Tesla såg fördelarna med att använda vatten för att driva generatorer som dessa vid Hoover Dam - även om det var oprövad teknik vid den tiden. iStockphoto/Thinkstock Tänk dig en värld utan elektriskt ljus, motorer, pumps, fans, kylskåp eller hissar. Ingen mikrovågsugn, ingen radio eller tv. Nästa gång du trycker på en switch, tänk på Nikola Tesla. Mer än någon annan enskild uppfinnare, Tesla skapade en ålder av elektrisk kraft. Men 70 år efter hans död och ett sekel efter hans stora uppfinningar, hans namn är mindre bekant än Thomas Edison, Alexander Graham Bell eller bröderna Wright.
Tesla skapade de viktigaste verktygen i maktåldern:växelströmsgeneratorn, växelströmsmotorn och systemet för elektrisk överföring. Mycket av livet som det utvecklades på 1900 -talet vilade på den grund som Tesla lade.
Teslas rastlösa sinne tog honom bortom dessa elektriska och mekaniska innovationer. Han uppfann en "förstoringsspole, "vilket höjde elektriciteten till mycket höga frekvenser och spänningar [källa:PBS]. Han fann att sådan ström avgav elektromagnetiska vågor, som kan göra underverk. Idag är "trådlös" en vanlig term i datornätverkens värld. Tesla avslöjade principen för mer än hundra år sedan.
Tesla jämförs ofta med Thomas Edison, men han var på många sätt Edisons motsats. Edison hävdade att uppfinningen var "1 procent inspiration, 99 procent svett "[källa:Creativecreativity.com]. Men Tesla var väldigt inspirerad, en visionär. Edison var självlärd; Tesla hade fått en grundlig teknisk utbildning. Edison löste praktiska problem; Tesla drömde om världsomvandlande teknik. Edison kommersialiserade sina uppfinningar; Tesla hade lite affärssinne. Ungefär det enda de hade gemensamt var att båda männen klarade sig på lite sömn:Tesla arbetade ibland från 10:30 till 5:00 nästa morgon [källa:PBS].
Under hans livstid, Tesla fick inte kredit eller kompensation för många av hans uppfinningar. Till exempel, Guglielmo Marconi krediteras för att ha uppfunnit radio, men hans utrustning var baserad på Teslas idéer. Först under de senaste åren har Tesla fått ett större erkännande för sina djupa insikter och deras inverkan på det moderna livet. I dag, ett av de mest innovativa elbilsföretagen heter Tesla Motors. Det är en aning om att Nikola Tesla är en uppfinnare värd att notera.
Innehåll
Teslas far var en ortodox präst som ville ha sin son, född 1856, att vara densamma. Etniska serber, familjen Tesla bodde i Kroatien, sedan en del av det österrikisk-ungerska riket. Nikolas mamma uppfann hushållsapparater som en äggslagare, och pojken kände att han tog efter henne. När han blev sjuk som tonåring, han lovade sin far att skicka honom till teknisk skola om han återhämtade sig. I hopp om att bli ingenjör, han studerade mekanik och elektricitet vid Austrian Polytechnic School i Graz, Österrike [källa:Vujovic].
Som en pojke, Nikola hade sett en bild av Niagara Falls. Han föreställde sig omedelbart ett gigantiskt kvarnhjul som skulle utnyttja kraften i grå starr. Sådana visioner pekade på Teslas sinnes unika karaktär. Den unge mannen kunde lösa kalkylproblem i huvudet och hade ett fotografiskt minne. Men det var hans visualiseringskrafter som var mest anmärkningsvärda:Idéer framstod för honom fullt utformade, nästan som hallucinationer.
Men hans glans hade en baksida. I 20 -årsåldern, den långa, rälstunn Tesla genomgick ett nervöst sammanbrott som gjorde honom överkänslig-ljudet av en tickande klocka plågade honom och han fann att solljuset var förtryckande. Under hela hans liv, han led av fobier och tvång.
