18, 1905. United States Patent Office icon

18, 1905. United States Patent Office

Название18, 1905. United States Patent Office
Дата конвертации03.09.2012
Размер210.83 Kb.

No. 787,412. Patented April 18, 1905.

United States Patent Office.



SPECIFICATION forming part of Letters Patent No. 787,412, dated April 18, 1905. Application filed May 16, 1900, Renewed June 17, 1902. Serial No. 112, 034.

To all whom it may concern:

Be it known that I, Nikola Tesla, a citizen of the United States, residing in the borough of Manhattan, in the city, county, and State of New York, have discovered a new and useful Improvement in the Art of Transmitting Elec­trical Energy Through the Natural Media, of which the following is a specification, reference being had to the drawings accompanying and forming a part of the same.

It is known since a long time that electric currents may be propagated through the earth, and this knowledge has been utilized in many ways in the transmission of signals and the operation of a variety of receiving de­vices remote from the source of energy, mainly with the object of dispensing with a return conducting-wire. It is also known that electrical disturbances may be transmitted through portions of the earth by grounding only one of the poles of the source, and this fact I have made use of in systems which I have devised for the purposes of transmitting through the natural media intelligible signals or power and which are now familiar, but all experiments and observations heretofore made have tended to confirm the opinion held by the majority of scientific men that the earth, owing to its immense extent, although possessing conducting properties, does not be­have in the manner of a conductor of limited dimensions with respect to the disturbances produced, but, on the contrary, much like a vast reservoir or ocean, which while it may be

locally disturbed by a commotion of some kind remains unresponsive and quiescent in a large part or as a whole.

Still another fact now of common knowledge is that when elec­trical waves or oscillations are impressed upon such a conducting-path as a metallic wire re­flection takes place under certain conditions from the ends of the wire, and in consequence of the interference of the impressed and re­flected oscillations the phenomenon of "stationary waves" with maxima and minima in definite fixed positions is produced. In any case the existence of these waves indicates that some of the outgoing waves have reached the boundaries of the conducting-path and have been reflected from the same.
Now I have discovered that notwithstanding its vast dimensions and contrary to all observations heretofore made the terrestrial globe may in a large part or as a whole behave toward disturbances impressed upon it in the same man­ner as a conductor of limited size, this fact being demonstrated by novel phenomena, which I shall hereinafter describe.

In the course of certain investigations which I carried on for the purpose of studying the effects of lightning discharges upon the electrical condition of the earth I observed that sensitive receiving instruments arranged so as to be capable of responding to electrical­ disturbances created by the discharges at times failed to respond when they should have done so, and upon inquiring into the causes of this unexpected behavior I discovered it to be due to the character of the electrical waves which were produced in the earth by the lightning discharges and which had nodal re­gions following at definite distances the shift­ing source of the disturbances. From data obtained in a large number of observations of the maxima and minima of these waves I found their length to vary approximately from twenty-five to seventy kilometers, and these results and certain theoretical deduc­tions led me to the conclusion that waves of this kind may be propagated in all directions over the globe and that they may be of still more widely differing lengths, the extreme lim­its being imposed by the physical dimensions and properties of the earth. Recognizing in the existence of these waves an unmistakable evi­dence that the disturbances created had been conducted from their origin to the most remote portions of the globe and had been thence reflected, I conceived the idea of pro­ducing such waves in the earth by artificial means with the object of utilizing them for many useful purposes for which they are or might be found applicable. This problem was rendered extremely difficult owing to the immense dimensions of the planet, and conse­quently enormous movement of electricity or rate at which electrical energy had to be de­livered in order to approximate, even in a re­mote degree, movements or rates which are manifestly attained in the displays of elec­trical forces in nature and which seemed at first unrealizable by any human agencies; but by gradual and continuous improvements of a generator of electrical oscillations, which I have described in my Patents Nos. 645,576 and 649,621, I finally succeeded in reaching electrical movements or rates of delivery of electrical energy not only approximating, but, as shown in many comparative tests and measurements, actually surpassing those of lightning discharges, and by means of this apparatus I have found it possible to repro­duce whenever desired phenomena in the earth the same as or similar to those due to such discharges. With the knowledge of the phe­nomena discovered by me and the means at command for accomplishing these results I am enabled not only to carry out many opera­tions by the use of known instruments, but also to offer a solution for many important problems involving the operation or control of remote devices which for want of this knowledge and the absence of these means have heretofore been entirely impossible. For example, by the use of such a generator of stationary waves and receiving apparatus properly placed and adjusted in any other lo­cality, however remote, it is practicable to transmit intelligible signals or to control or

actuate at will any one or all of such appa­ratus for many other important and valuable purposes, as for indicating wherever desired the correct time of an observatory or for as­certaining the relative position of a body or distance of the same with reference to a given point or for determining the course of a mov­ing object, such as a vessel at sea, the distance traversed by the same or its speed, or for pro­ducing many other useful effects at a distance dependent on the intensity, wave length, di­rection or velocity of movement, or other fea­ture or property of disturbances of this char­acter. I shall typically illustrate the manner of applying my discovery by describing one of the specific uses of the same—namely, the trans­mission of intelligible signals or messages be­tween distant points—and with this object ref­erence is now made to the accompanying draw­ings, in which—

Figure 1 represents diagrammatically the generator which produces stationary waves in the earth, and Figure 2 an apparatus situated in a remote locality for recording the effects of these waves.

