Изобретения Николы Теслы: самые важные, секретные и необычные

Изобретения Николы Теслы: самые важные, секретные и необычные Лодки

F.a.q.

Ниже — список наиболее часто задаваемых вопросов, с ответами. Если у Вас есть вопрос — пожалуйста, прежде чем задавать его, убедитесь, что его нет в списке ниже, либо приведите аргументацию — почему приведенный ниже ответ на такой вопрос является неубедительным.

• Если эта идея рабочая — то не убьют ли токи в грунте земли всё живое что там есть?Таких рисков нет. Просто потому, что плотность тока в поверхностном слое Земли будет мизерная (возьмем 2 килоампера в Башне, и распределим такой ток по периметру в 20 000 км длиной, и 100 метров глубиной; получим плотность тока — порядка 1 мкА на квадратный метр, что не ощутит ни один живой организм). Т.е. большой переменный внешний потенциал от заряда на грунте (киловольты и выше) — сочетается с очень малыми токам, и одновременно вертикальная составляющая напряженности электрического поля около грунта — мала (много меньше фоновой величины в 130 вольт на метр).

По мере роста высоты — напряженность поля (и без того малая) будет падать, так что самолетам и спутникам -) тоже ничего не грозит.• Вы делаете планетарную микроволновку.К механизму нагрева вещества микроволновым излучением процессы связанные с Башней Тесла не имеют абсолютно никакого отношения.

Омические потери, разумеется, будут — но даже гигаватт, распределенный на площадь всей планеты — это все равно, что спичкой греть море.• У вас модель в HFSS некорректная — вы взяли две сферы из металла и конечно получили ТМ-моду.Нет, мы не брали сферы из проводников — а честно заложили проводимости грунта и ионосферы, исходя из их табличных значений.

Соответственно и размер модели — большой (чтобы благодаря площади сечения диэлектрика-грунта, его можно было рассматривать как проводник).• Понятно, что ТМ-моду можно возбудить. Но как на практике можно пробросить порт от грунта до ионосферы?А этого и не надо делать — см. в статье выше.

Достаточно подключения генератора только к грунту, остальное будет автоматически наведено переменными токами в окрестности Башни. Т.е. формально можно считать антенной — круговую область грунта около башни, с радиусом порядка длины волны.• Земля — диэлектрик, так что ток не проводит, и ничего не получится.Грунт отлично проводит ток, см выше.

На заре ЖД индустрии обратным проводником служила как раз Земля, и совершенно замечательно работала в качестве такового (не внося сколь-нибудь заметного сопротивления). К тому же, будь грунт в целом — плохим проводником, обычное заземление было бы бесполезно (т.е. не работало бы — а практика показывает обратное).• У вас обычная радиоантенна, КПД передачи будет ничтожным.Как показано выше, к радиоантеннам Башня не имеет ни малейшего отношения — т.к. собственно радиоизлучение у неё в практическом смысле — отсутствует (т.е. оно на очень много порядков меньше потерь на омическое сопротивление Башни).• Чем это всё отличается от Шумана?

Обычный резонанс Шумана, все это знают и поэтому идея не работоспособна. И ничего нового в этом нет.Резонанс Шумана — это не резонанс конкретной моды, а явление шума на первых гармониках нулевой ТМ-моды, связанное с наличием импульсной накачки резонатора Земля-Ионосфера на частоте около первой моды (10 Гц — т.к. в среднем в секунду происходит около 40-50 разрядов молний, из которых по статистике только 20%-25% бьют в землю), и с тем фактом что средняя частота разрядов распределена по поверхности планеты не равномерно (с характерным масштабом неоднородности такого распределения — порядка длины волны первых гармоник).

Иначе говоря, шум резонанса Шумана — связан с наличием (хотя и слабой) пространственно-временной когерентности ударов молний. Т.е. если бы молнии били равномерно по всей поверхности — резонанса Шумана (т.е. шума на частотах первых гармоник) не было бы.

Или если бы средняя частота удара молний была бы не 10 Гц, а 10 кГц, то максимум энергии был бы совершенно на других гармониках/модах. Кроме того, в резонансе Шумана возбуждается только нулевая ТМ-мода, а для наших частот — будут активно участвовать и следующие моды.

Таким образом, хотя косвенная связь с резонансом Шумана и есть — но наш случай это не резонанс Шумана. Принципиально новых физических эффектов мы действительно не предлагаем – всё строго в рамках того, что уже давно известно в соответствующих разделах физики.

Мы лишь “склеили” известные знания в объяснение работоспособности Башни Тесла.• Добротность резонанса будет низкой — потому как у вас, по сути, Шуман, так что стоячей волны не получится, будет бегущая волна с большим затуханием.Не верно, во-первых у нас не Шуман — см. вопросы выше, во-вторых даже для первых гармоник нулевой ТМ-моды (т.е. для резонанса Шумана) добротность доходит до 10-ки (см. пруфы выше), что означает время затухания энергии в несколько десятых секунды — т.е. очень много.

