Никола Тесла

Тесла объяснил, как произошло, что вся его лаборатория оснащена подобными волшебными огнями, прототипами флуоресцентных ламп. «Я подвесил кусок металла на расстоянии от потолка на непроводящую веревку и соединил его с одним из концов индукционной катушки, другой конец которой был заземлен. Трубка с вакуумом теперь может находиться где угодно между кусками металла или вообще где угодно, лишь бы на определенном расстоянии между ними, и она будет светиться».

«Высокий, бледный мистер Тесла в своем отличном дорогом костюме просто держал лампу в руке, чем-то напоминая статую Свободы, и она горела», — делился впечатлениями Уэцлер. «Мы летим с непостижимой скоростью через бесконечное пространство, — закончил Тесла свое выступление, — все окружающее нас находится в постоянном движении, и энергия есть повсюду. Должен быть какой-то способ, чтобы использовать эту энергию гораздо лучше, чем в настоящее время. И когда свет получится из окружающей нас среды, и когда таким же образом без усилий будут получаться все формы энергии из своего неисчерпаемого источника, человечество пойдет вперед гигантскими шагами. Одно лишь созерцание этой великолепной перспективы возвышает наш дух, укрепляет нашу надежду и наполняет наши сердца величайшей радостью».

Зал разразился аплодисментами. Сторонники Теслы отмечали, что после этой лекции он занял место рядом с такими людьми, как Эдисон, Томсон, Александр Белл или один из создателей дуговой лампы, Чарлз Браш. Впрочем, не все прошло гладко: противники во время выступления отпускали едкие замечания и даже свистели. Среди них, кстати, был и Ми-хайло Пупин, которому идеи Теслы показались, мягко говоря, фантастическими.

«Во время лекции мистер Пупин со своими друзьями (скорее всего, с Элихью Томсоном и Карлом Херингом. — Е. М.) прерывали меня свистом, и мне было нелегко успокоить разбушевавшуюся аудиторию», — рассказывал Тесла. Потом, правда, Пупин извинился и, пытаясь загладить вину, написал Тесле письмо, чтобы договориться о встрече и демонстрации его двигателя, так как ему нужно было прочитать лекцию о многофазном токе. Но Тесла, видимо, обиделся. Отношения между ними начали ухудшаться.

«Лампы в руке мистера Тесла были похожи на огненный меч ангела справедливости», — написала после его лекции одна из нью-йоркских газет. «Мистер Тесла демонстрирует чудеса света», — вторила ей другая. «Лекция мистера Тесла долго будет жить в памяти каждого человека, который его слышал, открыв многим из них впервые, по-видимому, безграничные возможности применения и управления электричеством», — подчеркивал профессиональный журнал «Электрикал ревью».

Как раз на волне этой популярности, 30 июля 1891 года, Тесла стал гражданином США. Американское гражданство он ценил высоко и свидетельство о его присвоении повесил в своем кабинете на почетном месте. Он менял кабинеты и офисы, но свидетельство неизменно висело у него перед глазами.

Тем временем слухи о каких-то невероятных экспериментах Теслы росли как грибы после дождя. Говорили, что эти беспроводные лампы горели у него в лаборатории день и ночь, а сам Тесла время от времени пропускал через себя ток с напряжением в 10 тысяч вольт. Вокруг него образовывалось голубоватое сияние, а он сам оставался полностью спокойным и лишь улыбался. В свете «войны токов» и дискуссии об «ужасном убийце — переменном токе» эти разговоры возбуждали еще больший интерес к загадочному изобретателю.

И во многом эти слухи были чистейшей правдой.

После ухода от Вестингауза и открытия своей новой лаборатории Тесла занимался не только лампами новой конструкции, которые так удивили посетителей его лекции в Колумбийском университете. Много времени он уделял изучению свойств токов высокой частоты. Именно его работы в этой области во многом и положили начало такому явлению, как всемирная «тесламания», когда изобретателя начали награждать эпитетами вроде «повелителя молний», «волшебника электричества», «таинственного гения из Хорватии» и т. д.

