Jednovodičový prenos energie
Systém na premenu a prenos elektrickej energie. Pri prevádzke rôznych zariadení s jeho vysokofrekvenčným napájaním pomocou iba jedného spojovacieho vodiča si uvedomil, že záťaž môže byť umiestnená v určitej vzdialenosti od napájacieho zdroja a stále správne fungovať. Tesla to nazval prenos elektrickej energie cez jeden drôt bez návratu. Namiesto použitia jednotlivých dosiek kondenzátora na vysielacom a prijímacom konci je tiež možné vytvoriť spojenie priamo so zemou. V tomto prípade je elektrický obvod úplne dokončený cez samotnú zem. Sprievodná ilustrácia jednovodičového systému prenosu energie pochádza z Teslovho US593,138 – Electrical Transformer – 2. novembra 1897, ktorý pokrýva rezonančný transformátor Teslovej cievky.
Prenos energie viazaný na drôt - US593 138 - Elektrický transformátor - 2. novembra 1897
http://www.tuks.nl/Mirror/frankgermano_net/nikolatesla2.htm
Ako prvá bola demonštrovaná činnosť svetelných a hnacích zariadení pripojených jediným vodičom len k jednému vývodu vysokofrekvenčnej cievky, prezentovaná v roku 1891 v prednáške Experimenty so striedavými prúdmi veľmi vysokej frekvencie a ich aplikácia na metódy umelého osvetlenia. - Doručené pred Americkým inštitútom elektrických inžinierov, Columbia College, NY, 20. mája 1891. ( Vynálezy, výskumy a spisy Nikolu Teslu , s. 156-172; Nikola Tesla o svojej práci so striedavými prúdmi a ich aplikáciách na bezdrôtovú telegrafiu , Telefón a prenos sily , s. 7).
a sľudové lopatky sa otáčajú, ako keby sa použil prúd z batérie: Tenké uhlíkové vlákno alebo najlepšie gombík z nejakého žiaruvzdorného materiálu (obr. 19 / 115), aj keď ide o pomerne slabý vodič, vložený do vyčerpaná guľa, môže byť vysoko rozžiarená; a týmto spôsobom je poskytnutá jednoduchá lampa schopná poskytnúť akýkoľvek požadovaný výkon sviečky“.
Zatiaľ čo lampa s jednou svorkou pripojená k jednému zo sekundárnych svoriek indukčnej cievky netvorí uzavretý okruh, „v bežnom akceptovaní termínu“ je okruh uzavretý v tom zmysle, že spätná cesta je vytvorená späť k sekundárnemu pomocou toho, čo Tesla nazývaná „elektrostatická indukcia“ (alebo takzvané posuvné prúdy). Je to spôsobené skutočnosťou, že vlákno žiarovky alebo žiaruvzdorné tlačidlo má kapacitu vzhľadom na voľnú svorku cievky a prostredie a voľná svorka sekundárnej časti má tiež kapacitu vzhľadom na žiarovku a prostredie.
Tesla uviedol niekoľko ďalších myšlienok o koncepcii prenosu energie cez jeden drôt bez návratu v prednáške „ Svetlo a iné vysokofrekvenčné javy “ prednesenej pred Franklinovým inštitútom vo Philadelphii vo februári 1893 a pred National Electric Light Association, St. marca 1893 a pred National Electric Light Association, St. Louis, marec 1893 ( Inventions, Researches and Writings of Nikola Tesla , str. 294-373).
“Na obr. 20 I / 184 I. je znázornený plán, ktorý bol dodržaný pri štúdiu rezonančných účinkov pomocou vysokofrekvenčného alternátora. C1 je cievka s mnohými závitmi, ktorá je rozdelená na malé samostatné časti pre účel nastavenia.Konečná úprava bola niekedy vykonaná niekoľkými tenkými železnými drôtmi (aj keď to nie je vždy vhodné) alebo uzavretým sekundárom.Cievka C1 je pripojená jedným svojim koncom na vedenie L od alternátora G a s druhý koniec k jednej z dosiek C kondenzátora C C1, pričom doska (C1) tohto kondenzátora je pripojená k oveľa väčšej doske P1.
