Эксперименты Никола Теслы

Ср, 07/09/2014 - 20:01

Именно поэтому имя Теслы все чаще увязывается с Тунгусским метеоритом, падение которого произошло 30 июня 1908 года. В 1908 году башня была абсолютно исправна, а некоторые из последствий катастрофы указывают на воздействие мощных электромагнитных полей. Но башня Уорденклиф — это лишь один из проектов гениального ученого, связанный с беспроводной передачей энергии. Не менее интересным является опыт с электромобилем, движущимся без каких-либо традиционных источников тока. Это произошло в 1931 году, когда при поддержке компаний General Electric и Pierce-Arrow Тесла снял бензиновый двигатель с нового автомобиля фирмы «Pierce-Arrow» и заменил его электромотором переменного тока мощностью в 80 л.с. без каких бы то ни было традиционно известных внешних источников питания.

В местном радио-магазине он купил 12 электронных ламп, немного проводов, горстку разномастных резисторов — и собрал все эти детали в коробочку длиной 60 см., шириной 30 см и высотой 15 см с парой стержней длиной 7,5 см, торчащих снаружи. Укрепив коробочку сзади за сиденьем водителя он выдвинул стержни и возвестил: «Теперь у нас есть энергия». После этого он ездил на машине неделю, на скоростях до 150 км/ч.

Поскольку на машине стоял двигатель переменного тока и не имелось никаких батарей, возникает желание узнать — откуда же в нем бралась энергия. Устройство, питающее двигатель автомобиля подобным образом, не могут воспроизвести даже сегодня.
Уйдя из жизни в возрасте 86 лет, этот человек унес с собой все секреты, а его дневники с подробным описанием производимых опытов бесследным образом исчезли. Никто из последующих ученых-физиков не смог повторить его экспериментов.

Лишь в 1961 году появилась работа американского инженера Вильяма Брауна по теории возможностей передачи энергии посредством микроволн. Прошло три года, и Браун демонстрирует модель вертолета, получающего всю необходимую ему энергию для полета от микроволнового луча. Спустя десятилетие интерес к микроволновой передаче энергии возродился с новой силой, но уже не на уровне ученых-экспериментаторов, а на уровне государств. На этот раз НАСА и министерство энергетики США, подстегиваемые энергетическим кризисом 70-х годов, заинтересовались проектом гигантских космических спутников, которые должны были преобразовывать солнечную энергию в микроволны и передавать их лучом на Землю. Если бы он получил развитие, то стал бы самой грандиозной инженерной разработкой, во много раз превосходящей лунную программу «Аполлон». К 2030 году предполагалось разместить на геостационарных орбитах 60 спутников, на каждом из которых помещались бы солнечные панели размером с остров Манхэттен — центральную часть Нью-Йорка (35 км²). Суммарная мощность этих энергетических монстров составила бы 300 млрд. кВт, а стоимость перевалила бы за 1,3 триллиона долларов. Астрономическая сумма затрат, а также экологическая уязвимость проекта заставили в конце концов от него отказаться.

Но прогресс не стоит на месте, а беспроводная электроэнергетика слишком уж заманчивый проект, как с научной, так и с коммерческой точки зрения. Поэтому в 2007 году группа исследователей под руководством профессора Марина Солячича из Массачусетского технологического института передала беспроводным способом на расстояние 2 м мощность, достаточную для свечения лампочки 60 Вт, с коэффициентом полезного действия 40%, с помощью двух катушек диаметром 60 см. Принцип, на котором основана работа устройства, создатели называют безызлучательным электромагнитным полем — WiTricity. Кстати, слово это — торговая марка, которая принадлежит корпорации, основанной Солячичем и рядом его коллег. Корпорация указывает, что данный термин применим только к ее технологии и к продуктам, созданным на ее основе. Основу составляют два медных кольца, настроенные на одинаковую частоту резонанса. Одно из них подключается к источнику тока и излучает электромагнитное поле, которое может обнаруживаться на расстоянии в несколько метров и таким образом принимается вторым кольцом. Перекачку энергии между ними ученые сравнивают с разрушением резонирующего стеклянного бокала, когда он «слышит» звук строго определенной частоты.

