|
|
|
|
|
|
|
|
Thornal Arhiva tekstova Svetog Kraljevstva Magije
Adepti
9
Najznačajniji izumi Autor: Aleksandar Ćulibrk 10.07.2010
Nikola Tesla je zahvaljujući svojim izumima postao svetski naučnik. Koliko je tačno Teslinih pronalazaka bilo izli�no je govoriti. Neki izumi su nai�li na razumevanje patentne komisije i bili zavedeni u američkom patentnom zavodu. Međutim dosta njih je ostalo nepatentirano. Tesla se bavio elektrotehnikom u raznim oblastima, gde god je postojala i najmanja mogućnost za njenu primenu. Zbog toga postoji raznovrsnost oblasti Teslinih pronalazaka. Tu spadaju najpre elektrotehnika, a odmah zatim i ma�instvo. Teslini pronalasci su takođe bili primenjivani i u oblastima telekomunikacija i medicine. Neki od najpoznatijih izuma su: Teslin transformator (i generator) struja visoke frekvencije, poznat kao Teslin oscilator; indukcioni motor (poznat kao asinhroni motor); teledirigovani čamac (čamac sa daljinskim navođenjem); sijalice; prenos električne energije na daljinu be�ičnim purem. Svakako najveći doprinos elektrotehnici je iz oblasti energetike. Tesla je izmislio naizmeničnu struju. Naizmenična struja ima velike prednosti nad jednosmernom. Jedna od prednosti jeste smanjenje gubitaka prilikom prenosa električne energije od elektrana do krajnjih potro�ača, �to je veoma va�no. Gubici u prenosu zavise od kvadrata jačine struje, odnosno gubici rastu sa kvadratom struje. Zato je potrebno imati �to manju struju kroz prenosnu mre�u. Naizmeničnu struju je najlak�e umanjiti ugradnjom transformatora koji podi�u napon, a samim tim smanjuju struju, jer njihova snaga zavisi od proizvoda napona i struje. Tesla je uzeo tri kalema i prostorno ih pomerio za trećinu kruga, tako da je dobio sistem prikazan na sledećoj slici.
Kroz te kalemove je propustio svoju naizmeničnu struju. Da bi video �ta je uradio, uzeo je jedno jaje (ve�tačko naravno) i stavio ga unutar sistema. Jaje je počelo da rotira oko svoje aksijalne ose i to na svom vrhu. Ovakav sistem tri kalema se naziva trofazni sistem.Trofazni sistem naizmeničnih struja najlak�e stvara obrtno elektromagnetno polje, na čijem principu i danas rade asinhroni (indukcioni) motori, koji ne moraju imati provodnike na svom rotoru. Kako naizmenična struja menja svoju vrednost tokom vremena, ona je u jednom trenutku jednaka nuli. Ova činjenica olak�ava isključenje struje, �to je takodje bitno za očuvanje opreme, jer struje mogu biti veoma velike. Inače, struja u toku jedne periode (koja traje 20ms ili pedeseti deo sekunde) tri puta bude jednaka nuli. Kao �drugi� bitan pronalazak, isto toliko va�an, jeste Teslin indukcioni motor, danas poznatiji kao asinhroni motor. Motor ima ulogu da električnu energiju koju dovodimo na krajeve njegovog statora, pretvori uz pomoć elektromagnetnog obrtnog polja u mehaničku energiju koja se manifestuje obrtanjem rotora. Kako asinhroni motor radi? Vrlo jednostavno. Na kralemove statora se dovodi naizmenična struja koja stvara promenljivo elektromagnetno polje. Kada se neki provodni element (parče gvo�dja, bekarni provodnik idr.) nađe u promenljivom elektromagnetnom polju na njegovim krajevima se indukuje elektromotorna sila (ems) i kroz njega protiču struje. Kada kroz provodnik protiče struja, na njega deluje sila koja te�i da ga pomeri. Ovo se upravo odigrava u gvo�đu i na provodnicima. Za�to je Teslin indukcioni motor tako poseban? Poseban je zato �to na njegovom rotoru nema namotaja (kao i na modelu Teslinog jajeta), a rotor se ipak okreće. Dakle, Teslin indukcioni motor se sastoji od:
- magnetskog kola (gvo�đe statora i rotora),
Prvi Teslin indukcioni motor bio je dvofazni i bez �lebova po unutra�njem obimu statora. Ovo nije bilo dobro, jer sva sila koja je trebala da pokreće rotor delovala je na provodnike umesto na magnetno kolo rotora. To je bio veliki problem, jer te sile nisu male. Ovaj teslin motor bio je napajan, u početku, bio napajan naizmeničnom strujom od 133Hz. Bio je konstruisan sa istaknutim polovima. Sa Vestinghausom je sklopio ugovor od 250 000$ + 2,5$/KS (dolara po konjskoj snazi). Naravno, ovo nije dugo trajalo, pa je Tesla morao da se odrekne dodatka od 2,5$/KS na zahtev (molbu) Vestinghausa koji je već počeo da grca u dugovima.
