Sistemul mondial fără fir al lui Nikola Tesla

În iunie 1899, un om de știință de origine sârbă, Nikola Tesla, începe munca experimentală în laboratorul său din Colorado Springs (SUA). Scopul Tesla la acea vreme era un studiu practic al posibilității de a transmite energie electrică prin mediul natural.

Laboratorul lui Tesla este ridicat pe un platou imens, care se află la o altitudine de două mii de metri deasupra nivelului mării, iar zona de sute de kilometri în jur este cunoscută pentru furtuni destul de dese cu fulgere foarte puternice.

Tesla a spus că, cu ajutorul unui dispozitiv fin reglat, a fost capabil să detecteze loviturile de fulgere care au loc la o distanță de șapte sau opt sute de kilometri de laboratorul său. Uneori, aștepta aproape o oră pentru sunetul tunetului de la următoarea descărcare de fulger, în timp ce dispozitivul său determina cu exactitate distanța până la locul unde a avut loc descărcarea, precum și timpul după care sunetul avea să ajungă în laboratorul său.

Dorind să studieze vibrațiile electrice de pe glob, omul de știință a instalat transformatorul de recepție astfel încât înfășurarea sa primară să fie împămânțată cu unul dintre bornele sale, în timp ce al doilea terminal a fost conectat la un terminal de aer conductor, a cărui înălțime putea fi reglată.

Înfășurarea secundară a transformatorului este conectată la un dispozitiv sensibil de autoreglare. Oscilațiile din înfășurarea primară au determinat să apară impulsuri de curent în înfășurarea secundară, care, la rândul său, a acţionat reportofonul.

Într-o zi, Tesla a observat lovituri de fulgere de la o furtună care năvăli pe o rază de mai puțin de 50 de kilometri de laboratorul său, iar apoi cu ajutorul dispozitivului său a reușit să înregistreze aproximativ 12.000 de descărcări de fulgere în doar două ore!

În timpul observațiilor, omul de știință a fost inițial surprins de faptul că loviturile fulgerelor mai departe de laboratorul său au avut adesea un impact mai puternic asupra dispozitivului său de înregistrare decât cele care au lovit mai aproape. Tesla a stabilit fără echivoc că diferența de putere a descărcărilor nu a fost cauza diferențelor. Dar ce atunci?

Pe 3 iulie, Tesla și-a făcut descoperirea. Observând o furtună în acea zi, omul de știință a observat că norii de furtună care se năpusteau cu viteză mare din laboratorul său au generat lovituri de fulgere aproape regulate (recurente la intervale aproape regulate). A început să se uite la casetofon.

Pe măsură ce furtuna s-a îndepărtat de laborator, impulsurile de curent din transformatorul de recepție s-au slăbit inițial, dar apoi au crescut din nou, a venit un vârf, apoi a trecut și a fost înlocuit cu o scădere a intensității, dar apoi a venit din nou un vârf, apoi din nou o scădere. .

El a observat acest model distinct chiar și atunci când furtuna se deplasase deja la aproximativ 300 de kilometri de laboratorul său, intensitatea perturbărilor rezultate a rămas destul de semnificativă.

Omul de știință nu avea nicio îndoială că acestea erau valuri care se răspândeau din locurile în care fulgerul a lovit pământul, ca de-a lungul unui fir obișnuit, și le-a observat crestele și jgheaburile chiar în momentele în care locul bobinei primitoare le-a lovit.

Tesla și-a propus apoi să construiască un dispozitiv care să genereze valuri similare. Trebuia să fie un circuit cu inductanță foarte mare și rezistență cât mai mică.

Un emițător de acest fel poate transmite energie (și informații), dar în esență nu în același mod ca implementat în dispozitivele Hertz, adică nu prin radiatie electromagnetica… Acestea ar trebui să fie unde staționare care se propagă de-a lungul pământului ca conductor și printr-o atmosferă conducătoare de electricitate.

Așa cum a fost conceput de om de știință, frecvența în sistemul său de transfer de energie trebuie redusă într-o asemenea măsură încât să minimizeze emisia (!) de energie sub formă undele electromagnetice.

