Патент Тесла (увеличение интенсивности электрических колебаний)

Увеличение интенсивности электрических колебаний

Патент № 685.012, 22 Октября, 1901 года. Заявка заполнена 21 Марта, 1900 года, обновлена 3 Июля, 1901 года. Серийный № 66.980

Всем кого это может касаться:

Да будет известно, что я Никола Тесла, житель соединенных штатов изобрел определенно новое и полезное усовершенствование в Средствах для увеличения интенсивности электрических колебаний, на которое следующая спецификация ссылается совместно с рисунками составляющими одно целое. Во многих научных и практических использованиях электрических импульсов или колебаний—как, например, в системах передачи сообщений к удаленным точкам – это есть очень важным усилить на столько на сколько можно токовые импульсы или колебания которые вырабатываются в цепях передающего и приемного устройств, особенно последнего. Хорошо известно что когда электрические импульсы влияют на цепь адаптированную колебаться свободно интенсивность колебаний развивается в тоже время зависит от величины их физических констант и связи периодов влияющих и свободных колебаний. Для получения наилучшего результата необходимо чтобы периоды влияющих колебаний были такие же как у свободных колебаний, при которых условиях интенсивность последних наибольшая и главным образом зависит от индуктивности и активного сопротивления цепи, будучи прямо пропорциональна первому и обратно пропорциональна последнему. Надлежащим образом, следовательно, чтобы интенсифицировать (увеличить) импульсы или колебания существующие в цепи—другими словами, произвести наибольшее повышение тока или электрического напряжения в ней—требуется сделать ее индуктивность на столько больше и ее активное сопротивление на столько меньше на сколько требуется. Имея ввиду этот результат я создал и использовал проводники специальной формы и сравнительно очень большого сечения; но я обнаружил что ограничения существуют в отношении увеличения индуктивности  также как к уменьшению активного сопротивления.   Это будет понятно когда это есть ограничено в уме что  резонансное повышение тока или напряжения в свободно колеблющейся цепи пропорционально частоте импульсов и что большая индуктивность вообще включает (создает) медленное колебание. С другой стороны, увеличение сечения проводника с предметом уменьшения его сопротивления есть, дальше определенного ограничения, немного или не значительно, главным образом потому что электрические колебания, особенно те высокой частоты, проходят главным образом через поверхностные проводящие слои, и пока это подтверждает что этот недостаток может быть преодолен  по мере путем применения тонких лент, труб, или витых кабелей, еще на практике возникают другие препятствия, которых часто более потом отклоняют преимущество. Есть хорошо установленный факт что как температура металлического проводника растет его электрическое сопротивление увеличивается, и понимая это конструкторы коммерческих электрических аппаратов имеют прежде прибегнуть ко многим средствам для предотвращения катушек и других их частей от нагревания при использовании, но только с рассматриванием экономии энергии и снижением стоимости конструкции и задействования аппарата. Теперь я открыл что когда цепь адаптирована колебаться свободно  that when a circuit adapted to vibrate freely поддерживается на низкой температуре колебания существующие в ней до очень высокой степени увеличены и продолжены, и я таким образом дал возможность для производства многих  полезных результатов которые в целом были прежде невозможны. Коротко говоря, тогда, мое изобретение состоит в производстве большого увеличения интенсивности и продолжительности колебаний существующих в свободно колеблющейся или резонирующей цепи путем  поддерживания ее на низкой температуре.  Обычно в коммерческих аппаратах, такое обеспечение делается с объектом для предотвращения тепловых потерь, и в любом случае его влияние на интенсивность колебаний очень слабое и практически несущественно, для как правило импульсов произвольной частоты влияющих на цепь, независимо от ее собственных свободных колебаний, и резонансное увеличение определенно невозможно. Мое изобретение, будет понятно, сперва не рассматривает сохранение энергии, но нацеливается на получение заметного нового и полезного результата—что есть, увеличение до наибольшей возможной степени интенсивности и продолжительности свободных колебаний. Это может быть полезно применено во всех случаях когда этот специальный объект  найден, но предлагает необычные преимущества в тех случаях в которых свободно колеблющиеся разряды конденсатора утилизируются. Лучший и наиболее удобный способ провести изобретение о котором я сейчас сообщил является окружить свободно колеблющуюся цепь или проводник, в котором должна поддерживаться низкая температура, с соответствующим охлаждением среды, которое может быть любого вида замораживающей смеси или вещества, такое как жидкость, воздух, и для того чтобы прибор полностью извлекал пользу из среды цепь должна быть сперва сконструирована так чтобы иметь наибольшую возможную самоиндукцию и наименьшее возможное активное сопротивление, и другие правила конструирования которые теперь известны должны быть соблюдены. Например, когда в системе передачи энергии для любой цели через природную среду передающий и приемный проводники подсоединены к земле и к изолированному терминалу, соответственно, длины этих проводников должны равняться одной четвертой длины волны колебаний распространяющихся через них.  На сопутствующем рисунке я показал графически местоположение прибора который может быть использован в применении на практике моего изобретения. Рисунок иллюстрирует в перспективе два прибора, каждый из которых может быть передатчиком, в то время как другой приемник. В каждом имеется катушка из нескольких витков и низкого сопротивления, (обозначенных в первом A и в другом A'.) Предшествующая катушка, предназначена быть частью передатчика, соединена с соответствующим источником тока, пока последняя включена в цепь с приемным устройством. В индуктивной связи с названными  катушками в каждом приборе находится плоская спирально скрученная катушка B или B', один вывод которой показан как соединенный с заземленной плоскостью C, пока другой, выходя из центра, является адаптированным быть соединенным с изолированным выводом, который в основном поддерживается на высоте в воздухе.  Катушки B B' помещены в изолированные  корпуса D, которые содержат замораживающее вещество и вокруг которого катушк A и A' закручены. Катушки в форме плоской спирали, такие как те что описаны, в высшей степени подходят для производства свободных колебаний; но очевидно проводники или цепи любой другой формы могут быть использованы, если требуется. Из последующего действие аппарата будет легко понятно. Принимая, сперва, как наипростейший случай что на катушку A передатчика влияют импульсы или колебания произвольной частоты и независимо от их собственных свободных колебаний. Соответствующие колебания будут тогда индуцированы в цепи B, которая, сконструирована и отрегулирована, как прежде отображено, так чтобы колебаться с такой же скоростью, будет сильно увеличивать их, увеличение будет прямо пропорционально произведению (производительности) частоты колебаний и индуктивности цепи B и обратно пропорционально сопротивлению последней. Другие условия остаются такими же, интенсивность колебаний в резонирующей цепи B будут увеличиваться в такой же пропорции как ее активное сопротивление уменьшается. Очень часто, однако, условия могут быть такими что искомая выгода не получается прямо путем уменьшения сопротивления цепи. В таких случаях знающие эксперты которые применяют изобретение  сделают преимуществом уменьшение сопротивление путем использования соответственной длины проводника, таким образом гарантируя намного большую самоиндукцию, и при всех обстоятельствах он определит размеры цепи, так чтобы получить наибольшее значение отношения ее индуктивности к ее активному сопротивлению которое определяет интенсивность свободных колебаний.  Колебания катушки B, значительно усилены, передаются на расстояние и при достижении настроенного проводника B' вызывают соответствующие колебания в нем, которые для аналогичных целей усиливаются, с результатом индуцирования соответственно сильных токов или колебаний в цепи A', включая приемное устройство.   Когда, как может быть случай в передаче четких сигналов, цепь A периодически замыкается и размыкается воздействие на приемник повышается выше описанным способом не только потому что импульсы в катушках B и B' усилены, но также за счет их инерцию (сохранения эффекта) через длинный интервал времени.  Преимущества предложенные изобретением еще более полно выражаются когда цепи A передатчика вместо влияния импульсов произвольной частоты на нее  позволяется колебаться с ее собственной скоростью, и более особенно  так если она будет заряжаться свободно колебающимися высоко частотными разрядами конденсатора. В таком случае охлаждение проводника A которое может быть осуществлено любым соответствующим способом, дает в результате значительное увеличение колебаний в резонирующей цепи B, которое я объясняю увеличением интенсивности также как большее количество высокочастотных колебаний получаемых в цепи A. Приемная катушка B' заряжена сильнее  пропорционально и индуцирует токи большей интенсивности в цепи A'.  Из выше сказанного очевидно что большее количество свободно вибрирующих цепей которые поочередно получают и предают энергию из одной в другую больше, соответственно, будет гарантирована выгода путем применения моего изобретения.  Я конечно не намереваюсь ограничивать себя, к специфическим описанным способам и средствам  искусственного охлаждения, ни к особенным формам и конструкциям названных цепей. Путем получения преимущества фактов выше и описанных средств я нашел возможным гарантировать увеличение электрического напряжения в возбужденной цепи очень во много раз больше чем было прежде возможно, и этот результат делает это возможным, среди других вещей, весьма, расширит расстояние передачи сигналов и исключает намного более действенно интерферирует с ней чем было прежде возможно.

