สิ่งประดิษฐ์ของ นิโคลา เทสลา

สิ่งประดิษฐ์ของ นิโคลา เทสลา เงินที่ Tesla ได้จากการออกใบอนุญาตสิทธิบัตร AC ทำให้เขาร่ำรวยอย่างอิสระและให้เวลาและเงินทุนแก่เขาเพื่อไล่ตามผลประโยชน์ของเขาเอง 

ในปี 1889 เทสลาเดินออกมาจากร้านค้าถนนอิสรภาพกัดและบราวน์ให้เช่าและเป็นโหลต่อไปปีที่ทำงานออกมาจากชุดของช่องว่างการประชุมเชิงปฏิบัติการ / ห้องปฏิบัติการในแมนฮัตตัน ซึ่งรวมถึงห้องทดลองที่ 175 Grand Street (1889–1892) ชั้นสี่ของ 33–35 South Fifth Avenue (1892–1895) และชั้นที่หกและเจ็ดของ 46 & 48 East Houston Street (1895–1902)เทสลาและลูกจ้างของเขาทำงานที่สำคัญที่สุดบางส่วนของเขาในการประชุมเชิงปฏิบัติการเหล่านี้

สิ่งประดิษฐ์ของ นิโคลา เทสลา

เทสลาคอยล์

ในฤดูร้อนของปี 1889 เทสลาเดินทางไป1889 นิทรรศการแซลในกรุงปารีสและได้เรียนรู้จากเฮ็นเฮิร์ตซ์ ‘s 1886-1888 การทดลองที่พิสูจน์แล้วว่าการดำรงอยู่ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้ารวมทั้งคลื่นวิทยุ เทสลาพบว่าการค้นพบใหม่นี้ “สดชื่น” และตัดสินใจสำรวจอย่างเต็มที่มากขึ้น ในการทำซ้ำ

จากนั้นจึงขยายการทดลองเหล่านี้ Tesla ได้ลองจ่ายไฟให้กับขดลวด Ruhmkorffด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับความเร็วสูงที่เขาพัฒนาขึ้นโดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบไฟอาร์คที่ได้รับการปรับปรุงแต่พบว่ากระแสไฟฟ้าความถี่สูงทำให้แกนเหล็กร้อนเกินไปและหลอมฉนวน ระหว่างขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิในขดลวด เพื่อแก้ไขปัญหานี้

เทสลาได้คิดค้น “หม้อแปลงไฟฟ้าแบบสั่น” ของเขา โดยมีช่องว่างอากาศแทนวัสดุฉนวนระหว่างขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ และแกนเหล็กที่สามารถเคลื่อนย้ายไปยังตำแหน่งต่างๆ ในหรือนอกขดลวดได้ ต่อมาเรียกว่าขดลวดเทสลาก็จะถูกนำมาใช้ในการผลิตสูงแรงดันไฟฟ้า , ต่ำในปัจจุบันสูงความถี่ สลับหมุนเวียนไฟฟ้า เขาจะใช้วงจรหม้อแปลงเรโซแนนท์นี้ในการทำงานพลังงานไร้สายในภายหลังของเขา

ไฟไร้สาย

เทสลาสาธิตระบบไฟแบบไร้สายโดย “การเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต” ในระหว่างการบรรยายในปี พ.ศ. 2434 ที่ วิทยาลัยโคลัมเบียผ่านท่อ Geisslerยาวสอง ท่อ (คล้ายกับ หลอดนีออน ) ในมือของเขา

หลังปี 1890 เทสลาทดลองส่งกำลังโดยการคัปปลิ้งแบบเหนี่ยวนำและแบบคาปาซิทีฟโดยใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสูงที่สร้างขึ้นด้วยคอยล์เทสลาของเขา เขาพยายามพัฒนาระบบไฟส่องสว่างแบบไร้สายโดยอาศัยการมีเพศสัมพันธ์แบบเหนี่ยวนำและแบบคาปาซิทีฟระยะใกล้และดำเนินการสาธิตแบบสาธารณะหลายครั้งโดยจุดไฟหลอดไกส์เลอร์และแม้แต่หลอดไส้จากบนเวที เขาใช้เวลาเกือบทศวรรษในการทำงานกับรูปแบบของแสงรูปแบบใหม่นี้ด้วยความช่วยเหลือจากนักลงทุนหลายราย แต่ไม่มีกิจการใดที่ประสบความสำเร็จในการสร้างผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์จากสิ่งที่เขาค้นพบ 

