Високонапонски предајник

←Откриће Теслиног калема и трансформатора

Високонапонски предајник
Писац: Никола Тесла
Моји изуми

Када разматрам догађаје из прошлости, схватам колико су танани утицаји који формирају наше судбине. Један догађај из моје младости може да послужи као илустрација за то. Једног зимског дана сам успео да се попнем на врло стрму планину у друштву других дечака. Снег је био доста дубок и топао јужни ветар нам је ишао на руку. Забављали смо се бацајући грудве, које су се саме котрљале неко време, сакупљајући мање или више снега, и покушавали да надмашимо један другог у овом узбудљивом спорту. Одједном, једна лопта је премашила све границе, нарастајући до огромне величине, све док није порасла велика као кућа и сјурила се у долину, уз велику грмљавину од које је земља подрхтавала. Гледао сам омађијан, и нисам могао да схватим шта се догодило. Недељама после тога слика лавине ми је била пред очима и питао сам се како је могуће да нешто тако мало тако силно нарасте. Од тога времена увећање слабих дејстава ме је фасцинирало и када сам неколико година касније почео експериментално да проучавам електро и механичке резонанције био сам за то веома заинтересован од самог почетка. Могуће је да се није десио тај догађај у младости, који је на мене оставио снажан утисак, да ја можда и не бих следио малу варницу коју је дао мој калем и да никада не бих усавршио свој најбољи изум, чији ћу вам историјат сада испричати први пут.

Ловци на знамените ствари су ме често питали који ја од својих изума највише ценим. Ово зависи од тога како гледате на ствари. Не мали број технички образованих људи, врло способних у својим специјализованим областима, људи којима је овладала педантерија и ускогрудост, рекли су да сам ја дао човечанству мало тога за практичну употребу, уколико се изузме индукциони мотор. То је озбиљна грешка. О новој идеји се не сме судити по непосредним резултатима. Мој систем преноса енергије помоћу наизменичних струја дошао је у психолошком тренутку, као дуго тражени одговор на многа хитна индустријска питања и мада је требало да се превазиђе одређени отпор и да се као и увек помире опречни интереси, комерцијални наступ није могао још дуго да се одлаже. Упоредите сада ову ситуацију са оном са којом се суочила моја турбина. Човек би могао да помисли да би тако једноставан и леп изум, који има многе карактеристике идеалног мотора, требало одмах да буде прихваћен, што би се несумњиво и догодило под сличним околностима. Али будућност обртног поља није била у обезвређивању машина, напротив, требало је да им увећа вредност. Мој систем је уједно потпомогао нове подухвате и побољшао старе. Моја турбина је достигнуће сасвим различитих карактеристика. То је радикално одступање у смислу да би њен успех значио напуштање старијих типова првобитних покретача на које су потрошене милијарде долара. Под оваквим условима, напредак би био спор и можда би највећа препрека биле предрасуде које је у главама стручњака створила организована опозиција. Тек пре неки дан сам се обесхрабрио када сам срео пријатеља, бившег асистента Чарлса Ф. Скота (Charles F. Scott), сада професора електротехнике на Јелу. Нисам га дуго видео и радовао сам се да са њим мало поразговарам у својој канцеларији. Наш разговор је нормално скренуо на моју турбину, а ја сам постао прилично ватрен. “Скот“, узвикнуо сам понесен сликом славне будућности, “моја турбина ће отерати у старо гвожђе све топлотне машине на свету.” Скот је нежно погладио своју браду и замишљеног погледа, као да нешто у глави рачуна “ биће то велика гомила старог гвожђа“, рекао je и изашао без речи.

Овај и други моји изуми, међутим, нису били ништа више до кораци напред у одређеним правцима. Развијајући их ја сам једноставно следио урођени инстинкт да усавршавам постојеће направе, без неког размишљања о нашим много пречим потребама. “Високонапонски предајник“ је производ вишегодишњег рада, чији је главни циљ било решење проблема, који су неупоредиво важнији за човечанство од пуког развоја индустрије.

