Все науки. №1, 2023. Международный научный журнал

Name: Все науки. №1, 2023. Международный научный журнал
Rating: 0 (0 reviews)
Author: Максаджон Муроджон угли

Максаджон Муроджон угли

Издательство:

Автор

Жанры:

учебная и научная литература,техническая литература,естественные науки,технические науки,физика,математика,прочая образовательная литература,знания и навыки

Книжный блогЧитать новые статьи

Последние статьи блога

Как быстро выучить тренд

Как быстро выучить чеченский язык

Как легко выучить спряжение глаголов и исключения

Как легко выучить состав числа до 10

Аннотация

Читать онлайн

Cкачать на Литрес

-
100%
+

Авторы: Алиев Ибратжон Хатамович, Кулдашов Оббозжон Хокимович, Бекчанов Улугбек Кузибаевич, Сайфуллаев Хамидулло Тургунбаевич, Болтабоев Жавохир Жахонгирович, Эргашев Дониёр Жамолиддинович, Арипова Сайёра Боходировна, Каримов Боходир Хошимович, Каримов Шавкат Боходирович, Каримов Шерзод Боходирович, Обидов Фозил Орипович, Шарофутдинов Фаррух Муроджонович, Юлдошалиев Дилшод Кулдошалиевич, Кучкоров Ахлиддин Мирзохидович, Рахимова Муштари Тимуровна, Умарова Гульноза Масхариддиновна, угли Максаджон Муроджон, Тухтасинов Асильбек Рахмоналиевич, Вавилова Екатерина Александровна

Главый редактор Ибратжон Хатамович Алиев

Иллюстратор Ибратжон Хатамович Алиев

Иллюстратор Боходир Хошимович Каримов

Иллюстратор Оббозжон Хокимович Кулдошев

Дизайнер обложки Ибратжон Хатамович Алиев

Дизайнер обложки Боходир Хошимович Каримов

Дизайнер обложки Раънохон Мукарамовна Алиева

Научный руководитель Боходир Хошимович Каримов

Экономический руководитель Фаррух Муроджонович Шарофутдинов

Экономический консультант Ботирали Рустамович Жалолов

Корректор Гульноза Мухтаровна Собирова

Корректор Боходир Хошимович Каримов

Корректор Екатерина Александровна Вавилова

Корректор Султонали Мукарамович Абдурахмонов

ISBN 978-5-0059-5897-6 (т. 1)

ISBN 978-5-0059-5898-3

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

ПОСВЯЩАЕТСЯ ВЕЛИКОМУ ГЕНИЮ НИКОЛЕ ТЕСЛА

УДК 929.5

Никола Тесла – сербско-американский инженер и учёный-физик, изобретатель в области электротехники и радиотехники. По национальности серб, родился в Австрийской империи, вырос в Австро-Венгрии, в последующие годы в основном работал во Франции и США. В 1891 году получил гражданство США. Широко известен благодаря своему вкладу в создание устройств, работающих на переменном токе, многофазных систем, синхронного генератора и асинхронного электродвигателя, позволивших совершить так называемый второй этап промышленной революции. Также он известен как сторонник теории о существовании эфира – благодаря своим многочисленным опытам и экспериментам, имевшим целью показать наличие эфира как особой формы материи, поддающейся использованию в технике.

В честь изобретателя названа единица измерения плотности магнитного потока (магнитной индукции) – тесла. Среди многих наград – медали Эллиота Крессона, Джона Скотта, Томаса Эдисона. Современники-биографы называют Теслу «человеком, который изобрёл XX век» и «святым заступником» современного электричества. После демонстрации радио и победы в «Войне токов» Тесла получил повсеместное признание как выдающийся инженер-электротехник и изобретатель. Ранние работы Теслы проложили путь современной электротехнике, его открытия раннего периода имели инновационное значение. В США по известности Тесла мог конкурировать с любым изобретателем или учёным в истории, а также в массовой культуре.