Cievky správnych rozmerov teda môžu byť pripojené každá len jedným svojim koncom k sieti zo stroja s nízkym EMF, a hoci by obvod stroja nebol uzavretý pri bežnom akceptovaní termínu, stroj by mohol byť vyhorený, ak by sa dosiahol správny rezonančný efekt. Nebol som schopný vyrobiť, ani som nepozoroval s prúdmi z dynamostroja, taký veľký nárast potenciálu. Je možné, ak nie pravdepodobné, že pri prúdoch získaných zo zariadení obsahujúcich železo je rušivý vplyv tohto železa príčinou, že tieto teoretické možnosti nie je možné realizovať. Ale ak je to tak, pripisujem to výlučne hysterézii a stratám Foucaultovho prúdu v jadre“. a hoci by obvod stroja nebol uzavretý pri bežnom akceptovaní výrazu, stroj by mohol byť vyhorený, ak by sa dosiahol správny rezonančný efekt. Nebol som schopný vyrobiť, ani som nepozoroval s prúdmi z dynamostroja, taký veľký nárast potenciálu. Je možné, ak nie pravdepodobné, že pri prúdoch získaných zo zariadení obsahujúcich železo je rušivý vplyv tohto železa príčinou, že tieto teoretické možnosti nie je možné realizovať. Ale ak je to tak, pripisujem to výlučne hysterézii a stratám Foucaultovho prúdu v jadre“. a hoci by obvod stroja nebol uzavretý pri bežnom akceptovaní výrazu, stroj by mohol byť vyhorený, ak by sa dosiahol správny rezonančný efekt. Nebol som schopný vyrobiť, ani som nepozoroval s prúdmi z dynamostroja, taký veľký nárast potenciálu. Je možné, ak nie pravdepodobné, že pri prúdoch získaných zo zariadení obsahujúcich železo je rušivý vplyv tohto železa príčinou, že tieto teoretické možnosti nie je možné realizovať. Ale ak je to tak, pripisujem to výlučne hysterézii a stratám Foucaultovho prúdu v jadre“. Je možné, ak nie pravdepodobné, že pri prúdoch získaných zo zariadení obsahujúcich železo je rušivý vplyv tohto železa príčinou, že tieto teoretické možnosti nie je možné realizovať. Ale ak je to tak, pripisujem to výlučne hysterézii a stratám Foucaultovho prúdu v jadre“. Je možné, ak nie pravdepodobné, že pri prúdoch získaných zo zariadení obsahujúcich železo je rušivý vplyv tohto železa príčinou, že tieto teoretické možnosti nie je možné realizovať. Ale ak je to tak, pripisujem to výlučne hysterézii a stratám Foucaultovho prúdu v jadre“.
“Vo všeobecnosti bolo potrebné transformovať smerom nahor, keď bolo EMF veľmi nízke a zvyčajne sa použila obyčajná forma indukčnej cievky, ale niekedy sa ukázalo, že je vhodné usporiadanie znázornené na obr. 20 II. V tomto prípade cievka C sa vyrába vo veľkom množstve sekcií, z ktorých niekoľko sa používa ako primárna. Týmto spôsobom je možné regulovať primárnu aj sekundárnu cievku. Jeden koniec cievky je pripojený k vedeniu L1 od alternátora a druhý koniec L je pripojená k stredovému bodu cievky. Takáto cievka s nastaviteľným primárnym a sekundárnym výbojom bude vhodná aj pri experimentoch s rušivým výbojom. Keď sa dosiahne skutočná rezonancia, vrchol vlny musí byť samozrejme na voľnom konci cievky. cievka, napríklad na termináli fosforescenčnej banky B.To sa dá ľahko rozpoznať pozorovaním potenciálu bodu na drôte w blízko cievky“.
Obr.20
Tesla ukazuje dva ďalšie príklady jednovodičového prenosu. V usporiadaní označenom ako I vyššie je jeho zámerom ukázať účinok rezonancie pri podpore pohybu energie pozdĺž vodiča L. Usporiadanie II znázorňuje schému samoindukčnej cievky s odbočkou blízko jedného konca, ktorá efektívne rozdeľuje primárnu a sekundárnu časť cievky. Zobrazuje jednovodičový prenos z voľnej svorky transformátora do jednej kontrolky svorky. V oboch prípadoch vodič L1 tvorí časť spätného obvodu. Všimnite si tiež dve zvislé čiary na obrázku úplne vľavo a vpravo. Zdá sa, že predstavujú steny uzavretého priestoru alebo možno blízke časti celkového prostredia.