Новембра 1890. године, уколико ме сећање не вара, извео сам у лабораторији експеримент који је био један од најређих и најспектакуларнијих експеримената икада забележених у аналима науке. Истражујући понашање високофреквентних струја, био сам задовољан сазнањем да се електрично поље довољне јачине може произвести у соби тако да пали вакуумску цев без електрода. Сходно томе је направљен трансформатор да би проверио теорију и први тест је дао изванредне резултате. Тешко је оценити шта су те чудне појаве значиле у оно време. Жудимо за новим сензацијама, али убрзо постајемо равнодушни према њима. Оно што је јуче било чудо, данас је обичан догађај. Када су моје цеви биле први пут јавно изложене, посматране су са чуђењем које је немогуће описати. Из свих крајева света примио сам хитне позиве, многобројне почасти и остале ласкаве понуде, које сам одбио. Када су 1892. године позиви постали неиздрживи, отпутовао сам у Лондон где сам у Институту за електроинжењере одржао предавање. Намеравао сам да због једне сличне обавезе одмах продужим у Париз, међутим сер Џејмс Дивар (James Dewar) захтевао је од мене да се појавим и пред члановима Краљевског института. Био сам одлучан човек, али сам лако попустио пред јаким аргументима овог великог Шкотланђанина. Гурнуо ме је у столицу и налио ми пола чаше дивне браон течности која се пресијавала у свим другим бојама и имала укус нектара. “ Сада”, рече он, “Ви седите у Фарадејовој (Faraday) столици и уживате у вискију који је он обично пио.“ И на једној и на другој ствари могло ми се завидети. Следеће вечери изводио сам свој експеримент пред члановима Краљевског института, после чега се лорд Рејли (Lord Rayleigh) обратио присутнима и његове љубазне речи су биле први подстрек за све моје подухвате. Побегао сам из Лондона, а касније и из Париза да бих избегао благонаклоности којима су ме људи обасипали и отпутовао сам кући, где сам прошао кроз многа болна искуства и болест. Пошто сам се опоравио, почео сам да кујем планове за наставак рада у Америци. До тада нисам ни схватао да имам посебан изумитељски дар, али лорд Рејли кога сам увек сматрао идеалним научником је то рекао, и ако је то заиста било тачно, осетио сам да треба да се усредсредим на неку велику идеју.

Једног дана док сам лутао по планини потражио сам склониште од олује која је наилазила. Небо је било прекривено тамним облацима, али киша никако да падне, док изненада није севнула муња, а неколико тренутака касније настао потоп. Овај призор ме је подстакао на размишљање. Било је очигледно да су ове две појаве тесно повезане као узрок и последица. После мало размишљања, закључио сам да је електрична енергија која је изазвала толико проливање воде, била незнатна, док је муња одиграла улогу неке врсте осетљивог окидача. То је била дивна могућност за подвиг. Кад бисмо могли да произведемо електричне ефекте потребног квалитета, читава планета и услови живота на њој могли би да се промене. Сунце подиже воду из Океана, а ветрови је носе до далеких крајева где остаје у стању изузетно деликатне равнотеже. Да је у нашој моћи да је пореметимо кад год и где год пожелимо, ову снажну бујицу, неопходну за живот могли бисмо да контролишемо својом вољом. Могли бисмо да наводњавамо пустиње, да стварамо језера и реке и да добијамо покретачку снагу воде у неограниченим количинама. Ово би био најделотворнији начин да се Сунце искористи за потребе човека. Остварење овога зависи од наше могућности да развијемо електричне силе исте као и у природи. Такав подухват се чинио безнадежним, али ја сам се одлучио да покушам и одмах по повратку у Сједињене Државе у лето 1892. године отпочео сам рад који се чинио још привлачнијим, пошто су уређаји истог типа били потребни за успешан бежични пренос енергије.

