Никола Тесла

Совет: Зарегестрированные пользователи видят меньше рекламы Регистрация | Вход
RSS Новости | RSS Статьи
Последние статьи
Теги
биография Теслы в фотографиях генератор вечный двигатель вымыслы Властелин мира схема трансформатор теслы динамомашина патент изобретения вышка видео беспроводная энергия свободная энергия холодное электричество Эдвин Грей Тесла Биография годы жизни статьи Работы взгляды высоковольтные источники генератор Тесла занимательная физика
Никола Тесла
Биография Николы Тесла [15]
Ранние годы; Венгрия и Франция; Америка; Работа у Эдисона; Лаборатория в Нью-Йорке; Колорадо Спрингс; Проект «Уорденклиф»; После «Уорденклифа»; Смерть; Наследие Теслы

Мифы и легенды [19]
Бумаги Теслы; Электромобиль Теслы, Вечный Генератор, Лучевое оружие; Машина землетрясений; Энергетическое оружие Тунгусский метеорит; Антигравитация Сверхспособности Теслы.

Книги, Статьи, Интервью [19]
Оригиналы интервью разных лет, переводы интервью с Теслой, Книги по главам, Автобиография Николы Тесла.

Интересные данные про Теслу [6]
Современное наследие Теслы, интересные факты, цветные фотографии

Изобретения и научные работы [17]
Переменный ток; Теория полей; Радио; Резонанс; Беспроводная передача энергии.

Наследие Теслы [9]
Личность Николы Теслы [3]
Интересы; Странности; Отношения к людям Отношение к браку, личная жизнь.

Видеосборники [9]
подборки видео с Ютуба о Тесле, потоковые фильмы, ссылки на плей-листы.

Воплощение идей Теслы [7]
Альтернативная энергетика; Машины и приборы построенные на идеях Теслы;

Патенты [17]
переводы патентов Теслы

Каталог статей о Николасе Тесле



Высокочастотные осциляторы для электротерапевтических целей.


Выступление на XIII ежегодном съезде Американской Электротерапевтической Ассоциации, Буффало, 13-15 сентября 1898 года

Некоторые теоретические возможности, предоставляемые тока­ми очень высокой частоты, и наблюдения, сделанные мной случайно при проведении экспериментов с переменными (сину­соидальными) токами, а также стимулирующее влияние работы Герца и мысли, смело выдвинутые Оливером Лоджем, побудили меня в 1889 году заняться систематическими исследованиями явления высокой частоты. Вскоре были достигнуты результаты, которые оправдывали дальнейшие усилия по обеспечению лабо­ратории эффективными средствами для выполнения исследова­ний в этой особой, оказавшейся весьма важной области. В ре­зультате были созданы генераторы переменного тока (син­хронные генераторы) особой конструкции и были усовершенство­ваны различные механизмы для превращения обычных токов в токи высокочастотные. Все это было должным образом описано, опубликовано и теперь, я полагаю, хорошо известно.

Одной из ранее наблюдаемых и удивительных черт высоко­частотных токов, которая главным образом представляет интерес для врача, являлась их явная безопасность, что делало возмож­ным пропускать через тело человека сравнительно большие количества электрической энергии, не вызывая боли или серьез­ного дискомфорта. Эта особенность, на которую вместе с други­ми – по большей части неожиданными – свойствами этих токов я имел честь обратить внимание научных мужей вначале в статье в научном журнале в феврале 1891 года, а затем в последующих статьях для научных обществ, сделала сразу же очевидным тот факт, что эти токи могли бы годиться для электротерапевтичес­кого использования.

Что касается электрических воздействий в целом, было разумно сделать вывод о том, что с физиологической точки зрения их можно разделить на три класса. Первый класс – стати­ческие, зависящие главным образом от величины электрического потенциала. Второй класс – динамические, которые преимуще­ственно зависят от качества электрического тока или силы тока, проходящего через тело. Третий класс – воздействия особой природы, возникающие благодаря электрическим волнам или колебаниям, т. е. импульсы, в которых электрическая энергия переменно проходит в более или менее быстрой последователь­ности через статическую и динамическую формы.

В наиболее общем случае на практике эти разные воздей­ствия сосуществуют, но при соответствующем выборе аппарату­ры и соблюдении условий экспериментатор может сделать одно или другое воздействие преобладающим. Таким образом, он (экс­периментатор) может пропустить через тело пациента сравни­тельно большой ток емкости при низком электрическом напряже­нии или же подвергнуть тело воздействию высокого электричес­кого напряжения при совсем небольшом токе, или – подвергать пациента воздействию электрических волн, передаваемых на значительном расстоянии через пространство.