ในปี พ.ศ. 2436 ที่เซนต์หลุยส์มิสซูรีสถาบันแฟรงคลินในฟิลาเดลเฟียรัฐเพนซิลเวเนีย และสมาคมไฟไฟฟ้าแห่งชาติเทสลาบอกกับผู้สังเกตการณ์ว่าเขามั่นใจว่าในที่สุดระบบแบบเดียวกับของเขาจะสามารถส่ง “สัญญาณที่เข้าใจได้ หรือแม้แต่ส่งกำลังไปยังระยะทางใดก็ได้โดยไม่ต้องใช้ ของสายไฟ” โดยการนำมันผ่านโลก 

เทสลาดำรงตำแหน่งรองประธานสถาบันวิศวกรไฟฟ้าแห่งอเมริกาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2435 ถึง พ.ศ. 2437 ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกIEEEสมัยใหม่(พร้อมกับสถาบันวิศวกรวิทยุ)

ระบบ Polyphase และ Columbian Exposition

การจัดแสดง “Tesla Polyphase System” ของ Westinghouse ที่งานนิทรรศการ Columbian Exposition ของชิคาโกในปี 1893

ในช่วงต้นปี 1893 Charles F. Scottวิศวกรของ Westinghouse และBenjamin G. Lammeได้พัฒนามอเตอร์เหนี่ยวนำของ Tesla รุ่นที่มีประสิทธิภาพ Lamme พบวิธีที่จะทำให้เป็นระบบหลายเฟสมันจะต้องเข้ากันได้กับรุ่นเก่าเฟสเดียว AC และ DC ระบบโดยการพัฒนาแปลงหมุนฃ Westinghouse Electric มีวิธีที่จะจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับลูกค้าที่มีศักยภาพทั้งหมด และเริ่มสร้างแบรนด์ระบบ polyphase AC ของพวกเขาในฐานะ “Tesla Polyphase System” พวกเขาเชื่อว่าสิทธิบัตรของเทสลาให้ความสำคัญกับสิทธิบัตรมากกว่าระบบ AC แบบหลายเฟส 

เวสติงเฮาส์ อิเล็กทริก ขอให้เทสลาเข้าร่วมงานนิทรรศการโคลัมเบียนของโลกในปี พ.ศ. 2436 ในเมืองชิคาโก ซึ่งบริษัทมีพื้นที่ขนาดใหญ่ใน “อาคารไฟฟ้า” ที่อุทิศให้กับนิทรรศการเกี่ยวกับไฟฟ้า Westinghouse Electric ชนะการประมูลเพื่อให้แสงสว่างแก่นิทรรศการด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ และเป็นเหตุการณ์สำคัญในประวัติศาสตร์ของไฟฟ้ากระแสสลับ เนื่องจากบริษัทได้แสดงให้สาธารณชนชาวอเมริกันได้เห็นถึงความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และประสิทธิภาพของระบบกระแสสลับที่เป็นหลายเฟสและสามารถทำได้ ยังจัดหานิทรรศการ AC และ DC อื่น ๆ ที่งาน 

มีการจัดเตรียมพื้นที่จัดแสดงพิเศษเพื่อแสดงรูปแบบและรุ่นต่างๆ ของมอเตอร์เหนี่ยวนำของเทสลา สนามแม่เหล็กหมุนที่ขับเคลื่อนพวกมันได้อธิบายผ่านการสาธิตหลายชุด รวมถึงEgg of Columbusที่ใช้ขดลวดสองเฟสที่พบในมอเตอร์เหนี่ยวนำเพื่อหมุนไข่ทองแดงทำให้ไข่ตั้งตรง 

เทสลาเข้าเยี่ยมชมงานเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ในช่วงระยะเวลาหกเดือนเพื่อเข้าร่วมInternational Electric Congressและจัดแสดงการสาธิตที่นิทรรศการ Westinghouse มีการตั้งค่าห้องมืดเป็นพิเศษโดยที่เทสลาแสดงระบบไฟไร้สายของเขาโดยใช้การสาธิตที่เขาเคยทำมาก่อนทั่วทั้งอเมริกาและยุโรป เหล่านี้รวมถึงการใช้แรงดันสูงความถี่สูงกระแสสลับไร้สายแสงตะเกียงแก๊สจำหน่าย