In Fig. 1, A designates a primary coil form­ing part of a transformer and consisting gen­erally of a few turns of a stout cable of inap­preciable resistance, the ends of which are connected to the terminals of a source of pow­erful electrical oscillations, diagrammatically represented by B. This source is usually a condenser charged to a high potential and dis­charged in rapid succession through the primary, as in a type of transformer invented

by me and not well known; but when it is de­sired to produce stationary waves of great lengths an alternating dynamo of suitable con­struction may be used to energize the primary A. C is a spirally-wound secondary coil with­in the primary having the end nearer to the latter connected to the ground E' and the other end to an elevated terminal E. The physical constants of coil C, determining its period of vibration, are so chosen and adjusted that the secondary system E' C E is in the closest pos­sible resonance with the oscillations impressed upon it by the primary A. It is, moreover, of the greatest importance in order to still further enhance the rise of pressure and to increase the electrical movement in the sec­ondary system that its resistance be as small as practicable and its self-induction as large as possible under the conditions imposed. The ground should be made with great care, with the object of reducing its resistance. Instead of being directly grounded, as indicated, the coil C may be joined in series or otherwise to the primary A, in which case the latter will be connected to the plate E'; but be it that none or a part or all of the primary or exciting turns are included in the coil C the total length of the conductor from the ground-plate E' to the elevated terminal E should be equal to one-quarter of the wave length of the electrical disturbance in the sys­tem E' C E or else equal to that length mul­tiplied by an odd number. This relation being observed, the terminal E will be made to coincide with the points of maximum pressure in the secondary or excited circuit, and the greatest flow of electricity will take place in the same. In order to magnify the electrical movement in the secondary as much as possible, it is essential that its inductive connection with the primary A should not be very intimate, as in ordinary transformers, but loose, so as to permit free oscillation — that is to say, their mutual induction should be small. The spiral form of coil C secures this advantage, while the turns near the primary A are subjected to a strong inductive action and develop a high initial electromotive force. These adjustments and relations being care­fully completed and other constructive fea­tures indicated rigorously observed, the elec­trical movement produced in the secondary system by the inductive action of the primary A will be enormously magnified, the increase being directly proportionate to the inductance and frequency and inversely to the resistance of the secondary system. I have found it practicable to produce in this manner an electrical movement thousands of times greater than the initial — that is, the one impressed upon the secondary by the primary A — and I have thus reached activities or rates of flow of electrical energy in the system E' C E measured by many tens of thousands of horsepower. Such immense movements of electricity give rise to a variety of novel and striking phenomena, among which are those already described. The powerful electrical oscillations in the system E' C E being communicated to the ground cause corresponding vibrations to be propagated to distant parts of the globe, whence they are reflected and by interference with the outgoing vibrations produce stationary waves the crests and hollows of which lie in parallel circles relatively to which the ground-plate E' may be considered to be the pole. Stated other­wise, the terrestrial conductor is thrown into resonance with the oscillations impressed upon it just like a wire. More than this, a number of facts ascertained by me clearly shows that the movement of electricity through it follows certain laws with nearly mathemat­ical rigor. For the present it will be suffi­cient to state that the planet behaves like a perfectly smooth or polished conductor of in­ appreciable resistance with capacity and self induction uniformly distributed along the axis of symmetry of wave propagation and transmitting slow electrical oscillations with­out sensible distortion and attenuation.

Besides the above three requirements seem to be essential to the establishment of the resonating condition.

First. The earth's diameter passing through the pole should be an odd multiple of the quarter wave length — that is, of the ratio between the velocity of light and four times the frequency of the currents.

Second. It is necessary to employ oscillations in which the rate of radiation of energy into space in the form of hertzian or electromagnetic waves is very small. To give an idea, I would say that the frequency should be smaller than twenty thousand per second, though shorter waves might be practicable. The lowest frequency would appear to be six per second, in which case there will be but one node, at or near the ground-plate, and, paradoxical as it may seem, the effect will increase with the distance and will be greatest in a region diametrically opposite the transmitter. With oscillations still slower the earth, strictly speaking, will not resonate, but simply act as a capacity and the variation of potential will be more or less uniform over its entire surface.

Third. The most essential requirement is, however, that irrespective of frequency the wave or wave-train should continue for a cer­tain interval of time, which I have estimated to be not less than one-twelfth or probably 0.08484 of a second and which is taken in passing to and returning from the region dia­metrically opposite the pole over the earth's surface with a mean velocity of about four hundred and seventy-one thousand two hun­dred and forty kilometers per second.

The presence of the stationary waves may be detected in many ways. For instance, a circuit may be connected directly or inductively to the ground and to an elevated terminal and tuned to respond more effectively to the oscillations. Another way is to connect a tuned circuit to the ground at two points lying more or less in a meridian passing through the pole E' or, generally stated, to any two points of a different potential.

