Sådan fungerede Nikola Tesla

Forestil dig en verden uden elektrisk lys, motorer, pumper, fans, køleskabe eller elevatorer. Ingen mikrobølgeovn, ingen radio eller fjernsyn. Næste gang du slår en switch, tænk på Nikola Tesla. Mere end nogen anden enkelt opfinder, Tesla skabte en alder af elektrisk kraft. Men 70 år efter hans død og et århundrede efter hans store opfindelser, hans navn er mindre kendt end Thomas Edison, Alexander Graham Bell eller Wright Brothers.

Tesla opstod de vigtigste værktøjer i magtens alder:vekselstrømsgeneratoren, vekselstrømsmotoren og systemet med elektrisk transmission. Meget af livet, som det udviklede sig i det 20. århundrede, hvilede på det fundament, som Tesla lagde.

Teslas rastløse sind førte ham ud over disse elektriske og mekaniske innovationer. Han opfandt en "forstørrelsespole, "som øgede elektricitet til meget høje frekvenser og spændinger [kilde:PBS]. Han fandt ud af, at sådan strøm udsendte elektromagnetiske bølger, som kunne gøre underværker. I dag er "trådløs" en almindelig betegnelse i computernetværksverdenen. Tesla afdækkede princippet for mere end hundrede år siden.

Tesla sammenlignes ofte med Thomas Edison, men han var på mange måder Edisons modsætning. Edison hævdede, at opfindelsen var "1 procent inspiration, 99 procent sved "[kilde:Creativecreativity.com]. Alligevel var Tesla meget inspireret, en visionær. Edison var autodidakt; Tesla havde modtaget en grundig teknisk uddannelse. Edison løste praktiske problemer; Tesla drømte om en verden-transformerende teknologi. Edison kommercialiserede sine opfindelser; Tesla havde lidt forretningsmæssig sans. Omtrent det eneste, de havde til fælles, var, at begge mænd kom forbi på lidt søvn:Tesla arbejdede nogle gange fra 10:30 til 5:00 næste morgen [kilde:PBS].

I hans levetid, Tesla modtog ikke kredit eller kompensation for mange af sine opfindelser. For eksempel, Guglielmo Marconi krediteres med at opfinde radio, men hans udstyr var baseret på Teslas ideer. Kun i de senere år har Tesla modtaget bredere anerkendelse for sin dybe indsigt og deres indvirkning på det moderne liv. I dag, en af ​​de mest innovative elbilvirksomheder hedder Tesla Motors. Det er et fingerpeg om, at Nikola Tesla er en opfinder værd at bemærke.

1. Teslas baggrund
2. Teslas vekselstrøm -triumf
3. Tesla bevæger sig ind i det ukendte
4. Teslas arv

Teslas baggrund

Teslas far var en ortodoks præst, der ville have sin søn, født i 1856, at være den samme. Etniske serbere, Tesla -familien boede i Kroatien, derefter en del af det østrig-ungarske imperium. Nikolas mor opfandt husholdningsapparater som et æggeslag, og drengen følte, at han tog efter hende. Da han blev syg som teenager, han fik sin far til at love at sende ham på teknisk skole, hvis han kom sig. Håber på at blive ingeniør, han studerede mekanik og elektricitet på Austrian Polytechnic School i Graz, Østrig [kilde:Vujovic].

Som dreng, Nikola havde set et billede af Niagara Falls. Han forestillede sig øjeblikkeligt et kæmpe møllehjul, der ville udnytte kraften i grå stær. Sådanne visioner pegede på den unikke karakter af Teslas sind. Den unge mand kunne løse beregningsproblemer i hovedet og havde en fotografisk hukommelse. Men det var hans visualiseringskræfter, der var mest bemærkelsesværdige:Idéer syntes for ham fuldt ud dannede, næsten som hallucinationer.

Men hans glans havde en negativ side. I 20'erne, den høje, skinnetynd Tesla udholdt et nervøst sammenbrud, der gjorde ham overfølsom-lyden af ​​et tikkende ur pinte ham, og han fandt sollys undertrykkende. Gennem hele sit liv, han led af fobier og tvang.

