Еще раз о Н.Тесла и электричестве

/Все новое — хорошо забытое старое. Повторение — мать учения/

«EXPERIMENTS WITH ALTERNATE CURRENTS OF VERY HIGH FREQUENCY AND THEIR APPLICATION TO METHODS OF ARTIFICIAL ILLUMINATION»,

A lecture delivered before the American Institute of Electrical Engineers, at Columbia College, N. Y., May 20, 1891

//Одна из лекций Тесла в одном из американских электротехнических ВУЗов, в 1891-м. Кому лень с аглицкого переводить. прим. автора.//

Из всех форм вечно текущей и изменяющейся природной энергии, подобно душе, оживляющей инертную материю, электричество и магнетизм, наверное, являются самыми пленительными. Ежедневно наблюдая явления гравитации, тепла, света мы воспринимаем эти явления, как привычные - без трепета и восхищения. Но электричество и магнетизм, с их необычной взаимосвязью и, как кажется, двойственной природой, – эти проявления уникальной из всех природных сил, с ее свойствами притяжения и отталкивания, вращения поля и другими странными проявлениями, пробуждают мысль к исследованиям и творчеству.

Что же такое электричество и что же такое – магнетизм? Мы вновь и вновь задаем себе эти вопросы. Лучшие умы человечества бились над этим, и все же полного ответа на эти вопросы до сих пор нет. И хотя мы до сих пор не знаем – что же из себя представляют эти две удивительные силы, кое что существенное о них нам известно с большой степенью достоверности:

· Мы уверены, что проявления электричества и магнетизма неразрывно связаны с эфиром и, по сути, являются проявлением каких – то его свойств

· Практически наверняка можно сказать, что эффекты статического электричества – это проявление статической деформации эфира, а динамические электрические эффекты и электромагнетизм – это эффекты, проявляющиеся при относительном движении одних слоев, или объемов эфира относительно других его слоев, или объемов,

но все это не дает ответа на вопрос – Что же такое: электричество и магнетизм?

//Есть такое мнение, что с тех пор никто и палец о палец не ударил, что бы дать на это ответ. Уже почти 120 лет. Прим. автора//

Что же такое электричество и есть ли в природе такая вещь, как электричество? Рассматривая факты электрических взаимодействий, или проявления некоей силы, действие которой проявляет себя как явление электричества, мы можем говорить об условиях проявления этой силы, или о порождаемых этой силой эффектах.

При рассмотрении явлений электричества можно выделить действие двух эффектов, или сил, противоположных по результатам своих действий и стремящихся нейтрализовать действие друг друга. Как показывают наблюдения, эти два противоположных эффекта действия существуют. Подобные проявления неизбежно должны возникать в среде, обладающей свойствами эфира. Иначе говоря, мы не можем локально создать в среде избыточное давление, смещение, или любое движение, не породив в ближайшем окружении в этой же среде равного по величине, но противоположного по направлению действия.

....

Таким образом, я считаю, что, говоря об электричестве, как о сущности, мы должны оставить идею существования двух электричеств // Для того, что бы притянуть теорию за уши, Лоренц придумал эти «два электричества». Ну еще заодно и квантовую механику как бы создал, такую же кривую и косую. Хотя «отцовство» оспаривается. Прим.автора//, поскольку близкое взаимосвязанное существование двух таких сущностей представляется мне крайне маловероятным. Трудно предположить, что бок о бок не исчезая существуют две абсолютно одинаковых сущности и при этом:

· Обе не проявляют себя в отсутствие материи (неразрывно связаны с материей)

· Обе проявляются одновременно, равны по величине, но противоположны по характеру действия

· Взаимопритягиваются и полностью нейтрализуют результаты действия друг друга,

но при этом являются двумя различными сущностями=? Хотя кажется, что подобное предположение является самым простым объяснением многих явлений и экспериментов, в такую гипотезу все же трудно поверить.

Если и существует такая вещь, как электричество, то существовать она может лишь в единственном числе. Возможно, что недостаток, или избыток этой вещи, но, что гораздо более вероятно, - условия, при которых эта вещь себя проявляет, определяют положительный, или отрицательный характер ее действия. Если рассматривать проявления электричества с этой точки зрения, то старая теория Франклина, хотя она и не во всем удовлетворительна, в конечном счете является объяснением, наиболее близким к истине.

