НИКОЛА ТЕСЛА. ЛЕКЦИИ. СТАТЬИ. - Никола Тесла

ОТВЕТ НА ЗАМЕЧАНИЕ ДЖ. ДЖ. ТОМПСОНА В ELECTRICIAN, 24 ИЮЛЯ 1981 Г

В The Electrical Engineer от 12 Августа я обнаружил некоторые замечания Проф. Дж. Дж. Томпсона, которые первоначально появились в Лондонском Electrician и имели отношения к некоторым экспериментам, описанным мной в вашем издании от 1 Июля.

У меня не было, как кажется полагает Проф. Дж. Дж. Томасов, неправильного понимания его позиции относительно причины рассматривавшихся явлений, но я считал, что в его экспериментах, как и в моих собственных, огромное значение имеет электростатический эффект. Из скудных описаний его экспериментов не явствовало, что были предприняты все меры для исключения этих эффектов. Я не сомневался в том, что если полностью исключить электростатическое воздействие, то возбудить свечение в закрытой трубке можно. На самом деле, сначала, я сам искал чисто электродинамический эффект и верил, что я его получил. Но многие эксперименты, проведенные в то время, доказали мне, что электростатический эффект был в целом гораздо важнее, и допускает более удовлетворительное объяснение большинства наблюдавшихся эффектов.

Употребляя термин электростатический, я имел в виду более природу воздействия, нежели стационарность условий, что является обычным значением этого термина. Чтобы выразиться более ясно, я предположу, что закрытая откачанная трубка размещается рядом с небольшой сферой, заряженной до очень высокого потенциала. Сфера действовала бы на трубку индуктивно, и через распределение электричества в ней несомненно вызывала бы свечение (при достаточно высоком потенциале) до тех пор, пока не были достигнуты неизменные условия. Полагая, что трубка совершенно хорошо изолирована, во время действия распределения была бы только одна моментальная вспышка. Это было бы вызвано просто электростатическим воздействием.

А теперь предположим, что заряженная сфера сдвигалась бы на короткие промежутки с большой скоростью вдоль откачанной трубки. Теперь трубка возбуждалась бы непрерывно, потому что двигающаяся сфера вызывала бы постоянное перераспределение электричества и столкновения молекул разреженного газа. Мы снова имели бы дело с электростатическим эффектом, и вдобавок наблюдали бы электродинамический эффект. Но если бы было обнаружено, например, что полученный эффект более зависит от диэлектрической проницаемости, нежели от магнитной проницаемости среды, — что непременно имело бы место при скоростях, несравнимо меньших скорости света, — то я думаю, было бы оправданно для меня говорить, что этот эффект в основном был электростатической природы. И хотя я не имею в виду сказать, что какие-либо сходные условия преобладают в разряде Лейденской банки через первичную цепь, но я думаю, что такое было бы желательным.

Именно в духе приведенного выше примера я и использовал понятия "более электростатической природы, "и исследовал влияние тел с высокой [диэлектрической] проницаемостью, и обнаружил, например, важность качества стекла, из которого изготовлена трубка. Я также старался выяснить влияние среды с высокой [диэлектрической] проницаемостью, используя кислород. Из грубой оценки получалось, что кислородная трубка при возбуждении при тех же условиях, — настолько, насколько можно это определить, — дает больше света; но это может, конечно, быть обусловлено многими причинами.

Ни мало не сомневаясь в том, что при предосторожностях, принятых Проф. Дж. Дж. Томпсоном, возбуждаемое свечение обуславливалось только электродинамическим воздействием, я бы все таки сказал, что во многих экспериментах я наблюдал удивительные случаи неэффективности экранирования, и я также обнаружил, что электрификация через воздух часто является очень важной и может, в некоторых случаях, определять возбуждение трубки.

В своем первоначальном сообщении в Electrician Проф. Дж. Дж. Томпсон ссылается на тот факт, что свечение в трубке вблизи провода, через который разряжается Лейденская банка, было отмечено Хитторфом. Я думаю, что упомянутый эффект слабого свечения отмечался многими экспериментаторами, но в моих экспериментах эффекты были намного мощнее тех, что обычно отмечались.