Семья Теслы жила в селе Смилян в 6 км от города Госпича, главного города исторической провинции Лика, входившей в то время в состав Австрийской империи. Отец – Милутин Тесла (1819—1879), священник Сремской епархии сербской православной церкви, серб. Мать – Георгина (Джука) Тесла (1822—1892), в девичестве Мандич, была дочерью священника. 10 июля 1856 года в семье появился четвёртый ребёнок – Никола. Всего в семье было пять детей: три дочери – Милка, Ангелина и Марица и два сына – Никола и его старший брат Дане. Когда Николе было пять лет, его брат погиб, упав с коня.

Первый класс начальной школы Никола окончил в Смилянах. В 1862 году, вскоре после гибели Дане, отец семейства получил повышение сана, и семья Теслы переехала в Госпич, где Никола завершил оставшиеся три класса начальной школы, а затем и трёхлетнюю нижнюю реальную гимназию, которую окончил в 1870 году. Осенью того же года Никола поступил в Высшее реальное училище в городе Карловаце. Он жил в доме у своей тёти, двоюродной сестры отца, Станки Баранович. В июле 1873 года Никола получил аттестат зрелости. Несмотря на наказ отца, он вернулся к семье в Госпич, где была эпидемия холеры, и тут же заразился. Вот что рассказывал об этом сам Тесла:

«Мне с детства была предназначена стезя священника. Эта перспектива, как чёрная туча, висела надо мной. Получив аттестат зрелости, я оказался на распутье. Должен ли я ослушаться отца, проигнорировать полные любви пожелания матери или подчиниться судьбе? Эта мысль угнетала меня, и в будущее я смотрел со страхом. Я глубоко уважал своих родителей, поэтому решил заниматься духовными науками. Именно тогда разразилась ужасная эпидемия холеры, которая выкосила десятую часть населения. Вопреки не допускавшим возражений приказам отца я помчался домой, и болезнь подкосила меня. Позже холера привела к водянке, проблемам с лёгкими и прочим заболеваниям. Девять месяцев в постели, почти без движения, казалось, истощили все мои жизненные силы, и врачи отказались от меня. Это был мучительный опыт не столько из-за физических страданий, сколько из-за моего огромного желания жить. Во время одного из приступов, когда все думали, что я умираю, в комнату стремительно вошёл мой отец, чтобы поддержать меня такими словами: „Ты поправишься“. Как сейчас вижу его мертвенно-бледное лицо, когда он пытался ободрить меня тоном, противоречащим его заверениям. „Может быть, – ответил я, – мне и удастся поправиться, если ты позволишь мне изучать инженерное дело“. „Ты поступишь в лучшее учебное заведение в Европе“, – ответил он торжественно, и я понял, что он это сделает. С моей души спал тяжкий груз. Но утешение могло прийти слишком поздно, если бы меня удивительным образом не вылечила одна старая женщина с помощью отвара из бобов. В этом не было силы внушения или таинственного воздействия. Средство от болезни было в полном смысле целебным, героическим, если не отчаянным, но оно возымело действие».

Выздоровевшего Николу Теслу должны были вскоре призвать на трёхлетнюю службу в Австро-Венгерской армии. Родственники сочли его недостаточно здоровым и спрятали в горах. Назад он вернулся лишь в начале лета 1875 года.

В том же году Никола поступил в высшее техническое училище в Граце (в настоящее время – Грацский технический университет), где стал изучать электротехнику. Наблюдая за работой машины Грамма на лекциях по электротехнике, Тесла пришёл к мысли о несовершенстве машин постоянного тока, однако профессор Яков Пешль подверг его идеи резкой критике, перед всем курсом прочитав лекцию о неосуществимости использования переменного тока в электродвигателях. На третьем курсе Тесла увлёкся азартными играми, проигрывая в карты большие суммы денег. В своих воспоминаниях Тесла писал, что им двигало «не только желание развлечься, но и неудачи в достижении намеченной цели». Выигрыши он всегда раздавал проигравшим, за что вскоре прослыл чудаком. В конце концов он настолько сильно проигрался, что его матери пришлось взять в долг у своей приятельницы. С тех пор он никогда больше не играл. 17 (29) апреля 1879 умер отец Николы.

