Никола Тесла

При передаче сигналов могут иметь место потери, которые во много раз превышают полезную мощность, получаемую приемником. Тысячи киловатт излучает мощная современная радиовещательная станция, а радиоприемник получает ничтожные доли ватта (часто меньше одной миллиардной доли от энергии, излученной передатчиком). Энергия радиоволны, уловленной приемником, не может выполнить ощутимой работы; необходим вспомогательный источник энергии (электросеть, батарея и т. п.), чтобы привести радиоприемник в действие.

При передаче энергии для силовых целей дело должно обстоять иначе, чем при передаче сигналов: приемник должен получать значительные мощности, и потери при передаче должны быть малы. Поэтому при силовой передаче совершенно недопустимо посылать энергию во все стороны: «Всем, всем, всем!» – как это делается при радио– или телевещании. При силовой передаче энергия от передатчика должна направляться к каким-то вполне определенным приемникам. При силовой передаче электромагнитные волны должны не свободно распространяться во все стороны, а идти сосредоточенным потоком-лучом.

Передавать электроэнергию на значительное расстояние с малыми потерями электромагнитным лучом можно только при помощи очень коротких радиоволн. За последние два десятилетия созданы электронные приборы (генераторы с группированным электронным потоком), которые позволяют получать большие мощности на очень коротких волнах. Созданы также антенны, обладающие высокой направленностью, дающие возможность производить и излучать концентрированные потоки электромагнитных волн.

В конце прошлого века, когда вел свои опыты Тесла, не существовало реальных путей к получению значительных мощностей на коротких волнах. Да и в высказываниях Теслы ничего не говорится о необходимости применения направленных потоков волн. Его положения о возможности передавать электроэнергию без проводов с малыми потерями, используя колебания потенциала земного шара, основаны на недоразумениях и ошибках.

Однако подобно тому как алхимик Бранд в поисках несуществующего «философского камня» кипятил мочу и в конце концов нашел новый химический элемент – фосфор, так и Тесла в результате своих опытов по передаче электроэнергии хотя и не достиг главной цели, все же создал ряд новых важных электротехнических аппаратов. В первую очередь это упомянутый резонансный трансформатор. Тесла дал первую практическую разработку принципа использования явления резонанса для получения высоких электрических напряжений. Этот принцип ныне широко применяется во всех ускорителях заряженных частиц для ядерных исследований. Резонансные ускорители – важная отрасль современной экспериментальной ядерной физики.

Возвращаясь к вопросу о беспроволочной передаче энергии, необходимо заметить, что и в наши дни, когда есть уже технические предпосылки для ее осуществления, такая передача во многих случаях оказывается неэкономичной, нецелесообразной. Например, передавать энергию от электростанций к центрам потребления, видимо, всегда будет выгоднее кабельными и воздушными линиями, а не волновым потоком.

Тесла демонстрировал лампы, светящиеся без проводов. В наше время подобные опыты показывают иногда даже в цирке. Но вряд ли электросветильники без проводов надо вводить в быт. Для действия беспроводных светильников необходимы сильные электромагнитные поля. Пребывание в таких полях не безразлично для человеческого организма, к тому же для действия беспроводных светильников расходуется энергии больше, чем в обычных лампах.

Однако ряд направлений беспроволочной передачи энергии широко применяется и усиленно разрабатывается в современной технике. В первую очередь необходимо назвать высокочастотный электронагрев, при котором энергия передается на расстояния всего лишь в несколько сантиметров. Но это дает во многих случаях огромный эффект. Так производят поверхностную закалку стальных изделий, сушку, стерилизацию, плавят различные высококачественные сплавы, оптические стекла, нагревают заготовки для ковки и штамповки и пр.

В 1943 году в Москве впервые в мире была продемонстрирована возможность беспроводной передачи энергии наземному транспорту при помощи токов высокой частоты. В 1958 году пущена в промышленную эксплуатацию установка подземного высокочастотного транспорта на одной из шахт Донбасса.

Высокочастотное безконтактное энергопитание представляет большой интерес и для городского транспорта и для снабжения энергией различных сельскохозяйственных машин.

В 1954 году в Донбассе были проведены опыты по разрушению горных пород концентрированным потоком высокочастотной энергии.

Надо ожидать, что проблемы беспроводной передачи электроэнергии будут интенсивно разрабатываться и в электротехнике грядущих десятилетий. Инициатива Теслы будет вдохновлять новые поколения исследователей-электриков.