И согласно фактически экспериментальным данным, добротность с ростом номера гармоники (т.е. с ростом частоты) — растет, причем быстрее, чем корень из частоты. Так что стоячая волна — будет, и ожидаемая добротность на нашем диапазоне частот составляет как минимум несколько сотен.• Если в грунте будут проводники электрически-длинные относительно длины волны — у вас волна будет на них концентрироваться и затухать.Не верно, проводники в грунте (например, трубы систем отопления и т.п.) означают локально улучшенную проводимость грунта, что приведет только к возрастанию добротности резонанса — т.е.

увеличению КПД передачи энергии. Реально в качестве такого «оттягивающего» проводника может работать только проводник достаточной длины, находящийся не в грунте, но — заземленный одним концом. Таковых не наблюдается (провода линий ЛЭП, при том что они достаточной длины, разумеется не заземлены — т.е «не видят» переменного потенциала грунта, а наводки от внешнего поля грунта буду слабы — т.к. мала напряженность поля, см. выше — велик только переменный потенциал самого грунта, но не поле от такого потенциала).• При таком подходе невозможна адресная доставка энергии, так что в такой технологии — даже если она заработает — нет никакого смысла.Можно идти не путем адресной доставки, а путем контроля доставки.

Любой приёмник будет генерировать волну, которую можно элементарно засечь. Для отбора сколь-нибудь высокого по плотности потока энергии — потребуется очень хорошее заземление и высокодобротный приёмник (т.е. фундаментальная и дорогая конструкция). Так что делать фундаментальную конструкцию, для того чтобы её функционирование было пресечено на следующий день — экономически не целесообразно. • А вы не боитесь, что создадите второй Тунгусский метеорит?

Можно ли как-то защититься от поля, создаваемого установкой?Нет, не боимся. Чтобы всерьез об этом говорить, надо иметь четкую модель того что такое тунгусский метеорит и как его вызвать Башней. У нас такой модели нет. Если же есть острое параноидальное желание защититься от поля, создаваемого стоячей волной – то, разумеется, это можно сделать (например — заглубив объект под землю, т.е. по сути просто хорошо заземлив всю его внешнюю поверхность – что просто и недорого, либо же поставив отдельный приёмник — снимающий и отводящий энергию при достижении некоего порога плотности энергии).• Вы не учли возможную электрохимию при протекании тока в грунте.Да, разумеется.

Как только вы дадите нам подробную карту (с разрешением хотя-бы в километр) электрохимических свойств грунта всех материков Земли (на глубину хотя-бы в 100 метров) — мы непременно учтем это в модели. Но в обозримом будущем таких данных не предвидится.• Вы влезете в диапазон СДВ-связи, и/или связи подлодок, и «за вами придут».Во первых, отдельный чистый синус — не сможет нарушить связь (т.е. фильтруется совершенно элементарно).

Во вторых, при высоком значении переменного потенциала грунта Земли, напряженность поля будет малой (в силу достаточно большой области распределения поля в вертикальном направлении). В третьих, эксперимент разумеется нужно проводить под эгидой одного из НИИ, в этом случае соответствующие «разрешения» на эксперимент — проблемой не станут.• Как будет сказываться факт работы нескольких башен/приёмников одновременно?Никак.

Если частоты башен одинаковы — то итоговая стоячая волна будет просто несколько более сложной формы (как результат интерференции волн от нескольких башен), чем от одной Башни — что никак не скажется на работоспособности системы. Если же частоты разные — то в силу очень высокой добротности контуров (у источника и приёмника), частотная избирательность контуров будет огромной, т.е. башни по сути просто «не будут видеть» никаких частот кроме собственной. Т.е. суммарное поле в резонаторе Земля-ионосфера будет существовать в форме биения частоты, но на работе системы это никак не скажется.• Не возникнет ли большого шагового напряжения — аналогично тому как это происходит при падении на грунт оборванного конца ЛЭП?Нет, не возникнет.

Если, например, взять амплитуду переменного потенциала грунта в пучности напряжения стоячей волны равную 15 киловольт, и длину волны в 30 000 м (что соответствует частоте 10 кГц, и мощности источника много больше мегаватта), то это даст «шаговое напряжение» (т.е. градиент потенциала вдоль поверхности земли)

около 2 вольта на метр. Что совершенно безопасно. Основное отличие от обрыва провода ЛЭП в том, что площадь контакта провода ЛЭП с грунтом минимальна — что дает очень большое сопротивление заземления. В результате подавляющая часть напряжения падает на небольшой (короткой) окрестности от конца провода, что и приводит к высокому шаговому напряжению для такого случая.