Тесла устроился преподавателем в реальную гимназию в Госпиче, ту, в которой он учился. Работа в Госпиче его не устраивала. У семьи было мало денег, и только благодаря финансовой помощи от двух своих дядей, Петара и Павла Мандичей, молодой Тесла смог в январе 1880 года уехать в Прагу, где поступил на философский факультет Пражского университета. Он проучился всего один семестр и был вынужден искать работу.

23-летний Никола Тесла, 1879 год

До 1882 года Тесла работал инженером-электриком в правительственной телеграфной компании в Будапеште, которая в то время занималась проведением телефонных линий и строительством центральной телефонной станции. В феврале 1882 года Тесла придумал, как можно было бы использовать в электродвигателе явление, позже получившее название вращающегося магнитного поля.

Работа в телеграфной компании не давала Тесле осуществить свои замыслы по созданию электродвигателя переменного тока. В конце 1882 года он устроился в Континентальную компанию Эдисона (Continental Edison Company) в Париже. Одной из наиболее крупных работ компании было сооружение электростанции для железнодорожного вокзала в Страсбурге. В начале 1883 года компания направила Николу в Страсбург для решения ряда рабочих проблем, возникших при монтаже осветительного оборудования новой железнодорожной станции. В свободное время Тесла работал над изготовлением модели асинхронного электродвигателя. В 1883 году работа двигателя была продемонстрирована в мэрии Страсбурга.

К весне 1884 года работы на страсбургской ж/д станции были закончены, и Тесла вернулся в Париж, ожидая от компании премии в размере 25 тысяч долларов. Попробовав получить причитающиеся ему премиальные, он понял, что этих денег ему не видать и, оскорблённый, уволился. Один из советских биографов изобретателя Б. Н. Ржонсницкий утверждает, что Тесла задумывался о переезде в Россию, однако один из администраторов Континентальной компании Чарльз Бечлор (англ.) уговорил Теслу отправиться в США. Бечлор написал рекомендательное письмо своему другу Томасу Эдисону:

«Было бы непростительной ошибкой дать возможность уехать в Россию подобному таланту. Вы ещё будете мне благодарны, мистер Эдисон, за то, что я не пожалел нескольких часов для убеждения этого молодого человека отказаться от мысли ехать в Петербург. Я знаю двух великих людей – один из них вы, второй – этот молодой человек».

Тесла с «Теорией натуральной философии…» Руджера Бошковича на фоне катушки ВЧ трансформатора в своей лаборатории на Хаустон-стрит

6 июля 1884 года Тесла прибыл в Нью-Йорк. Он устроился на работу в компанию Томаса Эдисона (Edison Machine Works) в качестве инженера по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.

На каждом материале, господа, имеется определённый заряд, как положительный, так и отрицательный, когда они находятся вместе, то любой объект является нейтральным, но стоит лишь возбудить эти заряды, двигая проволокой между магнитами, как в нём появляется ток, который возбуждается этими магнитами. Это явление получившее название электромагнитной индукции, когда в проводе возникает ток из-за движения, открыл ещё Майкл Фарадей. Если же магниты в форме тора, один из них поменьше, а второй побольше и если двигать проволокой между ними по окружности лишь в одном направлении, то получается разделение зарядов на положительный и отрицательный, который можно накапливать на конденсаторах, которые представляют собой лишь большие металлические пластины, сохраняющие в себе заряд. Конечно, постоянный ток более безопасен, работать с двигателями просто, его легче сохранять, но все эти положительные стороны перевешивает один огромный недостаток – трудность транспортировки.

Электрический ток – это движение свободных заряженных частиц, электронов между атомами направленно, а не хаотично, как это бывает в тепловом движении. И если электроны двигаются лишь в одном направлении, то они встречаются с большим число соударений и быстро теряют свою энергию, поэтому для каждого предприятия была необходимость создания своей электростанции, ибо максимальная длина передачи постоянного тока не больше мили, а уже на более дальних расстояниях ток падал почти до полного нуля.