Прве задовољавајуће резултате добио сам у пролеће наредне године када сам помоћу свог калема остварио напон од око милион волти. То није било много у поређењу са данашњим могућностима али се тада сматрало подвигом. Стално сам напредовао у овом послу, све док 1895. године ватра није уништила моју лабораторију, што може да се закључи из чланка Мартина (Т. С. Martin), објављеног у априлском броју часописа ”Century Magazine”. Ова велика невоља уназадила ме је у многочему и готово целе те године морао сам да се посветим планирању и реконструкцији. Ипак сам се вратио задатку чим су околности то допустиле. Мада сам знао да би се већа електромоторна сила постигла апаратом већих димензија, интуитивно сам осећао да се то може постићи одговарајућим пројектовањем релативно малог и компактног трансформатора. Док сам вршио испитивања са секундаром у облику равне спирале, као што је приказано у мојим патентима, изненадило ме је одсуство стримера и недуго потом открио сам да је то због облика и међусобног положаја намотаја спирале. Користећи се овим запажањем, одлучио сам да употребим високонапонске проводнике са калемом великог пречника а довољно раздвојеним да би расподељена капацитивност била мала, чиме се у исти мах спречава велика концентрација набоја у било којој тачки. Применом овог принципа успео сам да остварим напоне од четири милиона волти, а то је било близу горње границе коју сам могао да остварим у својој новој лабораторији у улици Хјустон, где сам остварио варнице дужине 16 стопа. Фотографија овог предајника појавила се у часопису ”Elektrical Review” новембра 1898. године. Да бих могао даље да напредујем у овом правцу, морао сам да изађем из лабораторије и пошто сам окончао припреме за подизање станице за бежично емитовање, отпутовао сам у пролеће 1899. године у Колорадо, где сам се задржао дуже од годину дана. Ту сам постигао друга побољшања и усавршавања што ми је омогућило добијање струја било ког напона. Они које то занима могу наћи неке податке о експериментима које сам тамо изводио у мом чланку Проблем повећања људске енергије објављеном 1900. године у јунском броју часописа ”Century Magazine”, на који сам се већ раније позивао. Уредник часописа ”Elektrical Experimenter” ме је замолио да будем сасвим јасан у објашњавању, тако да и моји млади пријатељи међу читаоцима часописа могу јасно да схвате и конструкцију и рад ”високонапонског предајника”, као и његову намену. Према томе, као прво, то је резонатни трансформатор са секундаром чији је сваки део под високим напоном, има велику површину и намотаје распоређене у простору дуж идеалне цилиндричне површине великог полупречника кривине, и на одговарајућем међусобном растојању што обезбеђује свуда малу површинску густину струје, тако да не долази до пробоја чак и када је проводник без изолације. Он може да ради на било којој фреквенцији од неколико до много хиљада циклуса у секунди и може се користити за генерисање јаких струја и умерених напона. Максимални напон зависи првенствено од кривине површина на којима су распоређена електрична оптерећења и димензије ових површина.

Ослањајући се на своје претходно искуство сматрам да је савршено могућно произвести чак и сто милиона волти. С друге стране, у антени се могу добити струје од више хиљада ампера. За остваривање таквог циља потребан је уређај доиста скромних димензија. Теоријски, довољно је имати калем од 90 стопа у пречнику да би се развила електромоторна сила те величине, док за производњу антенских струја између 2000 и 4000 ампера на уобичајеним фреквенцијама уређај не треба да буде већи од 30 стопа у пречнику. Прецизније речено, енергија радијације у виду Херцових (Gustav Hertz) таласа у том бежичном предајнику представља сасвим занемарљиву компоненту у односу на укупну енергију, због чега је фактор пригушења врло мали и велика количина електрицитета се акумулира у издигнутом капацитивном терминалу.

Такво коло може се побуђивати импулсима било које врсте, чак и ниске фреквенције, и оно ће производити синусоидалне непригушене осцилације слично као и алтернатори.

У најширем смислу речи, то је резонантни трансформатор, који је осим тога што располаже поменутим својствима, тачно одмерен како би се прилагодио Земљиној кугли и њеним константама и специфичностима. Захваљујући таквом обликовању, он врши бежични пренос енергије изванредно ефикасно и делотворно. Уз то растојање нема значаја јер се интензитет пренетог импулса не смањује. Чак је могуће повећање деловања са удаљењем од емисионе станице, што је у складу са егзактним математичким законом.

