Александр Матанцев - Древние и не совсем древние технологии для извлечения атмосферного электричества и пьезоэлектричества

Работая со своими преобразователями, Тесла отметил, что у цепи, обладающей индуктивностью, вместе с распределенной емкостью , есть собственная резонансная частота. Иногда для получения необходимых параметров к катушке можно добавить параллельно конденсатор, однако, это не всегда удобно и целесообразно. В июле 1893 года Тесла подал заявку на получение патента и 9 января 1894 года, получил патент №512340 «Катушка для электромагнитов» – рис. 8.

Рис. 8

Рис. 8. Патент Никола Тесла. Однослойная катушка с двойной намоткой, где начало и конец соединены [140]

Эта катушка отличалась тем, что намотана двумя параллельными проводами, которые соединены последовательно так, что конец одного провода соединялся с началом второго. Это делалось для того, чтобы увеличить разность потенциалов между двумя соседними витками. Как известно, работающая на резонансной частоте катушка (с собственной межвитковой емкостью), может накапливать энергию пропорционально квадрату напряжения между двумя соседними витками.

Поэтому такая катушка во много раз превосходит катушку с однопроводной намоткой. Поясним этот момент: пусть катушка имеет 500 витков в один слой, при этом напряжение на ее концах 500 вольт, значит разность потенциалов между двумя соседними витками 1 вольт. Теперь рассмотрим намотку в два провода, когда 500 витков получены соединением двух катушек из 250 витков каждая, по схеме из патента. Разность теперь не 1 вольт, а 250 вольт. Значит такая катушка может запасать в 62500 раз больше энергии.

В патенте 568176 от 22 сентября 1896 года упоминается возможность обойтись без конденсатора, если сама первичная цепь обладает достаточной емкостью.

В период с 1899 по 1900 годы он использовал все свои практические наработки в лаборатории в Колорадо-Спрингс, где и проверил на практике свои идеи. Рабочий дневник ученого содержит подробное описание проделанной работы.

Стандартная схема использования атмосферного электричества показана на рис. 9.

Рис. 9

Рис. 9. Стандартная схема Николы Тесла на использование атмосферного электричества [140]

Когда выключатель замкнут (рис. 9), зарядная катушка накапливает энергию, затем происходит размыкание, энергия, накопленная в катушке, принимает форму высоковольтного импульса и устремляется в конденсатор, заряжая его, после этого вновь происходит замыкание, тогда энергия, накопленная в конденсаторе, начинает совершать высокочастотные колебания в цепи разряда в то время, как зарядная катушка вновь накапливает энергию от источника. Вторичная обмотка, настроенная в резонанс, находится в несильной индуктивной связи с первичной обмоткой, чтобы свободные колебания могли проявиться с максимальной силой.

Изучив все зависимости и свойства такой системы, Тесла 18 января 1902 года подал заявку на «Устройство для передачи электрической энергии», патент же был им получен только через 13 лет.

Это патент №1119732 от 1 декабря 1914 года – рис. 10

Рис. 10

Рис. 10. Патент Никола Тесла №1119732 [140]

Из патента №1119732:

«Первичную обмотку можно возбуждать любым способом от подходящего источника G, который может быть генератором переменного тока или конденсатором, причем основное требование заключается в установлении резонанса, то есть вывод D должен зарядиться до максимального напряжения цепи. Если передатчик имеет большую мощность, то настройку следует производить с особенной тщательностью, в целях экономии и безопасности. Я показал, что в резонирующей цепи наподобие EABB’D можно вызвать электричество огромной силы, измеряемой сотнями и тысячами лошадиных сил, целесообразно начинать настройку со слабых и низкочастотных вынуждающих колебаний, постепенно усиливая их и наращивая частоту, пока не удастся добиться полного контроля над аппаратом».

Становится ясно, что здесь воплощена идея Тесла, высказанная им во время выступления 24 февраля 1893 года о том, как необходимо взаимодействовать с электрическим зарядом Земли, а также способ правильной настройки, соответствующий идее. Отметим, что в патенте №787412, заявка на получение которого была подана 16 мая 1900 года, подробно описан принцип правильной настройки такой системы. Основы также описаны и в патенте №649621 от 15 мая 1900 года.