Rotor (levo) i stator (desno) asinhronog motora sa kaveznim rotorom (bez namotaja na rotoru); Kavezni rotor asinhronog motora; Namotani rotor asinhronog motora
Danas se asinhroni motori izrađuju za velike opsege snaga i brzina. Mogu biti snage do nekoliko desetina MW, a brzina obrtanja mo�e dostići brzine od pribli�no 3000 obrtaja u minuti. Bitna osobina ovih motora je u tome �to povlače iz mre�e od 6 do 10 puta veće struje od nominalne koju ima pri stalnom radu. Ovo je veoma te�ak udar za mre�u. Zato se asinhroni motori pu�taju u rad preko nekih dodatnih uređaja. Savremeni asinhroni motori se sada izrađuju uglavnom kao trofazni. Oko 99% motora danas u svetu su trofazni i jednofazni asinhroni motori. Pored asinhronog motora sa kaveznim rotorom, postoji i motor sa namotanim rotorom koji ima namotaje od bakra na svom rotoru. Nakon raskida ugovora sa Vestinghausom, Tesla počinje rad u oblasti struja visokih frekvencija Napravio je kalem sastavljen od nekoliko rezonantnih oscilatornih kola. Tesla je konstruisao mnogo različitih oscilatora koji se dosta razlikuju u konstrukciji.
Oscilator visokog napona visoke frekvencije u australijskom muzeju Prvi teslin kalem je bio napracvljen od staklene posude dimenzija 6 x 8 inča sa 60 do 80 navojaka. U se nalazi primar koji se sastoji od 8 do 10 navojaka, i cela kombinacija je potopljena u posudu sas mineralnim uljem. Na osnovu ranijih istra�ivanja drugih naučnika, Tesla je razvio seriju različitih kalemova koji su davali struju visokog napona i visoke frekvencije. U većini svojih eksperimenata koristio je ma�ine koje je sam izumeo. Prvi kalemovi su radili na principu proboja u zoni električnog luka (vazdu�ni prostor koji se na slici 6 nalazi između kuglastih elektroda). Ovo se isto mo�e postići primenom Ramkorfovog kalema, dva kondenzatora i jo� jednog specijalno konstruisanog namotaja između čijih krajeva se de�ava proboj.
Ramkorfov kalem se napaja iz glavnog izvora i na njegove krajeve su redno vezana dva kondenzatora. Ispred njih, a paralelno Ramkorfovom namotu nalazi se prostor električnog luka. Elektrode na kojima se ovija električno pra�njenje su najče�će u obliku kugli, mada je Tesla koristio razne oblike elektroda (�iljak, ploča). Kondenzatori su napravljeni od pokretnih ploča koje su potopljene u ulje. �to su ploče bile manje to je pra�njenje bilo učestalije. One su, takođe, smanjivale i veliku samoinduktivnost sekundarnog namota. Kondenzatori su zatim vezani na po jedan primar, drugog, specijalno dizajniranog namota. Oba primara imaju po 20 navojaka gumom izolovane �ice. Sekundar ima 300 navojaka svilom izolovane �ice. Kasniji Teslini oscilatori su bili veći, i radili na mnogo većim naponskim nivoima. Kondenzatori su bili veći i potopljeni u ulje kako bi se umanjila korona. Ulje je koristio i kao izolaciju namota transformatora. Moderni oscilatori koriste bifilarno motane namotaje na vazdu�nom jezgru. Ovaj rezonantni transformator generi�e vosoki napon na radio frekvencijama. Namotaj dosti�e veliki napon koristeći energiju jednog rezonantnog kola (primara) prenoseći je na drugo rezonantno kolo (sekundar). Takođe, moderan Teslin oscilator je dizajniran da generi�e dugačke električne lukove, dok je Teslin prvi oscilator bio konstruisan za be�ičnu komunikaciju i prenos snage. Tesla se dosta bavio radio tehnikom. Jedan od bitnijih radova bila je eliminacija smetnji u radio vezama. Tesla je znao da se prirodne i ve�tačke smetnje prostiru kroz zemlju i vazduh na potpuno isti način, i da i jedne i druge mogu da generi�u i horizontalne i vertikalne elektromotorne sile (ems). U vazduhu se potencijal povećava oko 50V po stopi u vertikalnom pravcu, i zato nastaje naponska razlika od 20 ili čak 40000V između gornjeg i donjeg kraja antene. Mase