Apoi, dacă sunt îndeplinite condițiile pentru rezonanță, circuitul va fi capabil să acumuleze energia electrică a multor impulsuri primare ca un pendul. Iar efectul asupra stațiilor de recepție reglate la rezonanță ar fi oscilații armonice, a căror intensitate ar putea, în principiu, să depășească în magnitudine fenomenele de electricitate naturală pe care le-a observat Tesla în timpul furtunilor din Colorado.

Cu o astfel de transmisie, omul de știință presupune că va folosi proprietățile de conducere ale mediului natural, spre deosebire de metoda lui Hertz cu radiații, unde multă energie este pur și simplu disipată și doar o fracțiune foarte mică din energia transmisă ajunge la receptor.

Dacă sincronizați receptorul lui Tesla cu emițătorul lui, atunci se poate obține energie cu o eficiență de până la 99,5% (Nikola Tesla, articole, p. 356), parcă prin transferul de curent printr-un fir de rezistență scăzută, deși în practică transferul puterea se obține fără fir. Pământul acționează ca singurul conductor într-un astfel de sistem. Tehnologia, crede Tesla, face posibilă construirea unui sistem mondial pentru transmiterea fără fir a energiei electrice.

Analogia pe care a dat-o Tesla contrastând sistemul său cu sistemul Hertzian în ceea ce privește eficiența transmiterii energiei (sau informațiilor) este aceasta.

Imaginează-ți că planeta Pământ este o minge de cauciuc plină cu apă. Emițătorul este o pompă alternativă care funcționează la un anumit punct de pe suprafața mingii - apa este extrasă din minge și returnată la ea la o anumită frecvență, dar perioada trebuie să fie suficient de lungă pentru ca mingea în ansamblu să se extindă și să se contracte la acea frecventa.

Atunci senzorii de presiune de pe suprafața bilei (receptoare) vor fi informați despre mișcări, indiferent de cât de departe de pompă se află, și cu aceeași intensitate.Dacă frecvența este puțin mai mare, dar nu foarte mare, atunci oscilațiile se vor reflecta din partea opusă a mingii și vor forma noduri și antinoduri, în timp ce dacă se lucrează într-unul dintre receptori, atunci energia va fi consumată, dar transmisia se va dovedi a fi foarte economică...

În sistemul hertzian, dacă continuăm analogia, pompa se rotește cu o frecvență enormă, iar deschiderea prin care se introduce și se întoarce apa este foarte mică. O parte colosală a energiei este cheltuită sub formă de valuri de căldură în infraroșu, iar o mică parte din energie este transferată mingii, astfel încât receptorii pot lucra foarte puțin.

În practică, Tesla își propune să realizeze condiții de rezonanță în sistemul wireless mondial, după cum urmează. Emițătorul și receptorul sunt bobine cu mai multe ture, împământate vertical, cu o conductivitate ridicată la suprafață la bornele atașate la cablurile lor superioare.

Transmițătorul este alimentat de o înfășurare primară, care conține semnificativ mai puține spire decât secundara și este într-o conexiune inductivă puternică la partea inferioară a unei bobine secundare cu mai multe spire împământate.

Curentul alternativ din infasurarea primara se obtine cu ajutorul unui condensator. Condensatorul este încărcat de sursă și descărcat prin înfășurarea primară a transmițătorului. Frecvența de oscilație a circuitului primar oscilant astfel format este egală cu frecvența oscilațiilor libere ale circuitului secundar, iar lungimea firului înfășurării secundare de la pământ la bornă este egală cu un sfert din lungimea de undă a oscilațiilor propagate de-a lungul acesteia.

Cu condiția ca aproape toată capacitatea electrică a circuitului secundar să cadă pe bornă, atunci este la bornă că se obține antinodul (întotdeauna oscilația maximă) a tensiunii și nodul (întotdeauna zero) al curentului, iar la punctul de împământare - antinodul curentului și nodul tensiunii.Receptorul are un design similar cu transmițătorul, cu singura diferență că bobina sa principală este multi-turn, iar cea scurtă din partea de jos este un secundar.

Optimizând circuitul receptorului, Tesla a ajuns la concluzia că pentru funcționarea sa cea mai eficientă trebuie corectată tensiunea din înfășurarea secundară. Pentru aceasta, omul de știință a dezvoltat un redresor mecanic, care permite nu numai să corecteze tensiunea, ci și să transfere energie la sarcină numai în acele momente în care tensiunea înfășurării secundare a circuitului de recepție este aproape de valoarea amplitudinii.