Никола Тесла - Статьи

Пользуясь случаем, хотел бы, не вдаваясь в детали, сказать, что всякий, кто попытается построить такую машину в первый раз, непременно будет рассказывать повести, полные печали и скорби. Сначала он, само собой разумеется, приступит к изготовлению якоря с необходимым количеством полюсов. Затем он получит удовлетворение от создания машины, способной сопровождать своей работой оперу Вагнера от начала до конца. Она, возможно, будет обладать способностью почти идеальным способом превращать механическую энергию в тепловую. Если будет возможность перемены полярности полюсов, он будет получать теплоту непосредственно от машины; если перемены нет, нагрев будет меньше, однако желаемый эффект не будет достигнут. Затем он откажется от железа в якоре и будет метаться между Сциллой и Харибдой. Он будет искать одну помеху и находить другую, однако после нескольких тяжких испытаний, возможно, получит приблизительно то, что хотел.

Из многих экспериментов, которые можно проводить с такой машиной, весьма интересны опыты с индукционной катушкой, находящейся под высоким напряжением. Совершенно меняется характер разряда. Дуга имеет гораздо большую протяженность, и на нее с такой легкостью воздействует малейший поток воздуха, что она извивается самым причудливым образом. При этом она обычно издает ритмичный звук, свойственный исключительно дугам переменного тока, но есть любопытная особенность, состоящая в том, что можно услышать звук с частотой, намного превышающей десять тысяч колебаний в секунду, что многими считается почти пределом слухового восприятия. Во многих отношениях катушка ведет себя подобно электростатической машине. Контактный прерыватель значительно уменьшает искровой промежуток, электричество истекает свободно, а от провода, присоединенного к одной из клемм, исходят легкие потоки света, как если бы он был присоединен к полюсу мощной машины Теплера. Все эти явления возникают, конечно, в основном по причине достижения огромной разности потенциалов. Вследствие самоиндукции катушки, а также высокой частоты ток очень незначителен, в то же время происходит соответствующее увеличение напряжения. Электрический импульс той или иной силы, возникший в такой катушке, длится не менее четырех десятитысячных секунды. Так как это время превышает половину периода колебаний, возникает мысль, что во время прохождения тока появляется противодействующая электродвижущая сила. Вследствие этого возрастает напряжение, как это происходит в наполненной жидкостью трубке, которая быстро колеблется вокруг своей оси. Ток настолько мал, что, по мнению и невольному опыту автора, разряд даже очень большой катушки не может оказать опасного воздействия, в то время как пропущенный через ту же катушку ток более низкой частоты, даже если электродвижущая сила была бы гораздо меньшей, вызывает разряд, который будет очень опасен. Этот результат, однако, лишь отчасти обусловлен высокой частотой. Эксперименты, проведенные автором, доказывают, что чем выше частота, тем большее количество электрической энергии может пройти сквозь тело, не причинив больших неприятностей; следовательно, представляется достоверным, что ткани человеческого тела действуют как конденсаторы.

Вы не вполне подготовлены к работе с катушкой, соединенной с лейденской банкой. Вы, конечно, представляете, что из-за высокой частоты емкость банки должна быть небольшой. Следовательно, вы берете очень маленькую банку, размером примерно с небольшой винный бокал, но обнаруживаете, что даже с такой банкой катушка практически замкнута накоротко. Затем вы уменьшаете емкость до тех пор, пока не остановитесь на емкости, равной примерно двум сферам, скажем, десяти сантиметрам в диаметре и отстоящим на два-четыре сантиметра одна от другой. Тогда разряд принимает форму зубчатой ленты, в точности такой, как серия искр, наблюдаемая в быстро вращающемся зеркале; зубцы, конечно, соответствуют разрядам конденсатора. В этом случае вы можете наблюдать странное явление. Разряд начинается на ближайших выступах, постепенно нарастает, в некоторых местах ближе к вершинам сфер он прерывается, опять начинается снизу и так далее. Это происходит так быстро, что видны сразу несколько зазубренных лент. Это может озадачить вас на несколько минут, но объясняется достаточно просто. Разряд начинается и увлекает дугу вверх, пока она не прервется, возникая вновь на ближайших выступах и т. д. Поскольку ток свободно проходит сквозь конденсатор малой емкости, будет считаться вполне естественным, что присоединение лишь одной клеммы к телу такого же размера, при этом его изоляция не имеет значения, значительно уменьшает пробойное расстояние дуги.