В то время как врач занимается изучением специфического воздействия токов на организм и указывает правильные методы лечения, электрик ищет разнообразные способы приложения этих токов к телу пациента.

Поскольку части слушателей не слишком понятно описание предмета обсуждения на словах, надо полагать, определенные преимущества даст диаграмма нескольких способов соединения цепей.

Первый и самый простой метод приложения токов заклю­чался в присоединении тела пациента к двум точкам генератора, будь то генератор постоянного тока или индукционная катушка иллюстрирует этот случай. Генератор переменного тока (синхронный генератор) G дает от пяти до десяти тысяч полных колебаний в секунду. Электродвижущая сила – как было измере­но в экспериментах – может быть от пятидесяти до ста вольт. Чтобы облегчить продвижение сильных токов через ткани, клем­мы Т Т, которые служат для установки контакта с человеческим телом, должны иметь большую площадь и должны быть покрыты тканью, смоченной в растворе электролита, безвредного для ко­жи, или контакты создаются погружением. Для регулирования токов хорошо изолированная ванночка (кювета) снабжена двумя металлическими клеммами Т' Т' значительной поверхности. По крайней мере одна из клемм должна быть подвижной. Кювета заполнена водой, и туда добавляется раствор электролита до тех пор, пока не будет обеспечена степень проводимости, необходи­мая для осуществления экспериментов.

Когда требуется использовать малые токи высокого напря­жения, прибегают к помощи катушки со вторичной обмоткой, как показано на Рис. 2. Я с самого начала считал удобным начинать с обычных способов навивки катушек с большим количеством ма­лых витков.

По многим причинам врач решит, что лучше подгото­вить кольцо (обруч) не менее, чем три фута в диаметре, а лучше больше, и навить на него несколько витков прочного кабеля Р. Катушку вторичной обмотки легко приготовить, взяв два деревян­ных обруча h h и соединив их негнущимся картоном. Обычно дос­таточно одного слоя обыкновенной и при этом не слишком тонкой проволоки для обмотки электромагнита, а количество витков для каждого отдельного использования легко оценивается за несколь­ко испытаний. Две пластины большой поверхности, образующие регулируемый конденсатор, могут использоваться с целью син­хронизации вторичного контура с первичным, но обычно этого не требуется. Итак, применяется дешевая и весьма прочная катуш­ка. Дополнительным преимуществом такого прибора является возможность точного регулирования, которое легко обеспечи­вается изменением расстояния между первичным и вторичным контурами. Для этого должна быть обеспечена настройка (налад­ка), и, кроме того, и в случае гармоники, которая имеет место в таких больших катушках из толстой проволоки, расположенных на небольшом расстоянии от первичной обмотки.

Предыдущие схемы могут применяться с переменными токами низкой частоты, но определенные специфические свой­ства высокочастотных токов делают возможным применять пос­ледние там, где совершенно невозможно применять первые.


Рис. 3

Одной из особых характеристик высокочастотных или быс­тро меняющихся токов является то, что они с трудом проходят через плотные провода высокой самоиндукции. Сопротивление, которое оказывает самоиндукция, настолько велико, что оказа­лось полезным (как показано в ранних экспериментах, на которые были сделаны ссылки) поддерживать разницу потенциалов во много тысяч вольт между двумя точками – не более нескольких дюймов друг от друга – толстого медного прутка незначительного сопротивления. Предложенная схема представлена на Рис. 3. В этом варианте источник высокочастотных импульсов находится в трансформаторе обычного типа, который может питаться от гене­ратора G постоянного или переменного тока. Этот трансформа­тор включает в себя первичную обмотку Р, вторичную обмотку S, два конденсатора С С, соединенных последовательно, контур или катушку из очень толстой проволоки L и цепь (контур), прерываю­щее устройство или выключатель.

Токи отводятся из контура h двумя контактами с с, один или оба которых могут перемещаться вдоль провода L. Варьируя расстояние между этими контактами, можно без труда получить любую разность потенциалов – от нескольких вольт до многих тысяч – на клеммах Т Т. Этот способ совершенно безопасный и исключительно удобный, но он требует равномерной работы выключателя, применяемого для зарядки и разряда конденсатора.