ЗАМЕТКИ ОБ УНИПОЛЯРНОМ ДИНАМО*

Фундаментальным открытиям, великим достижениям интеллекта свойственно сохранять неистощающуюся власть над воображением мыслителя. Памятный эксперимент Фарадея с диском, вращающимся между двумя полюсами магнита, принесший столь величественный плод, уже давно вошел в повседневную жизнь; хотя этот зародыш современного динамо и мотора имеет некоторые особенности, которые даже сегодня изумят нас, и достойны самого пристального изучения.

Возьмем, например, случай, когда диск из железа или другого металла вращается между двумя противоположными полюсами магнита, и полярные поверхности полностью покрывают обе стороны диска. И допустим, что ток снимается или подается на него контактами однородно по всему периметру диска. Первое имеет место в моторе. Во всех обыкновенных моторах работа зависит от определенного смещения или изменения результирующей магнитного притяжения, воздействующего на якорь, и этот процесс осуществляется либо неким механическим приспособлением в моторе, или воздействием токов соответствующего характера. Мы можем объяснить работу такого мотора точно так же, как мы объясняем работу водяного колеса. Но в вышеприведенном примере диска, полностью окруженного полярными поверхностями, нет ни сдвига магнитного воздействия, ни какого-либо изменения, насколько известно, и все-таки вращение происходит. Поэтому здесь обычные рассуждения не применимы. Мы не можем даже дать поверхностного объяснения этому, как в обычных моторах, и работа устройства станет понятной, только после того, как мы поймем самую природу задействованных в ней сил и охватим тайну невидимого связующего механизма.

Для случая динамо машины диск оказывается столь же интересным объектом изучения. Помимо удивительной способности давать токи одного направления без применения каких- либо переключающих устройств, такая машина отличается от обычного динамо еще и тем, что нет реакции между якорем и полем. Ток якоря стремится создать намагничивание под прямыми углами к намагничиванию от тока поля, но поскольку ток снимается однородно во всех точках периметра, и поскольку, если быть точными, внешняя цепь тоже может быть построена совершенно симметричной относительно поля магнита, никакой реакции не может возникнуть. Это верно однако только при слабо возбужденных магнитах, потому что при более или менее интенсивных магнитах оба намагничивания под прямыми углами друг к другу по-видимому взаимодействуют друг с другом.

И по одной только вышеуказанной причине получается, что выход такой машины на единицу веса должен быть больше, чем у любой другой машины, в которой ток якоря стремится размагнитить поле. Выдающийся выход униполярного динамо Форбса и опыт автора подтверждают эту точку зрения.

Опять же, поражает легкость, с которой делается так, чтобы эта машина возбуждала себя, но это может объясняться — помимо отсутствия реакции якоря — совершенной гладкостью тока и тем, что само-индукция здесь не существует.

Если полюса не покрывают диск полностью с обеих сторон, то конечно же, если диск не разделен должным образом на части, такая машина будет очень неэффективной. И вновь в этом случае есть моменты, которые стоит отметить. Если диск вращается, а ток поля прерывается, то ток через якорь будет продолжать течь, и полевые магниты будут терять свою силу сравнительно медленно. Причина этого станет сразу ясна, когда мы разберемся в направлении токов, идущих в диске.

В соответствии со схемой на Рис. 1, d это диск со скользящими контактами В В1 на оси и периметре. N и S — это два полюса магнита. Если полюс N находится наверху, как на схеме, то диск будет расположен в плоскости бумаги, и вращение будет идти в направлении стрелки D, поскольку установившийся в диске ток будет течь из центра к периметру, как показано стрелкой А. Поскольку магнитное действие более или менее ограничено пространством между полюсами N и S, остальные части диска можно считать неактивными. Установившийся ток будет, таким образом, проходить через внешнюю цепь F, но будет замыкаться через сам диск, и вообще говоря, если расположение будет некоторым образом похоже изображенному на схеме, намного большая часть сгенерированного тока не будет проявляться вовне, поскольку цепь F практически замкнута накоротко через неактивные части диска. Направление результи- рующих токов в диске можно положить совпадающим с изображенными пунктирными линия- ми и стрелками т и n; и направление тока возбуждающего поля — как изображено стрелками a b c d. Если рассмотреть рисунок, то видно, что одна или две ветви завихряющегося тока, то есть А В' т В, будут стремиться размагничивать поле, тогда как остальные ветви, то есть А В1 n В, будут оказывать противоположное воздействие. Таким образом, ветвь А В' m В, то есть так, которая начинает входить в поле, будет отталкивать его линии, а ветвь А В' n В, то есть та, которая выходит из поля, будет собирать линии силы на себя.