In Fig. 2 I have shown a device for detect­ing the presence of the waves such as I have used in a novel method of magnifying feeble effects which I have described in my Patents Nos. 685,953 and 685,955. It consists of a cylinder D, of insulating material, which is moved at a uniform rate of speed by clock­work or other suitable motive power and is provided with two metal rings F F', upon which bear brushes a and a', connected, re­spectively, to the terminal plates P and P'. From the rings F F' extend narrow metallic segments s and s', which by the rotation of the cylinder D are brought alternately into contact with double brushes b and b', carried by and in contact with conducting-holders h and h', supported in metallic bearings G and G', as shown. The latter are connected to the terminals T and T' of a condenser H, and it should be understood that they are capable of angular displacement as ordinary brush ­supports. The object of using two brushes, as b and b, in each of the holders h and h' is to vary at will the duration of the electric con­tact of the plates P and P' with the terminals T and T', to which is connected a receiving-circuit including a receiver R and a device d, performing the duty of closing the receiving-circuit at predetermined intervals of time and discharging the stored energy through the receiver. In the present case this device con­sists of a cylinder made partly of conducting and partly of insulating material e and e', re­spectively, which is rotated at the desired rate of speed by any suitable means. The con­ducting part is in good electrical connection with the shaft S and is provided with taper­ing segments f f', upon which slides a brush k supported on a conducting-rod l, capable of longitudinal adjustment in a metallic sup­port m. Another brush, n, is arranged to bear upon the shaft S, and it will be seen that when­ever one of the segments f' comes in contact with the brush k the circuit including the re­ceiver R is completed and the condenser dis­charged through the same. By an adjustment of the speed or rotation of the cylinder d and a displacement of the brush k along the cyl­inder the circuit may be made to open and close in as rapid succession and remain open or closed during such intervals of time as may be desired. The plates P and P', through which the electrical energy is convoyed to the brushes a and a' may be at a considerable dis­tance from each other in the ground or one in the ground and the other in the air, preferably at some height. If but one plate is con­nected to earth and the other maintained at an elevation, the location of the apparatus must be determined with reference to the position of the stationary waves established by the generator, the effect evidently being greatest in a maximum and zero in a nodal region. On the other hand, if both plates be connect­ed to earth the points of connection must be selected with reference to the difference of potential which it is desired to secure, the strongest effect being of course obtained when the plates are at a distance equal to half the wave length.

In illustration of the operation of the sys­tem let it be assumed that alternating electrical impulses from the generator are caused to produce stationary waves in the earth, as above described, and that the receiving appa­ratus is properly located with reference to the position of the nodal and ventral regions of the waves. The speed of rotation of the cyl­inder D is varied until it is made to turn in synchronism with the alternate impulses of the generator, and the position of the brushes b and b’ is adjusted by angular displacement or otherwise, so that they are in contact with the segments s and s' during the periods when the impulses are at or near the maximum of their intensity. These requirements being fulfilled, electrical charges of the same sign will be conveyed to each of the terminals of the condenser, and with each fresh impulse it will be charged to a higher potential. The speed of rotation of the cylinder d being ad­justable at will, the energy of any number of separate impulses may thus be accumulated in potential form and discharged through the receiver R upon the brush k coming in con­tact with one of the segments f'. It will be understood that the capacity of the condenser should be such as to allow the storing of a much greater amount of energy than is re­quired for the ordinary operation of the re­ceiver. Since by this method a relatively great amount of energy and in a suitable form may be made available for the operation of a receiver, the latter need not be very sensitive; but when the impulses are very weak or when it is desired to operate a receiver very rap­idly any of the well-known sensitive devices capable of responding to very feeble influences may be used in the manner indicated or in other ways. Under the conditions described it is evident that during the continuance of the stationary waves the receiver will be acted upon by current impulses more or less intense, according to its location with reference to the maxima and minima of said waves; but upon interrupting or reducing the flow of the cur­rent the stationary waves will disappear or diminish in intensity. Hence a great variety of effects may be produced in a receiver, ac­cording to the mode in which the waves are controlled. It is practicable, however, to shift the nodal and ventral regions of the waves at will from the sending-station, as by varying the length of the waves under observance of the above requirements. In this man­ner the regions of maximum and minimum effect may be made to coincide with any receiving station or stations. By impressing upon the earth two or more oscillations of different wave length a resultant stationary wave may be made to travel slowly over the globe, and thus a great variety of useful ef­fects may be produced. Evidently the course of a vessel may be easily determined without the use of a compass, as by a circuit connect­ed to the earth at two points, for the effect exerted upon the circuit will be greatest when the plates P P' are lying on a meridian passing through ground-plate E' and will be nil when the plates are located at a parallel cir­cle. If the nodal and ventral regions are main­tained in fixed positions, the speed of a vessel carrying a receiving apparatus may be exactly computed from observations of the maxima and minima regions successively traversed. This will be understood when it is stated that the projections of all the nodes and loops on the earth's diameter passing through the pole or axis of symmetry of the wave movement are all equal. Hence in any region at the surface the wave length can be ascertained from sim­ple rules of geometry. Conversely, knowing the wave length, the distance from the source can be readily calculated. In like ways the distance of one point from another, the lati­tude and longitude, the hour, &c., may be determined from the observation of such sta­tionary waves. If several such generators of stationary waves, preferably of different length, were installed in judiciously-selected localities, the entire globe could be subdivided in definite zones of electric activity, and such and other important data could be at once ob­tained by simple calculation or readings from suitably-graduated instruments. Many other useful applications of my discovery will sug­gest themselves, and in this respect I do not wish to limit myself. Thus the specific plan herein described of producing the stationary waves might be departed from. For exam­ple, the circuit which impresses the powerful oscillations upon the earth might be connected to the latter at two points. In this application I have advanced various improvements in means and methods of producing and util­izing electrical effects which either in connection with my present discovery or independ­ently of the same may be usefully applied.