Другая не менее заметная черта высокочастотных импуль­сов заключается в легкости, с которой они пропускаются через конденсаторы, замедляют электродвижущие силы, и требуются очень маленькие нагрузки, чтобы дать возможность проходить большим токам. Это наблюдение позволило прибегнуть к плану, представленному на Рис. 3. Здесь соединения такие же, как в предыдущем случае, кроме того, что конденсаторы С С соедине­ны параллельно. Это снижает частоту токов, но позволяет рабо-тать со значительно меньшей разностью потенциалов на клеммах вторичной обмотки S. Поскольку последняя является главным элементом расходов в этой аппаратуре и поскольку ее цена быстро возрастает с количеством необходимых витков, экспери­ментатор решит, что в целом дешевле пожертвовать частотой, которая, однако, будет оставаться достаточно высокой для боль­шинства целей. Ему только понадобится снизить пропорциональ­но число витков или длину первичной обмотки р, чтобы добиться той же частоты, что и прежде, и только работа прерывателя потребует больше внимания. Вторичная обмотка S высокочастот­ной катушки имеет две металлические пластины t t с большой поверхностью, соединенные с ее клеммами, и ток отводится от двух подобных пластин t t, установленных поблизости от первых. Как напряжение, так и сила токов, снятых с клемм Т Т, могут легко регулироваться, в частности простым изменением расстояния между двумя парами пластин t t и t t соответственно.

При таком размещении обеспечивается легкость повыше­ния или понижения потенциала одной из клемм Т, независимо от зарядов на другой клемме, что позволяет вызывать более силь­ное воздействие на одну или другую часть тела пациента.

Врач может по каким-либо причинам посчитать удобным видоизменить схемы, представленные на Рис. 2, 3, путем присое­динения одной из клемм-источников высокой частоты к земле. Во многих отношениях воздействие будет тем же самым, но в каж­дом случае будут отмечены некоторые особенности.

В результа­те заземления клемм вторичной обмотки в высокочастотных раз­рядах будут, возможно, преобладать импульсы одного направле­ния.

Среди различных достойных внимания особенностей этих токов имеется одна, которая ведет ко многим полезным примене­ниям. Это возможность (легкость), с которой они способны пере­правлять большие количества электрической энергии к телу, полностью изолированному в пространстве. Выполнимость этого метода передачи энергии, который уже получил применение и обещает в ближайшем будущем приобрести огромное значение, помогла рассеять старые представления о необходимости обрат­ной цепи для переноса (транспортировки) электрической энергии в любом значительном количестве. С новыми приспособлениями мы имеем возможность пропускать через проводник, полностью изолированный с одного конца, токи, достаточно сильные, чтобы его расплавить или передать через провод любое количество энергии к изолированному телу. Этот метод применения высоко­частотных токов для медицинских целей может предоставить врачу огромные возможности. Воздействия, производимые таким методом, обладают чертами, совершенно отличными от тех, кото­рые наблюдались, когда токи применялись в любых из прежде упомянутых способов.


Рис. 4

Обычные включения цепи проиллюстрированы на Рис. 4 и в отношении диаграмм, показанных прежде, не требуют объясне­ний (очевидны). Конденсаторы C C, соединенные последователь­но, лучше (желательно) заряжать через повышающий трансфор­матор, но высокочастотный генератор переменного тока, электро­статическая машина или генератор постоянного тока, если он имеет достаточно высокое напряжение, чтобы использовать маленькие конденсаторы, могут применяться с большим или меньшим успехом. Первичная обмотка р, через которую проходят высокочастотные разряды конденсаторов, состоит из малого чис­ла витков кабеля – по возможности самого низкого сопротивле­ния, а вторичная обмотка s, находящаяся желательно на некото­ром расстоянии от первичной для облегчения (содействия) сво­бодных колебаний тока, имеет один из своих концов – тот, кото­рый ближе к первичной обмотке – соединенным землей, в то время как другой конец ведет к изолированной клемме Т, к кото­рой подсоединено тело пациента.

В этом случае важно обеспе­чить синхронность между колебаниями в первичной и вторичной цепях соответственно. Это лучше всего осуществить путем изме­нения самоиндукции контура, включающего первичный контур или катушку р, для чего и обеспечивается регулируемая самоин­дукция; но в случаях, когда электродвижущая сила генератора исключительно высока, как при использовании электростатичес­кой машины и конденсатора, состоящего из двух простых пластин и имеющего достаточную электрическую емкость, будет проще добиться той же цели, варьируя расстояние между пластинами.