//——————————————————————————–//UPDATE 2021.02.26:Поскольку практическая реализация исходной идеи оказалась значительно сложнее первоначальных ожиданий, и в теорчасти и в плане проведения проверочных экспериментов, то этот проект находится на паузе.

Мы решили сфокусироваться на более прикладных аспектах применения технологии дистанционной беспроводной передачи электроэнергии. Два года назад мы стали компанией в США, и за это время прошли большой путь развития — налаживание бизнес контактов, получение инвестиций, договоренности по пилотным проектам и т.п.

В настоящий момент мы сфокусировали свои усилия на cоздании и внедрении в массовую коммерческую эксплуатацию промышленной системы для подзарядки дронов на лету. Суть системы та же что и в статье выше, резонансные связанные контуры. Было сделано несколько прототипов с последовательным наращиванием уровня мощности/КПД/дистанции и достигнуты серьезные результаты.

Для реализации этой (и не только) задачи мы открываем инженерный офис в России (100% дочернее предприятие головной корпорации) и набираем в команду инженеров имеющих хороший практический опыт в области силовой импульсной схемотехники, от проектирования до сборки и отладки железа. Т.е. нужны руки из плеч, большой опыт и активная позиция в проекте — готовность разбираться с непонятным, и самостоятельно формулировать/решать нестандартные/нетривиальные задачи в русле основного направления проекта.

Смотрите про коптеры:  маска пейн наруто на АлиЭкспресс — купить онлайн по выгодной цене

Дополнительным плюсом является умение программировать контроллеры, знание тепловых расчетов, опыт работы с вопросами электромагнитной совместимости, знание ограничений по госрегулированию в области радиоизлучения на диапазон 10-100 кГц в США/Европе, опыт прохождения сертификации по FCC.

Работа в проекте будет крайне насыщенной и интересной т.к. решаемые задачи далеки от областей имеющих устоявшиеся решения. Режим работы — фуллтайм, в дружном коллективе, с конкурентной зарплатой и хорошим техническим обеспечением. Дислокация — Москва/ближнее подмосковье.

Если Вы соответствует описанным выше требованиям и у вас есть желание работать в таком проекте, то пишите в личку, с радостью пообщаемся, расскажем все подробности и с узнаем о ваших достижениях и увлечениях. В комментах по этой теме ничего отвечать не буду дабы не начинался холивар.

Nikola tesla u.s. patent 723,188 – method of signaling

NIKOLA TESLA, OF NEW YORK, N. Y.

SPECIFICATION forming part of Letters Patent No. 723,188, dated March 17, 1903.

Original application filed July 16, 1900, Serial No. 23,847. Divided and this application filed June 14, 1901. Serial No. 64,522. (No model.)

To all whom it may concern:

Be it known that I, NIKOLA TESLA, a citizen of the United States, residing in the borough of Manhattan, in the city, county, and State of New York, have invented certain new and useful Improvements in Methods of Signaling, of which the following is a specification, reference being had to the drawings accompanying and forming a part of the same.

In certain systems for transmitting intelligible messages or governing the movements and operations of distant automata electrical impulses or disturbances produced by suitable apparatus are conveyed through the natural media to a receiving-circuit capable of responding to the impulses, and thereby effecting the control of other appliances. Generally a special device, highly sensitive, is connected to the receiving-circuit, which in order to render it still more susceptible and to reduce the liability of its being affected by extraneous disturbances is carefully adjusted so as to be in tune with the transmitter. By a scientific design of the sending and receiving circuits and other apparatus and skillful adjustment of the same these objects may be in a measure attained; but in long experience I have found that notwithstanding all constructive advantages and experimental resources this method is in many cases inadequate. Thus while I have succeeded in so operating selectively under certain favorable conditions more than one hundred receivers in most cases it is practicable to work successfully but a few, the number rapidly diminishing as, either owing to great distance or other causes, the energy available in the tuned circuits becomes smaller and the receivers necessarily more delicate. Evidently a circuit however well constructed and adjusted to respond exclusively to vibrations of one period is apt to be affected by higher harmonics and still more so by lower ones. When the oscillations are of a very high frequency, the number of the effective harmonics may be large and the receiver consequently easily disturbed by extraneous influences to such an extent that when very short waves, such as those produced by Hertzian spark apparatus, are used little advantage in this respect is to be derived from tuning the circuits. It being an imperative requirement in most practical applications of such systems of signaling or intelligence transmission that the signals or messages should be exclusive or private, it is highly desirable to do away with the above limitations, especially in view of the fact which I have observed that the influence of powerful electrical disturbances upon sensitive receivers extends even on land to distances of many hundreds of miles, and consequently, in accordance with theory, still farther on sea. To overcome these drawbacks and to enable a great number of transmitting and receiving stations to be operated selectively and exclusively and without any danger of the signals or messages being disturbed, intercepted, or interfered with in any way is the object of my present invention.