I desire it to be understood that such novel features as are not herein specifically claimed will form the subjects of subsequent applications.

What I now claim is—

  1. The improvement in the art of transmitting electrical energy to a distance which con­sists in establishing stationary electrical waves
    in the earth, as set forth.

  2. The improvement in the art of transmitting electrical energy to a distance which con­sists in impressing upon the earth electrical oscillations of such character as to produce stationary electrical waves therein, as set forth.

3. The improvement in the art of transmit­-
ting and utilizing electrical energy which consists in establishing stationary electrical waves
in the natural conducting media, and operating thereby one or more receiving devices re­mote from the source of energy, as set forth.

4. The improvement in the art of transmit­
ting and utilizing electrical energy which consists in establishing in the natural conducting media, stationary electrical waves of prede­termined length and operating thereby one or more receiving devices remote from the source of energy and properly located with respect to the position of such waves, as herein set forth.

  1. The improvement in the art of transmit­
    ting and utilizing electrical energy, which consists in establishing in the natural conducting
    media, stationary electrical waves, and varying the length of such waves, as herein set

  2. The improvement in the art of transmit­
    ting and utilizing electrical energy, which consists in establishing in the natural conducting
    media stationary electrical waves and shifting
    the nodal and ventral regions of these waves, as described.

NIKOLA TESLA. Witnesses:

M. Lawson Dyer, Benjamin Miller.

^ Всем, кого это может касаться:

Да будет известно то, что я, НИКОЛА ТЕСЛА, гражданин Соединенных Штатов, находясь в городке Манхэттена, в городе, графстве, и штате Нью-Йорк, обнаружил новое и полезное Усовершенствование в Искусстве Переноса Электроэнергии Посредством Природного Канала передачи, в том числе следующее - описание изобретения со ссылками на прилагающиеся рисунки, и являющиеся частью изобретения.

Давно известно, что электрические токи могут распространяться через землю, и это знание было использовано разными способами в передаче сигналов и в работе множества приемных устройств, удаленных от источника энергии, главным образом с распределительной целью и с обратным проводом связи.

Также известно, что электрические возмущения могут быть переданы посредством участков поверхности земли, при заземлении только одного из полюсов источника сигнала, и этот факт, я использовал в системах, которые разработал в целях передачи по природным каналам всех известных сейчас вариантов сигналов или электропитания, но все эксперименты, и наблюдения, сделанные прежде, имели тенденцию подтверждать мнение, которого придерживаются большинство ученых, что Земля, вследствие ее огромного размера, хоть и имеет токопроводящие свойства, не реагирует на электровозмущения так, как это делает проводник с конечными размерами, но, напротив, скорее ведет себя как безбрежный резервуар или океан, который, хотя и может быть локально выведен из равновесия, в целом не реагирует и остается в состоянии покоя.

Опять же общеизвестен другой факт - что когда электрические волны или колебания наводятся в проводящем-канале, в таком как металлический проводник, при определенных условиях имеет место отражение от концов провода, и вследствие интерференции прямых и отраженных волн образуется такой феномен, как "стоячие волны" с максимумами и минимумами в определенных фиксированных позициях. В любом случае существование этих волн говорит о том, что некоторые из исходящих волн достигли границы проводящего-пути и отразились от нее.

Я обнаружил, что, несмотря на обширные размеры Земли и вопреки всем, прежде сделанным наблюдениям, земной шар в значительной части или в целом, ведет себя аналогично проводнику с конечными размерами, при воздействии на него электровозмущений, и этот факт, подтверждается новыми явлениями, которые я в дальнейшем опишу.

В ходе определенных исследований, которые я продолжил с целью изучения влияния разрядов молний на электрическое состояние земли, я заметил, что чувствительные приемные устройства, расположенные так, чтобы регистрировать электрические возмущения, создаваемые разрядами время от времени, были не в состоянии фиксировать их, хотя они и должны были это делать, и после расследования причин такого неожиданного поведения я обнаружил, что это произошло из-за особенностей электрических волн, произведенных разрядами молний в земле, и которые имели узловые области на определенных расстояниях от смещающегося источника электровозмущений.

В результате большого количества экспериментов с распределением максимумов и минимумов этих волн, я нашел, что их длина варьируется приблизительно от двадцати пяти до семидесяти километров, и эти результаты и некоторые теоретические расчеты привели меня к заключению, что волны этого вида могут распространяться через земной шар во всех направлениях, обладая при этом широким спектром длин волн, ограниченных сверху по длине только размерами и свойствами Земли.

Признав существовании этих волн как очевидный факт, когда созданные электровозмущения передаются от источника сигнала до самых отдаленных частей земного шара и отражаются оттуда, я задумал получить такие волны в земле искусственными способом, для использования их во многих полезных целях, в которых они могут или могли бы быть применимы.