Однако до сих пор, не смотря на все эти соображения, теория двух электричеств является главенствующей в умах большинства исследователей. Возможно потому, что, как кажется, с ее помощью можно легко объяснить явления электричества наиболее простым способом (зачем голову греть, действительно? . Но теория, которая лучше всего объясняет известные факты, вовсе не обязательно является верной! Предприимчивые мыслители постоянно изобретают теории, чтобы объяснить факты не входя с ними в противоречие, но каждый мыслящий человек имеется свое собственное представление о предмете (сермяжную логику еще никто не отменял. Хотя работы над этим идут интенсивные).

Все это говорится не для того, чтобы популяризовать мою точку зрения на предмет, но чтобы Вам было понятнее – на каком базисе выстроены мои научные предположения, в каком направлении и с какой целью проводились мои исследования и что могут значить их результаты.

Как исследователь, я твердо придерживаюсь мысли, что некая вещь, которую мы не задумываясь, по привычке, называем электричеством, существует. Вопрос в том – что это за вещь? Или, говоря иначе, какую из всех известных нам вещей и проявлений нам следует назвать электричеством?

Что мы знаем об электричестве? То, что оно:

· Ведет себя как несжимаемая жидкость

· Его нельзя ни создать, ни уничтожить (т.е. природе его должно быть постоянное количество)

· Самое важное – то, чему нас учат наблюдаемые явления света и тепла, - проявления электричества и проявления эфира абсолютно неразрывно связаны.

Из последнего само собой следует, что все проявления электричества можно назвать проявлением свойств эфира, а само электричество – эфиром. В некотором смысле эта идея выдвигалась доктором Лоджем. Его интересная работа была прочитана всеми, а выдвинутые им аргументы о двойственном проявлении свойств эфира убедили многих. Выдающиеся способности автора и сама занимательная природа обсуждаемого предмета завораживают читателя, но по мере того, как очарование от прочитанного слабеет, становится ясно, что это не более, чем оригинальные рассуждения. Должен признаться, что если я не верю в существование двух электричеств, то в существование эфира с двойственной природой, или в существование двух эфиров, я не могу поверить тем более.

Загадочно поведение эфира по отношению к волнам и твердым телам. По отношению к свободным волнам солнечного света и тепла свободный (межпланетный) эфир ведет себя как твердое тело, но по отношению к волнам, движущимся сквозь эфир как одно связанное твердое материальное тело, он ведет себя как жидкость. Эти свойства эфира наиболее разумно объясняет предположение сера Вильяма Томпсона о том, что эфир находится в движении. Однако помимо этого нет ничего, что с определенностью не позволило бы нам предположить, что хотя нечто, проявляющее себя к прохождению поперечных волн в области низких частот как жидкость, и уже не могущее передавать поперечные колебания в диапазоне от несколько сотен Герц до нескольких Килогерц, то эта же субстанция не сможет являться проводником для поперечных волн в диапазоне от сотен Гигагерц (по сути проявляя себя уже как твердое тело п.п.). Никто также не доказал существование поперечных волн эфира, излучаемых машиной переменного тока, дающей низкое количество колебаний в секунду, поскольку для таких медленных возмущений поведение эфира в точности совпадает с поведением жидкости (т.е. колебания низких частот – продольные волны эфира п.п.).

Вернемся к обсуждаемому предмету. Помня о том, что существование двух электричеств крайне маловероятно, стоит отметить, что мы не можем обнаружить никаких проявлений электричества в отсутствие твердой материи, а значит – электричество эфиром быть не может, но может быть проявлением свойств эфира связанным с контактом эфира с материей, или проявляющимся в непосредственной близости от материи. Иначе говоря – так называемый статический заряд молекулы как - то связан с самой материей молекулы. Рассматривая предмет с этих позиций, мы можем обоснованно заключить, что электричество участвует во всех молекулярных взаимодействиях.

Далее: мы можем только предполагать – чем отличается эфир, окружающий молекулы, от свободного ни с чем не связанного эфира. Поскольку их плотности должны быть равны (ведь эфир несжимаем), можно предположить, что эфир, окружающий молекулы находится под некоторым давлением, или, что наиболее вероятно, находится в движении. Невозможно понять функцию эфира и то, как он «работает», без точного представления об устройстве материи, о чем мы можем иметь не более, чем некие личные умопостроения.