Broadly stated, this invention consists in generating two or more kinds or classes of disturbances or impulses of distinctive character with respect to their effect upon a receiving-circuit and operating thereby a distant receiver which comprises two or more circuits, each of which is tuned to respond exclusively to the disturbances or impulses of one kind or class and so arranged that the operation of the receiver is dependent upon their conjoint or resultant action.

By employing only two kinds of disturbances or series of impulses instead of one, as has heretofore been done, to operate a receiver of this kind I have found that safety against the disturbing influences of other sources is increased to such an extent that I believe this number to be amply sufficient in most cases for rendering the exchange of signals or messages reliable and exclusive; but in exceptional instances a greater number may be used and a degree of safety against mutual extraneous interference attained, such as is comparable to that afforded by a combination-lock. The liability of a receiver being affected by disturbances emanating from other sources, as well as that of the signals or messages being received by instruments for which they are not intended, may, however, be reduced not only by an increased number of the cooperative disturbances or series of impulses, but also by judicious choice of the same and order in which they are made to act upon the receiver.

Evidently there are a great many ways of generating impulses or disturbances of any wave length, wave form, number or order of succession, or of any special character, such as will be capable of fulfilling the requirements above stated, and there are also many ways in which such impulses or disturbances may be made to cooperate and to cause the receiver to be actuated, and inasmuch as the skill and practical knowledge in these novel fields can only be acquired by long experience the degree of safety and perfection attained will necessarily depend upon the ability and resource of the expert who applies my invention; but in order to enable the same to be successfully practiced by any person possessed only of the more general knowledge and experience in these branches I shall describe the simplest plan of carrying it out which is at present known to me.

For a better understanding of the subject reference is now made to the accompanying drawings, in which—

Figures 1 and 2 represent diagrammatically an apparatus and circuit connections employed at the sending and receiving stations, respectively, for the practice of my invention; and Figs. 3, 4, and 5, modified means which may be employed in the practical application of the invention.

In Fig. 1, S1 and S2 are two spirally-wound coils or conductors connected with their inner ends to preferably elevated terminals D1 and D2, respectively, and with their outer ends to an earth-plate E. These two coils, conductors, or systems D1 S1 E and D2 S2 E have different and suitably-chosen periods of vibration, and, as pointed out in other patents relating to my system of energy and intelligence transmission, their lengths should be such that the points of maximum pressure developed therein coincide with the elevated terminals D1 D2. By suitable-chosen periods of vibration such periods are meant as will secure the greatest safety against interference, both mutual and extraneous. The two systems may have electrical oscillations impressed upon them in any desired manner conveniently by energizing them through primaries P1 and P2, placed in proximity to them. Adjustable inductances L1 and L2 are preferably included in the primary circuits chiefly for the purpose of regulating the rates of the primary oscillations. In the drawings these primaries P1 and P2 surround the coils S1 S2 and are joined in series through the inductances L1 L2, conductor F, condensers C1 and C2, brush-holders B1 and B2, and a toothed disk D, which is connected to the conductor F and, if desired, also to the ground-plate E, as shown, two independent primary circuits being thus formed. The condensers C1 and C2 are of such capacity and the inductances L1 and L2 are so adjusted that each primary is in close resonance with its secondary system, as I have explained in other patents granted to me. The brush holders B1 and B2 are capable independently of angular and, if necessary, also of lateral adjustment, so that any desired order of succession or any difference of time interval between the discharges occurring in the two primary circuits may be obtained. The condensers being energized from a suitable source S, preferably of high potential, and the disk D being rotated, its projections or teeth p p coming at periodically-recurring intervals in very close proximity to or, as the case may be, in contact with conducting rods or brushes n n cause the condensers to be discharged in rapid succession through their respective circuits. In this manner the two secondary systems D1 S2 E and D2 S2 E are set in vibration and oscillate freely each at its proper rate for a certain period of time at every discharge. The two vibrations are impressed upon the ground through the plate E and spread to a distance reaching the receiving-station, which has two similar circuits or systems e s1 d1 and e s2 d2, arranged and connected in the same manner and tuned to the systems at the sending-station, so that each responds exclusively to one of the two vibrations produced by the transmitting apparatus. The same rules of adjustment are observed with respect to the receiving-circuits, care being furthermore taken that the tuning is effected when all the apparatus is connected to the circuits and placed in position, as any change may more or less modify the vibration. Each of the receiving-coils s1 and s2 is shunted by a local circuit containing, respectively, sensitive devices a1 a2, batteries b1 b2, adjustable resistances r1 r2, and sensitive relays R1 R2, all joined in series, as shown. The precise connections and arrangements of the various receiving instruments are largely immaterial and may be varied in many ways. The sensitive devices a1 a2 may be any of the well-known devices of this kind—as, for example, two conducting-terminals separated by a minute air-gap or a thin film of dielectric which is strained or weakened by a battery or other means to the point of breaking down and gives way to the slightest disturbing influence. Its return to the normal sensitive state may be secured by momentarily interrupting the battery-circuits after each operation or otherwise. The relays R1 R2 have armatures l1 l2, which are connected by a wire w and when attracted establish electrical contacts c1 and c2, thus closing a circuit containing a battery b3 and adjustable resistance r3 and a relay R3. From the above description it will be readily seen that the relay R3 will be operated only when both contacts c1 and c2 are closed.

