10 июля – день рождения Николы Теслы.
Наше издательство посвятило тома обоих наших журналов Н.Тесле.
Один из томов можно скачать здесь:
http://artage7.4sql.net/SB/KG55/KG55.HTM
Сегодня (9 июля 2010 года) забрали из типографии
23-й том альманаха "МОСТ". Это спецвыпуск,
посвящённый Николе Тесле. И напечатали нам журнал
как раз накануне дня рождения изобретателя - 10
июля!
Опубликованы материалы: "Никола Тесла.
Биография", "Никола Тесла. Детские и юношеские
годы", "Ответственен ли учёный за свои открытия?"
(размышляют дети, обучающиеся в литературной студии
"ГОРНИЦА"), "Никола Тесла. За гранью понимания"
(продолжение статьи в 24-м томе, также статья
полностью опубликована в 55-м томе журнала "Край
городов"), "Никола Тесла. В мире литературы и
музыки" (продолжение статьи в 24-м томе, полностью
статья опубликована в 55-м томе журнала "Край
городов"), "В память об изобретателе Николе Тесле",
статьи Александра Титова о Николе Тесле "Наши
артефакты и тайны природы" и "Про Николу Теслу.
Технический аспект" (продолжение этой статьи
читайте в 24-м томе и ЗДЕСЬ ДАЛЕЕ ПО ТЕКСТУ).
Этот том мы передаём в Музей Николы Теслы в
Белграде!
К сожалению, «универсальный» формат журнала не позволил разместить сразу все материалы; тема будет продолжена. Журнал издаётся за счёт авторов, поэтому не-оплаченные статьи занимают лишь часть тома. Но мы постарались, чтобы это были содержательные статьи. Судить Вам. Если Вы готовы поддержать проект серии публикаций про Н.Тесла и по истории науки – пишите нам.
Здесь размещаем некоторые мысли для обсуждения и\или обдумывания – в честь праздника:
Про Теслу. Технический аспект.
0
Собственно, про сам трансформатор.
0.1
Это повышающий трансформатор. Первичная обмотка содержит небольшое число витков, вторичная очень большое.
0.2
Притом это высокочастотный трансформатор. На первичку подаётся ток, имеющий пульсации очень высокой частоты. На вторичке получается высокое напряжение той же частоты.
0.3
Трансформатор не имеет сердечника, который мешал бы транформации высокой частоты
0.4
Выходной колебательный контур имеет очень малую ёмкость. Обычно это шар, соединённый с выводом вторичной обмотки. За счёт малой ёмкости выходной колебательный контур, несмотря на большую индуктивность, всё-таки имеет большую резонансную частоту
0.5
Это резонансный трансформатор. В сигнале, подаваемом на первичную обмотку, содержится частота, на которой резонирует выходной контур.
Таким образом, на выходе генерируется высокое напряжение высокой частоты. Диапазон напряжений и частот от десятков тысяч до миллионов вольт, частот от килогерц до гигагерц в зависимости от особенностей конструкции. Это позволяет демонстрировать различные молнии, коронные разряды, зажигать газоразрядные лапмы без проводов и т.п.
Откуда взять большой ток с высокочастотными пульсациями для первички? Сам Тесла применял для этого искровой разрядник и конденсатор.
Кстати, первые промышленные радиостанции для генерации ВЧ тоже применяли разрядники (позже – только дугу). Примером может служить Царскосельская радиостанция времён Николая II, грохот разрядов которой был слышен за несколько километров.
10
Как это можно сделать сейчас.
Берём силовой трансформатор из старинного блока питания радиоаппаратуры. Ищем низковольтную выходную обмотку. Делаем из такого же провода первичную обмотку для трансформатора Теслы. Берём ТВС из старого телевизора. Снимаем высоковольтную обмотку, удаляем сердечник, внутрь обмотки вставляем ранее изготовленную первичную обмотку. Подключаем к ней низковольтную обмотку силового трансформатора, а в разрыве этой цепи устраиваем дугу.
Не факт, что сигнал на выходе будет низкомощным и безопасным!
Если собрать всё на ОДНОМ трансформаторе (том самом силовом, но без сердечника), то выходной сигнал совершенно точно не будет безопасным.
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ. Вообще, всё это надо делать электротехнически профессионально для сохранения Вашей жизни.