Tesla interesserede sig tidligt for vekselstrøm (AC). På det tidspunkt, eksperimenter med motorer og belysning brugt jævnstrøm (DC), som den strøm, der strømmer fra et batteri. DC -motorer var ineffektive, men ingen kunne forestille sig, hvordan en vekselstrømsmotor ville fungere. En dag, mens du går i en park og diskuterer poesi, Tesla havde en pludselig indsigt i, hvordan man gør en vekselstrømsmotor til virkelighed.

Hans idé om at bruge vekselstrøms forbløffede eksperter i Europa. I 1884, den 28-årige Tesla besluttede at rejse til New York og præsentere sine ideer for Thomas Edison. Han beskrev sine forestillinger om AC til den store opfinder, men Edison var ikke interesseret. I stedet, han hyrede Tesla til at arbejde på sit jævnstrømsudstyr. De to mænd ramte det ikke - Tesla stoppede, efter at Edison ikke havde betalt ham for at have afsluttet et job.

Uden penge, Tesla gik på arbejde med at grave grøfter for at tjene til livets ophold. Men hans formuer var ved at vende.

Jævnstrøm består af elektroner, der slæber langs en leder i en retning. Vekselstrøm vender den retning 60 gange i sekundet. For at lave en elektrisk motor, du skal ændre polaritet , nord-syd ladningen, af et fast elektromagnetisk stykke metal kaldet en stator. En magnetisk rotor, konstant forsøger at tilpasse sig statatorens polaritet, spins for at give strøm. DC -motorer bruger en gnistende mekanisk kommutator til at ændre denne polaritet. AC -motorer ændrer strømretningen elektrisk. Når Tesla fandt ud af, hvordan man matcher vekselstrøm til en motors elektromagneter, han opnåede et af sine vigtigste gennembrud [kilde:PBS].

Teslas vekselstrøm -triumf

Edison havde tilmeldt el -abonnenter til sit DC -system, tråde tråde langs gaderne i New York City og ledninger deres hjem. Men George Westinghouse arbejdede allerede på et konkurrerende AC -system. Han så, at Teslas opfindelser kunne give ham en stor fordel i forhold til Edison.

Tesla forstod, at AC var en mere effektiv måde at drive motorer og effektbelysning på. Endnu vigtigere, AC kan "forstærkes" ved hjælp af spoler af ledninger. Gennem induktion, lav spænding i en spole blev omdannet til høj spænding i en anden. Højspændingsstrøm kunne rejse mere effektivt gennem ledninger, derefter trappes ned til husholdningsbrug. Teslas kredsløb var forløberne for de transformere, vi rutinemæssigt ser på elektriske poler. Jævnstrøm kunne ikke øges. For at sende det mere end et par kilometer krævede stadig tykkere ledninger.

AC var kendt, før Tesla begyndte sit arbejde. Men opfinderen udtænkte et integreret system af generatorer, transmissionslinjer, motorer, belysning og andre kredsløb, der gjorde AC til et muligt alternativ til DC. I 1887, Tesla indgav syv patenter relateret til hans AC -opfindelser. De blev tildelt uden at blive udfordret med succes. Westinghouse købte rettighederne til dem i 1888.

DC var ikke død - endnu. Westinghouse og Edison kastede sig ud i det, der var kendt som "Strømmens krig". Går i offensiven, Edison hævdede, at AC var alt for farligt til at blive brugt af offentligheden. Hans pointe blev forstærket, da en bekendt af Edisons navngivne Harold Brown arrangerede at få en Westinghouse vekselstrømsgenerator til at levere strømmen til henrettelsen af ​​en dømt kriminel i 1890 [kilde:PBS].