Смотрите про коптеры:  Гоночный FPV-дрон своими руками (часть 1) — сборка / Хабр

The apparatus at the sending-station may be controlled in any suitable manner—as, for instance, by momentarily closing the circuit of the source S, two different electric vibrations being emitted simultaneously or in rapid succession, as may be desired, at each closure of the circuit. The two receiving-circuits at the distant station, each tuned to respond to the vibrations produced by one of the elements of the transmitter, affect the sensitive devices a1 and a2 and cause the relays R1 and R2 to be operated and contacts c1 and c2 to be closed, thus actuating the receiver or relay R3, which in turn establishes a contact c3 and brings into action a device a3 by means of a battery d4, included in a local circuit, as shown. But evidently if through any extraneous disturbance only one of the circuits at the receiving-station is affected the relay R3 will fail to respond. In this way a communication may be carried on with greatly-increased safety against interference and privacy of the messages may be secured. The receiving-station shown in Fig. 2 is supposed to be one requiring no return message; but if the use of the system is such that this is necessary then the two stations will be similarly equipped, and any well-known means, which it is not thought necessary to illustrate here, may be resorted to for enabling the apparatus at each station to be used in turn as transmitter and receiver. In like manner the operation of a receiver, as R3, may be made dependent instead of upon two upon more than two such transmitting systems or circuits, and thus any desired degree of exclusiveness or privacy and safety against extraneous disturbances may be attained. The apparatus as illustrated in Figs. 1 and 2 permits, however, special results to be secured by the adjustment of the order of succession of the discharges of the primary circuits P1 and P2 or of the time interval between such discharges. To illustrated: The action of the relays R1 R2 may be regulated either by adjusting the weights of the levers l1 l2, or the strength of the batteries b1 b2, or the resistances r1 r2, or in other well-known ways, so that when a certain order of succession or time interval between the discharges of the primary circuits P1 and P1 exists at the sending-station the levers l1 and l2 will close the contacts c1 and c2 at the same instant, and thus operate the relay R3, but will fail to produce this result when the order of succession of or the time interval between the discharges in the primary circuits is another one. By these or similar means additional safety against disturbances from other sources may be attained and, on the other hand, the possibility afforded of effecting the operation of signaling by varying the order of succession of the discharges of the two circuits. Instead of closing and opening the circuit of the source S1, as before indicated, for the purpose of sending distinct signals it may be convenient to merely alter the period of either of the transmitting-circuits arbitrarily, as by varying the inductance of the primaries.

Obviously there is no necessity for using transmitters with two or more distinct elements or circuits, as S1 and S2, since a succession of waves or impulses of different characteristics may be produced by an instrument having but one such circuit. A few of the many ways which will readily suggest themselves to the expert who applies my invention are illustrated in Figs. 3, 4, and 5. In Fig. 3 a transmitting system es3d3 is partly shunted by a rotating wheel or disk D3, which may be similar to that illustrated in Fig. 1 and which cuts out periodically a portion of the coil or conductor s3 or, if desired, bridges it by an adjustable condenser C3, thus altering the vibration of the system es3d3 at suitable intervals and causing two distinct kinds or classes of impulses to be emitted in rapid succession by the sender. In Fig. 4 a similar result is produced in the system es4d4 by periodically short-circuiting, through an induction-coil L3 and a rotating disk D4 with insulating and conducting segments, a circuit p4 in inductive relation to said system. Again, in Fig. 5 three distinct vibrations are caused to be emitted by a system es5d5, this result being produced by inserting periodically a number of turns of an induction-coil L4 in series with the oscillating system by means of a rotating disk B5 with two projections p5 p5 and three rods or brushes n5, placed at an angle of one hundred and twenty degrees relatively to each other. The three transmitting systems or circuits thus produced may be energized in the same manner as those of Fig. 1 or in any other convenient way. Corresponding to each of these cases the receiving-station may be provided with two or three circuits in an analogous manner to that illustrated in Fig. 2, it being understood, of course, that the different vibrations or disturbances emitted by the sender follow in such rapid succession upon each other that they are practically simultaneous so far as the operation of such relays as R1 and R2 is concerned. Evidently, however, it is not necessary to employ two or more receiving-circuits, but a single circuit may be used also at the receiving-station constructed and arranged like the transmitting-circuits or systems illustrated in Figs. 3, 4, and 5, in which case the corresponding disks, as D3 D4 D5, at the sending will be driven in synchronism with those at the receiving stations as far as may be necessary to secure the desired result; but whatever the nature of the specific devices employed it will be seen that the fundamental idea in my invention is the operation of a receiver by the conjoint or resultant effect of two or more circuits each tuned to respond exclusively to waves, impulses, or vibrations of a certain kind or class produced either simultaneously or successively by a suitable transmitter.

