провода.

Герц обнаружил волны своим приемником из медной проволоки — искры прыгали через искровой промежуток, хотя он был равен единице.5 метров от передатчика. Эти искры были вызваны приходом электромагнитных волн от передатчика, вызывающих сильные электрические колебания в приемнике.

Это был экспериментальный триумф. Герц произвел и обнаружил радиоволны.

Как ни странно, но он не оценил монументальную практическую важность своего открытия.

Генрих Герц

1890

На самом деле волны Герца скоро изменят мир.К 1896 году Гульельмо Маркони получил патент на беспроводную связь. К 1901 году он осуществил беспроводную передачу через Атлантический океан из Великобритании в Канаду.

К началу 1900-х годов технически подкованные люди строили дома свои собственные искровые передатчики. Даже дети участвовали в этом действе, а инструкции по созданию передатчика появились в книге для мальчиков в 1917 году.

Преобразователь искрового разрядника для сборки дома

Прощай, искры
К концу 1920-х в большинстве радиопередатчиков для генерации радиоволн использовались электронные лампы, а не искры.И тогда от электронных ламп отказались в пользу транзисторов.

Ученые и инженеры продолжали быстро вводить новшества в области радиотехники. Радио, телевидение, спутниковая связь, мобильные телефоны, радары и многие другие изобретения и устройства сделали открытие Герца неотъемлемой частью современной жизни.

Объявления

Автор этой страницы: The Doc
Изображения, улучшенные и раскрашенные в цифровом виде с помощью этого веб-сайта.© Все права защищены.

Дополнительная литература
Генрих Герц
Электрические волны
Macmillan and Co., 1893

TESLA: Гений будущего. Когда его спросили, что это за… | Арджун | Уловка: рассказы для развлечения

Когда его спросили, что он чувствовал, будучи самым умным человеком на свете, Альберт Эйнштейн сказал: «Я не знаю, спросите Николы Тесла!». Точно так же Мександисон сказал: «Почти на каждом этапе прогресса, достигнутого в производстве электроэнергии и развитии радио, мы можем обнаружить ту искру мысли, которая ведет нас к Николе Тесла.Лишь немногие люди смогли в течение своей жизни увидеть, как их давнишнее творческое воображение превратилось в реальность ».

Тесла, один из величайших изобретателей и гуманистов, которых когда-либо видел мир, также известный как «Гений, который зажег мир» , на самом деле изобретатель более тысячи вещей, которые мы используем сегодня имеет полностью вдохновляющее и доброе лицо, которое держалось в секрете и скрывали (больше, чем упомянуто в статье, многие до сих пор держатся в секрете).Оставив позади все заговоры, давайте рассмотрим некоторые интересные факты об этом великом человеке!

Он родился во время грозы у священника и его жены-изобретательницы. Назовите это совпадением или судьбой, он отправился изобрести одну из величайших идей в области молнии и электричества — катушку Тесла. Более того, он был защитником окружающей среды, поэтому работал над получением энергии из воды, солнечной энергии и т. Д. Он был изобретателем переменного тока, без которого наш мир отключается, на самом деле мы не можем использовать Netflix и охлаждаться!

Он забыл записать многие свои идеи, другие использовали их в своих интересах, чтобы стать богатым и знаменитым.Когда он обнаружил, что кто-то использует его идеи, он сказал: «Пусть он делает, он отлично работает», «Меня не волнует, что они украли мою идею, меня волнует, что у них нет ни одной своей» . Он определенно был больше, чем человек!

У него была фотографическая память, он мог даже запоминать трехмерные структуры без особых усилий. Никто не мог сравниться с его умом и памятью, что заставило его заинтересоваться одной из самых сложных тем на тот момент — «электричеством». Как упоминалось в нашем блоге «Bulb and Hello», вокруг Эдисона и Теслы было много загадок, Эдисон отверг идею Теслы, заявив, что они были великолепны и совершенно непрактичны, когда он работал на него.Он не заплатил Тесле и сказал, что не понимает «американского юмора», поэтому он ушел, и их соперничество продолжилось и было известно как «Война токов», и в конечном итоге Тесла выиграл, когда он смог подать электричество в Америка.

(если вы пропустили историю о «лампочке и привет», посмотрите ее здесь: https://medium.com/the-ploy/bulb-and-hello-6dade16612f3)

Однажды он обнаружил, что его контракт с инвестором скоро закончится, это потеря для человека, так что в конечном итоге он разорвет контракт, что привело к потере его знаменитой «башни Тесла».Он установил первые «радиоволны», но вскоре его лаборатория была подожжена, и все работы были потеряны. Позже Макрони получил патент на первое «радио», Тесла пришел в ярость еще больше, когда узнал, что ему финансово помогал сам Эдисон. Позже суд признал патент Макрони недействительным, но было уже слишком поздно, через два года после его смерти! (Отложенное правосудие — это отказ от правосудия!)

Он изобрел Луч Смерти, который мог бы легко уничтожить весь мир, если бы он оказался в чужих руках, и возглавил бы господство того, кто его держит.Следовательно, он продолжает разрушать собственное изобретение! Он умер бедным и одиноким, но у него были голуби до самого конца. Он их очень любил, он даже потратил 2000 долларов на то, чтобы починить сломанное крыло голубя. Он прощал всеобщее невежество, никогда не жадничал и не хвастался своими изобретениями.

Все, чего он хотел, — это сделать мир лучше для жизни, что ему удалось!

Уникальный гений или модель для всех?