Однако из всех возможных взглядов на устройство мира, точка зрения, предполагающая существование одной сущности, являющейся первопричиной одной единой силы, отвечающей за все виды взаимодействий, кажется мне наиболее научной и правдоподобной. Бесконечно малый мир с его молекулами и, подобно небесным телам, формирующими их, вращающимися по своим орбитам и несущим с собой свой статический заряд атомами, по моему мнению, наиболее точно соответствует всем особенностям рассматриваемого нами явления: вращение молекул и прилегающего к ним слоя эфира, порождает в эфире деформации, или электростатические давления; выравнивание давлений приводит к перемещениям эфира, порождая электрический ток, а перемещения орбит (по орбитам) порождают эффекты электромагнетизма и постоянных магнитов.

....

Около 15 лет назад профессор Роланд продемонстрировал важный и наиболее интересный факт: механически перемещаемый заряд статического электричества производит эффекты, аналогичные действию электрического тока.

...

Я кратко представил на Ваше рассмотрение результаты своих исследований по данному вопросу, лишь мельком коснувшись самых важных, заслуживающих внимания фактов в данной обширной области исследований, где каждый шаг вперед открывает новое понимание и новые возможности.

Время покажет - насколько далеки от практического применения изложенные мною результаты, но я уверен, создание практичного источника искусственного освещения следует искать среди методов и в направлении, обозначенных мною Вам в этой лекции (высоковольтный и высокочастотный разряд а разреженных газах п.п.).. Каким бы ни был мгновенный непосредственный практический результат этих экспериментов, они являются надежной базой для последующих исследований по созданию идеального искусственного источника света.

Именитые ученые бьются над задачей – как бы получить и использовать излучение определенного диапазона не возбуждая при этом излучения в смежных диапазонах. В устройствах для получения искусственного света, основанных на преобразовании в свет других видов энергии, подобный результат недостижим вне зависимости от того – каким именно способом (химическим, электрическим, или каким - либо другим) получаются колебания светового диапазона, ведь невозможно получить более высокочастотные колебания не пройдя через диапазон более низких частот. Подобная постановка вопроса сродни проблеме мгновенного придания высокой скорости материальному телу минуя разгон (т.е. не проходя постепенно через область низких скоростей).

...

Однако есть возможность получения энергии не только в форме света, но и в форме механической энергии неким более прямым методом непосредственно из окружающей среды. Придет время, когда это осуществится практически, и тогда каждый сможет произнести эти слова без риска быть обвиненным в беспочвенных фантазиях. Мы движемся по спирали в бесконечном Космосе с невообразимой скоростью, все в и вокруг нас вращается, все движется – энергия есть в каждой точке. Должен существовать способ более прямого, непосредственного доступа к этой энергии, нежели тот, который мы используем теперь. Когда энергетический голод будет преодолен и свет и энергия станут доступны нам без особенного усилия непосредственно из неисчерпаемого источника – окружающей нас среды, человечество двинется вперед гигантскими шагами. Одно только предощущение этих ожидаемых возможностей окрыляет наш разум, укрепляет наши надежды и наполняет наши сердца неистощимой радостью.

Открытия Николы Тесла легли в основу современной электротехники. Он создал первые образцы генератора двухфазного (!!!) переменного тока и высокочастотного трансформатора. Его работы по беспроволочной передаче сигналов на расстояние оказали большое влияние на развитие радиотехники; он сконструировал ряд радиоуправляемых самоходных механизмов, названных им "телеавтоматами", разработал принцип радиолокации. За свою жизнь Н. Тесла сделал около 1000 различных изобретений и открытий, получил почти 800 патентов на изобретения в различных областях техники (электрический счетчик, частотомер, ряд усовершенствований в радиоаппаратуре, паровых турбинах и др.)

Для спецов — технарей (электриков и электронщиков) все это из категории «капитан Очевидность». Уместно напомнить древние Три постулата.

1) Если все понятно, но ничего не работает — это теория .

2) Если все работает, но ничего не понятно — это практика.

3) Если ничего непонятно и ничего не работает — практика, совмещенная с теорией.

