Лекция мистера Тесла о электрических и механических осцилляторах
30 августа 1893 года
В пятницу вечером, 25 августа, г-н Тесла выступил с лекцией перед членами Электротехнического Конгресса, носящей название, данное выше, в зале, примыкающему к Сельскохозяйственному Зданию. Помимо аппарата в комнате он использовал воздушный компрессор, который приводился в действие электродвигателем, предоставленные благодаря любезности Дженерал Электрик Компани. Г-н Тесла был представлен д-ром Греем и начал, заявив, что проблема, которую он намеревался решить, была создать, во-первых, механизм, который будет производить колебания абсолютно постоянного периода независимо от применяемого давления пара или воздуха, в самых широких пределах, а также, не будет зависеть от потерь на трение и нагрузки. Во-вторых, производить электрические токи абсолютно постоянного периода независимо от эксплуатационных режимов, и производить эти токи с механизмом, который должен быть надежным и точным в этом действии, не прибегая к разрядникам и прерываниям (выделение переводчика). Это он успешно реализовал в своем аппарате, и с этим аппаратом теперь ученые будут обеспечены необходимым для проведения исследований с переменными токами с большой точностью. Эти два изобретения г-н Тесла называет, вполне уместно, механический и электрический осциллятор, соответственно. Первый по существу сконструирован следующим образом. Существует поршень в цилиндре, производящий автоматически движения вперед-назад путем надлежащего расположения частей, аналогичный движущемуся вперед-назад инструменту. Г-н Тесла указал, что он сделал большую работу в области совершенствования своего аппарата, так что он будет работать эффективно на такой высокой частоте возвратно-поступательного движения, как он задумал, но не будет останавливаться на многочисленных возникших трудностях. Он продемонстрировал, однако, куски стального вала, которые фактически были оторваны друг от друга во время вибрации против момента воздушной подушки. С вышеупомянутым поршнем связана в одной из его моделей в независимой камере воздушная пружина, или пневматический амортизатор, или иначе он получает пружину внутри камер самого осциллятора. Чтобы оценить красоту этого надо только сказать, что в этом расположении, как он показал его, независимо от того какая жесткость пружины и независимо от веса движущихся частей, иными словами, независимо от того, какой период колебаний, колебания пружины, действительно замечательные, всегда изохронны с этими колебаниями. Г-н Тесла предусматривает для воздушной пружины огромные жесткости, позволяющие вибрировать большим весам с огромной скоростью, учитывая инерцию, благодаря возвратной пружине. Таким образом, например, в одном из этих экспериментов, он вибрирует весом около 20 фунтов со скоростью около 80 раз в секунду и с длиной хода около 7/8 дюйма, но путем сокращения длины хода вес может вибрировать многие сотни раз, и был в других экспериментах. Для начала колебаний наносится мощный удар, но регулировка может быть так сделана, что совсем незначительное усилие потребуется для старта, и, даже без какоголибо специального положения, он стартует путем внезапного включения давления. Вибрация, конечно, изохронная, любое изменение давления лишь производит укорачивание или удлинение хода. Мистер Тесла продемонстрировал несколько очень четких рисунков, иллюстрирующих конструкцию аппарата, из которых его работа была ясно различима. Предусмотрены специальные меры, чтобы выравнивать давление внутри пневматического амортизатора и внешней атмосфере. Для этой цели камеры внутри пневматического амортизатора устроены так, чтобы сообщаться с внешней атмосферой независимо от того, насколько температура замкнутого воздуха может варьироваться, он по-прежнему сохраняет ту же среднюю плотность, как и внешняя атмосфера, а это означает, получается пружина постоянной жесткости. Но, конечно, давление в атмосфере может меняться, и это будет варьировать жесткость пружины, а следовательно, и период колебаний, и эта функция является одной из самых больших красот аппарата, ибо, как г-н Тесла указывал, это механическая система действует в точности, как струна, туго натянутая между двумя точками, и с фиксированными узлами так, что незначительные изменения напряженности ни в коей мере не меняют период колебаний. Приложения такого аппарата являются, конечно, многочисленные и очевидные. В первую очередь это, конечно, для производства электрических токов, и в ряде моделей и аппарата на платформе лекции, мистер Тесла показал, как это может осуществляться на практике, комбинируя электрический генератор с его осциллятором. Он указал, какие условия должны быть соблюдены для того, чтобы период колебаний электрической системы не мог нарушать механических колебаний таким образом, чтобы изменить периодичность, но лишь для того, чтобы укоротить ход. Он сочетает в себе конденсатор с самоиндукцией, и дает электрической системе тот же период, при котором машина сама по себе колеблется, так что оба вместе затем попадают в шаг полученного и электрического и механического резонанса, и поддерживаются абсолютно неизменно. Далее он показал модель мотора с тонким зубчатым колесом, который был ведом этими токами при постоянной скорости, независимо какое давление воздуха было применено, так что этот мотор может использоваться как часы. Он также показал часы сконструированные таким образом, чтобы они могли быть подключены к одному из осцилляторов, и которые поддерживали абсолютно правильное