Никола Тесла. Изображение из Википедии

Прошлой ночью я играл на своем Kindle, искал книги по науке, чтобы прочитать или отметить их в своем списке желаний.При этом я наткнулся на книгу, которую мне нужно было скачать и сразу начать читать — Мои изобретения Николы Теслы. Написанный в 1919 году, это автобиографический отчет о жизни Николы Теслы и истории его изобретений. Я еще не дочитал книгу, но пока она мне нравится. Стиль письма Теслы одновременно прост и богат; прозаичен и полон чудес. Его очень легко понять, даже несмотря на то, что то, о чем он пишет, сложное и удивительное.

Подход Теслы к творчеству

Однако есть один отрывок, который меня особенно поразил, — это отчет Теслы о своем собственном творческом процессе.Вот оно полностью:

Мой метод другой. Я не тороплюсь с реальной работой. Когда у меня появляется идея, я сразу же начинаю выстраивать ее в своем воображении. Я меняю конструкцию, дорабатываю и мысленно управляю устройством. Для меня абсолютно безразлично, запускаю ли я свою турбину в мыслях или тестирую ее в своей мастерской. Я даже замечаю, если он разбалансирован. Никакой разницы нет, результаты такие же. Таким образом, я могу быстро развить и усовершенствовать зачатие, ничего не касаясь.Когда я зашел так далеко, что воплотил в изобретении все возможные улучшения, которые я мог придумать, и нигде не вижу недостатков, я воплощаю в конкретную форму этот конечный продукт моего мозга. Мое устройство неизменно работает так, как я задумал, и эксперимент проходит именно так, как я его планировал. За двадцать лет не было ни одного исключения. Почему должно быть иначе? Инженерное дело, электрическое и механическое, дает положительные результаты. Едва ли найдется предмет, который нельзя было бы математически обработать и рассчитать эффекты или заранее определить результаты на основе имеющихся теоретических и практических данных.Я считаю, что претворение в жизнь грубой идеи, как это обычно делается, не что иное, как трата энергии, денег и времени.

Это поразительно для меня, потому что это противоречит тому, как действует практически каждый творческий человек, которого я знаю. Это определенно чуждо моему собственному творческому процессу. После 10 лет практики я могу довольно эффективно писать короткие статьи — схватить идею, представить ее, добавить комментарий. Но для более длинных произведений я должен сначала написать набросок от руки. Черт возьми, даже когда я играю в Minecraft , когда я хочу построить большую конструкцию или спроектировать схему из красного камня, я должен заранее нарисовать ее в своем блокноте, иначе это станет безнадежным беспорядком.

У Tesla другой процесс — это то же самое, что написать в голове целую книгу до последнего знака препинания. Затем редактирует это в своей голове, и только затем записывает на бумаге. И Тесла делал это не на словах. Он практически изобретал современный мир. Переменный ток. Катушки Тесла. Радио. Асинхронные двигатели. Дистанционное управление. Он придумывал все это в своей голове.

Я не пытаюсь фальшивить, но вы не можете читать о Tesla, не испытывая к нему некоторого трепета.Его достижения были невероятными. Но были ли эти достижения уникальными? То есть, была ли какая-то случайная комбинация генов, которая дала Тесле способность моделировать и создавать великолепные изобретения в своей голове, делая его исключительным гением. Или в жизни Николы Теслы есть модель, которой мы можем следовать в нашей собственной творческой жизни?

Тесла и моделирование

По большей части, ответ, скорее всего, второй. Конечно, есть вещи, которые мы не можем воспроизвести.Во-первых, большинство людей, изучавших Теслу на основании его работ, пришли к выводу, что он страдает обсессивно-компульсивным расстройством (например, он должен был выполнить все свои действия, кратные трем, иначе он принудил бы сам повторить их). Кроме того, то, как он описывает свои переживания в мире, привело к выводу, что он, вероятно, также был синестетом. Кто знает, как комбинация этих двух взаимодействовала, чтобы сформировать мысли и идеи в уже явно блестящем мозге?

Но хотя мы не можем обязательно воспроизвести синестезию и ОКР Теслы, это не значит, что мы не можем принять процесс визуализации творческого результата математически и идеально, прежде чем мы в конечном итоге сделаем его конкретным в реальном мире.Один из возможных способов сделать это — просто воспользоваться вычислительной мощностью. Как недавно заметил Саул Гриффит, ученые и инженеры теперь используют компьютеры для достижения идеала Теслы идеальной визуализации до того, как делать что-либо конкретное:

Но вот что замечательно в моделировании. Вычислительные модели являются цифровыми, что делает их общедоступными, поддающимися независимой проверке, а также удобными для совместной работы и улучшения.

В то время как я склонялся к немедленному созданию чего-то физического, подход Джеффа — подход нового поколения инженеров и ученых — заключался в том, чтобы начать с модели.Начнем с битов. Сделайте их идеальными, красивыми, защищаемыми, доступными для обмена фрагментами, а затем сделайте их физическими, как только вы достигнете оптимума. Конечно, однажды кто-то может найти лучший оптимум, но поскольку они могут начать с рабочего исполняемого кода, они доберутся до него быстрее.

Есть еще более важная причина для поощрения культуры общих моделей. Чем больше людей имеют опыт успешного моделирования мира и создания вещей из этих моделей, тем больше людей будут доверять моделям нашего физического мира, которые будут определять то, как мы формируем наше будущее.