Men Westinghouse, bevæbnet med Tesla -patenterne, kunne vise, at AC var et langt mere effektivt alternativ. Det klimatiske slag i Strømkriget fandt sted på den kolossale Chicago Columbian Exposition 1893-94. Westinghouse var i stand til at levere strøm til meget mindre, end hvad Edison ville have opkrævet. Han vandt kontrakten og tilsluttede messen baseret på Tesla -systemet. Da udstillingen åbnede, tusinder af lyse lamper blinkede, opsigtsvækkende fair-goers. Demonstrationen fjernede den offentlige frygt for vekselstrøm, og AC blev standarden for elsystemer.

Sejren blev hamret hjem af Teslas realisering af sin barndomsdrøm:et elproduktionsanlæg ved Niagara Falls. I 1890, investorer tog et stort spil på vekselstrøm og vandkraft, begge stadig uprøvede teknologier. Hen ad, spændt ventetid sluttede i 1896, da generatorerne designet af Tesla begyndte at føre strøm til systemet. Til sidst, de sendte elektricitet helt til New York City, tænder Broadway. Da vandkraftværker begyndte at blive bygget rundt om i verden, elens alder var kommet.

Strømmens krig var forbi, men Nikola Tesla var allerede gået videre til endnu mere visionære opfindelser.

En række af Teslas opfindelser var baseret på princippet om elektrisk induktion. I 1830'erne, den engelske forsker Michael Faraday havde vist, at en elektrisk strøm kan fremkalde magnetisme i en nærliggende leder, og at en magnet i bevægelse vil producere en elektrisk strøm i en lignende leder. Det er denne elektricitets evne til at have en effekt på tværs af en afstand, der fascinerede Tesla og førte ham til ideer lige fra vekselstrømsmotoren til Tesla -spolen [kilde:NDT].

Tesla bevæger sig ind i det ukendte

Selv en simpel elektrisk strøm genererer et magnetfelt. En vekselstrøm, der oscillerer ved en høj spænding, producerer elektromagnetiske bølger. Mange opfindere deltog i løbet om at gøre brug af disse bølger, opdaget af Heinrich Hertz i 1888, til trådløs kommunikation eller andre formål.

Tesla var fascineret af højfrekvente bølger. Sætte dem på arbejde, han var i stand til:

• Lyslamper fyldt med neongas. Denne nye slags belysning behøvede ingen glødende glødetråd; selve gassen afgav lyset.
• Få vakuumrør til at lyse på afstand, uden direkte forbindelse til bølgernes kilde.
• Opvarm en metalstang til en meget høj temperatur.
• Kør 80 miles til West Point, N.Y., og stadig opdage bølger genereret i hans laboratorium i New York.

Mange opfindere bidrog til udviklingen af ​​radio, men Guglielmo Marconi blev tildelt Nobelprisen for opfindelsen i 1909. Tesla ærgrede sig over den manglende anerkendelse for sine egne grundlæggende og originale bidrag, som han havde patenteret i god tid før Marconis første prototyper. I 1943, flere måneder efter Teslas død, den amerikanske højesteret anerkendte endelig, at Teslas patenterede opfindelser var grundlaget for Marconis første præstation [kilde:PBS].

Tesla så en anden anvendelse til bølgerne. Han troede, at de ville give ham mulighed for at overføre elektrisk energi i stor skala uden ledninger. Han flyttede til Colorado Springs i 1898 og byggede store spoler, nu kendt som Tesla -spoler, som genererede massive spændinger. Med dem, han var i stand til at generere menneskeskabte lyn. Han tændte 200 pærer fra en afstand på 40 km og eksperimenterede med måder at sende energi gennem luften eller jorden [kilde:Redshaw].

Vender tilbage til New York et år senere, han overbeviste bankmanden J.P. Morgan om at bakke ham op i et system, der ville skabe trådløs kommunikation rundt om i verden, tillader udsendelse af nyheder, post, selv billeder. Tesla fortsatte også med at drømme om at overføre elektrisk strøm. Han byggede et laboratorium ved navn Wardenclyffe på Long Island. Der, han konstruerede et 187 fod højt (57 meter højt) trætårn og drev stålrør hundredvis af fødder i jorden. Da udgifterne steg, Morgan bakkede ud af projektet. Dybt i gæld, Tesla blev tvunget til at ødelægge tårnet og opgive laboratoriet i 1905. Resten af ​​sit liv han forblev overbevist om, at trådløs kraftoverførsel var mulig.