Решить эту задачу казалось чрезвычайно трудно вследствие огромных размеров планеты, и соответственно требуемых громадных потоков электричества или уровня тока, чтобы приблизиться, даже в отдаленной степени, к потокам или току, которые явно достигаются в проявлениях электрических сил природы, и которые поначалу казались недоступными для человека; но постепенно и непрерывно совершенствуя генератор электрических колебаний, который я описал в своих Патентах № 645,576 и 649,621, мне, наконец, удалось достигнуть электрических потоков или токов электроэнергии не только приближенных, но и, как показано во многих сравнительных тестах и измерениях, фактически превосходящих токи в разрядах молний, и я обнаружил, что посредством этого аппарата можно воспроизвести эффекты, аналогичные молниям, в любом месте Земли, по желанию.

Со знанием эффектов, обнаруженных мной и управляющего механизма для достижения этих результатов, мне удалось не только воспроизвести многие операции, выполняемые при помощи известных инструментов, но также и предложить решение для многих важных проблем, включая дистанционное управление или контроль устройств, которое без этого знания и отсутствия этих механизмов было полностью невозможно прежде.

Например, при помощи такого генератора стоячих волн и приемных устройств, помещенных и настроенных должным образом в любом, однако достаточно отдаленном месте, реально передавать информационные сигналы или управлять или по желанию привести в действие любое или все эти устройства, для запуска других более важных и полезных задач, например по желанию проводить коррекцию времени обсерватории, или для того, чтобы установить относительное положение тела или расстояние до него от данной точки, или для того, чтобы определить курс движущегося объекта, такого как судно в море, его пройденное расстояние, или его скорость, или для того, чтобы произвести много других полезных дистанционных воздействий, зависящих от интенсивности, длины волны, направления или скорости распространения, или других особенностей или свойств электровозмущений.

Я проиллюстрирую механизм использования моего открытия, описав одно конкретное применение его — а именно, передачу информационных сигналов или сообщений между отдаленными пунктами — и с этой сделанной оговоркой, обратимся к сопровождающим рисункам, на которых —

на Рисунке 1 схематически представлен генератор, который производит стоячие волны в земле, и

на Рисунке 2 - устройства, расположенные в отдаленном месте для того, чтобы зафиксировать эффекты этих волн.

На Рис. 1, A определяет первичную катушку, являющуюся частью трансформатора и состоящую вообще из нескольких витков толстого кабеля с мизерным сопротивлением, концы которого подключены к выводам источника сильных электрических колебаний, схематически представленного B. Обычно этот источник - конденсатор, заряженный до высокого потенциала и в быстром темпе разряжающийся через первичку, как в малоизвестном типе трансформатора, изобретенного мной; но когда задумано получить стоячие волны больших длин, может использоваться динамо-машина переменного тока подходящей конструкции, для накачки первички A. C - намотанная по спирали вторичная катушка внутри первички, чей ближайший к первичке вывод подключен к земле E' и другим выводом к поднятому терминалу E. Конструкция и габариты катушки C, определяющие ее период свободных колебаний, выбраны и настроены так, что вторичная система E' C E находится в самом близком резонансе с частотой накачки, производимой первичкой A.

К тому же, для того чтобы еще более повысить выходной потенциал (стоячей волны - прим. переводчика) и увеличить электрические колебания во вторичной системе (E' C E), крайне важно, чтобы ее сопротивление было настолько маленьким, насколько это достижимо, а ее самоиндукция была как можно больше, при заданных условиях. Заземление должно быть выполнено с особой тщательностью, с целью уменьшения ее сопротивления. Вместо того чтобы непосредственно заземлять (как на рисунке), катушку C можно подключить последовательно или иначе к первичке A, и уже первичку соединить с пластиной E'; но в любом случае, подключая первичку целиком (все витки накачки), или часть ее или совсем не подключая к катушке C, полная длина проводника от пластины заземления E' до поднятого терминала E должна быть равной или нечетнократно равной (множитель:1,3,5,7,... - прим. переводчика) одной четверти длины волны электровозмущения в системе E' C E.

При соблюдении указанного соотношения, положение терминала E совпадет с точками максимального потенциала во вторичной цепи (E' C E), и в ней будет достигнута наибольшая амплитуда электроколебаний. Чтобы увеличить электрическое "движение" во вторичной цепи в максимально возможной степени, очень важно, чтобы ее индуктивная связь с первичкой A не была очень сильной, как в обычных трансформаторах, а слабой, чтобы разрешить собственные свободные колебания — то есть, их взаимная индукция должна быть маленькой.

Спиральная форма обмотки C обеспечивает нужный эффект, когда только ближайшие к первичке A витки катушки C подвергаются сильному индуктивному действию и вырабатывают высокую начальную электродвижущую силу. При тщательном выполнении этих настроек и соотношений и строгом соблюдении других конструктивных особенностей, электрические колебания во вторичной системе, полученные от индуктивной накачки первичкой A, чрезвычайно усилятся, и это увеличение прямо пропорционально индуктивности и частоте и обратно пропорционально сопротивлению вторичной системы. Я нашел, что этим способом реально получить электрические колебания в тысячи раз, большие чем у начальных — то есть, колебаний накачки в первичке A — и я таким образом достиг показателей или уровней потока электроэнергии в системе E' C E, соизмеримой многими десятками тысяч лошадиных сил. Такие огромные электрические колебания дают начало множеству новых и поразительных эффектов, среди которых и те, уже описанные выше. Мощные электрические колебания в системе E' C E, передаваемые Земле, вызывают распространение соответствующих волн к удаленным частям земного шара, откуда они отражаются, и интерферируют с исходящими волнами, производя стоячие волны, пучности и узлы которых лежат в параллельных сферах относительно которых пластина заземления E', может рассматриваться как полюс.