Я считаю, что это очень интересное достижение. Повышенная вычислительная мощность открывает путь к лучшему моделированию, а это означает, что на можно исправить еще ошибок, прежде чем применять их на практике. А простота передачи данных означает, что есть гораздо больше возможностей для сотрудничества и улучшений.

Но как бы ни был интересен этот подход, Tesla сделала это не так. Он сделал модель в своей голове . Его мозгом был компьютер.Возможен ли такой подход? Или даже подход, который мы хотим?

Возможности мозга для визуализации творческого процесса

Что касается возможности воспроизвести способность Теслы выполнять творческий процесс в своей голове, я бы сказал, что, скорее всего, у каждого есть способность хотя бы «набросать это» в своей голове, даже если они не могут полностью достичь Теслы. совершенство. Как мой собственный опыт, так и мое понимание соответствующей науки привели меня к основному согласию с превосходной книгой Дэвида Шенка Гений во всех нас , в которой утверждается, что доказательства говорят о том, что, за исключением болезней или аномалий, каждый человек имеет потенциал. для гения, творчества и достижений.

Более того, процесс творческой визуализации очень похож на секрет тех людей, которые способны запоминать огромное количество информации. Как задокументировал Джошуа Фоер в своей увлекательной книге Moonwalking With Einstein , человеческая память во многих отношениях связана с нашим видением и пространственным восприятием. В книге документируется тренировка Фоэра как «спортсмена памяти» благодаря его возможной победе на чемпионате США по запоминанию. Секрет запоминания — это строительство так называемых «дворцов памяти», где вы мысленно храните информацию, необходимую для последующего извлечения.Мне кажется, что подобный подход к процессу творчества, безусловно, можно разработать.

В самом деле, даже необычайная креативность Теслы — не то, с чем он родился. В своей автобиографии он отмечает, что в детстве родители ежедневно давали ему упражнения на память, рассуждения, догадки и другую умственную деятельность. Какими бы исконными талантами ни обладал Тесла, они, несомненно, улучшились с помощью этих упражнений, а также благодаря огромному количеству практики, которой он занимался в процессе своего изобретения.

Важность знания

Итак, что нужно для достижения такого уровня творческой визуализации. Как мы можем, подобно Тесле, творить в рамках нашего собственного воображения? Я бы сказал, что одним из самых важных ключей к этому типу творчества являются знания. Запоминание. В наши дни это не так популярно. Мы «передали» на аутсорсинг большую часть нашей памяти машинам, позволяя им делать за нас черновую работу по отслеживанию вещей. Зачем чему-то учиться, если можно просто найти это в Википедии?

Я думаю, что, хотя доступность информации — это замечательно — мне нравится возможность проводить исследования, не выходя из дома, — дело в том, что доступность информации не заменяет знания.Знания необходимы для творчества.

Профессор Стив Датч из Университета Висконсина в Грин-Бей объясняет это лучше, чем я.

Запоминание — это не антитеза творчеству; это абсолютно незаменим для творчества . Креативные идеи приходят в странные и непредсказуемые моменты, а не тогда, когда все ссылки разложены на столе перед вами. Вы не можете надеяться на творческое понимание, если не запомните всю необходимую информацию.И вы не можете надеяться на действительно творческих идей, если не запомните огромных объемов информации, потому что у вас нет возможности узнать, что может оказаться полезным.

Теперь применим эту концепцию к описанию Теслой своего собственного процесса. Для того, чтобы визуализировать свои изобретения или эксперименты, а затем реализовать их, он должен был иметь под рукой огромное количество знаний. Знания о том, как ведут себя электроны. Знание физики.Знание химии. Все это должно было быть правильным и синхронизированным, чтобы он мог безошибочно реализовать свои видения.

Если это звучит как большая работа, это потому, что это так. А в эпоху вирусных видео, реалити-шоу и Твиттера, кажется, проще сократить путь к славе, создавая быстрые эфемеры.

Но чтобы по-настоящему изобретать, по-настоящему создавать, по-настоящему писать, по-настоящему развивать идеи , которые имеют значение , кажется, что тяжелая работа по сбору знаний и визуализации вашей конечной цели того стоит.Тесла умер 67 лет назад, но избежать его наследия практически невозможно. Шекспир умер 400 лет назад, но мы все еще используем слова, которые он придумал. Евклид, Сократ, Лао-Цзы, Джабир ибн Афлах, Микеланджело, да Винчи, Ньютон, Эйнштейн и многие другие тоже давно умерли, но их наследие осталось с нами.

Это потому, что их творческие усилия были построены на миазмах знаний, работы, страсти, одержимости и открытий. Не за счет аутсорсинга.Не используя эфемерные ярлыки, а копаясь в своей среде и вылепливая свои идеи, открытия, изобретения и искусство из чистого хаоса.

Та же самая способность есть внутри всех нас. Все, что нам нужно сделать, это научиться его использовать.

Магнетизм ~ Техно Гений

Затем каждая катушка проволоки использует эффект электромагнетизма, когда через нее протекает электрический ток. Но прежде чем мы сможем более подробно рассмотреть магнетизм и особенно электромагнетизм, нам нужно вернуться к нашим урокам физики о том, как работают магниты и магнетизм.

Природа магнетизма

Магниты могут быть найдены в естественном состоянии в виде магнитной руды, причем двумя основными типами являются магнетит, также называемый «оксидом железа», (FE3O4) и магнетит, также называемый «ведущим камнем». Если эти два естественных магнита подвешены на веревке, они займут положение на одной линии с магнитным полем Земли, всегда направленным на север.