Tesla intresserade sig tidigt för växelström (AC). Just då, experiment med motorer och belysning med likström (DC), som strömmen som rinner från ett batteri. Likströmsmotorer var ineffektiva, men ingen kunde föreställa sig hur en växelströmsmotor skulle fungera. En dag, medan du går i en park och diskuterar poesi, Tesla hade en plötslig insikt om hur man gör en växelströmsmotor till verklighet.
Hans idé om att använda växelström förbryllade experter i Europa. År 1884, den 28-årige Tesla bestämde sig för att resa till New York och presentera sina idéer för Thomas Edison. Han beskrev sina föreställningar om AC för den stora uppfinnaren, men Edison var inte intresserad. Istället, han anlitade Tesla för att arbeta med sin likströmsmateriel. De två männen slog det inte - Tesla slutade efter att Edison inte betalade honom för att ha fullgjort ett jobb.
Utan pengar, Tesla gick till jobbet och grävde diken för att försörja sig. Men hans förmögenheter var på väg att vända.
AC/DC gjort enkeltLikström består av elektroner som tuggar längs en ledare i en riktning. Växelström vänder den riktningen 60 gånger per sekund. För att göra en elmotor, du måste ändra polaritet , nord-syd laddningen, av en fast elektromagnetisk metallbit som kallas en stator. En magnetisk rotor, kontinuerligt försöker anpassa sig till statorns föränderliga polaritet, snurrar för att ge ström. Likströmsmotorer använder en gnistande mekanisk kommutator för att ändra den polariteten. AC -motorer ändrar strömriktningen elektriskt. När Tesla väl bestämde hur man matchar växelström till en motors elektromagneter, han uppnådde ett av sina viktigaste genombrott [källa:PBS].
Edison hade registrerat elabonnenter för sitt likströmssystem, trådar längs New York Citys gator och kablar deras hem. Men George Westinghouse arbetade redan med ett konkurrerande AC -system. Han såg att Teslas uppfinningar kunde ge honom en stor fördel över Edison.
Tesla förstod att AC var ett mer effektivt sätt att driva motorer och effektbelysning. Ännu viktigare, AC kan "intensifieras" med hjälp av trådspolar. Genom induktion, låg spänning i en spole omvandlades till hög spänning i en annan. Högspänningsström skulle kunna passera genom ledningar mer effektivt, sedan trappas ned för hushållsbruk. Teslas kretsar var föregångarna till de transformatorer vi rutinmässigt ser på elektriska stolpar. Likström kunde inte intensifieras. För att överföra det mer än några mil krävs allt tjockare ledningar.
AC var känt innan Tesla började sitt arbete. Men uppfinnaren utarbetade ett integrerat system av generatorer, överföringsledningar, motorer, belysning och andra kretsar som gjorde AC till ett genomförbart alternativ till DC. År 1887, Tesla ansökte om sju patent relaterade till hans AC -uppfinningar. De tilldelades utan att utmanas framgångsrikt. Westinghouse köpte rättigheterna till dem 1888.
DC var inte död - ännu. Westinghouse och Edison störtade in i det som kallades "Strömens krig". Går på offensiven, Edison hävdade att AC var alldeles för farligt för att användas av allmänheten. Hans poäng förstärktes när en bekant till Edisons namngivna Harold Brown ordnade att få en Westinghouse AC -generator att tillhandahålla strömmen för avrättningen av en dömd brottsling 1890 [källa:PBS].
Men Westinghouse, beväpnad med Tesla -patent, kunde visa att AC var ett mycket effektivare alternativ. Den klimatiska striden i kriget av strömmarna ägde rum vid den kolossala Chicago Columbian Exposition 1893-94. Westinghouse kunde leverera ström för mycket mindre än vad Edison skulle ha debiterat. Han vann kontraktet och kopplade mässan baserad på Tesla -systemet. När utställningen öppnade, tusentals ljusa lampor blinkade, häpnadsväckande rättvisa. Demonstrationen skingrade allmänhetens rädsla för växelström, och AC blev standarden för kraftsystem.