Говоря же о переменном токе, там уже дело обстоит с целыми катушками, при вращении их в одном направлении, не всегда магнитные поля направлялись верно, если к одной пластине они направлялись в одном направлении, то на следующем обороте направление менялось. То есть если ток шёл слева направо, то на следующем периоде, он шёл справа налево. Электроны не успевали совершить такой большой путь и лишь колебались, при этом не теряя энергию, но, верно, транспортируя её. У такого тока, положительные и отрицательные полярности меняются с определённой частотой и потери у такой системы минимальны, что позволяет передавать переменный ток на просто огромные расстояния.

Именно в этом заключалась одна из миллиона идей Теслы. Эдисон же довольно холодно воспринимал новые идеи Теслы и всё более открыто высказывал неодобрение направлением личных изысканий изобретателя. Весной 1885 года Эдисон пообещал Тесле 50 тысяч долларов, если у него получится конструктивно улучшить электрические машины постоянного тока, придуманные Эдисоном. Никола активно взялся за работу и вскоре представил 24 разновидности машины Эдисона, новый коммутатор и регулятор, значительно улучшающие эксплуатационные характеристики. Одобрив все усовершенствования, в ответ на вопрос о вознаграждении Эдисон отказал Тесле, заметив, что иммигрант пока плохо понимает американский юмор. Оскорблённый Тесла немедленно уволился.

Проработав всего год в компании Эдисона, Тесла приобрёл известность в инженерных кругах. Узнав о его увольнении, группа электротехников предложила Николе организовать свою компанию, связанную с вопросами электрического освещения. Проекты Теслы по использованию переменного тока их не воодушевили, и тогда они изменили первоначальное предложение, ограничившись лишь предложением разработать проект дуговой лампы для уличного освещения. Через год проект был готов. Вместо денег предприниматели предложили изобретателю часть акций компании, созданной для эксплуатации новой лампы. Такой вариант не устроил изобретателя, компания же в ответ постаралась избавиться от него, попытавшись оклеветать и опорочить Теслу.

В 1886 году с осени и до весны изобретатель вынужден был перебиваться на подсобных работах. Он занимался рытьём канав, «спал, где придётся, и ел, что найдёт». В этот период он подружился с находившимся в подобном же положении инженером Брауном, который смог уговорить нескольких своих знакомых оказать финансовую поддержку Тесле. В апреле 1887 года созданная на эти деньги «Tesla Electric Company» начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами. Вскоре перспективность компании была доказана большими заказами из многих городов США. Для самого изобретателя компания была лишь средством к достижению заветной цели. Под офис своей компании в Нью-Йорке Тесла снял дом на Пятой авеню неподалёку от здания, занимаемого компанией Эдисона. Между двумя компаниями развязалась острая конкурентная борьба, известная под названием «Война токов».

В июле 1888 года известный американский промышленник Джордж Вестингауз выкупил у Теслы более 40 патентов, заплатив в среднем по 25 тысяч долларов за каждый и по доллару за каждую лошадиную силу, выдаваемую его генераторами. После он отблагодарил своего друга Брауна подарив ему половину от полученного миллиона долларов.

Так продолжалась работа, но и столкновения с Эдисоном также были, также и на судебных разбирательствах. Также по заслуге Эдисона был введён новый вид казни – на электрическом стуле, с использованием переменного тока. А также были проведены масштабные казни животных на переменном токе, в том числе и слонихи Топси, для демонстрации опасности переменного и безопасности постоянного тока. Вестингауз был против всех этих мероприятий, он даже нанял адвоката для Кемлера – первого осуждённого и в последствии казнённого на электрическом стуле. Но даже несмотря на это, работа победа шла за победой и переменный ток всё больше распространялся, входя в жизнь современных городов.

Вестингауз также пригласил изобретателя на должность консультанта на заводах в Питтсбурге, где разрабатывались промышленные образцы машин переменного тока. Работа не приносила изобретателю удовлетворения, мешая появлению новых идей. Несмотря на уговоры Вестингауза, через год Тесла вернулся в свою лабораторию в Нью-Йорке. Вскоре после возвращения из Питтсбурга Никола Тесла съездил в Европу, где посетил парижскую Всемирную выставку 1889 года и навестил мать и сестру Марицу.

