Как работает бесплатное беспроводное электричество Теслы?

Великие, Физика

«Больше всего на свете ненавижу провода» — говорил Никола Тесла. Возможно в частности потому, что в свои нищие годы, когда по вине Эдисона он был вынужден работать копателем и ночевать в ночлежках для бомжей, ему один раз пришлось копать траншеи под кабели компании Эдисона. Тогда он воскликнул: «Сволочь! Опять мне приходится работать на тебя!»

Самым амбициозным проектом Николы Теслы была «Мировая система». Он мечтал осчастливить человечество бесплатным беспроводным электричеством. По его словам, достаточно было бы построить по всей земле всего лишь вышек 30. С основной вышки Никола Тесла собирался передавать электроэнергию сквозь Землю остальным вышкам с помощью стационарных стоячих волн и резонанса Земли.

99% того, что вы можете найти в сети говорит о том, что «это невозможно», «Тесла неправильно понимал физику электромагнитных волн» (да-а-а-а уж, Бог электричества и покоритель молний конечно плохо разбирался в электричестве) и прочие рассуждения с «высоты» сегодняшней физики.

Вопрос очень сильно меня заинтересовал. Поэтому мой путь пошёл через изучение для начала характера стоячих волн (на молоке, воде, в воздухе, на струнах, и кстати — электроны представляют собой стоячие волны).

Акустические стоячие волны, которые заставляют левитировать таблетки:

Сумасшедше интересно, особенно — что это за зеркало позади установки, которое отражает плотность воздуха? Напишите в комментариях, если кто в курсе.

Стоячие волны в бассейне с генератором волн:

Когда появляются стоячие волны, становится даже жутко!

Формирование стоячих волн на натянутом тросе — объяснение гармоник:

Кстати — на этом видео есть замедленная съёмка! Очень интересно 😃. Никогда не понимала сути гармоний. Оказывается, первая, вторая или третья — это описание, сколько стоячих волн формирует струна. Вернее, сколько узлов (nodes) и пучностей (antinodes) появляется, так как волна — это полная синусоида. Посмотрите на видео — сразу станет понятно.

Стоячие волны в воде, налитой на аудио-колонку:

Это подобно вирусным сегодня видео с формированием узоров из песка на звуковых колонках. Да, просто в тему — т.к. человек на 70% состоит из жидкости, становится понятно, почему от музыки тело само пускается в пляс!

Шведские ученые впервые засняли движущийся электрон:

в самом деле такое ощущение, что он интерферирует сам с собой!

Затем я изучила резонанс, с помощью которого эти стоячие волны получаются — почему лопаются бокалы во время пения дамы?

Объяснение резонанса на маятнике (качелях) и бокалах:

 

Для понимания основной идеи Теслы, конечно, необходимо также понимать, что такое электро-магнитная индукция. Движение магнитного поля провоцирует появление электро-тока в проводящих материалах, и наоборот — движение электронов (то есть электрический ток) вызывает появление вокруг них магнитного поля. Тесла разработал свой двигатель переменного тока именно на этом принципе. Его мотор «изменил облик цивилизации» (цитата) и вошёл в 10-ку величайших изобретений 20-го века! Но об этом будет отдельное видео.

Подходим к главному:

Устройства беспроводной передачи электроэнергии уже существуют!

И даже более того — существуют антенны, которые улавливают условно бесплатную энергию с телебашен и wi-fi-вышек. То есть, будущее Теслы наступило! А мы и не знали, т.к. случилось это в США 😄.

Я думала, что Тесла хотел передавать энергию с помощью стоячих элоектромагнитных волн, которые можно сформировать с помощью резонанса между двумя и более башнями. Размышляла на тему безопасности такого электрического поля. Что кстати, не так уж неверно! Например, катушка Теслы генерирует ток такой частоты, что он безопасен для человека, что он с удовольствием и демонстрировал в свое время на различных лекциях в университетах (лекции Николы Теслы). Такой ток вызывает поверхностный эффект (skin effect) — когда электроны не проникают внутрь тела, а пробегают по поверхности кожи. Ощущения не из приятных, однако, для жизни опасности не представляют.

Интересный факт: однажды Тесла проводил испытания в своей Уорденклиффской башне, всю ночь небо озарялось гигантскими опоясывающими  вспышками. Все следующие сутки жители соседней деревни светились огнями святого Эльма, «и даже бедные бабочки порхали, объятые синими языками пламени».

Но оказалось всё гораздо проще, так как всё гениальное просто!

Вместо электрического резонанса надо было использовать магнитный резонанс! И еще в начала 2000-х инженеры из Массачусетского Технологического ((MIT) начали разрабатывать систему беспроводной передачи энергии на расстоянии.

В 2005 они запатентовали своё изобретение. Подробнее на сайте компании WiTricity.

На этом видео они подробно описывают суть изобретения. На моем видео вкратце и по-русски о том же (видео в шапке).

 

А что насчет бесплатного электричества Теслы?

И оно есть у меня 😄. В этом же фильме в конце два инженера из Intel рассказывают об антенне, которая преобразует радио-энергию с телевышки в электроэнергию. Опять же — о том же смотри в моем видео по-русски.

Самое интересное, что это видео 2010 года, с тех пор данная казалось бы бесполезная технология (слишкмо мало энергии) эволюционировала в успешную коммерческую идею. Об этом можно прочитать на сайте MIT в статье «Преобразование сигналов Wi-Fi в электричество с помощью новых 2D-материалов», перевод здесь.

Как Никола Тесла собирался передавать энергию сквозь Землю?

Вот как выглядел оригинальный рисунок, поясняющий генеральную идею:

Объяснения к рисунку в моём видео (в шапке).

Основная идея — электро-магнитный резонанс самой планеты Земля. Всем уже оскомину набил резонанс Шумана — это электро-магнитный резонанс, возникающий между Землей и ионосферой. Якобы лечит от всех болезней и меняет судьбу 🤦‍♀️.

Резонанс Шумана безусловно существует, раздражают мифы вокруг него.

Кроме того, НАСА запустила краудсорсинговый проект по изучению звуков магнитного поля Земли (электро-сигналы, возникающие при столкновении магнитного поля Земли и магнитных вспышек на Солнце преобразуются в мелодию). Подробнее почитать и послушать музыку Вселенной тут: НАСА запустила краудсорсинг по прослушке оркестра магнитосферы Земли.

«Магнитная сфера Земли звучит как барабан» — заявило НАСА. То есть — резонирует. Так если существует магнитный резонанс вокруг Земли, почему его не может быть внутри? Как сказал Никола Тесла:

Эта планета, при всей своей ужасающей необъятности, для электрических токов представляет собой практически не более чем небольшой металлический шарик. (This planet, with all its appalling immensity, is to electric currents virtually no more than a small metal ball.)