Эксперименты с трубками Гейслера представляют особый интерес. Трубка без каких-либо электродов, из которой откачан воздух, будет светиться, находясь на некотором расстоянии от катушки. Если вакуумную трубку поместить рядом с катушкой, вся трубка засияет ярким светом. Лампа накаливания, поднесенная к катушке, засветится и ощутимо нагреется. Если одну из клемм лампы присоединить к клемме катушки и приблизить руку к колбе, то между стеклом и рукой произойдет очень необычный и весьма неприятный разряд, и нить накаливания может раскалиться добела. Разряд до некоторой степени похож на поток, исходящий из пластин силовой установки Теплера, но имеет несравнимо бóльшую величину. Лампа в этом случае действует как конденсатор, в котором разреженный газ образует одну обкладку, а рука оператора — другую. Если взять лампу в руку и приблизить ее к проводу, соединенному с катушкой, или коснуться его металлическими клеммами, электрод начнет ярко светиться, а стекло быстро нагреется. Работая со 100-вольтной лампой в 10 свечей, вы сможете, не испытывая больших неудобств, выдерживать ток такой величины, которая заставит лампу достаточно ярко светиться; но держать ее в руке можно только несколько минут, так как стекло нагревается за невероятно короткое время. Когда трубка, помещенная вблизи катушки, светится, можно добиться прекращения свечения, поставив металлическую пластину между катушкой и трубкой, но если металлическую пластину прикрепить к стеклянному стержню или изолировать другим способом, трубка может продолжать светиться, несмотря на вклинившуюся пластину, или яркость ее свечения может даже возрасти. Эффект зависит от положения пластины и трубки относительно катушки, и его всегда можно предсказать, допустив, что существует проводимость от одной клеммы катушки к другой. В зависимости от положения пластины она может или отводить ток от трубки или направлять его к ней.

В другом направлении исследований автор часто проводил опыты, поддерживая свечение в 50- или 100-вольтных лампах накаливания с любой требуемой силой света, присоединив обе клеммы каждой лампы к толстому медному проводу в несколько футов длиной. Эти эксперименты представляются достаточно интересными, но они являются таковыми не более, чем эксцентричный опыт Фарадея, который не забыт и часто проводится современными исследователями, и в котором получаемый разряд возникает между двумя концами согнутого медного провода. Будет уместно сослаться на эксперимент, который представляется столь же интересным. Если трубку Гейслера, клеммы которой соединены медным проводом, поместить рядом с катушкой, никто, конечно, не будет готов увидеть свечение трубки. Достаточно любопытно, что она всё-таки светится и, что еще более любопытно, провод, как кажется, не играет при этом большой роли. Хотя в первый момент вы склоняетесь к мысли, что это явление как-то связано с полным сопротивлением провода. Но эта идея, конечно, немедленно отвергается, так как для этого потребовалась бы огромная частота. Эффект, однако, вызывает недоумение только поначалу, потому что по размышлении становится совершенно ясно, что провод может играть лишь незначительную роль. Этому можно найти несколько объяснений, но, возможно, наиболее подходящим будет вывод, допускающий, что электрический ток от клемм катушки проходит через пространство. В соответствии с этим предположением — и пусть трубка с проводом находится в любом положении — провод забирает на себя часть тока, проходящего сквозь пространство, в котором находятся провод и металлические клеммы трубки; сквозь примыкающее пространство ток проходит практически без помех. Поэтому, если трубка перпендикулярна линии, соединяющей клеммы катушки, провод едва ли играет какую-либо роль, но, располагаясь более или менее параллельно этой линии, провод до определенной степени снижает яркость свечения трубки и ее способность светиться. Основываясь на этом предположении, можно объяснить многие другие явления. Например, если на концы трубки поставить пластинки в форме шайб достаточного размера и удерживать ее на линии, соединяющей клеммы катушки, она не будет светиться, и тогда почти весь ток, вместо того чтобы проходить сквозь пространство между пластинками, пойдет в обратном направлении по проводу. Но если наклон трубки относительно линии будет достаточным, она будет светиться, несмотря на наличие пластин. То же, если металлическую пластину укрепить на стеклянном стержне и удерживать под прямым углом к линии, соединяющей клеммы, сместив ее ближе к одной из них: трубка, расположенная более или менее параллельно с линией, тотчас же засветится, как только одна из клемм коснется платы, и погаснет, если клемма не касается ее. Чем больше поверхность пластины, до определенного предела, тем легче возникает свечение трубки. Когда трубка помещена под прямым углом к прямой, соединяющей клеммы, и затем поворачивается, ее свечение неуклонно возрастает, пока она не станет параллельной этой линии. Автор обязан, однако, заявить, что он придает идее утечки тока через пространство не больше значения, чем это необходимо для объяснения, потому что убежден в том, что все эти эксперименты не могли бы быть проведены с машиной постоянного тока, дающей постоянную разность потенциалов, а также в том, что к этому явлению имеет отношение действие конденсатора.