Имея теперь описанным мое изобретение, что я заявляю есть—

1. Комбинирование с цепью адаптированной  свободно колебаться, средств для искусственного охлаждения ее до низкой температуры, как здесь прежде установлено.

2. В аппарате для передачи или получения электрических импульсов или колебаний, комбинирование с первичной и вторичной цепью, адаптированной колебаться свободно в ответ на влияющие колебания, средств для искусственного охлаждения их до низкой температуры, как здесь прежде установлено.  

3. В системе для передачи электроэнергии, цепи на которую влияют электрические колебания, и которая адаптирована колебаться свободно, в комбинировании с корпусом содержащем искусственный рефрижератор  в который помещена названная цепь, как здесь прежде установлено.

4. Средства увеличения интенсивности импульсов или электрических колебаний влияющих на свободно вибрирующую цепь,  состоящих из искусственного рефрижератора скомбинированного с и применяемого к такой цепи и адаптированного удерживать в ней низкую температуру.

5.   Средств интенсификации и продлевания электрических колебаний выработанных в свободно вибрирующей цепи, состоящих из искусственного рефрежиратора применяемого к такой цепи и адаптированного удерживать такую же и постоянно низкую температуру.

6.   В системе для передачи энергии, серий передающих и приемных цепей адаптированных свободно вибрировать, в комбинировании с средствами для искусственного удерживания одинаковой низкой температуры, как прежде установлено.

 NIKOLA TESLA.

Witnesses: john C. kerb, M. lawson dyer.