Хороший пример этого эффекта — стрелка циркуля. Для большинства практических применений этими естественными магнитами можно пренебречь, поскольку их магнетизм очень низкий, и потому что в настоящее время искусственные магниты, созданные руками человека, могут быть произведены во многих различных формах, размерах и магнитной силе.

В основном существует две формы магнетизма: «Постоянные магниты» и «Временные магниты», причем тип используемого магнетизма зависит от его применения. Для изготовления магнитов доступно множество различных типов материалов, таких как железо, никель, никелевые сплавы, хром и кобальт, и в своем естественном состоянии некоторые из этих элементов, такие как никель и кобальт, сами по себе обладают очень плохими магнитными величинами.

Однако при смешивании или «сплавлении» с другими материалами, такими как железо или перекись алюминия, они становятся очень сильными магнитами, давая необычные названия, такие как «алкомакс», «гикомакс», «ални» и «алнико».

Магнитный материал в немагнитном состоянии имеет свою молекулярную структуру в виде рыхлых магнитных цепочек или отдельных крошечных магнитов, свободно расположенных в произвольном порядке. Общий эффект такого расположения приводит к нулевому или очень слабому магнетизму, поскольку это случайное расположение каждого молекулярного магнита имеет тенденцию нейтрализовать своего соседа.

Когда материал намагничивается, это случайное расположение молекул изменяется, и крошечные невыровненные и случайные молекулярные магниты «выстраиваются» таким образом, что создают последовательное магнитное расположение.Эта идея молекулярного выравнивания ферромагнитных материалов известна как теория Вебера и проиллюстрирована ниже.

Выравнивание магнитных молекул куска железа и магнита

Теория Вебера основана на том факте, что все атомы обладают магнитными свойствами благодаря вращающемуся действию электронов атомов. Группы атомов объединяются так, что их магнитные поля вращаются в одном направлении. Магнитные материалы состоят из групп крошечных магнитов на молекулярном уровне вокруг атомов, а намагниченный материал будет иметь большую часть своих крошечных магнитов, выстроенных в одном направлении только для создания северного полюса в одном направлении и южного полюса в другом направлении. .

Точно так же у материала, крошечные молекулярные магниты которого направлены во всех направлениях, будут нейтрализованы молекулярные магниты соседним магнитом, тем самым нейтрализуя любой магнитный эффект. Эти области молекулярных магнитов называются «доменами».

Любой магнитный материал сам создает магнитное поле, которое зависит от степени выравнивания магнитных доменов в материале, создаваемой орбитальными и вращающимися электронами. Эта степень выравнивания может быть определена величиной, известной как намагниченность, M.

В немагнитном материале M = 0, но некоторые из доменов остаются выровненными на небольших участках материала после удаления магнитного поля. Эффект приложения намагничивающей силы к материалу заключается в выравнивании некоторых доменов для получения ненулевого значения намагниченности.

Как только сила намагничивания будет снята, магнетизм внутри материала либо останется, либо быстро исчезнет, ​​в зависимости от используемого магнитного материала. Эта способность материала сохранять свой магнетизм называется удерживающей способностью.

Магнитный поток

Все магниты, независимо от их формы, имеют две области, называемые магнитными полюсами, с магнетизмом как внутри, так и вокруг магнитной цепи, образуя определенную цепочку организованных и сбалансированных невидимых линий потока вокруг нее.Эти магнитные линии вместе называют «магнитным полем» магнита. Форма этого магнитного поля в некоторых частях более интенсивна, чем в других, а область магнита, имеющая наибольший магнетизм, называется «полюсами». На каждом конце магнита есть полюс.

Эти линии потока (называемые векторным полем) не видны невооруженным глазом, но их можно увидеть визуально, используя железные начинки, насыпанные на лист бумаги, или используя небольшой компас, чтобы отследить их.Магнитные полюса всегда присутствуют парами, всегда есть область магнита, называемая северным полюсом, и всегда есть противоположная область, называемая южным полюсом.

Магнитные поля всегда отображаются визуально в виде силовых линий, которые дают определенный полюс на каждом конце материала, где силовые линии более плотные и сконцентрированные. Линии, образующие магнитное поле, показывающее направление и интенсивность, называются силовыми линиями или, чаще, «магнитным потоком» и обозначаются греческим символом Phi (Φ), как показано ниже.

Силовые линии от магнитного поля стержневого магнита

Как показано выше, магнитное поле наиболее сильно вблизи полюсов магнита, где силовые линии расположены ближе друг к другу. Общее направление потока магнитного потока — от северного (N) к южному (S) полюсу. Кроме того, эти магнитные линии образуют замкнутые петли, которые выходят на северном полюсе магнита и входят на южном полюсе. Магнитные полюса всегда парные.

Однако магнитный поток на самом деле не течет с севера на южный полюс и не течет где-либо в этом отношении, поскольку магнитный поток — это статическая область вокруг магнита, в которой существует магнитная сила.Другими словами, магнитный поток не течет и не движется, он просто присутствует и на него не влияет сила тяжести. При построении силовых линий выявляются некоторые важные факты:

• Силовые линии НИКОГДА не пересекаются.
• Силовые линии НЕПРЕРЫВНЫ.
• Силовые линии всегда образуют отдельные ЗАМКНУТЫЕ ПЕТЛИ вокруг магнита.
• Силовые линии имеют определенное НАПРАВЛЕНИЕ с севера на юг.
• Силовые линии, расположенные близко друг к другу, указывают на СИЛЬНОЕ магнитное поле.
• Силовые линии, расположенные дальше друг от друга, указывают на СЛАБОЕ магнитное поле.