It will be seen from a consideration of the nature of the method hereinbefore described that the invention is applicable not only in the special manner described, in which the transmission of the impulses is effected through natural media, but for the transmission of energy for any purpose and whatever the medium through which the impulses are conveyed.

What I claim is—

1. The method of operating distant receivers which consists in producing and transmitting a plurality of kinds or classes of electrical impulses or disturbances, actuating by the impulses or disturbances of each kind or class one of a plurality of circuits tuned to respond to impulses of such kind or class and operating or controlling the operation of a receiver by the conjoint action of two or more of said circuits, as set forth.

2. The method of signaling, which consists in producing and transmitting a plurality of kinds or classes of electrical impulses or disturbances, developing by the impulses of each class a current in one of a plurality of receiving-circuits tuned to respond exclusively thereto and controlling by means of the conjoint action of such circuits a local-circuit, as set forth.

3. The method of signaling which consists in producing a plurality of series of impulses or disturbances differing from each other in character and order of succession, exciting by the impulses of each series one of a plurality of receiving-circuits tuned to respond exclusively thereto and controlling by the conjoint action of such circuits a local-circuit, as set forth.

4. The method of signaling which consists in producing a plurality of series of electrical impulses of different character, varying the time interval between the emission of such impulses, exciting by the impulses of each series one of a plurality of receiving-circuits tuned to respond exclusively thereto and controlling by the conjoint action of such circuits a local circuit, as set forth.

5. The method of transmitting electrical energy for conveying intelligible signals which consists in producing a plurality of electrical impulses of different character, developing by the impulses of each kind a current in one of a plurality of receiving-circuits tuned to respond exclusively thereto, controlling the action or effect of the transmitted impulses upon the receiving-circuits by varying the character of said impulses, and operating or controlling the operation of a receiver by the conjoint action of two or more of said receiving-circuits, as set forth.

6. The method of transmitting electrical energy which consists in producing a plurality of electrical waves or impulses of different periodicities, varying the order of transmission of the waves or impulses forming elements of the signal sent, according as one or another receiving-station is to be communicated with where (proper circuit-closing mechanism being provided at each receiving-station) the transmitted signal will be intelligible at and only at the intended receiving-station.

7. The method of transmitting intelligence, which consists in selecting and associating together in predetermined order of succession two or more electrically-generated impulses of different periodicity, forming elements of signals to be sent, and transmitting such selected impulses with reference to the conjoint action of both or all in the production of a signal at a distant point, substantially as set forth.

8. In a system of telegraphy, wherein signals or messages are sent by the use of a plurality of electrical impulses of different periodicities and in a predetermined order of succession, the method of ascertaining at any particular station the particular signal sent to that station, which consists in the selection, to form a signal, of certain transmitted impulses of different periodicities and of a predetermined order of succession to the exclusion of all others, as set forth.

Смотрите про коптеры:  👆Как упростили нашу жизнь квадрокоптеры | Квадрокоптеры и гексакоптеры | Блог | Клуб DNS

9. The improvement in the art of transmitting electrical energy which consists in operating or controlling a receiving mechanism by a series or group of electrical impulses of different periodicities and of a predetermined order of succession.

10. In a system for the transmission of electrical energy, for sending signals or messages to any one of two or more receiving-stations, the method of transmitting the message with reference to the intelligible receipt thereof at the desired station, which consists in the transmission of electrical waves or impulses of different periodicities in varying order of transmittal by a separate order or grouping of transmittal for each receiving-station.

NIKOLA TESLA.

С башней разобрались, теперь идем к земле


Для простоты, начнем с элементарных аналогий – от которых постепенно перейдем к итоговой концепции.

Пусть у нас есть электрически-длинный проводник с разрывом на одном конце, заземленный вторым концом через источник переменного напряжения (электрически длинный — означает, что длина проводника сопоставима/больше длины волны от генератора, исходя из частоты генератора и скорости распространения волны — близкой к скорости света в вакууме):

В такой длинной линии, в случае если потери в линии малы – возникает стоячая волны токов-напряжений (т.е. суперпозиция падающих волн от генератора и волн, отраженных от свободного конца длинной линии). Характерным примером таких линий и таких волн являются обычные электрические вибраторы (то бишь классические антенны), как показано на рисунке ниже.