Даже если Вы соберёте по схеме из книжки или интернета довольно сложный «безопасный» (и это требует проверки) маломощный трансформатор Теслы, всё равно необходимо учесть
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ 2. Трансформатор Теслы является источником помех всем (от радиосвязи и телевидения до мобильной и военной связи). Поэтому к Вам могут приехать возмущённые работники спецслужб. Возможны уголовная ответственность и срок. Мне, правда, непонятно, почему они не приезжают на огни электросварки.
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ 3. И дуга, и Ваши прекрасные молнии являются источниками рентгеновского излучения. Это то самое, от чего загорают сварщики.
Тесла демонстрировал многие потенциально опасные вещи на себе. Можно предположить, что он знал свои установки глубже, чем рассказал об этом, и сознательно настраивал их на безопасные режимы, а то бы его уже не было с нами.
11
Рекомендация любителям обеспечить на первичке напряжение не менее киловольта выглядит сомнительно. Трансформатор сам «вытянет» из входной схемы требуемую мощность, лишь бы схема была способна её отдать. Задача, таким образом, в том, чтобы, во-первых, построить источник ВЧ-колебаний, во-вторых, способный отдать мощность, и в-третьих, при этом ещё и безопасный (импульсный?)
11.5
И вот из рекомендации в рекомендацию кочует этот совет: обеспечить на входе преобразователя высокое напряжение. Сам Тесла - обьясняет это, но довольно темно. Также про один из своих демонстрационных трансформаторов он говорит, что тот выдаёт большую мощность. Возможно, дело в неверном переводе слова «power».
12
Откуда сварочный трансформатор «знает», что у него есть маловитковая обмотка? Мысленно будем уменьшать сечение провода до нуля – до исчезновения провода. При этом трансформатор всё равно заработает, если не считать перегорания провода. Возможно, ответ в том, что маловитковая обмотка создаёт поле, которое «больше» самих проводов, и уже оно взаимодействует с полем многовитковой обмотки. Интересно узнать более конкретно, как именно они взаимодействуют, точнее, начинают взаимодействовать. До появления вторички поле состоит из суммарного поля первички, которая есть, и нулевого поля вторички, которой нет, но нулевое поле которой уже есть? И потом вторичка, которая появляется, увеличивает от нуля в сердечнике поле, которое складывается с имеющимся полем? Или вихри пролезают друг в друга? Вот это запрещено уравнениями. Или вихри порождаются вторичкой на расстоянии от катушки, т.е. прямо «в середине» поля первички?
13
Как, собственно, осуществляется резонанс в трансформаторе? В ранних работах Тесла говорит о резонансе довольно непонятно. Мы же с высоты своих институтских познаний смело заявляем, что на колебательный контур попадает частота, совпадающая с собственной резонансной частотой контура, и тогда контур «раскачивается» до резонанса. При этом контур сам «выбирает» из приходящего сигнала «нужную» частоту и не реагирует на посторонние присутствующие в сигнале частоты. В этом обьяснении лишь иллюзия ясности. Как же он её выбирает? Для этого нужно вычислять интегралы или хотя бы многочлены. Животное это может (нейронная сеть как раз состоит из сумматоров и умножателей). Как человек может быть фурье-анализатором, да ещё в такой экзотической метрике, это более или менее понятно. Но как – колебательный контур? Чтобы почувствовать задачу, раскачаем в лесу дерево руками. Вы легко подберёте такой способ раскачки, который введёт дерево в резонанс, и если повезёт, то дерево даже свалится. Теперь попросите товарища одновременно с Вами толкать дерево другим (хаотичным) образом. Явление резонанса исчезнет. Дерево, в отличие от колебательного контура, «не умеет» выбирать свою резонансную частоту из сигнала, содержащего помехи. Вдобавок колебательный контур реагирует на весьма слабый резонансный сигнал в составе весьма сильных помех. В ветре, скорее всего, есть все нужные частоты, но деревья довольно редко падают.
Теперь, если в мире электричества есть такие эффективные фурье-анализаторы, то может быть, есть и более быстро мыслящие существа? А может быть, и мы тоже на самом деле обладаем похожими устройствами?
1
В книжке:
Никола Тесла. Статьи. Самара, 2008 (
http://serge.raikevich.com/tesla/index.htm) приведена фотография прибора и комментарий:
«Колебательный контур Теслы (катушка Теслы), представленный лордом Кельвином
Британской ассоциации в августе 1897 года. Небольшой и компактный прибор,
высотой всего 8 дюймов с питающим напряжением 110 вольт создавал во
вторичной обмотке в виде 2 витков проволоки площадью 2 квадратных фута мощность 25 ватт. Этот прибор имеет первичную и вторичную обмотки Теслы, конденсатор и регулируемый прерыватель»
На фото видим включённый(?) прибор с действительно двумя витками проволоки сверху, причём на проволоках что-то вроде коронного разряда. Странно.