Problém zvyšovania ľudskej energie: So zvláštnym zreteľom na využitie slnečnej energie. Nikola Tesla – Century Illustrated Magazine – jún 1900 – Objav neočakávaných vlastností atmosféry – Podivné experimenty – Prenos elektrickej energie cez jeden drôt bez návratu – Prenos cez zem bez akéhokoľvek drôtu – Pozri Nikola Tesla: Colorado Springs Notes, strana 360, Fotografia XXVIII:
Aani jeden z týchto dôvodov nebol ten, že som bol vedený k tomu, aby som uznal prenos elektrickej energie na akúkoľvek vzdialenosť cez médiá ako zďaleka najlepšie riešenie veľkého problému využitia slnečnej energie na účely človeka. Dlho som bol presvedčený, že takýto prenos v priemyselnom meradle sa nikdy nedá zrealizovať, ale objav, ktorý som urobil, zmenil môj pohľad. Všimol som si, že za určitých podmienok atmosféra, ktorá je normálne vysokým izolantom, nadobúda vodivé vlastnosti, a tak sa stáva schopnou prenášať akékoľvek množstvo elektrickej energie. Ale ťažkosti na ceste praktického využitia tohto objavu na účely prenosu elektrickej energie bez drôtov boli zdanlivo neprekonateľné. Museli sa vyrobiť a zvládnuť elektrické tlaky mnohých miliónov voltov; bolo potrebné vynájsť a zdokonaliť generátorové zariadenie nového druhu, schopné odolať obrovskému elektrickému namáhaniu, a predtým, ako bolo možné uvažovať o jeho praktickom zavedení, bolo potrebné v systéme dosiahnuť úplnú bezpečnosť proti nebezpečenstvu vysokonapäťových prúdov z To všetko sa nedalo stihnúť za pár týždňov či mesiacov, ba ani rokov. Práca si vyžadovala trpezlivosť a neustále nanášanie, no zlepšenia prichádzali, aj keď pomaly. V priebehu tejto dlhotrvajúcej práce sa však dospelo k ďalším hodnotným výsledkom, o ktorých sa pokúsim v krátkosti uviesť zoznam hlavných pokrokov, ktoré sa postupne uskutočnili. a v systéme sa musela dosiahnuť úplná bezpečnosť proti nebezpečenstvám vysokonapäťových prúdov skôr, než sa vôbec mohlo uvažovať o jeho praktickom zavedení. To všetko sa nedalo stihnúť za pár týždňov či mesiacov, ba ani rokov. Práca si vyžadovala trpezlivosť a neustále nanášanie, no zlepšenia prichádzali, aj keď pomaly. V priebehu tejto dlhotrvajúcej práce sa však dospelo k ďalším hodnotným výsledkom, o ktorých sa pokúsim v krátkosti uviesť zoznam hlavných pokrokov, ktoré sa postupne uskutočnili. a v systéme sa musela dosiahnuť úplná bezpečnosť proti nebezpečenstvám vysokonapäťových prúdov skôr, než sa vôbec mohlo uvažovať o jeho praktickom zavedení. To všetko sa nedalo stihnúť za pár týždňov či mesiacov, ba ani rokov. Práca si vyžadovala trpezlivosť a neustále nanášanie, no zlepšenia prichádzali, aj keď pomaly. V priebehu tejto dlhotrvajúcej práce sa však dospelo k ďalším hodnotným výsledkom, o ktorých sa pokúsim v krátkosti uviesť zoznam hlavných pokrokov, ktoré sa postupne uskutočnili.