I mellemtiden, Tesla havde brugt de elektromagnetiske bølger til at skabe en radiostyret båd. Han fandt ud af, at hans hjemmelavede vakuumrør ved meget høje spændinger afgav stråler, der kunne trænge igennem fast stof, og han var blandt de første til at eksperimentere med røntgenstråler, skabe det, han kaldte "skyggegrafer" [kilder:Vujovic, Hrabak et al.]. Over tid, Teslas undersøgelse af højfrekvente bølger dannede grundlaget for innovationer lige fra mikrobølgeovne til katodestråling tv-billedrør.

Tesla havde taget sit opfindsomme geni i en anden retning end samtidige som Edison. Hans udforskning af det ukendte område med højfrekvent elektricitet og radiobølger skabte en vej for mange opfindere, der fulgte ham.

Et andet vigtigt princip, som Tesla stolede på, var begrebet elektrisk resonans . En leder (vi vil kalde det en antenne) kunne opfange elektromagnetiske bølger selv fra hundredvis af miles væk. Men for at vælge en ud af mange bølger med forskellige frekvenser, modtageren skulle "tunes". Det er, det var nødvendigt at give genlyd ved den frekvens. Det er den samme idé, der lader en violinstreng resonere til en stemmegaffel. Tesla udtænkte en måde at justere elektriske kredsløb, og den dag i dag stiller vi stadig ind på radio- eller tv -udsendelser [kilde:Intuitor.com].

Teslas arv

Altid excentrisk, Tesla menes nu at have lidt af obsessiv-kompulsiv lidelse. Da han blev ældre, hans særheder blev mere tydelige. Han havde en fobi for bakterier og vaskede hænderne besat. Han spiste kun kogt mad. Han var besat af nummer tre. Han hævdede, at han havde modtaget beskeder fra det ydre rum. Som en gammel mand, han blev hengiven til duer, som han smuglede ind på sit hotelværelse.

Tilbage i 1891, George Westinghouses firma havde været på randen af ​​konkurs. For at hjælpe manden, der havde troet på ham, Tesla gik med til at opgive de royalties, han skyldte på sine AC -patenter. Opfinderen kunne have tjent millioner, men blev i stedet forladt fattig. Westinghouse døde i 1914, aldrig har fuldt ud kompenseret Tesla for sine bidrag.

Alligevel blev Tesla ved med at opfinde. Han fik mindst 275 patenter i sin levetid [kilde:Twenty First Century Books]. Han efterlod ham en lang række innovationer, hvoraf mange han aldrig var i stand til at forfølge:

• Han kom med en effektiv bladløs turbine i 1904, men enheden fandt ikke en kommerciel applikation.
• Han foreslog elproduktion ved at udnytte geotermisk, solenergi og vindenergi.
• Han spekulerede på eksistensen af ​​ionosfæren, det elektrisk ladede lag af jordens atmosfære, år før det blev opdaget.
• Han patenterede en form for tændrør til benzinmotorer.
• Han opfandt det første elektriske ur baseret på mekaniske vibrationer.
• Hans sidste patent var på en lodret start-flyvende maskine, som ville blive en realitet meget senere.

Ikke alle Teslas ideer virkede. Hans drøm om trådløs kraftoverførsel viste sig aldrig at kunne lade sig gøre. Han afviste Einsteins arbejde, som ville danne grundlag for moderne fysik. Under og efter første verdenskrig, Tesla arbejdede på en "dødsstråle, "men det blev aldrig realiseret uden for science fiction -film [kilde:PBS].

I 1943, Tesla døde alene og brød i et hotel i New York City. Han var 86. Efter hans død, mange af hans papirer forsvandt. Anden Verdenskrig stod på; nogle spekulerede på, at FBI havde beslaglagt dem til mulig militær brug. Hans ejendele blev senere returneret til Jugoslavien, men var hans papirer færdige? Udviklede andre hans ideer i hemmelighed? Konspirationsteorier florerer den dag i dag.