Как мы помним, электродвигатель Теслы, благодаря которому началась его слава, работал на низкой частоте в 50 герц — из-за этого у него и возникли трудности с компанией Вестингауза. Но теперь Тесла решил попробовать увеличить частоту тока во много раз. Он собрал генератор, вырабатывавший ток частотой сначала 5 тысяч, а потом и 10 тысяч герц. Но и на этом он не остановился.

Для создания токов высокой частоты и высокого напряжения Тесла решил воспользоваться известным свойством резонанса, то есть явлением резкого возрастания амплитуды собственных колебаний какой-либо системы (механической или электрической) при наложении на них внешних колебаний с той же частотой. В первых своих установках — потом они получили название «резонансный трансформатор Теслы» или «катушка Теслы» — он получал ток частотой в 50 тысяч герц. Позже частоту удалось довести до 200 тысяч герц.

Для тех, кого более подробно интересует принцип действия его трансформатора, приведем цитату из книги биографа Теслы и электротехника Бориса Ржонсницкого: «Действие резонансного трансформатора основано на настройке в резонанс его первичного и вторичного контуров. Первичный контур, содержащий как конденсатор, так и индукционную катушку, позволяет получить переменные токи весьма высокого напряжения с частотами в несколько миллионов периодов в секунду. Искра между шариками разрядника вызывает быстрые изменения магнитного поля вокруг первичной катушки вибратора. Эти изменения магнитного поля вызывают возникновение соответствующего высокого напряжения в обмотке вторичной катушки, состоящей из большого числа витков тонкой проволоки, причем частота переменного тока в ней соответственно количеству искровых разрядов достигает нескольких миллионов перемен в секунду.

Наибольшей величины частота достигает в момент, когда периоды первичной и вторичной цепи совпадают, то есть когда наблюдается явление резонанса в этих цепях.

Тесла разработал очень простые методы автоматической зарядки конденсатора от источника тока низкого напряжения и разрядки его через трансформатор с воздушным сердечником. Теоретические расчеты изобретателя показали, что даже при самых незначительных величинах емкости и индукции в созданном им резонансном трансформаторе при соответствующей настройке можно получить путем резонанса весьма высокие напряжения и частоты».

Кстати, попутно Тесла сделал еще одно открытие, которым пользуются до сих пор. Для изоляции катушек сверхвысокой частоты он предложил помещать их в парафиновое, льняное или минеральное масло. Сейчас это масло называют «трансформаторным».

Итак, Тесла научился получать токи высокой частоты. Но возникал резонный вопрос: а зачем они вообще нужны? Тесла, конечно, не мог его проигнорировать. Но сначала он решил подробнее изучить свойства этого тока и его влияние на человеческий организм.

К тому времени уже было хорошо известно, что для человека опасен постоянный ток с напряжением от 120 вольт и выше. Что касается переменного тока, то сейчас, например, любой школьник младших классов знает, что пальцы в розетку совать нельзя — 220 вольт могут и убить. Но в бытовых электросетях используется ток низкой частоты — как правило, 50 герц.

С другой стороны, человек совершенно свободно переносит свет. А ведь свет — это электромагнитные волны очень высокой частоты. Может быть, и переменный ток очень высокой частоты так же будет хорошо переноситься человеком?

Тесла ставил эксперименты на самом себе. Сначала пропускал ток только через пальцы одной руки и обнаружил, что его действие на организм складывается из нагрева и возбуждения нервных клеток. Затем он стал увеличивать напряжение и частоту тока, пропуская его уже через обе руки. Надо сказать, что Тесла сильно рисковал — возможностей человеческого организма он все-таки не знал. Но все обошлось. Он убедился, что при частоте более 700 герц ток никаких болезненных ощущений не вызывает — организм на него почти не реагирует. Точно так же, как слух человека не реагирует на колебания свыше двадцати тысяч герц, а глаз — на колебания за пределами видимых цветов спектра.