Если первичные и вторичные колебания находятся в близ­кой синхронности, точки самого высокого напряжения будут на клемме Т, и потребление энергии будет происходить в основном там. Подсоединение тела пациента к клемме в большинстве слу­чаев будет очень существенно влиять на период колебаний во вторичной обмотке, удлиняя его, и придется производить подре­гулировку первичного контура в каждом случае, чтобы соответ­ствовать электрической емкости тела, подсоединенного к клемме Т. Следует всегда сохранять синхронность и интенсивность воз­действия, изменяемую путем перемещения вторичной катушки к первичной или от нее, в зависимости от того, что требуется.

Я не знаю метода, который позволял бы подвергать человеческое те­ло таким чрезмерным электрическим напряжениям, которые осу­ществляются в этом методе; или метода, который давал бы возможность подводить к телу или отводить от него без серьез­ных повреждений количества электрической энергии, приближаю­щиеся даже в отдаленной степени к тем, которые полностью осу­ществимы, когда прибегают к этому способу применения энергии. Это происходит, очевидно, благодаря тому факту, что воздей­ствие в основном поверхностное; самая большая его часть отво­дится переносу тока или, точнее, энергии. С очень быстро и мягко работающим прерывателем, думаю, невозможно подводить к телу человека и выделять в пространство энергию со скоростью в несколько лошадиных сил без всякого вреда, в то время как небольшая часть этого количества, используемая другими спосо­бами, не может не вызвать повреждения.

Когда человек подвергается воздействию такой катушки при соблюдении тщательной регулировки (наладки), в темноте видны светящиеся потоки, испускаемые из всех частей тела. Эти потоки короткие, тонкой структуры, когда число прерываний (breaks) очень велико, и действие устройства b (Рис 4) свободно от любых беспорядков (неорганизованности), но когда количество прерываний мало или работа устройства несовершенна, появля­ются длинные и шумные потоки, вызывающие некоторый диском­форт. Физиологическое воздействие, производимое аппаратурой этого вида, может изменяться от едва заметного действия, когда вторичная обмотка находится на большом расстоянии от первич­ной, до очень сильного действия, когда обе катушки размещаются на маленьком расстоянии друг от друга. В последнем случае достаточно только нескольких секунд для того, чтобы вызвать ощущение тепла во всем теле, и вскоре человек обильно покры­вается испариной. Я неоднократно в демонстрациях для своих друзей подвергал себя долгому воздействию колебаний тока, и всякий раз после воздействия порядка одного часа мною овла­девала ужасная усталость, причину которой мне трудно объяс­нить. Она была сильнее, чем я испытывал в некоторых случаях после самого большого и длительного физического напряжения. Я мог едва сделать шаг и с трудом удерживал открытыми глаза. После этого я крепко спал, и последействие было несомненно благотворным, но эта терапия была явно слишком сильной, что­бы пользоваться ею часто.

Человеку следует быть осторожным при проведении таких экспериментов по нескольким причинам. На поверхности кожи или около нее, там где имеет место наиболее интенсивное воздействие, образуются различные химические продукты реак­ции, главными из которых являются соединения с озоном и азо­том. Первый сам по себе очень разрушительный; эта особен­ность была проиллюстрирована тем фактом, что резиновая изо­ляция провода разрушается так быстро, что делает совершенно невозможным использование этой изоляции. Соединения азота в присутствии влаги содержат много азотной кислоты, которая может при неумеренном применении оказаться смертельно опас­ной. До сих пор я не отметил поражения, которые следуют прямо из этой причины, хотя в некоторых случаях получались ожоги, во всех отношениях подобные тем, которые наблюдались позднее и относились к рентгеновским лучам. Эту точку зрения, по-видимо­му, забросили, поскольку она не была подтверждена фактами, то же самое касается и идеи о том, что эти лучи – поперечные коле­бания. Но в то время как исследование движется, казалось бы, в правильном направлении, ученые мужи все еще находятся в замешательстве.

Это состояние дел мешает физику достичь успеха в данных новых областях и делает заведомо трудное задание еще более трудным и неопределенным для врача.