Я не зря выделил фрагменты про двухфазную компоновку электроснабжения. Которую предлагал Тесла. Если логично размышлять, то «папа» переменного тока и существующего поныне на всей планете, без каких либо изменений концепта электроснабжения что то знал, верно? Промышленную частоту (60 Гц) предложил именно он. Пальцем в небо тыкнул, в самую середку? Да не фига! Он вычислил «тактовую частоту» электрического поля планеты, которая в то время была в пределах 7,5 Гц (его открытие отжали, отдали некому Шуману) Он вывел компромисс для тогдашнего уровня технологии, а именно синхронных генераторов Грамма с самовозбуждением и оптимизации потерь генерации при «транспорте» с помощью ВВ ЛЭП. Даже масло трансформаторное до недавнего времени заливали без затей именно по его «рецепту»! По материалам диэлектриков его исследования так и остались технологически непревзойденными. Про «смещение Максвелла» упоминать всуе не надо. //Все мы по молодости считали своих родителей дураками и все потом замечали, что они как то резко поумнели...Когда нам за 20-ть стало// Это я к тому, что достижения Великих не очень то получилось превзойти. Это справедливо ко всему 19-му веку, начиная с работ Эрстеда и Фарадея. На пресловутом «диске Фарадея» (униполярное динамо) диссертаций защищено немерено. Даже НП кому то обломилась. С «объяснялщиками» всегда был полный поряд и комплект. У нас дефицит с «понималщиками». Отвлекся, извиняйте.

Возвращаясь к теме компоновки стандарта питания двухфазным переменным током (всем известная схема «моста», которая в основном применяется в ИБП и сервоприводах), Тесла просчитал как потери «на излучение» ВВ ЛЭП, так и основных потребителей электроэнергии, асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. «Асинхронники» так же его разработка, он их первый придумал. Д. Добровольский работал над ТЗ по «количеству проводов». С питающими кабелями в те времена были проблемы, кто спорит. Они и сейчас дорогие, а что говорить про конец 19-го века? И там и там три провода. По Тесла, нейтраль + два линейных, с сдвигом П/2 (180). Д. Добровольский предложил те же три провода, только с сдвигом П/3 (120). Собственно, этот бред и головную боль имеем до сих пор. Если честно, кто может реально разобраться во всех этих нечетных фазах? И вообще в чем преимущество? ВВ ЛЭП «треугольником» (тремя проводами) видели все, а кто то даже в курсе, как оно все работает. Какая «зона отчуждения» под этими ЛЭПками? А какого хрена оно там все сияет и трещит, «птички не поют, деревья не растут»? Да элементарно, Ватсон! В противофазе (взаимная компенсация — подавление «синфазного сигнала») Думаю, дальше объяснять не надо. Та же самая ситуация и с запуском АЭД. Всеми любимый cos Ф   стремится к минимальным своим значениям, но самый там главный «вредитель» — дядя Ленц (самоиндукция). Выброс которой приходится в аккурат в «обратку» — по осциллу 180 градусов. Это справедливо для ИБП и не только. . В нашем случае каждая линия (фаза) ведет себя как одиночный коммутатор (ключ) . Однотактный преобразователь на силовом элементе имеет выброс самоиндукции х 2.5 от номинала питания. А вот в мостовой схеме выброс «влетает» в аккурат противоположную линию (фазу). Подзарядил емку или диод, подпер на доли секунды — все равно оно пошло на пользу.  - "рекуперация, однако!" -  А в этих е@@нутых трехфазных нечетных линиях происходит только разогрев кабеля и «девиация» потенциала нейтрали (девиация петли гистерезиса в магнитопроводе трансформатора ТП, но КТО его считает? Абонент все равно платит!" .   Потери совершенно жуткие, которые на абонентов списывают. АЭД после 20 kW выгоднее не выключать, чем их запускать даже раз в сутки. А что мощнее еще — вверх ногами вешайся. Шифоньер в «нагрузку» (ЭПП шкаф). Стоимость которого превышает стоимость  двигателя... 

— Стою на асфальте я в лыжи обутый. Или лыжи не едут или я ..... того — 

Возникает резонный вопрос - к чему все эти пространные рассуждения (для кого то банально - очевидные)? Это уже совсем другая тема, на которую ответить несложно. Сложно ПОНЯТНО ответить, "тем, кто не в танке". Попробую, но не уверен, что смогу. Тапками не швыряйтесь, если что. Тема очень серьезная на самом деле и "архиважная", как говорил В.И. Ульянов- Ленин. Как в фильме "Приключения итальянцев в России".

 - Андрюша, хочешь миллион? -