ภายในห้องถูกระงับด้วยแผ่นยางแข็งสองแผ่นที่หุ้มด้วยฟอยล์ดีบุก สิ่งเหล่านี้อยู่ห่างกันประมาณสิบห้าฟุตและทำหน้าที่เป็นขั้วของสายไฟที่นำมาจากหม้อแปลง เมื่อเปิดกระแสไฟ หลอดไฟหรือท่อซึ่งไม่มีสายไฟเชื่อมต่ออยู่ แต่วางอยู่บนโต๊ะระหว่างแผ่นแขวนหรือที่อาจถืออยู่ในมือในส่วนใดส่วนหนึ่งของห้อง การทดลองเหล่านี้เป็นการทดลองเดียวกันและอุปกรณ์เดียวกันกับที่เทสลาแสดงในลอนดอนเมื่อประมาณสองปีก่อน “ซึ่งพวกเขาสร้างความประหลาดใจและความประหลาดใจอย่างมาก”

เครื่องกำเนิดการสั่นด้วยไอน้ำ

ในระหว่างการนำเสนอของเขาที่งาน International Electrical Congress ใน Columbian Exposition Agriculture Hall เทสลาได้แนะนำเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบลูกสูบขับเคลื่อนด้วยไอน้ำซึ่งเขาจดสิทธิบัตรในปีนั้น ซึ่งบางอย่างที่เขาคิดว่าเป็นวิธีที่ดีกว่าในการสร้างกระแสสลับ ไอน้ำถูกบังคับให้เข้าไปในออสซิลเลเตอร์และพุ่งออกมาผ่านพอร์ตต่างๆ ดันลูกสูบขึ้นและลงที่ติดอยู่กับเกราะ กระดองแม่เหล็กสั่นสะเทือนขึ้นและลงที่ความเร็วสูง, การผลิตสลับสนามแม่เหล็ก สิ่งนี้ทำให้เกิดกระแสสลับในขดลวดที่อยู่ติดกัน มันขจัดส่วนที่ซับซ้อนของเครื่องจักรไอน้ำ/เครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่ไม่เคยถูกจับได้ว่าเป็นวิธีการแก้ปัญหาทางวิศวกรรมที่เป็นไปได้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า

รีโมทคอนโทรลวิทยุ

ในปี 1898 เทสลาแสดงให้เห็นเรือที่ใช้เป็นcohererชั่นควบคุมวิทยุ -which เขาขนานนามว่า “telautomaton” -to ประชาชนในช่วงการจัดนิทรรศการไฟฟ้าที่เมดิสันสแควร์การ์เด้น เทสลาพยายามขายความคิดของเขาให้กับกองทัพสหรัฐในฐานะตอร์ปิโดที่ควบคุมด้วยคลื่นวิทยุแต่พวกเขาแสดงความสนใจเพียงเล็กน้อย รีโมทควบคุมวิทยุยังคงความแปลกใหม่จนกระทั่งสงครามโลกครั้งที่หนึ่งและหลังจากนั้นเมื่อหลายประเทศใช้มันในโปรแกรมทหารใช้โอกาสนี้สาธิต “เทเลออโตเมติกส์” ต่อที่ประชุมของ Commercial Club ในชิคาโกขณะที่เขากำลังเดินทางไปโคโลราโด สปริงส์เมื่อวันที่ 13 พฤษภาคม พ.ศ. 2442
พลังงานไร้สาย

ากยุค 1890 ผ่าน 1906 เทสลาใช้เวลามากของเวลาและดวงชะตาของเขาในชุดของโครงการพยายามที่จะพัฒนาในการส่งพลังงานไฟฟ้าโดยไม่ต้องใช้สายไฟ เป็นการขยายความคิดของเขาในการใช้ขดลวดเพื่อส่งกำลังซึ่งเขาได้แสดงให้เห็นในระบบไฟไร้สาย เขาเห็นว่าสิ่งนี้ไม่เพียงแต่เป็นช่องทางในการส่งพลังมหาศาลไปทั่วโลก แต่ยังเป็นแนวทางในการถ่ายทอดการสื่อสารทั่วโลก ตามที่เขาได้ชี้ให้เห็นในการบรรยายครั้งก่อนของเขาด้วย