Segern hamrade hem genom att Tesla förverkligade sin barndomsdröm:en kraftgenererande anläggning vid Niagara Falls. År 1890, investerare tog en stor satsning på växelström och vattenkraft, båda fortfarande obevisade tekniker. En lång, spänd väntan slutade 1896 när generatorerna som designades av Tesla började mata ström till systemet. Så småningom, de skickade el ända till New York City, lyser upp Broadway. När vattenkraftverk började byggas runt om i världen, åldern för elektrisk kraft hade kommit.
Strömkriget var över, men Nikola Tesla hade redan gått vidare till ännu mer visionära uppfinningar.
Insikt i induktionEtt antal av Teslas uppfinningar baserades på principen om elektrisk induktion. På 1830 -talet, den engelska forskaren Michael Faraday hade visat att en elektrisk ström kan framkalla magnetism i en närliggande ledare, och att en rörlig magnet kommer att producera en elektrisk ström i en liknande ledare. Det är denna elektriska förmåga att ha en effekt över ett avstånd som fascinerade Tesla och ledde honom till idéer som sträcker sig från växelströmsmotorn till Teslaspolen [källa:NDT].
Även en enkel elektrisk ström genererar ett magnetfält. En växelström som pendlar vid en hög spänning producerar elektromagnetiska vågor. Många uppfinnare gick med i loppet för att utnyttja dessa vågor, upptäcktes av Heinrich Hertz 1888, för trådlös kommunikation eller andra ändamål.
Tesla fascinerades av högfrekventa vågor. Att sätta dem på jobbet, han kunde:
Många uppfinnare bidrog till utvecklingen av radio, men Guglielmo Marconi tilldelades Nobelpriset för uppfinningen 1909. Tesla avskydde bristen på erkännande för sina egna grundläggande och ursprungliga bidrag, som han hade patenterat långt före Marconis första prototyper. År 1943, flera månader efter Teslas död, USA:s högsta domstol erkände slutligen att Teslas patenterade uppfinningar var grunden för Marconis första prestation [källa:PBS].
Tesla såg en annan användning för vågorna. Han trodde att de skulle tillåta honom att överföra elektrisk energi i stor skala utan ledningar. Han flyttade till Colorado Springs 1898 och byggde stora spolar, nu känd som Tesla -spolar, som genererade massiva spänningar. Med dem, han kunde generera blixten av människor. Han tände 200 glödlampor på ett avstånd av 40 km och experimenterade med sätt att skicka energi genom luften eller jorden [källa:Redshaw].
Återvände till New York ett år senare, han övertygade bankiren J.P. Morgan om att stödja honom i ett system som skulle skapa trådlös kommunikation runt om i världen, tillåta sändning av nyheter, post, även bilder. Tesla fortsatte också att drömma om att överföra elkraft. Han byggde ett laboratorium vid namn Wardenclyffe på Long Island. Där, han konstruerade ett 187 fot högt (57 meter högt) torn av torn och drev stålrör hundratals fot i marken. När utgifterna steg, Morgan backade ur projektet. Djupt i skuld, Tesla tvingades förstöra tornet och överge laboratoriet 1905. Under resten av sitt liv, han var övertygad om att trådlös kraftöverföring var möjlig.
Sålänge, Tesla hade använt de elektromagnetiska vågorna för att skapa en radiostyrd båt. Han fann att vid mycket höga spänningar avgav hans hemlagade vakuumrör strålar som kunde tränga igenom fast material, och han var bland de första som experimenterade med röntgen, skapa det han kallade "skuggbilder" [källor:Vujovic, Hrabak et al.]. Över tid, Teslas undersökning av högfrekventa vågor låg till grund för innovationer som sträcker sig från mikrovågsugnar till katodstråle-tv-bildrör.