Но в один из дней инвесторы Вестингауза напомнили ему о необходимости платы по доллару за каждую лошадиную силу, выданную генераторами, но количество генераторов возросло настолько, что было необходимо выдать Тесле 12 миллионов долларов и хотя это сделало бы его одним из самых богатых людей в штатах, Джорджа ждало бы разорение, поэтому Никола Тесла разорвал контракт безо всяких дополнительных условий. Так проходило время и наконец, в конце концов сам Эдисон начал выпускать генераторы переменного тока. Это было победой.

В 1888—1895 годах Тесла занимался исследованиями магнитных полей высокой частоты. Эти годы были наиболее плодотворными: он получил множество патентов на изобретения. Руководство Американского института электро-инженеров пригласило Теслу прочитать лекцию о своих работах. 20 мая 1892 года он выступил перед выдающимися электротехниками того времени и имел большой успех. Там он продемонстрировал большое количество своих экспериментов, он зажигал лампочки внося их в переменное электромагнитное поле. Он демонстрировал, как передавать электричество без проводов, управлял молниями и при помощи рук пропускал через своё тело напряжение в миллионы вольт. Это был бешенный успех, ему устроили овацию и впервые назвали человеком из будущего.

После той лекции, Тесле было показано кресло самого Фарадея, предложив занять его и заметив, что после его смерти никто не был достоин такой чести, а затем угостили виски из его заветной бутылки. 13 марта 1895 года в лаборатории на Пятой авеню случился пожар. Здание сгорело до основания, уничтожив самые последние достижения изобретателя: механический осциллятор, стенд для испытаний новых ламп для электрического освещения, макет устройства для беспроводной передачи сообщений на дальние расстояния и установку для исследования природы электричества. Сам Тесла заявил, что по памяти может восстановить все свои открытия.

Финансовую помощь изобретателю оказала «Компания Ниагарских водопадов». Благодаря Эдварду Адамсу у Теслы появилось 100 000 долларов на обустройство новой лаборатории. Уже осенью исследования возобновились по новому адресу: Хаустон-стрит, 46. В конце 1896 года Тесла добился передачи радиосигнала на расстояние 30 миль (48 км).

Именно там был создан механический осциллятор использующий избирательный резонанс, представляя собой некий аналог качелей, если давать толчки в нужный момент, можно раскачать установку до больших амплитуд, не прикладывая особых усилий. Именно тогда и было вызвано искусственное землетрясение, в результате одного из экспериментов, который мог разрушить Бруклинский мост за несколько минут. Избирательный резонанс – действие постоянных равномерных колебаний, способное разрушить любой объект по выбору. Это землетрясение получило название Нью-Йоркского 1898 года.

Стоит также отметить большое пристрастие самого Николы Теслы к голубям. Но также сам изобретатель устраивал небольшие празднества, куда приходили знатные люди того времени, Киплинг, который любил читать стихи, Марк Твен смешил своими фирменными историями, а Дворжек играл на фортепиано, а затем Тесла приводил их в свою лабораторию, показыв замечательные эксперименты, повествуя о будущем науки. Это были незабываемые вечера. Со многими из них Никола познакомился из-за контакта с Робертом Джонсоном, главным редактором журнала «Century Magazine», с которым они сошлись на почве любви к поэзии, а однажды они также перевели и опубликовали сборник стихов сербских поэтов. Им также импонировал один из них – Иоан Змай.

Одним из любимых стихов самого Теслы был:

«Честный золота не купит,Честный чести не уступит —Честь нужна ему как свет.Рад продать его бесчестный,Но как всякому известно,У бесчестных чести нет».

Более того сегодня известны новости о том, что именно Тесла отговорил Джонсона садиться на поезд, который попал в катастрофу. Для примера, он также уговаривал своего друга и покровителя, владельца сети отелей «Уолдорф-Астория» полковника Джона Джейкоба Астера не плыть на «Титанике», но тот, к сожалению, его не послушал.

Никола Тесла в лаборатории в Колорадо-Спрингс. Начало 1900-х годов (фотография получена путём двойной экспозиции)

Согласно предположению Теслы, наибольшей интенсивности стоячие волны из Колорадо Спрингс достигали возле острова Амстердам в Индийском океане. 18 мая 1899 года по приглашению местной электрической компании Тесла переехал в курортный городок Колорадо-Спрингс, в котором пробыл почти год, а на его исследования со стороны полковника Астера было выделено в качестве гранта порядка 30 000 долларов. Он остановился в отеле «Alta Vista», где и разместил свой офис.