Изобретения Николы Теслы: самые важные, секретные и необычныеРаспределение тока в симметричных вибраторах различной длины.

Суть стоячих волн в длинной линии достаточно простая для понимания. Можно мысленно разбить весь проводник на отрезки в половину длины волны. Каждый такой отрезок является ёмкостью (т.к. у проводника есть распределенная вдоль него ёмкость) и индуктивностью (аналогично).

Соответственно стоячие волны это не что иное как волны токов, заряжающих такие ёмкости — т.е. энергия в такой стоячей волне попеременно запасается то в виде заряда, распределенного вдоль проводника (по синусу) — и в этот момент токи равны нулю, то в виде токов распределенных вдоль проводника (так же по синусу) — и в этот момент поверхностная плотность зарядов вдоль проводника равна нулю.

Что по сути повторяет режим работы обычной LC-цепи (катушка индуктивности последовательно соединенная с ёмкостью-конденсатором), но только с учетом распределенного характера ёмкости и индуктивности. Токи в полуволне «стекаются» к центру такого выделенного отрезка — создавая пучность напряжения (т.е. появление поверхностного заряда на проводнике), а в соседнем отрезке «растекаются» от аналогичного центра — создавая заряд противоположного знака, далее этот процесс повторяется (в противоположную сторону — создавая противоположные по знаку заряды на поверхности проводника).

Если переходить к элементарным механическим аналогиям, то наиболее близким процессом будут волны сжатия-растяжения в длинной пружине, возникающие в том случае когда такую пружину (лежащую на опоре с нулевым трением) начинают качать туда-сюда вдоль оси пружины на одном из концов пружины — при закрепленном втором конце.

При этом току — соответствует скорость движения соответствующего участка пружины, а напряжению — соответствует степень сжатия пружины. Т.е. в какой-то момент времени все участки пружины будут иметь нулевую скорость — а степень растяжения пружины будет меняться по синусу вдоль ней (эдакие чередующиеся сгустки и разряжения) — чему соответствует нулевой ток в стоячей волне и одновременно максимум напряжения (т.е. максимум поверхностной плотности заряда на проводнике), а в другой момент времени — через четверть периода колебания — наоборот вся пружина будет не деформированной, но мгновенная скорость её участков будет изменяться по синусу вдоль оси пружины (чему соответствует момент нулевой плотности заряда вдоль проводника длинной линии — но максимуму тока в нем).

Потери для такой ситуации в целом можно разделить на 2 составляющих: омические потери, и потери на излучение. В случае большой длины проводника, и его малом омическом сопротивлении, основной вклад в потери будет давать излучение (т.е. сопротивление излучения).

Как известно, если окружить такую линию заземленным проводящим экраном, то потери на излучение будут нивелированы, и такая структура носит название коаксиального волновода – причем, в нашем примере, волна в таком коаксиальном волноводе будет существовать в виде ТЕМ-моды (портом возбуждения при этом, по сути, является генератор, подключенный через землю — к внутреннему и внешнему проводникам волновода).

По сути, режим ТЕМ-моды можно трактовать, как режим индуктивной связи внутреннего и внешнего проводников волновода через поле ближней зоны токов на этих проводниках (изменение тока на внутренней жиле — вызывает соответственно ЭДС на внешнем экране, причем наведенный на внешнем экране ток направлен против изменения тока на внутренней жиле — т.е. по сути обычная индукция в ближнем поле тока), так что поперечные потоки энергии не просто нулевые в среднем по времени (как для ТЕ или ТМ мод), но нулевые в любой момент времени.

Не происходит переотражений от границ волновода – поток энергии носит только продольный характер (т.е. направлен вдоль оси, и соответственно вектор Пойнтинга направлен так же строго параллельно направлению распространения волны – вдоль оси такого коаксиального резонатора).

Поэтому режим ТЕМ-моды в коаксиальном волноводе характеризуется хорошими параметрами (относительно режимов ТЕ или ТМ мод) в части передачи энергии и в части малости коэффициента затухания волны в волноводе, и при необходимости передачи энергии по коаксиальному волноводу – как правило, стремятся использовать именно режим ТЕМ-моды.

Однако, даже если мы удалим заземление внешнего экрана такого волновода, по всей длине экрана кроме его концевых участков – экран будет отлично выполнять свою функцию.

Ведь такой экран в любом случае есть длинная линия, в качествен генератора для которой выступает ЭДС от переменного тока на внутреннем проводнике-жиле. И только на краях экрана – в силу очень малой ёмкости таких краев, будет существовать некоторая пучность напряжения, а на всей остальной длине такого экрана – он будет нормально функционировать. Что подтверждается элементарным моделированием в HFSS.