Овај изум је био један од многих изума обухваћених мојим “Светским системом“ бежичног преноса који сам, по повратку у Њујорк 1900. године почео да комерцијализујем. Непосредна сврха овог мог подухвата јасно је у кратким цртама дата у техничком опису тога времена из кога наводим следеће: » “Светски систем” је комбинација изумитељевих оригиналних открића у току дуготрајног периода истраживања и експериментисања. Не само што путем бежичног преноса овај систем омогућава да се тренутно и прецизно пренесе било који сигнал, порука или знак у све крајеве света већ исто тако успоставља везу између постојећих телеграфских, телефонских и других сигналних станица, а да при том ниуколико не мора да се мења њихова садашња опрема. То значи да телефонски претплатник може одавде да позове било ког претплатника па Земљиној кугли и да разговара са њим. Један пријемник, не већи од ручног сата, омогућиће му да чује било да се налази на копну или мору говор, односно музику из неког другог места без обзира на његову удаљеност. Ови примери су наведени искључиво да би се стекла извесна представа о могућностима тог великог научног напретка, који поништава раздаљину и захваљујући коме нам тај савршени природни проводник - Земља, стоји на располагању за коришћење у свакојаке сврхе и коју је људска генијалност употребила уместо жичаног проводника. Из овога произлази један далекосежан резултат, а то је да било која направа која може да ради помоћу једне или више жица (очигледно на ограниченој раздаљини) може исто тако да се стави у погон без физичких проводника и са истом једноставношћу и прецизношћу до раздаљина које немају других ограничења до оних које својим физичким димензијама намеће сама Земљина кугла. Према томе, не само што овај идеалан метод преноса отвара нове области за комерцијалну експлоатацију, него и старе исто тако проширује. “Светски систем” се заснива на Примени следећих важних изума и открића:

1. Теслин трансформатор. Овај апарат је за генерисање електричних осцилација подједнако револуционаран као што је био барут у ратовању. Служећи се инструментом такве врсте изумитељ је поред варница дужих од сто стопа произвео струју небројено пута јачу од оне која је икад досад произведена на уобичајене начине.

2. Високонапонски предајник. То је Теслин највећи изум - необичан трансформатор нарочито подешен да побуди Земљу, који за пренос електричне енергије значи исто што и телескоп за астрономско посматрање. Употребом ове cјајне направе он је већ остварио електрична колебања јачег интензитета но што ствара муња и пустио струју довољну да упали више од две стотине сијалица око Земљине кугле.

З. Теслин бежични систем. Овај систем обухвата бројна побољшања и једини је познат начин за економичан пренос енергије на даљину и без жица. Изумитељ је брижљиво вршеним огледима и мерењима у експерименталној станици великих могућности коју је сам изградио у Колораду, доказао да се свака жељена количина енергије може пренети ако треба тачно на други крај Земље са губитком који није већи од неколико процената.

4. Вештина индивидуализације. Овај Теслин изум је у односу на 'примитивно подешавање' исто што и савршени језик у односу на неартикулисано изражавање. Он омогућава преношење сигнала или порука потпуно тајно и ексклузивно како у активном тако и у пасивном смислу, а то значи не изазивајући и не примајући сметње. Сваки сигнал личи на особу јасног идентитета и практично број станица и инструмената који могу да раде без и најмањег међусобног ометања није ограничен.

5. Стојећи таласи на Земљи. Популарно тумачено ово изванредно откриће значи да Земља реагује на електричне вибрације одређене фреквенције исто као што звучна виљушка реагује на одређене звучне таласе. Ове посебне електричне вибрације, које су у стању да снажно побуде Земљу, могу се користити на безброј начина и имају огроман значај на комерцијалном пољу, као и у многим другим пољима. Прва станица “Светског система“ може се пустити у рад за девет месеци. Са оваквом станицом било би изводљиво достићи електричне активности до око десет милиона коњских снага и она је тако пројектована да без посебних трошкова може обављати огроман број техничких радњи. Међу њима се могу навести и следеће:

(1) међусобно повезивање постојећих телеграфских централа или установа широм света;

(2) успостављање тајне државне телеграфске службе чији рад није могуће ометати;

(З) међусобно повезивање постојећих телефонских централа, или установа на Земљиној кугли;

(4) универзална дистрибуција општих вести путем телеграфа или телефона у служби штампе;