"En skønne dag, "Tesla forudsagde i 1915, "der vil være, sige, seks store trådløse telefonstationer i verdenssystemet, der forbinder alle jordens indbyggere med hinanden, ikke kun ved stemme, men ved syn "[kilde:Cheney]. Lyder det bekendt? Er det din mobiltelefon eller min?

Masser mere information

Forfatterens note:Sådan arbejdede Nikola Tesla

På grund af hans excentriciteter og opfindsomme flyvninger ind i det ukendte, Tesla har et ry som noget af et vanvittigt geni. Faktisk, han var meget mere en moderne forsker end mange andre opfindere fra det 19. århundrede, afhængig af matematik og lydteori. Ligesom mange, Jeg føler en affinitet til Tesla på grund af den store dristighed, han viste i sit arbejde. Hans frækhed var tydeligst i de ideer, der ikke virkede:tårnet på Wardenclyffe var en slags monument for hans eget vildt opfindsomme sind.

Den anden tiltalende facet af Teslas geni var, at han stort set arbejdede alene. Forskningslaboratorier i industriel skala viste sig allerede, men Teslas forskning var strengt hans egen. Forestillingen om en enlig pioner i opfindelsens verden har stadig sin romantiske appel.

relaterede artikler

• Sådan fungerer kredsløb
• Sådan fungerer Tesla Roadster
• Sådan fungerer Tesla -turbinen
• Sådan fungerer trådløs strøm
• Hvad var Nikola Teslas berømte opfindelser?

Kilder

• Cheney, Margaret &Uth, Robert. Tesla:Master of Lightning. Barnes &Noble Books, 1999.
• Creativecreativity.com. "Tesla og Edison:Inspiration versus Perspiration, "16. oktober, 2007. "(22. oktober, 2012) http://www.creativecreativity.com/2007/10/tesla-and-ediso.html
• Hrabak, Maja; Padovan, Ranka Stern; Kralik, Marko; Ozretisk, David; og Potocki, Kristina. "Nikola Tesla og opdagelsen af ​​røntgenstråler." Radiografik. Juli 2008. (3. nov. 2012) http://radiographics.rsna.org/content/28/4/1189.full
• Intuitor.com. "Resonansens fysik." (22. oktober, 2012) http://www.intuitor.com/resonance/circuits.html
• NDT -ressourcecenter. "Induktion og induktans." (22. oktober, 2012) http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/EddyCurrents/Physics/inductance.htm
• PBS.org. "Tesla, Inde i laboratoriet, AC -motor. "(22. oktober, 2012) http://www.pbs.org/tesla/ins/lab_acmotor.html
• PBS.org. "Tesla, Inde i laboratoriet, Radio. "(22. oktober, 2012) http://www.pbs.org/tesla/ins/lab_radio.html
• PBS.org. "Tesla, Liv og arv, Teslas tidlige år. "(22. oktober, 2012) http://www.pbs.org/tesla/ll/ll_early.html
• PBS.org. "Tesla, Liv og arv, Strømens krig. "(22. oktober, 2012) http://www.kerryr.net/pioneers/tesla.htm
• PBS.org. "Tesla, Liv og arv, Et våben for at afslutte krigen. "(22. oktober, 2012) http://www.pbs.org/tesla/ll/ll_wendwar.html
• PBS.org. "Tesla, Liv og arv, Hvem opfandt radio? "(22. oktober, 2012) http://www.pbs.org/tesla/ll/ll_whoradio.html
• Redshaw, Kerry. "Nikola Tesla." (22. oktober, 2012) http://www.kerryr.net/pioneers/tesla.htm
• Tyve første århundrede bøger. "Patenter opnået af Tesla verden over, "6. august, 2011. (22. oktober, 2012) http://www.tfcbooks.com/teslafaq/q&a_047.htm
• Vujovic, Ljubo. "Tesla Biografi, "Teslasociety.com, 10. juli kl. 1998. (22. oktober, 2012) http://www.teslasociety.com/biography.htm