Иначе говоря, земной шар, введенный в резонанс с колебаниями возбуждения, ведет себя так же как провод. Более того, много фактов, установленных мной, ясно показывают, что движение электричества через него подчиняется определенным законам, с почти полной математической строгостью. Пока же будет достаточно констатировать, что планета ведет себя как совершенно гладкий или полированный проводник с незначительным сопротивлением и с емкостью и самоиндукцией, однородно распределенной вдоль оси симметрии волнового распространения, передающий медленные электрические колебания без заметного искажения и затухания.

Еще три требования, по-видимому, являются существенными для достижения резонансного состояния, дополнительно к вышеупомянутым.

Первое. Диаметр земли, проходящий через полюс, должен быть нечетно кратен четверти длины волны [D = k · λ/4 , где k = 1,3,5,...- прим. переводчика]— то есть, отношению между скоростью света и учетверенной частотой токов [D = k · c/(4f) , где k = 1,3,5,...- прим. переводчика].

Второе. Необходимо использовать колебания, в которых уровень излучения энергии в пространство в форме волн Герца или электромагнитных волн является очень маленьким. Чтобы дать общее представление, я сказал бы, что частота должна быть меньшей, чем 20 кГц, хотя более короткие волны могли бы быть более практичными. Самая низкая частота, по-видимому, 6 Гц, в этом случае будет всего лишь один узел, в или около пластины заземления, и, как это ни может показаться парадоксальным, эффект будет увеличивается с расстоянием и станет максимальным в области Земли, диаметрально противоположной передатчику. Для еще более низких частот (меньших 6 Гц) Земля, строго говоря, не будет резонировать, а просто будет работать как емкость, и распределение потенциала будет более или менее равномерным по всей ее поверхности.

Третье. Самое существенное требование, что независимо от частоты колебаний, волна или пачка волн должны регулярно следовать с определенным периодом, который по моей оценке, должен быть не меньше чем одна двенадцатая или около 0.08484 секунды, и который получается из прямого и обратного расстояния от источника сигнала до области, диаметрально противоположной к источнику на поверхности Земли, и средней скорости, приблизительно равной четыреста семьдесят одной тысяче двести сорок километров в секунду (471240 км/с).

Наличие стоячих волн может быть обнаружено разными способами. Например, схема может быть подключена непосредственно или индуктивно к заземлению и к поднятому терминалу E и настроена, чтобы эффективнее реагировать на колебания. Другой способ состоит в соединении настроенной схемы с двумя точками Земли, лежащими более или менее на меридиане, проходящем через полюс E' или, вообще говоря, с любыми двумя точками, имеющими разный потенциал.

В Рис. 2 показано устройство для регистрации волн, какие я использовал в новом методе увеличения слабых сигналов, который я описал в своих Патентах № 685,953 и 685,955. Оно состоит из диэлектрического цилиндра D, который равномерно вращается часовым механизмом или другим подходящим для этой цели устройством, и оснащен двумя металлическими кольцами F F', по которым скользят щетки a и a', соединенные, соответственно, с концевыми пластинами P и P'.

От колец F F' отходят узкие металлические сегменты s и s', которые при вращении цилиндра D поочередно контактируют с двойными щетками b и b', установленных в проводящих держателях h и h' (не указаны на рисунке – прим. Переводчика), которые закреплены на металлических опорах G и G', как показано на рисунке. Опоры связаны с выводами T и T' конденсатора H, и подразумевается, что их можно смещать влево/вправо, как обычные держатели щеток. Смысл использования пар щеток, b и b', в каждом из держателей h и h' состоит в том, чтобы по желанию регулировать продолжительность электрического контакта пластин P и P' с выводами T и T' (с которыми связана приемная цепь, включающая приемник R и устройство d), и в определенные моменты времени замыкать приемную цепь, разряжая накопленную в конденсаторе энергию через приемник R. В данном случае, приемное устройство состоит из цилиндра, сделанного частично из проводника и частично из изоляционного материала e и e', соответственно, который вращается с заданной скоростью при помощи любого подходящего устройства. Проводящая часть цилиндра находится в хорошем электрическом контакте с осью S и выполнена в виде клиновидных сегментов f f', по которым скользит щетка k, закрепленная на проводящей опоре l, способной к продольному регулированию в металлической фиксаторе m. Другая щетка n установлена так, чтобы касаться оси S, и как видно из рисунка, что всякий раз, когда один из сегментов f' приходит в соприкосновение с щеткой k, цепь приемника R замыкается, и конденсатор разряжается в нее. Регулируя скорость вращения цилиндра d и положение щетки k вдоль цилиндра, можно в быстрой последовательности замыкать и размыкать, или оставлять разомкнутой или замкнутой приемную цепь, с любой необходимой скважностью и частотой. Пластины P и P', через которые электроэнергия поступает к щеткам a и a', могут быть установлены на значительном расстоянии друг от друга в земле, или один в земле и другой в воздухе, предпочтительно на некоторой высоте. В предпоследнем варианте, когда одна пластина связана с землей и другая закреплена на высоте, размещение устройства должно быть определено относительно положения стоячих волн, вырабатываемых генератором, очевидно, что наибольший эффект будет в пучности волны и нулевым в узловой зоне волны. В первом варианте, когда обе пластины заземлены, точки заземления должны быть выбраны исходя из разности потенциалов, которая будет контролироваться, и конечно, самый сильный эффект будет получен, когда расстояние между пластинами будет равным половине длины волны.