По текущим оценкам и на основе современных знаний, поле, воспроизводимое катушками, настолько слабо, что не представляет опасности ни для людей, ни для животных, ни для компьютерной техники и магнитных накопителей. В дальнейших планах команды — сокращение размеров системы, при котором, вдобавок ко всему, приемник сможет свободно перемещаться по комнате, и повышение КПД передачи. Тогда, возможно, и будут реализованы желания современных домохозяек, у которых дом заполнится разнообразной техникой, получающей питание из невидимых «неизлучающих излучателей», спрятанных в потолках или стенах комнат. Но комнаты и дома — не единственное применение данной системы. Можно зарядить электромобиль, пока он стоит на светофоре или на стоянке. Нужно всего лишь автоматически научить машину посылать «запрос» системе и подпитывать аккумулятор от магнитной катушки, уложенной в полу.

Этот перспективный метод передачи электроэнергии на несколько метров без проводов и необходимости в прицеливании каких-нибудь «силовых лучей» должен заинтересовать широкий спектр компаний. Некоторые уже работают в этом направлении самостоятельно. Известно, что SONY и Intel также ведут свои собственные разработки, которые в дальнейшем будут внедрены в их коммерческие продукты. Стоит однако заметить, что до полного отказа от проводов пройдет еще значительный отрезок времени. Например, Intel планирует подготовить пока только систему беспроводной подзарядки мобильных компьютеров. Когда дело дойдет до настольных компьютеров, бытовой электроники — неизвестно. Но с уверенностью можно говорить, что у новинок появится множество противников. Так как хотя ученые и утверждают, что излучаемое катушками поле безопасно, некоторые скептики до сих пор не перестают говорить о возможном влиянии магнитного поля мобильных телефонов на здоровье человека, а ведь система WiTricity должна создавать гораздо более сильное и протяженное в пространстве электромагнитное поле. Тем не менее будущее именно за подобными технологиями и решениями, так как именно они позволяют полностью отказаться от проводов и дать громадный толчок в развитии цивилизации в целом. Как непосредственно будут развиваться события в этой области в дальнейшем — довольно сложный вопрос, но в любом случае прогресс неизбежен. Высокотехнологические отрасли активно финансируются правительствами ведущим мировых держав, так как преимущества беспроводной энергетики неоспоримы. Пока же скромные достижения в этой отрасли лишь усиливают интерес новых исследователей и дают благодатную почву для новых экспериментов, которые сделают нашу жизнь удобней, безопасней и результативней.

Другие материалы рубрики


  • Термин «фотополимер» традиционно связывают со стоматологами, а также с чем-то инновационным и надежным. Первая волна моды на эти материалы, похоже, прошла, но вскоре, очевидно, сменится второй. Пока сдерживающим фактором выступают дороговизна или неразвитость производства компонентов. Но как не раз было в производстве пластмасс, подобные затруднения иногда решаются одним патентом в течение полугода, после чего идет рост популярности материала.

    Теоретические вопросы фотополимеризации композиций изобилуют спецтерминами. Наиболее уместно разделить их на фотосшиваемые и фотополимеризуемые материалы. Фотосшиваемые материалы уже являются полуполимерами (например, эфиры ПВС и коричной кислоты, поливинилциннаматы), для окончательного сшивания которых требуется облучение. Фотополимеризующиеся — как правило, композиции нескольких отверждаемых олигомеров и мономеров, полимеризующихся по классическому механизму при помощи фотоинициаторов или фотоинициируемых групп в своей полимерной цепи.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Очевидные успехи в развитии науки и техники в XIX и ХХ веках вызвало в мировом общественном сознании некую эйфорию, уверенность в том, что человек стал властелином Природы, что его знания об устройстве окружающего Мира почти абсолютны, что человек может все. И действительно, изобретение в конце 18 века паровой машины существенно изменило жизнь общества, в значительной мере освободив его от утомительного физического труда, заложило основы современной промышленности и транспорта. Постулирование Исааком Ньютоном на рубеже 17 и 18 веков его трех принципов движения материальных тел и закона всемирного тяготения, создание начал дифференциального исчисления вызвало к жизни целый ряд научных открытий. Трудами нескольких поколений ученых в 18-19 столетиях была построена научная дисциплина, очертившая основы машиностроительной и технологической культуры нашей цивилизации, называемая сегодня теоретической механикой. Далее последовали фундаментальные открытия в области астрономии, физики, химии, получившие выход в различные области технических приложений — металлургию, строительство, транспорт, химическое производство, энергетику, судостроение, электротехнику, проводную и беспроводную связь, военное дело. Быстро развивались биология и медицина.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5