Одно или два наблюдения, сделанные в процессе проведе­ния экспериментов с описанной аппаратурой, заслуживают быть упомянутыми здесь. Как было установлено прежде, когда колеба­ния в первичном и вторичном контурах находятся в синхронности, точки наивысшего напряжения (потенциала) располагаются на некоторой части клеммы Т. При идеальной синхронности и длине вторичной катушки, равной ¼ длины волны, эти точки будут точно располагаться на свободном конце клеммы Т, т. е. на том, кото­рый располагается дальше всего от конца провода, прикреплен­ного к клемме. Если это так и если теперь укоротить период колебаний в первичной обмотке, точки наивысшего потенциала будут смещены в сторону вторичной катушки, так как длина вол­ны снижена и прикрепление одного конца вторичной катушки к земле определяет положение центральных (узловых) точек, а именно точек самого низкого потенциала. Таким образом, изме­няя период вибраций первичного контура любым способом, точки наивысшего потенциала могут соответственно перемещаться вдоль клеммы Т, что было показано намеренно длинно, чтобы проиллюстрировать эту особенность. То же самое явление, конечно, создается, если тело пациента служит клеммой и ассис­тент может движением рукоятки вызвать перемещение точек наивысшего потенциала вдоль тела с любой требуемой ско­ростью. Когда действие катушки сильное, область наивысшего потенциала легко определяется по возникающему дискомфорту или боли, и наиболее любопытно ощущать, как боль блуждает вверх и вниз или, в конечном счете, через тело, от руки к руке, если подсоединение к катушке выполнено соответственно движе­нию рукоятки, контролирующей колебания. Хотя я не наблюдал никакого особого действия в экспериментах этого типа, я всегда чувствовал, что это воздействие может полезно использоваться в электротерапии.

Другое наблюдение, которое обещает привести к еще более полезным результатам, заключается в следующем: как отмечено выше, перенимая описанный метод, тело человека может подвергаться без опасности электрическим напряжениям в значительной степени сверх любых, производимых обычной аппаратурой, они могут доходить до нескольких миллионов вольт, как было показано в действительной практике. Теперь, когда проводимое тело наэлектризовано до такой высокой степени, маленькие частицы, которые, может быть, крепко держались на поверхности тела, отрываются с силой и отбрасываются на рас­стояния, о которых можно только догадываться. Я обнаружил, что не только крепко держащееся вещество, как краска, например, отрывается с силой, но даже частицы самых прочных металлов отрываются. Думали, что такое поведение имеет место в вакуум­ном пространстве, но с мощной катушкой это происходит и в обычной атмосфере. Упомянутые факты дают возможность пред­положить, что необычное действие, которое я уже с пользой при­менил, также может быть ценным в электротерапии. Постоянное совершенствование приборов и изучение этого явления могут в скором времени привести к созданию оригинальной методики санитарно-гигиенической обработки (лечения), которая позволит мгновенно очищать кожу человека, просто поместив человека вблизи источника интенсивных электрических колебаний, что производит эффект избавления в мгновение ока от пыли или час­тиц любого постороннего вещества, прилипших к телу Такой результат, осуществляемый практическим образом, без всякого сомнения, имел бы неоценимое достоинство в гигиене и был бы эффективным и сберегающим время заменителем ванны (водной процедуры), и особенно был бы оценен теми, чье время расписа­но по минутам.

Высокочастотные импульсы производят мощные индукци­онные воздействия, и в силу этой особенности они годятся для использования в электротерапии. Эти индукционные воздействия либо электростатические, либо электродинамические. Первые убывают значительно быстрее с расстоянием – с квадратом рас­стояния; последние ослабляются пропорционально расстоянию. С другой стороны, растут пропорционально квадрату интенсив­ности (мощности) источника, в то время как последние возраста­ют в простой пропорции к интенсивности. Оба эти воздействия можно использовать для создания поля большой активности, рас­пространяющейся через значительное пространство, как через большой зал. И такой монтаж (компоновка) был бы пригоден в больницах или лечебных институтах, где нужно лечить сразу много пациентов.


Рис. 5

На Рис. 5 показан способ, в котором создается такое поле. На этой схеме G – генератор токов очень высокой частоты, С – конденсатор для противодействия (сопротивления) самоиндукции контура, включающий первичную обмотку Р индукционной катуш­ки, вторичная обмотка которой имеет две пластины t t большой поверхности, присоединенные к ее клеммам. После проведения хорошо знакомой настройки очень сильное воздействие происхо­дит в основном в пространстве между пластинами, и тело челове­ка подвергается быстрым изменениям напряжения и пульсации тока, что порождает, даже на значительном расстоянии, замет­ные физиологические эффекты. В моих первых экспериментах я использовал две металлические пластины, как показано на схеме, но позже я обнаружил, что предпочтительнее заменить их на две полые сферы из латуни (желтой меди), покрытой воском толщиной примерно два дюйма. Провода, ведущие к клеммам вторичной катушки, были покрыты таким же образом, так что к любому из них можно было приближаться без всякой опасности разрушения изоляции. Таким образом предупреждались неприят­ные состояния шока, которому подвергался экспериментатор при использовании пластин.