Для иллюстрации работы системы, давайте предположим, что переменные электрические импульсы от генератора создали стоячие волны в Земле, как описано выше, и что приемное устройство должным образом расположено в отношении положения зон узлов и пучностей этих волн. Изменяем скорость вращения цилиндра D, пока не достигнем синхронизма с переменными импульсами генератора, и регулируем положение щеток b и b’ таким образом, чтобы они контактировали с сегментами s и s' в периоды точного максимума, или рядом с максимумом интенсивности импульсов. При выполнении этих требований, электрические заряды одного знака будут передаваться на свой вывод конденсатора (выпрямление - прим. переводчика), и с каждым новым импульсом конденсатор будет заряжаться до более высокого потенциала. Скорость вращения цилиндра d, при желании, можно регулировать, и таким образом, энергия произвольного числа отдельных импульсов может быть накоплена в потенциальной форме и разряжена через приемник R, когда щетка k соприкоснется с одним из сегментов f'. Понятно, что емкость конденсатора может быть такой, при которой можно запасать намного больше энергии, чем это требуется при обычной работе приемника. Так как этот метод позволяет накапливать относительно большое количество энергии и в подходящей форме для работы приемника, то последний не обязательно должен быть очень чувствительным; однако когда импульсы очень слабые или когда требуется быстрая работа приемника, можно применить любое из известных чувствительных устройств, способных к откликаться на очень слабые сигналы, применяя указанный или другой способ. При вышеописанных условиях, очевидно, что в период действия стоячих волн, на приемник будут подаваться более или менее интенсивные токовые импульсы, согласно его местоположению в отношении пучностей и узлов этих волн; но если произойдет прерывание или уменьшение тока в ресивере, это значит, что стоячие волны исчезли или уменьшили амплитуду. Следовательно, выбрав правильный режим, приемник можно использовать для контроля разнообразных эффектов. Например, было бы полезно сдвигать зоны узлов и пучностей волн, изменяя при помощи передающей станцией их длину, при соблюдении вышеупомянутых требований. При этом можно сделать, что зоны с максимальным и минимальным эффектом совпадут с любой приемной станцией или станциями. Вызывая в Земле два или более колебаний с различной длиной волны, можно вызвать медленное смещение по земному шару результирующей стоячей волны, таким образом можно получить большое разнообразие полезных эффектов. Очевидно курс судна может быть легко определен без использования компаса, как в варианте схемы, с двумя заземленными точками, максимальный эффект достигается, когда пластины P P' лежат на меридиане, проходящем через пластину заземления E', и станет минимальным (ноль), когда пластины расположены на земной параллели. Если зоны узлов и пучностей расположены в фиксированных позициях, то скорость судна, на котором установлено приемное устройство, может быть точно вычислена из наблюдений за областями максимумов и минимумов, последовательно пересекаемых кораблем. Имеется в виду, что проекции всех узлов и пучностей на диаметр земли, проходящем через полюс (источника сигнала) или на ось симметрии волнового вектора, будут равны. Следовательно, в любой точке поверхности Земли можно определить длину волны, используя простые правила геометрии. С другой стороны, зная длину волны, можно легко вычислить расстояние от источника. Аналогично, проводя замеры таких стоячих волн, можно определить расстояние от одной точки до другой, широту и долготу, часы, минуты и т.д. ... Если установить несколько таких генераторов стоячих волн, предпочтительно с различной длиной волны, в грамотно выбранных местах, то весь земной шар можно подразделить на определенные зоны электрического воздействия, в этом случае можно сразу получать в реальном времени координаты и другие важные данные, простым вычислением или считыванием с надлежаще отградуированных инструментов. Можно предложить еще много других полезных приложений моего открытия, и в этом отношении я не хочу ограничивать себя. Иначе пришлось бы отказаться от конкретной задачи, поставленной здесь, т.е. описание получения стоячих волн. Например, схема, которая вызывает мощные колебания в Земле, может быть заземлена в двух точках. В этой заявке на изобретение, я усовершенствовал различные новые средства и методы создания и использования электрических эффектов, которые, или в соединении с моим текущим открытием или независимо от него, могут быть с пользой применены. Я хочу сказать, и это должно быть понятно, что такие новые характерные черты, не заявленные здесь, составят предмет последующих патентов.

Перечислю, что я заявляю в патенте —

1. Усовершенствование в искусстве переноса электроэнергии на расстояние, которое состоит в установлении стоячих электрических волн в Земле, как указано.

2. Усовершенствование в искусстве переноса электроэнергии на расстояние, которое состоит в наложении на Землю электрических колебаний с такими параметрами, которые позволяют получить стоячие электрические волны в ней, как указано.

3. Усовершенствование в искусстве переноса и использования электроэнергии, которое состоит в установлении стоячих электрических волн в природном проводящем канале, и управлении, таким образом, одним или более приемными устройствами, удаленными от источника энергии, как указано.