Магнитные силы притягиваются и отталкиваются, как электрические силы, и когда две силовые линии сближаются, взаимодействие между двумя магнитными полями вызывает одно из двух:

• 1. — Когда соседние полюса одинаковы (север-север или юг-юг), они ОТКЛОНЯЮТСЯ друг друга.
• 2. — Когда соседние полюса не совпадают (север-юг или юг-север), они ПРИТЯГИВАЮТ друг друга.

Этот эффект легко запомнить по знаменитому выражению «противоположности притягиваются», и это взаимодействие магнитных полей можно легко продемонстрировать, используя железные пломбы, чтобы показать силовые линии вокруг магнита. Влияние на магнитные поля различных комбинаций полюсов, например, отталкивания одинаковых полюсов и притяжения разных полюсов, можно увидеть ниже.

Магнитное поле одинаковых и отличных полюсов

При построении линий магнитного поля с помощью компаса будет видно, что силовые линии образуются таким образом, чтобы дать определенный полюс на каждом конце магнита, где силовые линии покидают северный полюс и снова входят в него. Южный полюс.Магнетизм можно разрушить путем нагревания или удара по магнитному материалу, но нельзя разрушить или изолировать, просто разбив магнит на две части.

Итак, если вы возьмете обычный стержневой магнит и разобьете его на две части, у вас не будет двух половинок магнита, но вместо этого у каждой сломанной части будет свой собственный северный полюс и южный полюс. Если вы возьмете одну из этих частей и снова разделите ее на две, каждая из меньших частей будет иметь Северный полюс, Южный полюс и так далее. Независимо от того, насколько маленькими становятся кусочки магнита, у каждого кусочка все равно будет Северный полюс и Южный полюс, безумно!

Затем, чтобы использовать магнетизм в электрических или электронных расчетах, необходимо определить, каковы различные аспекты магнетизма.

Величина магнетизма

Теперь мы знаем, что силовые линии или, чаще всего, магнитный поток вокруг магнитного материала обозначается греческим символом Phi (Φ), а единицей измерения потока является Вебер (Wb) в честь Вильгельма Эдуарда Вебера. Но количество силовых линий в пределах данной единицы площади называется «Плотностью потока», и поскольку поток (Φ) измеряется в (Wb), а площадь (A) — в квадратных метрах (м2), плотность потока поэтому измеряется в Webers / Metre2 или (Вт / м2) и обозначается символом B.

Однако, когда речь идет о плотности потока в магнетизме, плотность потока дается в единицах Тесла после Николы Тесла, поэтому один Вт / м2 равен одной Тесла, 1 Вт / м2 = 1Тл. Плотность потока пропорциональна силовым линиям и обратно пропорциональна площади, поэтому мы можем определить плотность потока как:

Плотность магнитного потока

Обозначение плотности магнитного потока — B, а единицей измерения плотности магнитного потока — Тесла, T.

Важно помнить, что все расчеты плотности потока производятся в одних и тех же единицах измерения, например.г., поток в веберах, площадь в м2 и плотность потока в теслах.

Пример магнетизма No1

Количество магнитного потока, присутствующего в круглом магнитном стержне, составляло 0,013 интервала. Если материал имеет диаметр 12 см, рассчитайте плотность потока.

Площадь поперечного сечения магнитного материала в м2 определяется как:

Магнитный поток равен 0,013 Вебера, поэтому плотность потока можно рассчитать как:

Таким образом, плотность потока рассчитывается как 1.15 тесла.

Странные мозги и гений

Странные мозги и гений

Обзор нового ученого

Другие похвалы

«Гении склонны иметь странные убеждения и показывать странное поведение? Прочтите этот увлекательный рассказ о девяти таких людях и решите что думаешь. Перед тем, как отложить книгу — сделать непросто! — ты также узнает много нового о человеческом мозге и его основных нарушениях. Один не могу не задаться вопросом: действительно ли Пиковер, сам гений в объяснении математики? а наука ясными, интересными способами, есть ли какие-нибудь эксцентричности? »
— Мартин Гарднер, автор ПОСЛЕДНИХ ОТДЫХОВ

«Оригинальность Pickover стала идеальной темой для обсуждения…. А компульсивный учет умов по эту сторону тонкой грани безумия — и, возможно, за его пределами «.
— Ян Стюарт, НАУЧНЫЙ АМЕРИКАНСКИЙ

«Учитывая его плодовитый характер и бесконечный запас идей, Pickover был бы оправдан добавлением самореференциальной записи в эта книга. Он определенно заслуживает того, чтобы его описали словом гений, и эта увлекательная книга — свидетельство этого факта ».
— Чарльз Ашбахер, ЖУРНАЛ РЕКРЕАЦИОННОЙ МАТЕМАТИКИ

«Необычайное количество причудливых подробностей о жизнь и поведение многих известных ученых и других…. уходит один в трепете перед разнообразием и сложностью человеческого разума ».
— Жюльен Клинтон Спротт, автор книги «СТРАННЫЕ ПРИВЛЕЧЕНИЯ», Профессор физики Университета Висконсин-Мэдисон