Objav vodivých vlastností vzduchu, hoci neočakávaný, bol len prirodzeným výsledkom experimentov v špeciálnej oblasti, ktorú som vykonával už niekoľko rokov predtým. Domnievam sa, že v roku 1889 ma určité možnosti, ktoré ponúkali extrémne rýchle elektrické oscilácie, predurčili navrhnúť niekoľko špeciálnych strojov prispôsobených na ich skúmanie. Kvôli zvláštnym požiadavkám bola konštrukcia týchto strojov veľmi náročná a vyžadovala veľa času a úsilia; ale moja práca na nich bola štedro odmenená, pretože som ich prostriedkami dosiahol niekoľko nových a dôležitých výsledkov. Jedným z prvých pozorovaní, ktoré som s týmito novými strojmi urobil, bolo, že elektrické oscilácie extrémne vysokej rýchlosti pôsobia na ľudský organizmus mimoriadnym spôsobom. Takto napr. Ukázal som, že silné elektrické výboje niekoľko stoviek tisíc voltov, ktoré sa v tom čase považovali za absolútne smrteľné, mohli prejsť telom bez nepríjemností alebo zraňujúcich následkov. Tieto oscilácie vyvolali ďalšie špecifické fyziologické účinky, ktoré, po mojom oznámení, s nadšením prevzali skúsení lekári a ďalej ich skúmali. Tento nový odbor sa ukázal ako plodný nad očakávania a za tých pár rokov, ktoré odvtedy uplynuli, sa rozvinul do takej miery, že dnes tvorí legitímny a dôležitý odbor lekárskej vedy. Mnohé výsledky, ktoré sa v tom čase považovali za nemožné, sú teraz ľahko dosiahnuteľné s týmito osciláciami a mnohé experimenty, o ktorých sa vtedy ani nesnívalo, možno teraz ľahko vykonať pomocou ich prostriedkov. Stále si s radosťou spomínam, ako pred deviatimi rokmi Prešiel som výbojom silnej indukčnej cievky cez svoje telo, aby som pred vedeckou spoločnosťou demonštroval porovnateľnú neškodnosť veľmi rýchlo vibrujúcich elektrických prúdov, a stále si pamätám údiv môjho publika. Teraz by som sa zaviazal, s oveľa menšími obavami, aké som mal pri tomto experimente, že prenesiem cez svoje telo takýmito prúdmi celú elektrickú energiu dynam, ktoré teraz pracujú v Niagare – štyridsať alebo päťdesiattisíc konských síl. Vyvolal som elektrické oscilácie, ktoré boli takej intenzity, že keď mi cirkulovali cez ruky a hrudník, roztavili sa mi drôty, ktoré mi spojili ruky, a napriek tomu som nepociťoval žiadne nepríjemnosti. Takýmito osciláciami som rozprúdil slučku ťažkého medeného drôtu tak mocne, že masy kovu,
Ďalším postrehom bolo, že pomocou takýchto oscilácií by sa svetlo dalo produkovať novým a ekonomickejším spôsobom, čo sľubovalo, že povedie k ideálnemu systému elektrického osvetlenia vákuovými trubicami, bez nutnosti výmeny lámp alebo žiaroviek, a prípadne aj s použitím drôtov v interiéri budov. Účinnosť tohto svetla sa zvyšuje úmerne s rýchlosťou oscilácií a jeho komerčný úspech je preto závislý od ekonomickej výroby elektrických vibrácií presahujúcich rýchlosti. V tomto smere som sa v poslednom čase stretol s potešujúcim úspechom a praktické zavedenie tohto nového systému osvetlenia nie je ďaleko.
Výskumy viedli k mnohým ďalším hodnotným pozorovaniam a výsledkom, z ktorých jedným z dôležitejších bola demonštrácia uskutočniteľnosti dodávky elektrickej energie jedným vodičom bez spätného toku. Spočiatku som týmto novým spôsobom dokázal prenášať len veľmi malé množstvá elektrickej energie, ale aj v tomto smere bolo moje úsilie odmenené podobným úspechom.
Zdroj: https://teslaresearch.jimdofree.com/one-wire-transmission-of-energy/
Zdroj: http://blueyogurt.com/wp-content/uploads/2013/10/Yan_final_proposal.pdf
Zdroj: http://pesn.com/2011/06/14/9501846_Tesla_One-Wire_Transmission_by_Bill_Williams/