4. Усовершенствование в искусстве переноса и использования электроэнергии, которое состоит в установлении стоячих электрических волн в природном проводящем канале, с предопределенной длиной волны и управлении, таким образом, одним или более приемными устройствами, удаленными от источника энергии и должным образом расположенных относительно позиции таких волн, как здесь указано.

5. Усовершенствование в искусстве переноса и использования электроэнергии, которое состоит в установлении стоячих электрических волн в природном проводящем канале, и изменение длины волны таких волн, как здесь указано.

6. Усовершенствование в искусстве переноса и использования электроэнергии, которое состоит в установлении стоячих электрических волн в природном проводящем канале, и смещение зон узлов и пучностей этих волн, как описано.

НИКОЛА ТЕСЛА. Засвидетельствано:



(см. чертеж после комментарий)

Перевод выполнен:

Царев В.А.


Комментарии к патенту:

Некоторые вспомогательные данные:





по экватору

по полюсу

































«Сверхсветовая» скорость…

Обращаю внимание на качественную разницу между 3-х мерным (шар) и (двух/одно) мерным (сфера, окружность) подходом. В природе нет ни одномерности, ни двухмерности, - это только человек своим мышлением вносит такие упрощения.

Суть патента Тесла (№ 787,412) состоит в том, что, система из двух резонаторов (объемных!), один из которых – земной шар, а второй высокочастотная катушка, вводится в резонанс. Фактически это резонанс системы большого и маленького объемных резонаторов, с конкретным набором собственных частот.

Для оценки характерных параметров такой системы (частоты, длина волны, скорость…), надо пользоваться объемным аппаратом вычислений, а не плоскостным или линейным. К чему это привело, вы видите из полученного Тесла значения («сверхсветовой») скорости волны. Для его времени это простительно, но в наше – недопустимо. Понижение мерности (проецирование) приводит к искажению физического смысла резонанса такой системы. Объемные колебания Земли (и катушки) подменяются на поверхностные, или линейные, хотя Тесла прямо говорит, что вся Земля ведет себя как единый проводник, а проводит вычисления с проекцией на поверхность.

Не стоит забывать также о высших модах колебаний шарового объема, узлы которых пространственно выглядят как правильные многогранники (типа Платоновых тел).

Характерные размеры этих многогранников (например, ребра, диагонали, набор ребер…) определяют спектр частот высшей моды, и чем сложнее мода колебания, тем богаче ее спектр собственных частот. А при проецировании этих характерных размеров на поверхность или окружность всегда появляется нормировочный множитель ПИ, в сочетании со всевозможными коэффициентами. Так вот если ошибочно связать проекции тех же ребер (а не самих ребер) с одной из собственных длин волн, то результатом будет неправильное значение этой длины волны, и соответственно и ее скорости. Что и продемонстрировал расчет Тесла, для нулевой моды. Диаметр Земли спроецирован в полуокружность, что дало коэффициент увеличения скорости света в ПИ/2 раз.

В варианте объемных сферических колебаний, радиус Земли (Rземли) должен быть равен λ/4. Откуда получается, что λ = 2 * Dземли, и соответственно период колебаний Т = 2*Dземли / c. 
При с = 300 000 км/с и Dземли = 12 715 км, можно получить 0.0848 с, но только уже для обычной "световой"…То же самое относится и к коэффициенту 1.27, который можно получить для одной из собственных длин волн правильных объемных многогранников (хорда от двух радиусов под углом 135° и опирающаяся на нее дуга).

Аналогично и с так называемыми резонансными частотами Шумана. Расчет выполняется для «проекций» на сферу собственных колебаний Земли. И длины волн привязываются к тем же проекциям. И что в итоге? А для того чтобы уложить несколько «длин волн» (для третьей, четвертой, пятой… частоты Шумана) на поверхность Земли и получить совпадение с экспериментально измеренными частотами, потребовалось «городить» целую теорию об изменении проводимости и проницаемости земли и воздуха.


18, 1905. United States Patent Office iconUnited States Patent [19]

18, 1905. United States Patent Office iconUnited States Patent Ц9]

18, 1905. United States Patent Office icon12 United States Patent

18, 1905. United States Patent Office icon12 United States Patent Grisley et al

18, 1905. United States Patent Office iconUnited States Patent Ц9] Buechele et al
С 2,542,615 2/1951 Balazs 144/136 3,160,995 12/1964 Dunski 51/170 3,223,132 12/1965 Erne 144/87 3,238,980 3/1966 Goldstein 144/2...
18, 1905. United States Patent Office iconThere are 15 states in the usa. 2 of 3 states, Alaska and Hawaii, are not connected to the other states

18, 1905. United States Patent Office iconДокументы
1. /06.04.2003. 02-38.doc
2. /2003-12-06...

18, 1905. United States Patent Office icon[ii] Patent Number: 6,116,303 [45] Date of Patent: Sep. 12, 2000

18, 1905. United States Patent Office icon[ii] Patent Number: 6,012,497 [45] Date of Patent: Jan. 11, 2000

18, 1905. United States Patent Office icon[ii] Patent Number: 5,458,171 [45] Date of Patent: Oct. 17, 1995

Разместите кнопку на своём сайте:

База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации

Разработка сайта — Веб студия Адаманов