特斯拉的塔:派克斯峰、Wardenclyffe和无线传输

甚至像特斯拉这样的天才也无法摆脱产品成功的市场规则:率先推向市场,提供良好的价值,最好的竞争。

尼古拉·特斯拉因其有线配电发明而成名。他知道成功的产品首先进入市场,提供经济服务并需要足够的资金用于开发。他克服了所有技术挑战。然而,准备提供一个无线电力系统,力量结合在一起,让特斯拉的塔楼和他为世界提供丰富的电力废墟的梦想。

特斯拉在科罗拉多州派克峰的实验室发现了什么让他认为他的颠覆性技术会起作用?让我们来看看。

传输塔

Wardenclyffe Tower建于纽约Shoreham,靠近James Warden的度假胜地Wardenclyffe-on-Sound,原本并不是用于无线电力传输。最初,John Pierpont(JP)Morgan打算将其用作无线通信系统投资的一部分。

当时,Guglielmo Marconi正在传输来自远洋轮胎的游艇比赛结果。摩根认为,将比赛结果和从美国传送到伦敦的新闻将是下一步。他想要一个比马可尼更好的系统 - 特斯拉很乐意得到这样一个有影响力的人的支持。

实验时间

1899年,特斯拉正在科罗拉多州进行实验,而马可尼则积极在英国和美国展示无线电台。“纽约先驱报”邀请马可尼报道当年在纽约举行的美洲杯国际游艇比赛。与此同时,特斯拉已被承诺为科罗拉多州派克峰的实验室提供土地和免费电力。

当特斯拉搬到科罗拉多州时,他已经是名人了。他与乔治·威斯汀豪斯成功合作,通过为芝加哥1893年世界哥伦比亚博览会提供电力和照明来展示交流电(AC)的前景。他们于1896年再次合作,在尼亚加拉瀑布提供水力发电厂

特斯拉的交流多相电源是我们今天理所当然的有线电力系统的事实上的配电。特斯拉击败托马斯爱迪生及其用于大规模配电的直流(DC)系统,因为该技术效率更高。

凭借特斯拉的专利,西屋公司能够为设备,火车和城市提供充足的电力,为我们今天的大部分电力基础设施奠定了基础。

特斯拉的塔:派克斯峰、Wardenclyffe和无线传输

Nicola Tesla在他的Pikes Peak Iaboratory中。图片由Wellcome图

特斯拉和无线电力传输

尽管他在发电机和配电系统方面取得了成功,但他仍然参与设计,特斯拉对无线电力传输感兴趣。从这个角度来看,仅仅11年前,即1888年,海因里希·赫兹证实了詹姆斯·克拉克·马克斯韦尔的理论被称为麦克斯韦方程组

特斯拉做了自己的实验,于1891年发明了一种电谐振变压器,称为特斯拉线圈,或特斯拉的线圈。特斯拉预计他的变压器也可以提供动力。特斯拉在其1897年的电力变压器专利申请中表示,它实际上是一种“远距离传输能量”的装置。请注意,如果特斯拉成功完成了他的努力,那么在人类历史上,权力分配将彻底改变。

在派克峰,天气(大量的雷电风暴),科罗拉多斯普林斯埃尔帕索电力公司的免费电力以及约翰·J·阿斯特的资金为特斯拉提供了完美的实验室设置,可以观察到自然闪电并创造“他自己的“使用他的变形金刚。

特斯拉能够观察到自然闪电的作用以及它在某些情况下如何在地面上行进。他注意到之后空气是如何充电的。他试验了他的变压器,观察了弧线以及如何反射放电。即使是小特斯拉线圈的放电也会对派克峰产生影响,而特斯拉则不会做小事!