(5) успостављање службе на принципима “Светског система” за достављање обавештења искључиво у приватне сврхе;

(6) међусобно повезивање рада свих берзи на свету;

(7) успостављање ” Светског система “ за дистрибуцију музике итд;

(8) универзално регистровање времена јефтиним часовницима који са астрономском прецизношћу означавају време и не траже надзор;

(9) преношење широм света знакова, бројева итд., било да су куцани на машини, било руком исписивани;

(10) успостављање светске службе за потребе трговачке морнарице која навигаторима свих бродова омогућава да беспрекорно кормиларе без компаса, да тачно одређују локацију, час и брзину, да спречавају сударе и несреће итд.;

(11) увођење светског система штампања на копну и мору;

(12) светски систем за репродуковање фотографија и свих врста цртежа или записа који би се отпремали широм света“ .«

Такође сам предложио да демонстрирам бежични пренос електричне енергије у малим, али довољним размерама да би то било уверљиво. Поред ових навео сам и остале неупоредиво значајније примене мојих открића која ћу обелоданити у будућности.

На острву Лонг Ајленд (Long Island) израђено је постројење са торњем високим 187 стопа са сферном куполом пречника око 68 стопа. Ове димензије су биле одговарајуће за пренос практично било ког износа енергије. У почетку се добијало само 200-300 kW али намеравао сам да касније радим са више хиљада коњских снага. Требало је да овај предајник емитује таласни комплекс посебних карактеристика за шта сам изумео јединствен метод микрофонског управљања било којим износом енергије.

Овај торањ је уништен пре две године али сам пројекте разрадио и други ће бити изграђен са неким побољшаним карактеристикама. Овом приликом ћу демантовати широко распрострањену гласину да је грађевину о којој је реч срушила Влада, што је због ратног стања могло да створи предубеђење у свести оних који можда не знају да се документи којима ми је пре тридесет година указана част да добијем америчко држављанство стално чувају у једном сефу, док су моје ордење, дипломе, докторати, златне медаље и остала признања одложени у старим сандуцима. Да је та гласина имала основа, добио бих у накнаду велику своту новца који сам потрошио на изградњу тог торња. Напротив, у интересу Владе је било да га сачува, нарочито због тога што би он омогућио, поменућу само један драгоцени резултат, лоцирање подморница у било ком делу света. Моје постројење, услуге и сва моја достигнућа увек су били на располагању званичним лицима, а од избијања европског сукоба радио сам са губитком на неколико својих изума у вези с ваздушном навигацијом, покретањем бродова и бежичним преносом, што је све од највећег значаја за земљу. Они који су добро обавештени знају да су моје идеје извршиле револуцију у индустрији Сједињених Држава и не знам да ли је још неки изумитељ имао толико среће као и ја у томе, нарочито што се тиче коришћења властитих усавршених направа у рату. Досад сам се уздржавао да јавно изразим своје мишљење о овом питању јер ми се чинило неприкладним да се бавим личним стварима, док је остали свет у великој невољи. Још бих додао, поводом гласина које су стигле до мене, да се господин Морган (J. Pierpont Morgan) није интересовао за мене из пословних разлога, већ из оних истих широкогрудих побуда из којих је пружао помоћ и многим другим пионирима. Он је испунио своје великодушно обећање у потпуности и било би веома неразумно очекивати од њега нешто више. Он се са највећим поштовањем односио према мојим достигнућима и пружао ми је све доказе о својој потпуној вери у моју способност да на крају постигнем оно што сам себи ставио у задатак. Нисам вољан да извесним ускогрудим и суревњивим појединцима пружим то задовољство да мисле да су моје напоре осујетили. Ти људи за мене нису ништа више од микроба неке напрасне болести. Мој пројекат је успорен због закона природе. Свет није био спреман за њега. Био је исувише испред свога времена али ће на крају ти исти закони преовладати и претворити га у тријумфални успех.

Извори

Антологија српске књижевности [1]

Овај текст је у јавном власништву у Србији, Сједињеним државама и свим осталим земљама са периодом заштите ауторских права од живота аутора плус 70 година јер је његов аутор, Никола Тесла, умро 1943, пре 81 година.