Хорошо известно, что электрическая схема сжимается аналогично спирали с прикрепленным к ней грузом. Такая спираль колеблется с некоторой скоростью, определенной двумя значениями: эластичностью пружины и массой груза. Сходным образом колеблется электрическая цепь, и ее колебания также зависят от двух значений, называемых электростатической емкостью и индуктивностью. Емкость электрической схемы соответствует эластичности пружины, а индуктивность - массе груза.
Точно так же, как механики и инженеры принимают за аксиому неизменность эластичности пружины, вне зависимости от того, как она расположена или используется, электрики и физики приняли, что электростатическая емкость проводящего объекта, например металлического шара, часто используемого в экспериментах, остается постоянной и неизменной величиной, и от этого допущения зависят многие научные результаты огромной важности. Я обнаружил, что эта емкость вовсе не является постоянной и неизменной. Напротив, она подвержена огромным изменениям, так что в определенных условиях она может во много раз превышать теоретическое значение или при определенных обстоятельствах быть меньше. Поскольку каждый электропроводник, по- мимо индуктивности, также обладает определенной величиной емкости, в силу изменений последней индуктивность также, очевидно, изменяется в силу тех же причин, что вызывают изменения емкости.
Эти факты я обнаружил за некоторое время до того, как дал техническое описание своих беспроводных системы передачи энергии и телеграфии, которые, я полагаю, стали известны в первую очередь благодаря моим патентам в Бельгии и Британии.
В этой системе я объяснил, что при определении длины электрических волн в передающей и принимающей схемах необходимо уделять должное внимание скорости, с которой колебание распространяется в каждой из схем, поскольку эта скорость является произведением длины волны на ее частоту.
Поскольку скорость колебаний, как отмечено ранее, в каждом случае зависит от емкости и индуктивности, я получил противоречивые значения. Продолжая исследование этого любопытного феномена, я обнаружил, что емкость изменяется по мере поднятия проводящей поверхности над землей, и вскоре установил закономерность этих изменений. Емкость возрастала по мере подъема проводящей поверхности на открытом воздухе от 1/2 до 3/4% на фут подъема. Однако в зданиях или около крупных сооружений это увеличение часто достигало до 50% на фут подъема, и одно это показывает, до какой степени ошибочны многие из научных экспериментов, описанных в технической литературе. Приведенное мною правило, ввиду вышесказанного, важно принимать во внимание при определении длины катушек индуктивности или проводников, например таких, как применяемые в моей системе беспроводной телеграфии.
Однако значительно более интересен для ученых факт, который я наблюдал позднее: емкость подвергается изменениям в течение года, приобретая максимальное значение летом, а минимальное зимой.
В Колорадо, где я продолжил усовершенствованными методами исследования, начатые в Нью-Йорке, и где, как оказалось, увеличение емкости росло немного больше, я помимо этого обнаружил, что существует и суточное изменение, имеющее максимальное значение ночью. Далее, я обнаружил, что воздействие солнечного света ведет к небольшому увеличению емкости. Луна тоже оказывает влияние на этот показатель, но я не приписываю это ее свету.
Важность этих исследований можно будет лучше оценить, когда будет установлено, что в силу этих изменений величины, которая предполагалась неизменной, электрическая схема колеблется не с одинаковой частотой; эта частота изменяется в соответствии с изменениями емкости. Таким образом, будучи поднятой над поверхностью, схема колеблется несколько медленнее, чем на более низком уровне.
Колебательная система, подобная той, что используется в беспроводной телеграфии, колеблется несколько быстрее, когда корабль входит в бухту, нежели когда он находится в открытом море. Зимой такая схема колеблется быстрее, чем летом, даже при одинаковой температуре, и немного быстрее ночью, чем днем, особенно если светит солнце.
Сводя воедино результаты своих исследований, я обнаружил, что это изменение емкости и соответственно периода колебаний, очевидно, зависит, в первую очередь от абсолютной высоты над уровнем моря, хотя в меньшей степени; во-вторых, от относительной высоты проводящей поверхности или емкости по отношению к окружающим ее предметам; в-третьих, от расстояния Земли до Солнца, и, в-четвертых, от относительного изменения положения схемы по отношению к Солнцу, вызванного суточным вращением Земли. Эти факты могут представлять особый интерес для метеорологов и астрономов, поскольку из этих наблюдений могут следовать практические методы изучения, которые могут оказаться полезными в соответствующих областях. Возможно, нам необходимо совершенствовать инструментарий для измерения высоты места над уровнем моря с помощью должным образом сконструированной и устроенной схемы; также я думал о других возможных применениях этого принципа.