«Pickover представляет собой увлекательную смесь ученых, изобретателей, и философы. Помимо узнавания о глубоком влиянии их работ в нашей жизни, мы можем взглянуть на их темные стороны. Самый информативный и развлекательный «.
— Теони Паппас, автор МАТЕМАТИЧЕСКИХ СКАНДАЛОВ

«Восхитительные описания удивительно своеобразных людей…. Самовывоз первым довел до такого списка точку зрения инсайдера, и он это делает авторитетно, но и с легкостью. Это ставит нашего дядю Альберта в контекст и для нас тоже! »
— Доктор Джек Коэн, автор «ФИГУР РЕАЛЬНОСТИ»

Куртка Blurb:

Очень занимательный сборник странностей и шалостей, эта оригинальная новая работа игриво раскрывает скандальные детали, которые скрываются за неблаговидными жизнями этих гениев.Мы открываем «Унабомбера», Тед Качиньски, математический гений с IQ 170, был патологически застенчивый, имел неконтролируемую одержимость громкими звуками, особенно земными телесные шумы, и любил разыгрывать розыгрыши в старшей школе, такие как создание самодельных гаджетов, которые громко лопаются и излучают поток фиолетовый дым среди класса — принуждение, которое могло оказаться смертельным.

Потом было великое изобретатель Никола Тесла, проявлявший особую любовь к голубям, особенно к голубям. белые и боялись женского жемчуга.Множество других сюрпризов много, в том числе статистика и исследователь мира Фрэнсис Гальтон, который количественно оценил все, что он видел, включая изгибы женских тел и тогда есть другие, которые все вели чрезвычайно необычную сексуальную жизнь или целомудрие жизни.

Кроме того, увлекательный «шведский стол любопытства», чтобы разжечь наш аппетит дразнит нас провокационными вопросами, чтобы Кстати … Как маниакальная депрессия влияет на творчество художников? Как влияет ли эпилепсия на религиозный опыт и опыт похищения инопланетянами? Где Мозг Эйнштейна? Верно ли, что люди используют только 10% своего мозга? Что такое IQ? Что такое обсессивно-компульсивное расстройство? Также узнайте, как вы впишется в удивительные результаты исследования человеческого разума Пиковера. на интеллект, память и мозг, которые он проводил исключительно по Интернету.

Эта причудливая возня через безумные навязчивые идеи, компульсивные ритуалы и блестящие теории позволят вам безудержно вглядываться в тайная жизнь необычайно умных, но своеобразных людей. Освещающий переворачиватель страниц, он наверняка удовлетворит любопытство любого, когда откроется Pickover двери в тревожно заманчивое царство гениев, чудаков и Безумцы.

Подробнее о Tesla

«Я не думаю, что есть какие-то острые ощущения, которые могут пройти через человеческое сердце, как это чувствовал изобретатель, когда он видит некоторые создание мозга, ведущего к успеху… Такие эмоции делают мужчину забудь о еде, сне, друзьях, любви, обо всем «, — Никола Тесла.

«Я не думаю, что вы можете назвать много великих изобретений, которые сделаны женатыми мужчинами », — Никола Тесла.

«Мистер Маркони — осел». — Никола Тесла

Подшивка фактов

• Имя : Никола Тесла
• Дата рождения: 1856 г., Австро-Венгрия (впоследствии Сербия). Иммигрировал в Америку в 1884 году, чтобы работать с Томасом Эдисоном.
• Умер: 1943, Нью-Йорк
• Род занятий: Изобретатель
• Достижение: Изобретен асинхронный двигатель и многофазный двигатель. (переменный ток) передача энергии, оба по-прежнему имеют большое значение Cегодня. Он был ответственен за первое практическое коммерческое использование чередующихся электродвигатели переменного тока, генераторы и линии передачи. Tesla также разработала генератор высокого напряжения, известный как «катушка Тесла», который используется по сей день чтобы дать зрелищные демонстрации освещения.Возможно, вы видели демонстрации в музеях, где электрические ленты стреляют из большого металлического шара.
• Семейное положение: Не замужем, соблюдает целомудрие.
• Примечательные физические характеристики: Тесла был шесть футов шесть дюймов. дюймов высотой с аномально длинными большими пальцами. Прядь седых волос временно образовались на его угольно-черных волосах, когда умерла его мать.
• Некоторые странные формы поведения: Columbiphilia (голубиная любовь), какифобия (боязнь грязи), скотофилия (любовь к темноте), патофобия (боязнь микробов), сферофобия (боязнь круглых предметов), трифилия (одержимость с числом 3), зрительные и слуховые галлюцинации.
• Фривольная подпись: Иногда подписывал письма с инициалами «G.I.» от имени Великого изобретателя.
• Стандартное платье: Черное пальто принца Альберта и дерби шляпа, белые шелковые носовые платки, жесткие воротники — все это носят даже в лаборатории. или когда покрыты живыми коврами голубей.
• Проживание для взрослых: Различные отели Нью-Йорка.
• Религия: Интересуюсь буддизмом и христианством, но не православный верующий.
• Предубеждение: Антисеметическое средство, о чем свидетельствуют утверждения например: «Мисс! Никогда не верь еврею!» или «… хоть день плебеев — барабанщики, бакалейщики, евреи и другие социальные трилобиты, перспектива тем не менее восхитительный «.
• Презренные соперники : изобретатель Томас Эдисон и Гульельмо Маркони, физик.
• Любимые цитаты других о нем:

«Если бы мы захватили и ликвидировали наши промышленные мир результаты Mr.Работа Теслы, колеса индустрии остановятся повернуть, наши электромобили и поезда остановятся, в наших городах будет темно, наши мельницы будут бездействовать и бездействовать. Да, его работа так далеко идёт, что он стал основой индустрии »(Б. А. Беренд)« Никола Тесла величайший изобретатель в мире не только в настоящее время, но и за всю историю … Его основные, а также революционные открытия, из-за чистой дерзости, получили признание. нет равных в анналах интеллектуального мира.»(Хьюго Гернсбэк, наука редактор и издатель)

• Малоизвестное открытие : В одной из лабораторий Теслы было вибрирующая платформа, которую обнаружил Тесла, оказала странное слабительное действие. Когда его друг Марк Твен слишком долго оставался на платформе, Тесла чтобы срочно отправить его в туалет.
• Особые награды : 1) Международная единица магнитного Плотность потока теперь называется Тесла и обозначается буквой «Т».Это эквивалентно до 10 000 Гаусс или 1 Вебера на квадратный метр. 2) Сегодня очень популярна хэви-метал рок-группа под названием «ТЕСЛА». На обложке их компакт-диска есть фотография Тесла.

Термины, проиндексированные в Strange Brains and Genius

Эзопа, 258
Алкоголь, 41
Александра Великого, 258
Похищение инопланетянами, 266-267
Переменный ток, 10, 13, 28
Болезнь Альцгеймера, 202 г.
Амнезия, 28
Анафранил, ix, 188, 189, 307
Архимеда, 258
Аристотель, xvii, 258
Азимова, Исаака, 257
Синдром дефицита внимания, 303
Аттила Гунн, 258
Слуховые галлюцинации, 24, 26-27, 308
Аутизм, 303
Индекс красоты, 138
Бетховена, 259
Бентам, Джереми, ix, 98-103
Бентинк-Скотт, 191, 252
Берриман, Джон, 2
Библиомания, 194-195 гг.
Бирс, Амвросий, 259 г.
Биполярное расстройство, ix, 2, 184, 188, 265, 273, 297
Блейк, Уильям, 258
Дисморфическое расстройство тела, 307
Булар, М., 194
Бокс, 203
Бойл, 258
Приют для мозга, 201-203 гг.
Brain, 3, 209–213, 219, 300; см. также Опросник, человеческий разум
Прорывов, 298-310
Будда, 267, 297
Бертон, Клайв, 202-203
Байрон, 272 года.
Кэрролл, Льюис, 262
Кавендиш, Генри, 3, 104-112, 252, 258, 261
Безбрачие, 10, 52, 105, 155, 158, 259; см. также Женщины
Черенкова излучения, 52
Химия, 92, 104
Чейни, Маргарет, 20
Холестерин, 309
Клаустрофилия, х
Кломипрамина гидрохлорид, ix
Одежда, 31
Братья Коллайеры, 191 год.
Трупы, х, 103
Корселлис, Ник, 202
Крионика, 3-4, 311
Киберпространство, 197
Тьма: см. Скотофилия
Дарвин, Чарльз, 116, 258, 288–290
де Мопассан, Ги, 271
Деформации, 258
Демосфен, 258
Депрессия: см. Униполярное расстройство.
Декарт, 259
Бриллиант, Мариан, 205
Дик, Филип К., 271
Диеты, 48
Достоевского, Федора, 154, 262, 267
Земляной взломщик, 38
Эдисон, Томас, 10, 14, 28, 70, 259-260
Эйнштейн, Альберт, viii, 25, 204-208, 257, 260
Мозг Эйнштейна, 204-208
Дети Эйнштейна, 208
Электричество, 10, 13; см. также Тесла, Никола; Хевисайд, Оливер
Гальваника, 4
Эпилепсия, ix, 142, 154, 188, 262-270, 297, 303, 317-318
Эпилог, 251-243
Эрдош, Пол, 280–285
Евгеника, 114, 132
Иезекииль, 269
Фигурки отца, 261
Боязнь микробов: см. Микробы
Страхи: см. Фобии
Фейнман, Ричард, 257, 286-288
Филдинг, Аманда, 294 года.
Фитцджеральд, Джордж, 66
Флобер, 259, 262, 271
Флеминг, Александр, 258
Флуокситина гидрохлорид: см. Прозак.
Флувоксамин, 188
Fly man: см. Кирван, Ричард
Летучая, 21-22
Еда, 48, 70-73, 105, 142, 154, 178
Фрейдисты, 313
Галилео, 259
Гальтон, Фрэнсис, 3, 113-140, 260
Трубки Гейслера, 31
Генетика, 301, 303, 306, 308, 309
Геология, 94
Микробы, 30, 84, 90, 96-97, 182, 292
Глейк, Джеймс, 287
Глиальные клетки, 206, 212
Таскание за волосы, 189-190, 316-317
Галлюцинации: см. Визуальные галлюцинации.
Ручная стирка, 30
Счастья, 309-310
Харви, Томас, 205 лет
Харви, Уильям, 191, 252, 296
Теплолюбивая, 57
Хевисайд, Оливер, viii, 3, 51-79, 82, 260, 264