На Рис. 6 изображена схема аналогичного использования динамических индукционных воздействий высокочастотных токов. Поскольку частоты, получаемые от генератора переменного тока, не настолько высоки, как требуется, прибегают к конверсии (преобразованию) посредством конденсаторов. Схема будет по­нятна после следующего описания. Только необходимо четко определиться, что первичная обмотка р, через которую конденса­торы должны разряжаться, образована из толстого скрученного провода с низкой самоиндукцией и сопротивлением и проходит по всему залу. Может быть установлено любое количество вторич­ных катушек s s s, каждая из которых содержит обычно один слой довольно толстой проволоки. Я пришел к заключению, что реаль­но использовать до сотни катушек, каждая из которых настроена на определенный период и отвечает за особую вибрацию, прохо­дящую через первичную катушку. Такую установку я использовал в моей лаборатории с 1892 года, и много раз она доставляла удовольствие моим посетителям, а также доказала практическую выгоду. Недавно я имел удовольствие развлекать некоторых чле­нов Ассоциации подобными экспериментами, и я не могу не воспользоваться этой возможностью, чтобы выразить благодар­ность за их визит и интерес ко мне, а также искреннюю благодар­ность за внимание со стороны Ассоциации. С тех пор моя аппа­ратура существенно улучшилась, и теперь я могу создавать поле такой интенсивной электромагнитной индукции в лаборатории, что катушка диаметром в три фута при тщательной настройке будет переносить энергию со скоростью в четверть лошадиной силы, при этом неважно, где она размещена в пределах участка, окруженного первичными цепями. Длинные искровые разряды, стримеры и другие явления, доступные с индукционными катуш­ками, могут быть легко произведены в любом участке внутри пространства, и такие катушки, хотя и не подсоединенные ни к чему, могут употребляться как обычные катушки, и, что еще бо­лее примечательно, они более эффективны. За последние нес­колько лет меня часто убеждали показать эксперименты публич­но, но, хотя я жаждал удовлетворить эти просьбы, срочные дела до сих пор делали это невозможным. Эти достижения стали результатом медленного, но постоянного совершенствования аппаратуры, которое, я надеюсь, смогу связно описать в ближай­шем будущем.

Однако могут появиться интересные электродинамические индуктивные эффекты, о которых я упомянул, и они могут быть,

кроме того, усилены путем концентрации воздействия в очень малом пространстве. Очевидно, что, поскольку электродвижущие силы в многие тысячи вольт удерживаются между двумя точками токопроводящего стержня или замкнутой цепи лишь в несколько дюймов длиной, электродвижущие силы примерно той же величи­ны будут устанавливаться в проводах (проводниках), располо­женных поблизости. На самом деле я обнаружил, что таким мане­ром было реально проводить разряд через колбу, находящуюся под высоким напряжением, хотя требуемая электродвижущая сила достигала десяти или двадцати тысяч вольт, и долгое время я проводил эксперименты в этом направлении с объектом, создающим свет новым и более экономичным способом. Но испытания не оставили никакого сомнения в том, что при этом способе освещения имелось огромное потребление энергии, по крайней мере, с аппаратурой, которая была в моем распоряже­нии, и, обнаружив другой способ, который обещал большую экономию трансформации, я направил свои усилия в этом направлении. Вскоре после этого (где-то в июне 1891 года) профессор J. J Thomson описал эксперименты, которые были, очевидно, итогом длительных исследований и в которые он доба­вил много новой и интересной информации, что заставило меня вернуться к моим собственным экспериментам с вновь проснув­шимся рвением. Вскоре мои усилия были сконцентрированы на создании в малом пространстве наиболее интенсивного индукци­онного воздействия, и, постепенно совершенствуя аппаратуру, я получил результаты удивительного характера. Например, когда конец тяжелого железного стержня проталкивался внутри конту­ра, находящегося под большим напряжением, было достаточно нескольких секунд, чтобы нагреть стержень до высокой темпе­ратуры. Даже тяжелые куски других металлов нагревались так быстро, как будто они располагались в печи. Когда сплошную руч­ку, сделанную из листа олова, поместили в контур, металл тотчас же расплавился; это действие можно сравнить со взрывом, и в этом нет ничего удивительного, поскольку потери на трение на­капливались в нем со скоростью, возможно, десять лошадиных сил. Масса плохо проводимого материала вела себя аналогично, и когда колбу под высоким разряжением засунули в контур, стек­ло нагрелось за несколько секунд почти до точки плавления.