ในขณะที่เทสลากำลังกำหนดความคิดของเขา ไม่มีวิธีใดที่เป็นไปได้ในการส่งสัญญาณการสื่อสารแบบไร้สายในระยะทางไกล นับประสาพลังงานจำนวนมาก เทสลาได้ศึกษาคลื่นวิทยุตั้งแต่เนิ่นๆ และได้ข้อสรุปว่าส่วนหนึ่งของการศึกษาที่มีอยู่เกี่ยวกับคลื่นวิทยุโดยเฮิรตซ์นั้นไม่ถูกต้อง นอกจากนี้ รังสีรูปแบบใหม่นี้ได้รับการพิจารณาอย่างกว้างขวางในขณะนั้นว่าเป็นปรากฏการณ์ระยะสั้นที่ดูเหมือนจะหมดไปภายในเวลาไม่ถึงไมล์ เทสลาตั้งข้อสังเกตว่าแม้ว่าทฤษฎีเกี่ยวกับคลื่นวิทยุจะเป็นความจริง แต่ก็ไร้ค่าโดยสิ้นเชิงสำหรับจุดประสงค์ของเขาเนื่องจากรูปแบบของ “แสงที่มองไม่เห็น” นี้จะลดลงในระยะทางเช่นเดียวกับรังสีอื่น ๆ และจะเดินทางเป็นเส้นตรงทันที สู่อวกาศกลายเป็น “หลงทางอย่างสิ้นหวัง”

ในช่วงกลางทศวรรษ 1890 เทสลากำลังทำงานกับแนวคิดที่ว่าเขาอาจจะสามารถนำไฟฟ้าในระยะทางไกลผ่านโลกหรือชั้นบรรยากาศ และเริ่มทำการทดลองเพื่อทดสอบแนวคิดนี้ รวมถึงการตั้งเครื่องส่งกำลังขยายหม้อแปลงเรโซแนนซ์ขนาดใหญ่ในภาคตะวันออกของเขา ห้องปฏิบัติการถนนฮุสตัน ดูเหมือนจะยืมมาจากความคิดทั่วไปในเวลาที่ชั้นบรรยากาศของโลกเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเขาเสนอระบบที่ประกอบด้วยบอลลูนแขวน ส่งและรับ อิเล็กโทรดในอากาศ ในระดับความสูงที่สูงกว่า 30,000 ฟุต (9,100 ม.) ซึ่งเขาคิดว่าแรงดันที่ต่ำกว่าจะช่วยให้เขาส่งไฟฟ้าแรงสูง (ล้านโวลต์) ได้ในระยะทางไกล

เมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายน พ.ศ. 2458 สำนักข่าวรอยเตอร์รายงานจากลอนดอนได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2458 แก่โธมัสเอดิสันและนิโคลาเทสลา อย่างไรก็ตาม เมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน เรื่องราวของรอยเตอร์จากสตอกโฮล์มระบุว่ารางวัลดังกล่าวเป็นรางวัลสำหรับเซอร์วิลเลียม เฮนรี แบรกก์และวิลเลียม ลอว์เรนซ์ แบรกก์ในปีนั้นในปีนั้น”สำหรับบริการของพวกเขาในการวิเคราะห์โครงสร้างผลึกด้วยรังสีเอกซ์” มีข่าวลือที่ไม่มีมูลในขณะที่เทสลาหรือเอดิสันปฏิเสธรางวัลมูลนิธิโนเบลกล่าวว่า “ข่าวลือใด ๆ ว่าบุคคลใดไม่ได้รับรางวัลโนเบลเพราะเขาได้แสดงเจตนาที่จะปฏิเสธรางวัลนั้นไร้สาระ”; ผู้รับสามารถปฏิเสธรางวัลโนเบลได้หลังจากที่เขาได้รับการประกาศให้เป็นผู้ชนะเท่านั้น

มีการอ้างสิทธิ์ในภายหลังโดยนักเขียนชีวประวัติของเทสลาว่าเอดิสันและเทสลาเป็นผู้รับดั้งเดิมและไม่ได้รับรางวัลเพราะเป็นปฏิปักษ์ต่อกัน ที่แต่ละคนพยายามที่จะลดความสำเร็จของอีกฝ่ายและสิทธิที่จะได้รับรางวัล; ที่ทั้งคู่ปฏิเสธที่จะรับรางวัลหากอีกฝ่ายได้รับก่อน ที่ทั้งคู่ปฏิเสธความเป็นไปได้ที่จะแบ่งปัน และถึงกระนั้นเอดิสันผู้มั่งคั่งก็ปฏิเสธที่จะป้องกันไม่ให้เทสลาได้รับเงินรางวัล 20,000 ดอลลาร์ 

ในช่วงหลายปีหลังจากข่าวลือเหล่านี้ ทั้งเทสลาและเอดิสันไม่ได้รับรางวัล (แม้ว่าเอดิสันจะได้รับหนึ่งใน 38 การประมูลที่เป็นไปได้ในปี 1915 และเทสลาได้รับหนึ่งใน 38 การประมูลที่เป็นไปได้ในปี 2480)