Обычно у Теслы мало витков в первичной обмотке. Во вторичной много витков, и в ней возбуждается высокое наряжение. Тогда на фото не обычный резонансный транформатор Теслы, а что-то вроде сварочного трансформатора? И тогда на вторичной обмотке должна быть дуга, но на фото довольно странная для дуги форма разрядов.
Есть много любителей транформаторов Теслы, и они делают именно такие устройства: конденсатор, прерыватель, первичная и вторичная обмотки. Здесь типичная рекомендация – иметь напряжение на входе не менее киловольта. Любители пробуют разными способами сделать электронный эквивалент прерывателя. Элементы этих схем обычно ломаются из-за перегрузок. Мощность описываемого прибора 25 ватт, как у обычных трансформаторов Теслы с короткой первичной обмоткой и длинной вторичной. Что же за прибор на фото?
2
В одной из лекций Тесла описывает следующий опыт. Первичная обмотка трансформатора Теслы запитана от одного провода, а к второму её выводу присоединена пластина. Вторичная обмотка одним из проводов присоединена к газонаполненной лампе. Второй провод никуда не подключен. Лампа горит. Когда ко второму проводу вторичной обмотки тоже присоединяется пластина, лампа гаснет. Почему?
Первое обьяснение в том, что трансформатор теряет резонанс (т е у него недостаточно широкополосный вход).
Некоторые лекции Теслы представляли собой увлекательное путешествие среди экспериментов.
3
Машинка, получающая энергию «из воздуха». Этот тесловский секрет утрачен. Но вот на столе одна из таких машинок, правда, изобретённая не Теслой. Я вытащил из динамиков от старых телевизоров два магнита, а также использовал упаковку от сигарет и клочок газеты. Машинка выдаёт 30 милливольт постоянного напряжения, и вот уже можно произвести простейший эксперимент, который показывает, что напряжение не зависит от ориентации деталей и проводов. Описано получение от этого генератора до 1.5 вольт переменного напряжения. К сожалению, соединение таких генераторов не даёт увеличения мощности. Ничего неизвестного науке здесь, скорее всего, нет. Подобных машинок («альтернаторов») много. На Западе они даже продаются, иногда довольно дорого. Их общее свойство – низкая мощность, ни одна не заставит двигаться автомобиль. Кроме того, они со временем размагничивают свои магниты…
4
Тесла вспоминает, что испугался, когда один ночью в пустой лаборатории принял радиосигналы, похожие на команды или счёт. Он сам пишет, что в первый момент он не предположил, что это могут быть сигналы от разумных существ из Космоса – тогда кого же он испугался?
5
Тесла не пишет, на какой частоте принимал «космические» сигналы. Судя по его статьям, он вряд ли тогда знал, на каких частотах резонируют его колебательные контуры. Также он не сообщает конструкцию приёмника. И вот мне не удаётся найти следов чьих-нибудь дальнейших исследований.
6
О главных трудностях в работе изобретателя Тесла пишет так:
«… дух способен вести нас далеко за пределы восприятия наших чувств, поэтому мы вправе питать надежду, что эти неведомые миры – бесконечно малые и бесконечно великие – могут стать нам до некоторой степени известны. И всё же, даже приди к нам это знание, пытливый разум тотчас обнаружит препятствие, возможно, вовеки непреодолимое, на пути к истинному пониманию того, что лишь КАЖЕТСЯ существующим, чистая ВИДИМОСТЬ чего составляет единственный и шаткий фундамент всей нашей философии» (пер. Э. Мельник. Тесла и его подлинные взгляды. Лучшие работы разных лет. М, 2010)
7
Тесла говорит, что его тело – это чувствительный прибор. В подтверждение этой мысли рассмотрим технологию поиска кабеля, известную всем строителям.
Берём ровную проволоку, изгибаем Г-образно так, чтобы один конец был достаточно длинным, а другой коротким. Короткий конец располагаем в изгибе указательного пальца сводобно, не зажимая, и придерживая снизу большим пальцем. Проволока должна как бы висеть на указательном пальце. Длинный конец располагаем параллельно земле. Теперь медленно поворачиваем руку так, чтобы длинный конец приподнялся. В какой-то момент проволока перестаёт удерживаться и падает вбок. Держим её как можно свободнее в таком неустойчивом состоянии, и начинаем достаточно быстро и равномерно идти. Над кабелем проволока отклонится в сторону так, что Вы даже почувствуете усилие, если попробуете всё-таки зажать её в изгибе указательного пальца. При некотором навыке можно обнаруживать металлические предметы или даже подземные ручьи. Это результат взаимодействия проводника с магнитным полем кабеля либо же с изменениями электрического поля Земли. Школьник, учивший физику, для тренировки может нарисовать соотв. силы.