Рис. 7

Когда я впервые наблюдал эти потрясающие действия, я заинтересовался изучением их влияния на живые ткани. Понятно, что я приступил к делу со всеми необходимыми предосторожно­стями, и правильно сделал, поскольку мне было ясно, что при витке лишь в несколько дюймов в диаметре создавалась электро­движущая сила более чем в десять тысяч вольт, и такое высокое давление более чем достаточно для создания разрушительных токов в ткани. Становилось все более очевидным, что тела со сравнительно низкой проводимостью быстро нагревались и даже частично разрушались. Можно вообразить мое удивление, когда я обнаружил, что я смогу просунуть свою руку или любую другую часть тела внутрь контура и держать ее там безнаказанно. Неод­нократно подталкиваемый желанием провести новые и полезные наблюдения, я с готовностью или бессознательно выполнял эксперимент, связанный с некоторым риском, которого едва ли можно было избежать в лабораторной практике, но я всегда верил и верю сейчас, что я никогда не предпринимал ничего такого, где, по моему мнению, шансы повреждений были так высоки, как когда я поместил свою голову внутри пространства, в котором действовали такие ужасные разрушительные силы.

Од­нако я так поступал, и неоднократно, и ничего не чувствовал. Но я твердо убежден, что имеется огромная опасность при выполне­нии такого эксперимента, и кто-то, кто ступит на шаг дальше, чем я, может быть мгновенно уничтожен, поскольку могут существо­вать условия, сходные с теми, которые наблюдались с вакуумной колбой. Она может быть помещена в поле контура, находящегося под сильным напряжением, и поскольку траектория (контур) для тока не сформирована, она останется холодной и не будет расхо­довать практически никакой энергии. Но в тот момент, когда про­ходит первый слабый ток, большая часть энергии колебаний устремляется к месту потребления (расхода). Если при каком-то воздействии токоведущая дорожка пройдет через живую ткань или кости головы, то результатом будет мгновенное их разруше­ние и смерть безрассудно храброго экспериментатора. Такой метод убийства, если бы он был выполнен, был бы абсолютно безболезненным. Теперь, почему в пространстве, в котором про­исходит такая суматоха, остается неповрежденной живая ткань? Кто-то может сказать, что токи не могут проходить из-за огромной самоиндукции, проявляемой большой токопроводящей массой.

Но этого не может быть, потому что масса металла обладает более высокой самоиндукцией и тем не менее нагревается. Кто-то может утверждать, что ткани обладают слишком большим сопротивлением. Но это не может являться причиной, поскольку все данные показывают, что ткани проводят ток достаточно хоро­шо, кроме того, у тел со сравнительно одинаковым сопротивлени­ем значительно повышается температура. Кто-то может припи­сать очевидную безвредность колебаний тока высокой удельной теплоемкости ткани, но даже грубая количественная оценка экспериментов с другими телами показывает, что эта точка зре­ния несостоятельна. Единственное правдоподобное объяснение, которое я пока нашел, это то, что ткани – это конденсаторы. Лишь это может объяснить отсутствие вредного воздействия. Но удиви­тельно то, что как только создается гетерогенная (разнородная) цепь, например при взятии в руки металлического стержня и соз­дании замкнутой цепи, ощущается прохождение токов через руки, и отчетливо заметны другие физиологические эффекты. Самое сильное воздействие, конечно, достигается, когда цепь возбужде­ния имеет лишь один виток, если соединения (подключения) не занимают значительной части общей длины контура, в каковом случае экспериментатору следует навертеть наименьшее количе­ство витков, тщательно оценив, что он теряет, увеличивая коли­чество витков, и что он приобретает, используя таким образом большую долю суммарной длины контура. Нужно помнить, что, когда катушка возбуждения имеет значительное число витков и некоторую длину, влияние электростатической индукции может превосходить (иметь перевес), поскольку может существовать очень большая разность потенциалов – сто тысяч вольт и более – между первым и последним витком. Но такое влияние присут­ствует всегда, даже когда применяется один виток.