Именно в ходе этих исследований в Колорадо я впервые заметил определенные изменения в электрических системах, устроенных особым образом.
Эти изменения я первоначально обнаружил, вычисляя результаты, о которых упоминал ранее, и только в дальнейшем я в полной мере осознал их. Таким образом, очевидно, что те, кто осмеливался приписывать исследованные мной феномены простым атмосферным колебаниям, сделали поспешное заключение».
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АВТОМОБИЛИ
Manufacturers' Record - 29 декабря 1904 г.
М-ру Альберту Финису, специальному корреспонденту Manufacturers' Record, Нью-Йорк:
Дорогой сэр.
Отвечая на ваш вчерашний вопрос: применение электричества для приведения автомобилей в движение - это определенно рациональная идея. Я рад узнать, что м-р Либ взял на себя применение ее на практике. Его долгий опыт работы с компанией General Electric и другими предприятиями должен оказать ему превосходную службу в решении этой задачи.
Нет сомнений, что таким образом может быть изготовлена высокоудачная машина. Поле действий неисчерпаемо, и этот новый вид автомобиля, использующий наведенное электрическое поле между генератором и ротором, имеет, по моему мнению, великое будущее.
Я сам в течение многих лет отстаивал этот принцип. В многочисленных технических публикациях вы найдете сделанные мной в этом отношении утверждения. В своей статье в Century в июне 1900 г. я применительно к этой теме сказал: «Пароходы и поезда все еще приводятся в движение прямым воздействием силы пара на валы или оси. Значительно больший процент тепловой энергии топлива может быть преобразован в кинетическую энергию при использовании вместо существующих морских двигателей и локомотивов динамо-машин, приводимых в действие специально сконструированными двигателями на пару под высоким давлением или газе, с применением электричества, вырабатываемого для приведения в движение. Таким образом можно выиграть от 50 до 100 процентов эффективности энергии, получаемой из топлива. Сложно понять, почему такой простой и очевидный факт не привлекает больше внимания со стороны инженеров.
С первого взгляда может показаться, что получать электричество с помощью двигателя и затем применять ток для вращения колеса, вместо того чтобы делать это с помощью какого-нибудь механического соединения с двигателем, - сложный и более или менее нерациональный процесс. Но это не так; напротив, использование электричества в этом случае имеет огромные практические преимущества. Только вопрос времени, чтобы эта идея нашла широкое применение на железных дорогах, а также на океанских лайнерах, хотя в последнем случае условия не настолько благоприятны. Как железнодорожные компании могут упорствовать в использовании обычных локомотивов - тайна. При наличии двигателя, вырабатывающего электричество и взаимодействующего с электромоторами под вагонами, поезд может двигаться с более высокой скоростью и экономичнее. Во Франции такое уже предпринял.
Heilman, и хотя его оборудование не было лучшим, достигнутые результаты заслуживают доверия и обнадеживают. Я вычислил, что значительного выигрыша в скорости и экономии также можно достичь на океанских лайнерах, усовершенствование которых особенно целесообразно по многим причинам.
Очень вероятно, что в близком будущем в качестве топлива будет использоваться нефть, и это сделает новый способ приведения в движение тем более похвальным. Компании - производители электричества с трудом смогут удовлетворить этот новый спрос на генераторы и двигатели.
Для автомобилей в этом направлении практически ничего не сделано, и все-таки кажется, что они предоставляют самые большие возможности для применения этого принципа. Вопрос, однако, в том, какой двигатель использовать - постоянного тока или мой индукционный. Первый обладает рядом преимуществ в отношении запуска и регулировки, но электромашинные коллекторы и щетки на автомобиле очень неудобны. Ввиду этого я бы высказался в пользу использования индукционного двигателя как идеально простого механизма, который никогда не сможет выйти из строя. Его характеристики превосходны, поскольку применяется очень низкая частота, и могут использоваться более трех фаз. Регулировка не будет представлять больших трудностей, и когда автомобиль такой новаторской конструкции будет произведен, его преимущества сразу же оценят.
С искренним уважением.
Н. Тесла.
В НАШИ ДНИ СЛЕДУЕТ ШИРЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЭНЕРГИЮ ВЕТРА
Энергия ветра недооценивается. Однажды она решительно займет место, которого заслуживает, ввиду необходимости замены существующего способа получения энергии. Возьмем хороший порыв ветра, по моим оценкам, это половина лошадиной силы на квадратный фут подвергающейся воздействию ветра земли. Вообразите, какая энергия остается неиспользованной при наличии в запасе такой мощи.
Приспособление, которое всегда было в распоряжении человечества - ветряную мельницу, - теперь можно встретить только в сельской местности.