Tesla hade tagit sitt uppfinningsrika geni i en annan riktning än samtidiga som Edison. Hans utforskning av det okända territoriet för högfrekvent elektricitet och radiovågor skapade en väg för många uppfinnare som följde honom.
Håll utkikEn annan viktig princip som Tesla förlitade sig på var begreppet elektrisk resonans . En ledare (vi skulle kalla det en antenn) kan ta upp elektromagnetiska vågor även från hundratals mil bort. Men för att välja en av många vågor med olika frekvenser, mottagaren behövde "ställas in". Det är, det behövde resonera vid den frekvensen. Det är samma idé som låter en fiolsträng resonera till en stämgaffel. Tesla utarbetade ett sätt att ställa in elektriska kretsar, och än idag "ställer vi in" radio- eller tv -sändningar [källa:Intuitor.com].
En gravyr visar uppfinnaren Nikola Tesla som höll ett föredrag för French Physical Society och The International Society of Electricians på 1880 -talet. Kean Collection/Getty Images Alltid excentrisk, Tesla tros nu ha lidit av tvångssyndrom. När han åldrades, hans egendomar blev mer uppenbara. Han hade en fobi mot bakterier och tvättade händerna tvångsmässigt. Han skulle bara äta kokt mat. Han var besatt av nummer tre. Han hävdade att han hade fått meddelanden från rymden. Som gammal man, han blev hängiven för duvor, som han smugglade in på sitt hotellrum.
1891, George Westinghouses företag hade varit på väg att gå i konkurs. För att hjälpa mannen som hade litat på honom, Tesla gick med på att ge upp de royalties han var skyldig på sina AC -patent. Uppfinnaren kunde ha tjänat miljoner, men lämnades istället utblottad. Westinghouse dog 1914, aldrig ha kompenserat Tesla helt för sina bidrag.
Ändå fortsatte Tesla att uppfinna. Han beviljades minst 275 patent under sin livstid [källa:Twenty First Century Books]. Han lämnade efter sig en lång rad innovationer, många av vilka han aldrig kunde förfölja:
Alla Teslas idéer fungerade inte. Hans dröm om trådlös kraftöverföring visade sig aldrig vara genomförbar. Han avfärdade Einsteins arbete, som skulle ligga till grund för modern fysik. Under och efter första världskriget, Tesla arbetade på en "dödsstråle, "men det realiserades aldrig utanför science fiction -filmer [källa:PBS].
År 1943, Tesla dog ensam och bröt på ett hotell i New York. Han var 86. Efter hans död, många av hans papper försvann. Andra världskriget var på; vissa spekulerade på att FBI hade gripit dem för eventuellt militärt bruk. Hans ägodelar återfördes senare till Jugoslavien, men var hans papper färdiga? Utvecklade andra hans idéer i hemlighet? Konspirationsteorier finns i överflöd till denna dag.
"En dag, "Tesla förutspådde 1915, "det kommer vara, säga, sex stora trådlösa telefonstationer i världssystemet som förbinder alla jordens invånare med varandra, inte bara med röst utan genom syn "[källa:Cheney]. Låter bekant? Är det din mobiltelefon eller min?
På grund av hans excentriciteter och uppfinningsrika flygningar till det okända, Tesla har ett rykte som något av ett galet geni. Faktiskt, han var mycket mer en modern forskare än många andra 1800-talets uppfinnare, förlitar sig på matematik och ljudteori. Som många, Jag känner en anknytning till Tesla på grund av den stora vågan han visade i sitt arbete. Hans djärvhet var tydligast i de idéer som inte fungerade:tornet vid Wardenclyffe var ett slags monument för hans eget väldigt uppfinningsrika sinne.
Den andra tilltalande aspekten av Teslas geni var att han arbetade i stort sett ensam. Forskningslaboratorier i industriell skala visade sig redan, men Teslas forskning var strikt hans egen. Tanken om en ensam pionjär i uppfinningsvärlden har fortfarande sin romantiska dragningskraft.