время. К сожалению, часы пострадали при транспортировке, так, что их фактическая работа не наблюдалась. Еще одна любопытная и интересная особенность, которую указал г-н Тесла, что вместо того, чтобы контролировать возвратно-поступательное движение поршня, с помощью пружины так, чтобы получить изохронную вибрацию, он был фактически в состоянии контролировать механическое движение естественным колебанием электромагнитной системы, и он сказал, что дело было очень простым, и было вполне аналогично маятнику. Например, предположим, что у нас был маятник большого веса, предпочтительно, который будет поддерживаться в вибрации силой периодически прикладываемой; теперь эта сила, неважно, как она может меняться, хотя и будет колебать маятник, не будет иметь контроля над его периодом. Мистер Тесла также описал очень интересное явление, которое он проиллюстрировал экспериментом. С помощью этого нового аппарата, он способен производить переменный ток, в котором ЭДС импульсов в одном направлении преобладает более, чем в другом, так что образуется эффект постоянного тока. Фактически он выразил надежду, что эти токи будут пригодны для использования во многих случаях, использующихся как постоянные токи. Принцип осуществления в этом преобладающей ЭДС он объясняет следующим образом: предположим, что проводник перемещается в магнитном поле и затем внезапно изъят. Если ток не запаздывающий, тогда работа будет выполнена лишь частично; но если ток запаздывающий, то магнитное поле действует как пружина. Представьте, что движение проводника остановлено генерируемым током, и в тот самый момент, когда он прекращает двигаться в поле, есть еще максимальный ток, протекающий в проводнике; затем этот ток, согласно закона Ленца, гонит проводник за пределы поля снова, и если проводник не имел сопротивления, тогда он покинет поле со скоростью, с которой он вошел в нее. Теперь ясно, что если, вместо того, чтобы просто зависеть от тока переместить проводник за пределы поля, механически приложенная сила настолько временная, что она помогает вытолкнуть проводник из поля, то он может покинуть поле с большей скоростью, чем он вошел в него, и таким образом один импульс будет преобладать в ЭДС над другим. С током такого характера, мистер Тесла сильно возбудил магниты, и выполнил множество интересных экспериментов, принимая во внимание тот факт, что один из токовых импульсов преобладает. Среди них был тот, в котором он прикрепил к своему осциллятору кольцевой электромагнит с небольшим воздушным зазором между полюсами. Этот электромагнит колебался вверх и вниз 80 раз в секунду. Медный диск, когда вставлен внутрь воздушного зазора кольцевого электромагнита, был приведен в быстрое вращение. Г-н Тесла заметил, что этот эксперимент к тому же позволяет продемонстрировать, что линии течения тока через металлическую массу прерывают присутствие электромагнита в некотором смысле, совершенно независимо от так называемого эффекта Холла. Он показал также очень интересный способ изготовления соединения с осциллирующим электромагнитом. Это было достигнуто путем присоединения к электромагниту небольших изолированных стальных стержней, и подключение к этим стержням концов катушки возбуждения. Так как электромагнит вибрировал, стационарные узлы были представлены в стальных стержнях, и в этих точках клеммы источника постоянного тока были присоединены. Мистер Тесла также отметил, что одно из применений токов, таких как те, что производятся в его аппарате, было бы выбрать любое одно из нескольких устройств, подключенных к той же цепи, подбирая вибрацию резонансом; и он сослался на дополняющий способ работы доктора Грея в гармонической телеграфии. Это, действительно, мало сомнений в том, что с устройствами г-на Теслы, гармоническая и синхронная телеграфия получит свежий импульс, и снова откроет обширные возможности. Мистер Тесла был в сентиментально приподнятом настроении по поводу своих последних достижений, и сказал, что он надеется, что в практических руках, а также ученых, устройства, описанные им, дадут значимые результаты. Он заложил особый акцент на устройство, сейчас предоставляемое, для изучения влияния механической вибрации во всех направлениях, и также показал, что он обнаружил ряд фактов в связи с железными сердечниками. Восторженная вера г-н Тесла в полезность и успех практического применения его новейших устройств представляется полностью обоснованной. Несмотря на краткость изложения того, что он показал, было достаточно заметить, что эта последняя его работа превзойдет по важности, наверное, все его предыдущие блестящие работы, не исключая даже его мотор переменного тока. Мы до сих пор привыкли смотреть на мистера Тесла как на электрика высшего класса, но работа, которой он достиг в этой новой области механических осцилляторов, дает ему право на такое высокое звание, как инженер.
_______________________
ВАЖНЫЕ СЛУХИ
Нам сообщили, что по рекомендации профессора Джорджа Форбса, Cataract Construction Co. принята многофазная система г-на Тесла в качестве единственного метода распределения на Ниагарском водопаде. Слухи о серьезных разногласиях между General Electric и Fort Wayne Electric Companies кажутся вполне обоснованными. Мы достоверно информированы о том, что их отношения сильно не напрягались и, что открытого разрыва не опасаются. Считается, что General Electric Co. владеет менее чем контрольным пакетом в Fort Wayne Co., и что г-н Р. Т. Макдональд и его директора вправе декларировать свою независимость, когда и как они это хотят.
