Никола Тесла

Тем временем слухи о каких-то невероятных экспериментах Теслы росли как грибы после дождя. Говорили, что эти беспроводные лампы горели у него в лаборатории день и ночь, а сам Тесла время от времени пропускал через себя ток с напряжением в 10 тысяч вольт. Вокруг него образовывалось голубоватое сияние, а он сам оставался полностью спокойным и лишь улыбался. В свете «войны токов» и дискуссии об «ужасном убийце — переменном токе» эти разговоры возбуждали еще больший интерес к загадочному изобретателю.

И во многом эти слухи были чистейшей правдой.

После ухода от Вестингауза и открытия своей новой лаборатории Тесла занимался не только лампами новой конструкции, которые так удивили посетителей его лекции в Колумбийском университете. Много времени он уделял изучению свойств токов высокой частоты. Именно его работы в этой области во многом и положили начало такому явлению, как всемирная «тесламания», когда изобретателя начали награждать эпитетами вроде «повелителя молний», «волшебника электричества», «таинственного гения из Хорватии» и т. д.

Как мы помним, электродвигатель Теслы, благодаря которому началась его слава, работал на низкой частоте в 50 герц — из-за этого у него и возникли трудности с компанией Вестингауза. Но теперь Тесла решил попробовать увеличить частоту тока во много раз. Он собрал генератор, вырабатывавший ток частотой сначала 5 тысяч, а потом и 10 тысяч герц. Но и на этом он не остановился.

Для создания токов высокой частоты и высокого напряжения Тесла решил воспользоваться известным свойством резонанса, то есть явлением резкого возрастания амплитуды собственных колебаний какой-либо системы (механической или электрической) при наложении на них внешних колебаний с той же частотой. В первых своих установках — потом они получили название «резонансный трансформатор Теслы» или «катушка Теслы» — он получал ток частотой в 50 тысяч герц. Позже частоту удалось довести до 200 тысяч герц.

Для тех, кого более подробно интересует принцип действия его трансформатора, приведем цитату из книги биографа Теслы и электротехника Бориса Ржонсницкого: «Действие резонансного трансформатора основано на настройке в резонанс его первичного и вторичного контуров. Первичный контур, содержащий как конденсатор, так и индукционную катушку, позволяет получить переменные токи весьма высокого напряжения с частотами в несколько миллионов периодов в секунду. Искра между шариками разрядника вызывает быстрые изменения магнитного поля вокруг первичной катушки вибратора. Эти изменения магнитного поля вызывают возникновение соответствующего высокого напряжения в обмотке вторичной катушки, состоящей из большого числа витков тонкой проволоки, причем частота переменного тока в ней соответственно количеству искровых разрядов достигает нескольких миллионов перемен в секунду.

Наибольшей величины частота достигает в момент, когда периоды первичной и вторичной цепи совпадают, то есть когда наблюдается явление резонанса в этих цепях.

Тесла разработал очень простые методы автоматической зарядки конденсатора от источника тока низкого напряжения и разрядки его через трансформатор с воздушным сердечником. Теоретические расчеты изобретателя показали, что даже при самых незначительных величинах емкости и индукции в созданном им резонансном трансформаторе при соответствующей настройке можно получить путем резонанса весьма высокие напряжения и частоты».

Кстати, попутно Тесла сделал еще одно открытие, которым пользуются до сих пор. Для изоляции катушек сверхвысокой частоты он предложил помещать их в парафиновое, льняное или минеральное масло. Сейчас это масло называют «трансформаторным».

Итак, Тесла научился получать токи высокой частоты. Но возникал резонный вопрос: а зачем они вообще нужны? Тесла, конечно, не мог его проигнорировать. Но сначала он решил подробнее изучить свойства этого тока и его влияние на человеческий организм.

К тому времени уже было хорошо известно, что для человека опасен постоянный ток с напряжением от 120 вольт и выше. Что касается переменного тока, то сейчас, например, любой школьник младших классов знает, что пальцы в розетку совать нельзя — 220 вольт могут и убить. Но в бытовых электросетях используется ток низкой частоты — как правило, 50 герц.

С другой стороны, человек совершенно свободно переносит свет. А ведь свет — это электромагнитные волны очень высокой частоты. Может быть, и переменный ток очень высокой частоты так же будет хорошо переноситься человеком?