«Катушка Теслы»

(к 180-летию Николы Тесла)

Сегодня, 10 июля, исполняется ровно 180 лет Николе Тесле, выдающемуся учёному, физику, изобретателю и экспериментатору, которого без преувеличения считают гением. Без упоминания имени Теслы не обходится ни одна беседа по физике, ни одно посещение научно-технического музея, когда речь заходит об электричестве. Даже младшие школьники, у которых ещё нет уроков физики, при виде мачты, обмотанной проволокой и увенчанной сверху блестящим металлическим шаром, норовят спросить: «А это катушка Теслы?» и когда слышат утвердительный ответ, глаза их загораются, а всё внимание сосредотачивается на этом предмете и на всём том, что связано с именем великого учёного. Настолько Тесла популярен в массовом сознании, а наследие его до сих пор вызывает жаркие споры и неподдельный интерес.

Музей-лаборатория Е.К. Завойского имеет в своей экспозиции несколько приборов, созданных для демонстрации опытов Николы Теслы и все они связаны с электричеством. Остановимся на одном из них, пожалуй, самом известном его изобретении – резонансном трансформаторе, который обычно называют трансформатором Теслы, или его общераспространённом наименовании, как «катушка Теслы».

Что это за физический прибор и для чего он нужен?

Назначение трансформатора – изменение значения напряжения электрического тока. Поскольку трансформаторы бывают понижающие и повышающие, то в данном случае, катушка Теслы – это повышающий трансформатор. Напряжение на входе такого трансформатора вырастает в сотни раз и может достигать значений порядка миллиона вольт (!)

Такой эффект достигается за счёт двух обмоток в конструкции прибора: первичной обмотки – с малым числом витков, и вторичной обмотки – с числом витков от 800 до 1200. Первичная обмотка, соединённая с конденсаторами, является частью колебательного контура, имеющего искровой промежуток. При подаче напряжения на вторичную обмотку, электромагнитные волны входят в резонанс с электромагнитными волнами первичной обмотки, то есть, когда частоты колебаний обеих обмоток начинают совпадать (вступают в резонанс), то между концами первичной обмотки появляется высокое переменное напряжение, которое визуально представляется в виде электродугового разряда, напоминающего молнию. В своей лаборатории Тесле удавалось получать такие «молнии» длиной в несколько метров.

Резонансный трансформатор Теслы сыграл большую роль в дальнейшем развитии электротехники и особенно радиотехники. Проведя множество экспериментов с этим прибором, изобретатель заметил, что вырабатываемые токи высокой частоты производят тепловой эффект, что со временем позволило применять их в медицине – лечение токами ультравысокий частоты (УВЧ). Кроме того, трансформатор Теслы был использован для разработки сверхвысокочастотного метода нагрева деталей и даже плавки металлов. Это практические области применения катушки Теслы, которые получили своё развитие во второй половине ХХ века.

Однако самой главной мечтой великого изобретателя, было использование его трансформаторов для передачи энергии и электричества на большие расстояния, без проводов и совершенно бесплатно за счёт эфира. Никола Тесла считал, что всё окружающее пространство Вселенной заполнено эфиром - некой физической средой или веществом, который отвечает за распространение электромагнитного и гравитационного взаимодействия. Тесла всеми своими опытами доказывал существование эфира и даже вынашивал идею использовать эфир как источник энергии. Иными словами, он считал, что можно «черпать энергию, буквально из воздуха». Для передачи энергии без проводов по всему миру он предлагал построить на полюсах Земли две гигантские катушки.

В качестве эксперимента Тесле удалось в течение 1910-х гг. соорудить первую телекоммуникационную башню в местечке Ворденклиф (США), больше известную под названием «Башня Теслы», предназначенную для трансатлантической телефонии и радиовещания. Сотрудники лаборатории в Ворденклифе рассказывали о лампочках, которые без всяких проводов загорались в земле и даже в руках Теслы, о гигантских разрядах молнии, летающих по всему залу, не причиняя вреда, и даже наблюдались «северные сияния», которых в этих местах ранее никогда не было.

К сожалению, идея Теслы о бесплатной и беспроводной передаче энергии на расстояния не была поддержана современниками, поскольку не могла приносить экономические выгоды энергетическим компаниям, в результате чего было прекращено финансирование научных проектов Теслы. Башня Ворденклиф под предлогом, что она служит маяком для германских кораблей (шла Первая мировая война) по приказу правительства США была разрушена, а сам изобретатель объявлялся странным и опасным учёным, опыты которого следовало бы запретить.

Многие архивы Николы Теслы были утеряны при загадочных обстоятельствах. Даже если Тесла и знал, как получить практически неиссякаемый источник энергии, то сейчас эта информация недоступна. Редкий гений Теслы опередил своё время, а мир оказался не готов к его идеям.

Как видим, катушка Теслы - это изобретение гораздо более значимое, чем физический прибор для эффектной демонстрации электрических молний.

Настоящий прижизненный резонансный трансформатор конструкции Теслы 1930-х гг. можно увидеть в экспозиции Музея-лаборатории Е.К. Завойского, и более того, здесь вам продемонстрируют электрические разряды «молний» от миниатюрной катушки, заключённой в газоразрядном стеклянном шаре и дадут зажечь электрическую лампочку в руке, как это делал великий и загадочный Никола Тесла.

Автор публикации: Ставцев Е.М.