Роль человека здесь та же, что роль велосипедиста или циркового эквилибриста, который компенсирует слабые привычные воздействия на состояние неустойчивого равновесия, но не компенсирует неожиданные сильные. И «слабые» и «сильные» сигналы здесь чрезвычайно малы. Сегодня есть лишь экспериментальные неживые приборы такого устройства – им не хватает чувствительности для поддержания исходного состояния неустойчивого равновесия.
8
Тесла пишет, что не может поверить в существование двух сортов одинакового электричества. С чего бы это. Интересно попробовать почувствовать это так же, как он! Это новый интересный вид «предрассудка». Известные виды – это, например, неприятие бесконечной делимости, бесконечной протяжённости, бесконечного существования во времени, сплошной среды, пустоты, или, наоборот, чего-либо отличного от «ничто», или, наоборот, отсутствия чего-то, например, трения в сплошной среде и др. – смотря кому что кажется невозможным.
9
Тесла писал, что в школе ему не давалось рисование. Действительно, многие его иллюстрации выглядят непонятно. Но вот перед нами чётко изображённый весьма удивительный прибор. Под рисунком написано, что это «катушка для производства очень высокой разности потенциалов». Изображена первичная обмотка с небольшим числом витков, вставленная в состоящую из двух секций вторичную обмотку с большим числом витков, без сердечника, т.е. как в обычном высоковольтном резонансном трансформаторе. Но секции вторичной обмотки намотаны в противоположном направлении, о чём ясно сказано в тексте. Также Тесла пишет, что соединение частей делается вблизи первичной обмотки. Как обычно, он не вполне ясно и даже спорно описывает работу устройства, но зато здесь очень ясно описывает и изображает саму конструкцию.
По нашим правилам электричества, этот трансформатор работать не будет – вторичная обмотка не будет выдавать «высокой разности потенциалов» по крайней мере на внешних клеммах, потому что ЭДС секций противоположно направлены и компенсируют друг друга. Может быть, в области ВЧ оно как-то работать и будет… В статьях Теслы и в другом месте встречается упоминание о «хитростях» при намотке.
Но современный радиолюбитель с одного взгляда увидит, на что похоже это устройство: это же современная «антинаучная» HZ-антенна. В ней используются встречно намотанные секции индуктивности, входящей в выходной колебательный контур, которые вдобавок заключены в медный экран. Утверждается, что эта штука ведёт передачу\приём не на электромагнитных волнах. Есть теория, которая говорит об HZ- и родственных LH- аненнах в свете ранее не принятого во внимание небольшого эффекта обычных антенн (соответственно, обычного электромагнитного поля). Некоторые предполагают, что на самом деле здесь удалось создать компактную антенну для сверхдлинных радиоволн.
И такие приборчики тоже продаются, не только на Западе, но уже и у нас, красивые с виду, и притом стоят довольно дорого.
Я сделал такие антенны – у меня две PMR-рации работают с HZ-антеннами примерно как и до переделки. Правда, теперь можно связываться через экраны умеренной толщины – как и обещали разработчики. В том числе из-под воды связь получается лучше, чем со штатными антеннами, что говорит в пользу сверхдлинных волн. При этом связь через достаточно «жестокий» экран происходит лишь с течении нескольких секунд после включения передатчика. Я до сих пор не догнал, зачем Тесле понадобился ещё и разрядник, кроме дуги? Только для получения безопасного импульсного режима?
Теперь предположим, что подобная индуктивность стояла у Теслы в приёмном колебательном контуре. Например, он мог пытаться делать это для обещанного извлечения энергии колебаний поля Земли (возможно, около 7,5 Гц). Может быть, и сигналы с Марса он тоже принимал подобной штукой? Тогда это могли быть сигналы на сверхдлинных волнах (для приёма которых, по современным понятиям, нужны почти невозможно огромные антенны), или пусть даже на тех самых не-электромагнитных волнах.
Публикации и заметки, посвящёные ДР Николы Теслы - 10 июля! Все на праздник!