Хибер, Ричард, 195
Рост, 258
Хемингуэй, Эрнеста, 2
Гессен, Германа, 2
Накопление, 190-194 гг.
гомосексуальность, 306; см. также Безбрачие
Гостиницы, 20
Хьюз, Ховард, 184, 291–293
Хантер, Джон, 258
Гидроцефалия, 212
Гиперакузис, 26
Гиперграфия, 152, 155, 264-265, 271
Гиперрелигиозность, 263
Ипохондрия: см. Микробы
Иммунная система, 303
Наследование интеллекта, 127
Ионосфера, 60
IQ и раса, 128
IQ, 117, 165, 216–221; см. также Опросник, человеческий разум
Джеймисон, Кей, 273, 297
Ювелирные изделия, 21, 31, 34
Евреи, 10, 132, 142, 147
Джонсон, Сэмюэл, 80-89, 154, 185
Джойс, Джеймс, 259 лет
Качиньский, Теодор, 157-182, 314-315
Кеннеди, Сюзанна, 296–297
Кеннелли-Хевисайд, несушка, 60 лет
Киркегор, 259
Кирван, Ричард, 90–97
Язык, 304
Лашер, 219
Слабительное, 3, 11
Лидскалнин, Эдвард, 293-295 гг.
ЛеПланте, Ева, 258, 262-269, 275
Листер, Джозеф, 258
Лорбер, Джон, 212
Людвиг, Арнольд, 260–261
Лувокс: см. Флувоксамин.
Малер, Гюстав, 2
Большая депрессия: см. Униполярное расстройство.
Маниакальная депрессия: см. Биполярное расстройство.
Маркони, Гульельмо, 10
Марс, 36, 39
Максвелл, Джеймс, 53, 57, 107, 260
Измерение: см. Гальтон, Фрэнсис.
Меллен, Джоуи, 294 года
Память, фотографическая, 29
Память, 219
Микеланджело, 317
Милл, Джон, xi
Минералогия, 94
Мингус, Чарльз, 2
Мохаммед, 267–268
Моисей, 268
Моторная, 13
Моцарт, 260
Кратное 3, 20
Музыкальная, 304
Музыкантов, 297
Нахин, Пол, 63, 65, 76, 79; см. также Хевисайд, Оливер
Нельсон, 258
Нейроны, 3
Невроз, 308
Ньютон, Исаак, 2-3, 56, 109, 258, 260, 312-313
Ноллекенс, Джозеф, ix
Числа, 130, 186
О'Киф, Джорджия, 2
Ожирение, 309
Обсессивно-компульсивное расстройство, 20, 82-84, 183-200, 262-265, 275, 292, 300
Огден, Чарльз, x
Осциллятор, 38
Вне тела, 266
Паническое расстройство, 320
Пол (Святой), 259, 268-270
Жемчуг: см. Ювелирные изделия
Персингер, Майкл, 266
Философов, 297
Фобии, 31 год; см. также микробы
Пиковер, Клиффорд, 326-327
Голуби, 10, 41-44, 67
Плат, Сильвия, 2
По, Эдгар, vii, 2
Папа, 258
Портер, Коул, 2
Паунд, Эзра, 2
Приапизм, 158, 182
Прозак, ix, 97, 188, 307
Пайк, Джеффри, 26, 141–156, 216, 264, 271
Пикрет, 142, 149
Кватернион, 51, 174
Опросник, человеческий разум, 214-250
Раса и IQ, 128
Радио, 19
Радиометр, 34
Рапопорт, Юдифь, 183, 185
Ratsr: см. Бентам, Джереми
Роулинсон, Томас, 194 г.
Нарушение чтения, 303
Религия, 40, 47, 53, 66, 81, 114, 128, 136, 263-270, 275
Ричардс, Рут, 274
Каменная мебель, 62
Ротко, Марка, 2
Список призеров, 279-297
Шайбель, Арнольд, 205
Шизофрения, 275, 301-302, 308, 318
Скотофилия, 40
Серотонин, ix, 188
Секстон, Энн, 2
Сексуальное насилие, 306
Сексуальность: 259, 264; см. также Женщины; Целомудрие;
Шекспир, Уильям, 259
Застенчивость: см. Кавендиш, Генри; Бентам, Джереми; Качиньский, Теодор
Смит, Адам, 258
Смит, Энтони, 261 год
Проблемы с речью, 258
Заика, 258
Штиглиц, Альфреда, 259
Стрибер, Уитли, 266–267
Сверхсветовое излучение, 52
Ласточки, 299
Синестезия, 21
Височная эпилепсия: см. Эпилепсия.
Теннисон, Альфред, 271
Тесла, Никола, viii, 5, 9-50, 63, 67, 82, 184, 258, 259
Термофилия, 57, 90
Торо, Генри, vii
Мысленная фотография, 46
Трансгуманизм, 219
Тразодон, 158, 181
Трепанинг, 294
Трихотилломания: см. Выдергивание волос
Твен, Марк, 2
НЛО, 266-269
Унабомбер, 157-182, 314-314
Униполярное расстройство, ix, 142, 297, 305, 309
Обновления, 298-310
Ван Гог, Винсент, 2, 154, 262-264, 270
Венерианка, 30
Викторианский век, 256-257 гг.
Вергилий, 258
Вирус, 305
Зрительные галлюцинации, 23, 25, 135, 263-265
Визуализация чисел, 130
Вос Савант, Мэрилин, 215
Уотертон, Чарльз, x
Уитстон, Чарльз, 56, 49
Уитмен, Уолт, 2
Винер, Норберт, 261
Синдром Вильямса, 26 лет
Уильямс: Теннесси, 2
Женщины, 44, 54, 155, 259
Вульф, Вирджиния, 2
Человек-червь: см. Хевисайд, Оливер
Рен, 258
Писатели, 297
Рентген, 34