2 июня 1899 года Тесла завершил строительство деревянного ангара площадью примерно 50 на 60 футов (15 на 18 метров), около 18 футов высотой (5,4 метра), с двумя окнами и большой дверью. В конце июля Тесла уже проводил различные эксперименты в обстановке полной секретности, не допуская в свою лабораторию никого, кроме своих помощников. Он проводил опыты главным образом ночью вследствие доступности электрической энергии, которую получал от городской электрической компании.

Во время работы в своей лаборатории, Тесла разработал конструкцию большого высокочастотного излучателя с тремя колебательными контурами, потенциал которых достигал 10 миллионов вольт, опробовал различные варианты приёмных устройств с одним или двумя когерерами со специальными контурами смещённого возбуждения, производил измерения электромагнитного излучения электрических разрядов в природе, разработал измерительные методики в радиотехнике, продумывал устройства модулятора, антенн с параллельным питанием и т. д. Он также изложил свою теорию образования шаровых молний и мог создавать их искусственным путём.

Описания научных исследований и наблюдения в лаборатории в Колорадо-Спрингс Никола Тесла заносил в дневник, который позднее был опубликован под названием «Colorado Springs Notes, 1899—1900». Судя по записям в дневнике, Тесла посвящал большую часть своего времени (около 56%) передающему устройству, в частности генератору высокочастотных токов большой мощности, далее приёмникам слабых сигналов (приблизительно 21%), измерению ёмкости вертикальной однополюсной антенны (около 16%), и другим различным научным изысканиям и исследованиям (примерно 6%).

Ходили также слухи о записи «Оставь надежду всяк сюда входящий», при входе в лабораторию. По середине лаборатории, был создан трансформатор, один конец коего был заземлён, а второй выведен на большую высоту. Это устройство было способно аккумулировать энергию грозовых разрядов и выдавать ещё в размере нескольких миллионов вольт и частотой в 150 000 Гц, но конечно хотелось большего. Целью было передавать энергию на большие расстояния, используя Землю как передатчик. Недалеко от лаборатории, он воткнул в Землю несколько сотен лампочек и стал ожидать грозу, а как только в шар наверху мачты ударила молния, лаборатория ожила. Трансформатор собрал энергию грозового разряда и выплеснул её в атмосферу с утроенной силой! Это были 40 метровые рукотворные молнии! Поток энергии накрыл город, всё было пропитано электричеством, эксперимент полностью оправдался, стало возможно передавать энергию без проводов через землю, в 250 метрах от башни разом загорелись две сотни лампочек. Но, к сожалению, генератор местной электростанции полностью сгорел. А завершив всю программу исследований, он всё изложил на бумаге, после чего Роберт Джонсон, опубликовал статью в собственном журнале.

Именно тогда эта статья попалась на глаза известному банкиру и промышленнику Джону Пирпонту Моргану, и он решил встретиться с ним, но он был заинтересован лишь в использовании радиосвязи. Так 11 января 1900 года Тесла вернулся в Нью-Йорк. Башня Теслы – первая беспроводная телекоммуникационная башня Николы Теслы для коммерческой трансатлантической телефонии, радиовещания и демонстрации беспроводной передачи электроэнергии. Первые полномасштабные испытания башни-резонатора прошли 15 июня 1903 года ровно в полночь по местному времени. По его замыслу, он хотел создать 5 башен, для беспроводной связи по всему земному шару, «как только проект будет закончен, деловой человек может диктовать свои инструкции из Нью-Йорка, и они будут немедленно будут появляться в офисе в Лондоне или любом другом месте. Недорогой инструмент, не больше, чем часы, позволит его владельцу слушать где угодно, в море или на Земле, музыку или песни, речи политического лидера, выступление выдающегося учёного или проповеди священника, находящегося на огромном расстоянии. Точно также могут быть переданы любая картина, знак, рисунок или текст», – говорил Тесла.

123...5>