特斯拉的科罗拉多实验室拥有有史以来最大的线圈之一。数英里可以看到实验室的放电。关于特斯拉的实验已经足够广告,负责组建通用电气合并的金融家摩根大通投资特斯拉的公司,提供资金将特斯拉带回东海岸,并开始在Wardenclyffe Tower工作。

截至此举,摩根在一家无线通信公司中占有一席之地。这将补充他当时投资的所有其他行业。根据特斯拉的声誉和特斯拉的声誉,两位男士都确信特斯拉的系统将超越马可尼的系统。摩根于1901年3月与特斯拉签署了无线通信系统合同。

特斯拉的塔:派克斯峰、Wardenclyffe和无线传输

现代特斯拉线圈实验的一个例子

Wardenclyffe塔和马可尼的成就

特斯拉立即开始研究该系统,获得土地并建造塔楼。该设计需要一座高187英尺的塔,并将地面接地300英尺。

然后,在那一年的12月,马可尼通过在大西洋上传输摩尔斯电码“S”让全世界感到惊讶。由于设备比特斯拉建造的巨大塔楼简单得多,马可尼正在向海洋传输信号。

由于马可尼已经宣称在无线通信方面取得了革命性的进步,特斯拉意识到未来的投资者如果能够用马可尼的技术完成同样的事情,就不会对他的无线通信系统感兴趣。特斯拉还怀疑马可尼正在使用特斯拉拥有专利的设备,但他没有钱追究此事。

在没有咨询摩根的情况下,特斯拉对塔式设计进行了升级,并在规格中包含了配电。他的目标是让塔楼成为一个完整的系统:一个综合的电力和通信枢纽。

当Morgan意识到(1)他投资的通信系统没有建成时,以及(2)重新设计的系统将花费更多,他感到不高兴。在一场充满不确定性的完美风暴中,摩根在

1901年的经济恐慌中陷入困境,5月份股市崩盘。然后,麦金莱总统于当年9月被暗杀。在签署特斯拉合同的几个月内,整个金融领域发生了变化。摩根拒绝了特斯拉要求投入更多资金的请求,两人之间的关系没有友好地继续下去。

无论特斯拉与马可尼之间的关系如何,当马可尼(以及卡尔·费迪南德·布劳恩)于1909年获得诺贝尔物理学奖时,它变得有争议。他们的关系随后转变为诉讼当事人之一,充满了专利战和反诉。废弃的塔楼最终在1917年被拆除,任何资产都用来支付特斯拉的债务。

但特斯拉在他的科罗拉多实验室学到了什么让他相信他能够在Wardenclyffe无线供电?

派克峰的教训

在科罗拉多州,特斯拉的实验室有一个中心桅杆 - 142英尺高 - 顶部有铜球。虽然相当大,但它仍然比Wardenclyffe塔小。

变压器部分的绕组直径超过50英尺。特斯拉可以传输大电弧并使周围地面通电。特斯拉的观察和实验使他得出以下结论:

  • 地球充当指挥。使地球电气化提供了传输电能的手段。这似乎是特斯拉如何能够点亮距离发电机一定距离的地面上的电灯泡。
  • 在雷击之后还有留下的电波。
  • 电离层可以反射某些电波。它们不一定穿过电离层并继续传播。
  • 地球表面和电离层形成一个通道,其中非常低频的无线电波(在3 kHz至30 kHz范围内)以最小的损耗传播。这些波在地球周围不断传播,在地球表面和电离层之间来回反射。特斯拉认为这些振荡的固有频率为8 Hz。

特斯拉的想法有一些背景。1872年,Mahlon Loomis和William Henry Ward都申请了提及大气电力的专利和可以携带信号的大气电气层。

有了这些知识,很容易看出特斯拉如何设想一个巨大的电气系统,地球和电离层为家庭和企业提供了利用通用电网供电的潜力。利用他的变压器提供大量电力,并且地球和电离层充当导电层,任何具有合适接收器和接地的住宅或建筑物都可以成为由电网供电的分支。

特斯拉的塔:派克斯峰、Wardenclyffe和无线传输

Wardenclyffe塔的图形表示

对于特斯拉是如何实验的,请点击链接进行完整浏览:https://www.eetoday.com/application/communication/201903/52744.html


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