naelektrisane atmosfere koje su stalno u pokretu izazivaju struju u provodniku koja nije ujednačena, već prilično haotična, �to proizvodi impulsni �um u osetljivoj telefonskoj slu�alici. �to je vi�i terminal i veći prostor ispunjen �icama efekat je jači. Taj efekat je čisto lokalnog karaktera i malo ima veze sa pravim problemom. Godine 1900. Tesla je usavr�avao svoj be�ični sistem, a jedan model aparata je imao 4 antene. Antene su pa�ljivo pode�ene na istu frekvenciju i paralelno povezane u cilju povećanja prijema iz bilo kog pravca. Kada je poku�ao da utvrdi poziciju izvora prenesenih impulsa, svaki dijagonalno postavljen par bio je posebno vezan serijski sa primarnim kalemom za pobuđivanje kola detektora. U prvom slučaju zvuk u telefonu je bio dosta jak, dok ga u drugom slučaju uop�te nije bilo kao �to je Tesla i očekivao. Dve antene su neutralizovale jedna drugu, ali su se statičke smetnje javljale u oba slučaja. Kori�ćenjem prijemnika koji su uzemljeni na dva mesta, smetnje koje su posledica naelektrisanja vazduha poni�tavaju se, a podlo�nost ostalim vrstama smetnji redukuje se na polovinu zbog usmeračkih karakteristika kola. Tesla je 1896. godine konstruisao jedan uređaj koji je mogao da obavlja vi�e operacija. Taj uređaj se prvi put pojavio 1898. godine i izazvao je najveću senzaciju kao nijedan njegov izum do tada. To je bio brodić na daljinsko upravljanje bez �ica. Njime se upravljalo sadejstvom vi�e kola, tako da je svaka interferencija bila isključena. Najče�će je koristio prijemna kola u obliku petlji kondenzatora. Tih dana konstruisan je jo� jedan teleautomatski brod. Kretanje broda se kontrolisalo pomoću vi�e zavojaka postavljenih u utrobu broda koji je potpuno hermetički zatvoren i mogao je da zaroni. Aparatura koju je konstruisao bila je slična kao i u prvoj verziji broda, samo sa malim dodacima. Tesla je dosta radio na sistemu za be�ični prenos električne energije, tj. na prenos električne energije kroz prirodni medijum (zemlja, vazduh). Te eksperimente je obavljao u svojoj laboratoriji u Kolorado Springsu. Tesla je adaptirao jedan od svojih prijemnih transformatora u nameri da eksperimentalno odredi električni potencijal Zemljine kugle i da odredi njegove učestale i slučajne promene. U sekundarno kolo transformatora bila je uključena specijalna naprava koja se sama vraća u početno stanje, a upravlja radom registrujućeg instrumenta. Primarno kolo je bilo jednim krajem spojeno sa zemljom i sa jednim uzdignutim krajem čija se kapacitivnost mo�e pode�avati. Promene potencijala su izazivale električne udare na primaru, oni su proizvodili struje u sekundarnom kolu, a srazmerno tim strujama delovao je registrujuči instrument preko svoje specijalne naprave. Utvrđeno je da Zemlja bukvalno treperi od električnih vibracije. Tada je Tesla sa svojim pomoćnikom Leven�tajnom ekspeimentalno dokazao postojanje stacionarni htalasa za koje je i sam mislio da tako ne�to nije moguće. Dakle, na�a planeta se i pored tako ogromnih dimenzija pona�ala kao jedan provodnik ograničenih dimenzija. Ovo je bio osnov Teslinog razmi�ljanja o mogućnosti slanja telegrafskih poruka bez �iva na bilo koju daljinu, pa čak i preno�enja energije u neograničenim količinama na bilo koju udaljenost na Zemlji i to bez ikakvih gubitaka.
Povezani tekstovi: Nikola Tesla - Čovek van vremena Tesla - um koji je video budućnost Pronalazač koji je izumeo točak modernog doba
Istra�ivanje na polju struja visokih frekvencija Kako je Teslina zaostav�tina stigla u Beograd Nikola Tesla - Psiholo�ki portret Nepoznati rukopis Nikole Tesle Knjige - Teslina zaostav�tina i knjige o Tesli
|
|
|
|
|
 |
||
|
Sva prava rezervisana Copyright � 2010 by Alexandar Thorn Poslednje izmene: 27-01-2013 05:32 |
Jedna
od konstrukcija Teslinog oscilatora