  • Около 40 лет назад ученый В. Веселаго предположил, что существуют материалы, у которых показатель преломления имеет отрицательную величину. Световые волны в таком веществе могут передвигаться против движения распространения светового луча и вести себя нестандартно. Линзы, которые изготовлены из такого материала, — иметь чуть ли не волшебные характеристики. Но Веселаго в процессе своей работы и многолетних поисков не обнаружил ни одного вещества, имеющего подходящие электромагнитные свойства, у всех исследованных им материалов показатель преломления оказался положительным. Потому о его идее вскоре забыли. Вспомнили о ней только в начале 21 века.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...Состояние в сверхпроводнике 1-го рода, когда сверхпроводящие домены соседствуют в материале с нормальными областями, называется промежуточным. Такое состояние может возникать при значениях индукции приложенного поля, лежащих в интервале (1–D)Bc < B < Bc, где размагничивающий фактор D определяется формой образца. Интервал изменения размагничивающего фактора — от нуля (для длинного цилиндра или тонкой пластины в параллельном поле) до единицы (для плоскопараллельной пластины в случае, когда поле приложено перпендикулярно ее поверхности)...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • ...Технология плазменных ускорителей развивается семимильными шагами. Многие принципиальные проблемы уже решены, но создание конкретных устройств пока сопряжено с серьезными трудностями. В частности, инженерам еще предстоит повысить эффективность ускорителя (долю энергии ведущего импульса, которая передается ускоряемым частицам), точность настройки пучков (в точке столкновения они должны быть выровнены с точностью до единиц нанометров) и частоту повторения рабочих циклов (количество импульсов, ускоряемых за единицу времени). Плазменные установки могут ускорять и более тяжелые частицы, например, протоны. Однако тут есть одно важное требование: вводимые частицы должны двигаться почти со скоростью света, чтобы не отстать от плазменной волны. Это означает, что энергия ускоряемых протонов должна быть не меньше нескольких ГэВ...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Известно, что в состав топлива входят такие горючие элементы, как углерод, водород и сера. Поэтому на основе предположения о том, что данные компоненты в топливе имеют вид смеси, можно осуществить подсчёт теплотворной способности данного топлива, как суммы компонентов смеси.



  • Как родилась и эволюционирует наша Вселенная? Почему кольца Сатурна такие тонкие, но протяженные? Почему активность Солнца изменяется периодически с периодом около 11 лет? Что вызвало гибель динозавров? Отчего нас так пугают ослепительные вспышки молний, оглушительные удары грома, неистовые землетрясения, разбушевавшиеся вулканы? Отчего во время шторма возникает «девятый вал»? Почему цунами — столь грозная стихия? Почему рельеф снежных заносов волнистый? Почему у ягуара тело пятнистое, а хвост полосатый? И что объединяет эти совершенно не связанные между собой явления? Оказывается, все они — результат нелинейности.



  • Ответ на вопрос, поставленный в заголовке, кажется очень простым... Действительно, стоит взять любую популярную книгу по авиации и даже некоторые издания, претендующие на роль учебника, как сразу натолкнетесь на уже ставшую хрестоматийной притчу о двух частицах воздуха, бегущих в струйках по крылу и встречающихся на задней кромке...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Шаровая молния — светящийся шар, который порой возникает при разряде линейной молнии, — одно из самых загадочных атмосферных явлений. Природа шаровой молнии до сих пор неизвестна, хотя первая научная публикация на эту тему — книга «Гром и молния» известного французского физика и астронома Франсуа Араго — была издана еще в 1838 году. Предлагаемая гипотеза — попытка объяснить механизм образования шаровой молнии на основе физики плазмы и газового разряда.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • ...Теории, которые пытаются объединить все четыре типа взаимодействия, называют «Универсальными теориями», «Теориями всего сущего» или «Теорией великого объединения». Если бы у нас была такая теория, то это бы означало, что человечеству удалось построить замкнутую физическую картину мира, она бы включала в себя все базовые принципы и законы мироздания, и во всей Вселенной уже не было бы того, что мы не можем понять и описать. Эта заветная цель современной физики пока еще далека от того, чтобы быть достигнутой, но уже сейчас делаются попытки построения таких теорий...

    • Страницы
    • 1
    • 2