Если человек помещен внутри такого контура, любые куски металла, даже маленького размера, ощутимо нагреваются. Без сомнения, они также будут нагреваться – особенно если они будут стальные (железные), – когда они введены в живую ткань, и это предполагает возможность хирургического вмешательства при помощи такого метода. Этим новым способом можно было бы стерилизовать раны либо определять местонахождение или даже извлекать металлические предметы, либо выполнять другие опе­рации подобного типа в пределах сферы хирургической деятель­ности.

Большинство перечисленных результатов и многие другие, еще более замечательные, стали возможны лишь при использо­вании разрядов конденсатора. Вероятно, очень немногие – даже среди тех, кто работает в сходных областях, – могут полностью оценить, каким чудесным инструментом в действительности является конденсатор. Позвольте мне объяснить эту мысль. Некто может взять конденсатор, достаточно маленький, чтобы поместиться в кармане жилетки, и, умело используя его, может создать электрическое напряжение в большом переизбытке – в сотни раз больше, чем необходимо; больше, чем то, что произ­водится самой большой, когда-либо созданной статической машиной. Или он может взять тот же конденсатор и, используя его иначе, может получить такие токи, против которых токи самой мощной сварочной машины совершенно ничтожны. Те, кто напич­кан популярными идеями о напряжении машин статического элек­тричества и токах, получаемых при помощи промышленных трансформаторов, будут поражены приведенным утверждением, хотя его правоту легко увидеть. Такие результаты легко получае­мы, потому что конденсатор может разряжать накопленную энер­гию за невероятно короткое время.

Ничего похожего на это свой­ство неизвестно в физической науке. Сжатая пружина, или акку­муляторная батарея, или любой другой вид устройства, способ­ный сохранять энергию, не может этого сделать; если бы они это могли, можно было бы совершать невообразимые вещи при помощи этих средств. Очень близкое приближение к заряженно­му конденсатору – это бризантное взрывчатое вещество, напри­мер динамит. Но даже самый сильный взрыв такого соединения не идет ни в какое сравнение с разрядом конденсатора. Поскольку, в то время как давления, которые получаются при детонации химического соединения, измеряются десятками тонн на квадратный дюйм, те, которые вызываются разряжениями конденсатора, исчисляются тысячами тонн на квадратный дюйм, и если бы было возможным создать химический продукт, который бы взрывался так же быстро, как конденсатор может разряжаться при условиях, которые могут быть реализуемы, – тогда чуточка такого вещества, безусловно, была бы достаточной, чтобы сде­лать бесполезным самый большой линкор (чтобы заменить самый большой линкор).

После применения инструмента, обладающего такими идеальными свойствами, в которых я был убежден задолго до этого, наступит осознание его важности, но я своевременно по­нял, что придется преодолеть большие трудности, прежде чем он сможет заменить менее совершенные приборы, используемые в настоящее время для разнообразных трансформаций электри­ческой энергии. Таких трудностей было много. Обычно изготавли­ваемые конденсаторы сами по себе были неэффективными, проводники – неэкономичными, самая лучшая изоляция не отвечала требованиям, а условия для наиболее эффективной конверсии было трудно обеспечить. Одна трудность, которая была более серьезной, чем все остальные, и к которой я привлек внимание, когда впервые описал эту систему трансформации энергии, была обнаружена в устройствах, обязательно используе­мых для (регулирования) управления зарядами и разрядами конденсатора. Они были недостаточно эффективными и надеж­ными, сильно ограничивая применение системы и лишая ее мно­гих ценных свойств. В течение нескольких лет я пытался прео­долеть эту трудность. За это время было проведено огромное количество экспериментов с этими устройствами.

Многие из них вначале давали надежду, но в конце не удовлетворяли нужным требованиям. С неохотой я вернулся к идее, над которой работал задолго до этого. Она заключалась в том, чтобы заменить обычные щетки и ламели коллектора на жидкостные контакты. Я тогда столкнулся с трудностями, но годы, проведенные в лабора­тории, не прошли даром, и я добился успеха. Вначале необходи­мо было обеспечить циркуляцию жидкости, но перекачка ее насо­сом оказалась непрактичной. Потом посетила счастливая идея о том, ч

var container = document.getElementById('nativeroll_video_cont'); if (container) { var parent = container.parentElement; if (parent) { const wrapper = document.createElement('div'); wrapper.classList.add('js-teasers-wrapper'); parent.insertBefore(wrapper, container.nextSibling); } }

Просмотров: 12584

Похожие статьи:

1 Alex Mesh  
0
Статья неполная, к сожалению. Автор выкладки поправит?