Далее, что будет, если мы не просто уберем заземление внешнего экрана – но “замкнем” края как показано на рисунке ниже (так что внешний экран станет этакой “капсулой”)? Ответ вполне ясен – эта ситуация не будет отличаться от рассмотренной выше. Экран будет работать по всей длине, а на таких вот окончаниях внешней “капсулы” – будут пучности напряжений (и узлы тока соответственно).

Далее, если внутренний и внешний проводники сделать уже в виде сфер – то мы придем к общей модели предполагаемого эксперимента (пропорции на рисунке, разумеется, не соблюдены):

Как не трудно догадаться, внутренняя проводящая сфера – это Земля, внешняя проводящая сфера – это верхние слои атмосферы (в основном ионосфера). А общая геометрия такого резонатора – это обычный концентрический сферический резонатор (в котором говорить про ТЕМ моду, в строгом смысле – уже нельзя, т.к. в нем существуют только ТЕ и ТМ моды), только с немного необычным способом возбуждения ТМ-моды (т.е. порт возбуждения – не связывает между собой внешнюю и внутреннюю обкладки, как это делается в «классической» электротехнике).

Хотя, в силу переменного сечения внутреннего и внешнего проводников, амплитуды стоячих волн токов и напряжений будут уменьшаться по мере удаления от генератора, общая суть при этом остается той же самой – ТЕМ мода коаксиального (или же ТМ-мода сферического) резонатора, возбуждаемая соответствующим источником (Башней Тесла).

На первый взгляд, идея странная: известно, что проводимость грунта Земли, и ионосферы (в ясный день на освещенной стороне) около 0.001 См/м (плюс-минус порядок), в то время как проводимость например меди – около 58 000 000 См/м. Однако, давайте посмотрим на этот вопрос исходя из численных оценок, а не из интуитивных соображений.

И для начала разберемся с сопротивлением грунта Земли. Общая мысль состоит в том, что с точки зрения процессов протекания тока, деление на диэлектрики, полупроводники и проводники – достаточно условно по своей сути, т.к. при достаточно большом сечении диэлектрика – он становится вполне хорошим проводником (т.е. обладает малым итоговым сопротивлением).

Где Изобретения Николы Теслы: самые важные, секретные и необычныеИзобретения Николы Теслы: самые важные, секретные и необычныеИзобретения Николы Теслы: самые важные, секретные и необычные

Разумеется, это упрощенная формула, применимая для проводника, а не диэлектрика – однако на наших сверхнизких частотах потери связанные с диэлектрической проницаемостью грунта — малы, так что в качестве оценки – такая формула вполне применима.

Для диапазона частот 1-10 кГц, и диапазона проводимостей 0.001-0.00001 См/м глубина скин-слоя лежит в диапазоне от сотни метров до нескольких километров. При этом, чем ниже будет частота – тем больше толщина скин-слоя, т.е. тем меньше омические потери в планетарном резонансе (обратно пропорционально корню из частоты).

Таким образом, мы приходим к выводу, что, рассматривая чисто активное сопротивление Земли (как шара из грунта, т.е. материала имеющего проводимость на уровне 0.01-0.0001 См/м), и подразумевая диапазон частот не ниже 1 кГц (т.к. еще меньшие частоты не реализуемы с практической точки зрения — исходя из требуемых технических параметров Башни Тесла) необходимо ограничиться километровым слоем.

Отметим, что Тесла, видимо, не вполне отдавал себе в этом отчет – и искренне полагал, что токи от его установки идут вглубь земли (а не бегут по поверхности оной), как это указано в нашей научно-популярной статье. Согласно современным данным по электродинамике – этого, разумеется, не может быть.

Сопротивление между двумя стержнями, погруженными в плохо проводящую среду (например в грунт) задается формулой:

Где

Здесь L – длина стержней, D – расстояние между ними, r1 – радиус сечения стержней, Изобретения Николы Теслы: самые важные, секретные и необычные

Интересно отметить, что исходя из этой формулы, начиная с расстояния между стержнями много большего длины стержней – сопротивление между стержнями фактически становится константой (перестает расти по мере роста расстояния).

Так, например, для двух стержней длиной 30м, диаметром 0.2 м, и проводимости грунта около 0.04 См/м (что корректно для верхних слоев почвы) характерное сопротивление (между ними) лежит в диапазоне 1-3 Ом – начиная с расстояния в метры, и далее (без ограничения дальности расстояния) остается таковым при любом увеличении расстояния между стержнями.

Так же особенностью данной формулы является тот факт, что начиная с некоторой длины стержней – дальнейший рост длины стержня не приводит к заметному уменьшению сопротивления между стержнями (т.е. иначе говоря, итоговое сопротивление между приёмником и передатчиком – слабо зависит от глубины скин-слоя).

Таким образом, у нас есть все основания для оптимизма по части сопротивления всей поверхности Земли.

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector