Nikola Tesla

Nikola Tesla
 
ÚVOD
  Aj v dnešnej dobe sa objavujú nové a nové vynálezy ale poznáme aj ľudí, ktorí sa za tým skrývajú? Podľa mňa jednoznačná odpoveď znie "nie". Nikto nevie kto vyvinul taký a taký počítačový program, či kto zostrojil žehličku na vlasy. Ale každý jeden vie kto vynašiel žiarovku, alebo kto bol Henry Ford, Rudolf Diesel, Johan Guttenberg či už oficiálny vynálezca rádia Guglielmo Marconi aj keď to nie je celkom pravda, pretože rádio ako prvý vynašiel  Nikola Tesla len si to nedal patentovať , takže podľa jeho vlastných slov mu to Marconi ako jeho žiak, ktorý presne poznal postup prebral i keď zákonnou cestou. Raz dávno som videla na Discoveri dokument o Teslovi a ten ma zaujal a to ma primälo k rozhodnutiu písať o nadpriemerne inteligentnom čudákovi, ktorý bol nadpriemerne inteligentný. Možno nie až taký slávny ale určite dostatočne zaujímavý.

- ŽIVOT NIKOLA TESLY
  Nikola Tesla sa narodil v Chorvátsku, ktoré bolo vtedy súčasťou Rakúsko- Uhorska dňa 10. júla. 1856 v Smiljan údajne počas veľkej elektrickej búrky srbskej rodine. Neskôr sa však presťahovali do mestečka Gospic. Bol to americký fyzik chorvátskeho pôvodu, ktorý bol známy ako vynálezca a konštruktér elektrických strojov a prístrojov.  Na jeho počesť je pomenovaná jednotka magnetickej indukcie- tesla (T). Vynašiel indukčný motor a striedavý prúd, ktorý umožnil rozšírenie elektriny do celého sveta. Tesla najskôr študoval fyziku a matematiku na polytechnickej univerzite v Gratzi a potom filozofiu na Pražskej univerzite. Pracoval ako elektrický inžinier v Maďarsku, Francúzsku a neskôr aj v Nemecku. Od útleho detstva jeho rodičia chceli aby sa stal kňazom. Toto prianie im ale nakoniec splnil jeho brat. Matka Duka Mandičova pochádzala z jednej z najstarších rodín v zemi a línie vynálezcov. Jej otec, srbský kňaz, aj starý otec vynašli pár nástrojov pre domácnosť a poľnohospodárskych strojov. Ona sama vynašla a zhotovila všetky nástroje potrebne na tkanie tých najlepších látok  z nití, ktoré sama priadla. Otec Milutin Tesla, ktorý bol kňazom a slúžil ako dôstojník v Napoleonovej armáde. Tesla ako dieťa usilovne čítal knihy z otcovej knižnice kde dokázal sedávať dlho do noci ba niekedy až do rána. Čítal knihy filozofické, náboženské, a už počas detstva mával vidiny a riešenia rôznych technických problémov sa mu často objavovali v mysli ako záblesky práve v takýchto stavoch.   V roku 1884 zamieril Tesla len so štyrmi centami v kapse na americký kontinent. V Spojených štátoch si našiel prácu u vynálezcu a podnikateľa Thomasa Alva Edisona, ktorý ho síce zamestnal, ale zneužíval. Obaja muži však spolu nedokázali vychádzať. Rozchádzali sa najmä v názoroch na budúcnosť elektrických systémov. Kým Edison preferoval jednosmerný prúd, Tesla presadzoval striedavý, ten ktorý dnes používame. Vynašiel ho krátko potom, čo Edison objavil jednosmerný prúd, čo spôsobilo, že sa stal jeho zarytým nepriateľom a rivalom a varoval ľudí, že im zhoria domy, ak použijú Teslov prúd.  Tesla si teda zriadil vlastné laboratórium, v ktorom sa oddával svojim pokusom. Niekedy mohla byť pri experimentoch prítomná aj verejnosť, ktorú slávny fyzik ohromoval tým, že dokázal rozsvietiť žiarovku, ktorú držal v ruke. Elektrina prúdila jeho vlastným telom, čím demonštroval bezpečnosť striedavého prúdu. Neskôr Tesla dokázal energiu žiarovkám dodávať úplne bez vodiča. Jeho vynálezy neboli len atrakciou, ale nachádzali využitie aj v praxi. Už v roku 1885 kúpil George Westinghouse, riaditeľ elektrárenskej spoločnosti z Pittsburghu, mnoho jeho patentov na zariadenie produkujúce a využívajúce striedavý prúd. Tesla sa podieľal aj na konštrukcii generátorov inštalovaných vo vodnej elektrárni pri Niagarských vodopádoch. V roku 1888 navyše uzrel svetlo sveta  prvý trojfázový indukčný elektromotora o desať rokov neskôr predviedol verejnosti diaľkovo ovládanú loďku.   Nový typ zbraní, ktoré dnes používa americká armáda sa pripisuje práve jeho celoživotnému výskumu. Snáď najznámejším vynálezom je tzv. "mierový lúč", ako ho sám nazval – je to zbraň cielenej energie, ktorú možno používať v rôznej intenzite. Média ju vtedy označovali za "super zbraň, ktorá skoncuje so všetkými vojnami". Pravdou však je, že teraz už nielen americká, ale aj iné armády ju s nadšením využívajú na úplne iné ciele. Napriek všetkému Tesla patril k záhadným  vedcom, ale oveľa záhadnejšie sú jeho objavy. Fakt je, že bol veľmi zvláštny. Mal napríklad taký jemný sluch, že vnímal tikanie hodín cez niekoľko izieb, mal vízie, kreslil autá poháňané elektrinou. Bol schopný vidieť veci dlho predtým, ako sa stali. Sám o sebe tvrdil, že je médiom.  Existuje hypotéza, podľa ktorej tzv. tunguzskú katastrofu(1908) spôsobil práve on. K tajomnej explózii v ruskej tajge došlo následkom odoslania energie na diaľku, k čomu použili (údajne) vysielač vo Wardenclyffe. V liste redakcii New York Times v apríli 1908 Tesla napísal, že v budúcnosti armáda použije elektrické vlny a to že to môže byť účinný nástroj deštrukcie. O deväť dní neskôr ruskou tajgou otriasol nepredstaviteľný výbuch (1- až 2- tisíckrát prevyšujúci silu bomby zhodenej na Hirošimu Američanmi). Riaditeľ parížskeho astronomického observatória na schôdzi Francúzskej akadémie vied potom povedal, že v Bordeaux bolo deň po výbuchu tak jasno, že ešte o 22.00 hodine sa dali čítať noviny.  Pre svoje narastajúce čudáctvo si Tesla nezískal širší okruh priateľov a zomrel opustený vo veku 87 rokov 7. januára. 1943 v New Yorku. Americká FBI po jeho smrti okamžite nariadila Úradu pre majetok cudzincov zhabať všetky jeho papiere a technické zariadenia- napriek tomu, že Tesla bol riadnym americkým občanom  - a americký vedci odvtedy pokračujú vo výskume sami. Mnohí sa nazdávajú, že i keď zomrel vo veku 87 rokov, odišiel predčasne vďaka tomu, že o jeho výskum v súvislosti s tzv. "smrtonosným lúčom" mala mimoriadny záujem armáda. Zdá sa, že tento lúč ma náväznosť na guľový blesk a žeravú plazmu a išlo o lúče častíc. Teslova rodina a juhoslovanské veľvyslanectvo sa snažilo donútiť americkú vrchnosť, aby vydali jeho majetok a jeho synovcovi Sava Kosanovič sa eventuálne dostal k niektorým osobným predmetom, ktoré sú dnes vystavené v múzeu Nikola Teslu v Belehrade, kde sa nachádza aj urna s jeho popolom. Ale technické zariadenia dostala do opatery armáda a Teslov výskum vyhlásili za prísne tajný.
  
2. TESLOVE VYNÁLEZY
  Tesla bol preslávený svojimi vynálezmi a objavmi ako napríklad striedavý prúd, motory na striedavý prúd, je uznaný za vynálezcu rádia, bezdrôtovej telekomunikácie a mnohých ďalších, ktoré umožnili začiatok etapy zvanej Druhá priemyselná revolúcia. Postupne by som ich zopár chcela jednotlivo rozobrať.
 
2.1 STRIEDAVÝ PRÚD
Striedavý prúd je elektrický prúd, ktorého smer a veľkosť sa v závislosti od času menia. Elektrický prúd v obvyklej elektrickej sieti má sínusovitý priebeh, bez fázového posuvu. Veľkou výhodou striedavého prúdu. Veľkou výhodou tohto prúdu je, že jeho transformáciou prebieha takmer bez  strát pomocou transformátora, ktorý sa skladá z primárneho a sekundárneho vinutia, to znamená, že je pomerne ľahké zmeniť ho z malého na veľké a naopak. Pri transformátore platí pravidlo, keď sa zvýši napätie 2-krát, prúd sa zníži 2-krát. Tento jav sa využíva pri prenose prúdu na diaľku. V schémach elektrických obvodov sa na elektrických spotrebičoch sa striedavý prúd  označuje:
·  ~ 
·  AC anglická skratka striedavého prúdu (alternating current)
Najčastejšou formou striedavého prúdu je tzv. harmonický striedavý prúd, v ktorom má okamžitá hodnota prúdu a napätie v čase t podobu sínusoidy:
,
,
kde Im je amplitúda striedavého prúd Um amplitúda striedavého napätia, ω je uhlová frekvencia, φ0 je počiatočná fáza striedavého prúdu a φ'0 počiatočná fáza striedavého napätia. Okrem harmonického striedavého prúdu sa môžu vyskytovať aj iné priebehy, napr. trojuholníkový, pílový, obdĺžnikový a pod. harmonický priebeh však umožňuje optimálny prenos energie a dá sa ľahko vyrábať, takže sa používa najčastejšie. Striedavý prúd a striedavé napätie v jednom obvode majú rovnakú frekvenciu, ale môžu mať rôznu počiatočnú fázu. Niektoré súčiastky spôsobujú fázový posun- rozdiel medzi fázami prúdu a napätia. Súčiastky s kapacitou (kondenzátor) posúvajú elektrický prúd pred napätie, súčiastky s indukčnosťou (cievka) posúvajú napätie pred prúd. Súčiastky iba s elektrickým odporom (rezistor) nevytvárajú žiadne fázové posunutie. Vzťah medzi napätím a prúdom v striedavom obvode vyjadruje veličina impedancia. Veľkosť impedancie je vždy väčšia ale sa rovná celkovému elektrickému odporu v obvode a závisí od zdanlivých odporov (induktancii a kapacitancii) jednotlivých súčiastok proti priechodu striedavého prúdu. Pre neustále sa meniacu okamžitú hodnotu striedavého prúdu a napätia sa mení aj elektrický výkon. Priemerný elektrický výkon striedavého prúdu možno vypočítať:

kde U a I sú efektívne hodnoty striedavého prúdu a napätia, φ je fázový posun medzi prúdom a napätím, člen cos φ sa nazýva účinník. Efektívne hodnoty striedavého prúdu a napätia sú hodnoty takého jednosmerného prúdu a napätia, ktorého výkon by bol rovnaký ako je výkon daného striedavého prúdu a napätia. Veľkosť efektívnej hodnoty striedavého prúdu a napätia s harmonickým priebehom je:

Striedavý prúd vzniká elektromagnetickou indukciou v generátore, nazývanom alternátor. Frekvencia otáčania rotora v generátore určuje frekvenciu striedavého prúdu. Ak sa otáčanie rotora deje so stálou uhlovou rýchlosťou, vzniknutý prúd ma harmonický priebeh.  Striedavý prúd (v Európe s frekvenciou 50Hz a v Amerike s frekvenciou 60Hz) sa používa v bežných domácich elektrospotrebičoch (žiarovka, žiarivka, spotrebiče obsahujúce elektromotor). V niektorých spotrebičoch (počítač) treba použiť jednosmerný prúd s nižším napätím, ktorý môže vzniknúť transformáciou a potom usmernením do striedavého prúdu. Pre použitie v domácnostiach sa vysoké napätie znižuje v rozvodniach a uličných transformátoroch na efektívnu hodnotu fázového napätia 230 V. V bytovom rozvode sa väčšinou vytvára niekoľko okruhov (zásuvky, svetlá, elektrický sporák), z ktorých každý sa pre rovnomernejšie zaťaženie pripája k inej fáze. Pre silnejšie elektromotory sa používa združené trojfázové napätie 400V. V Amerike sa v domácnostiach používa elektrický prúd s napätím 110V a frekvenciou 60Hz. Striedavý prúd sa používa aj v palubných sieťach niektorých dopravných prostriedkov (lietadlá, lode). V týchto prípadoch sa zvyčajne používa striedavý prúd s vyššou frekvenciou (400Hz) na zníženie strát a zmenšenie rozmerov a hmotnosti transformátorov.
 
2.2 BEZDRÔTOVÁ KOMUNIKÁCIA
  Každý z nás sa s ňou určite denne stretáva, je jedným z fenoménov dneška. Mobilný telefón, bezdrôtová tlačiareň či klávesnica GPS prijímač. Medzi najpoužívanejšie bezdrôtové technológie sa dnes radí GSM/GPRS/UMTS/WiFi/WLAN či Bluetooth.

2.3 RÁDIOKOMUNIKÁCIA
  Oproti klasickým drôtovým komunikáciám sa táto technológia odlišuje v rozsahu a spôsobe, akým sa musí vyrovnávať s rušením a šumom. Ide o bezdrôtovú dátovú komunikáciu prostredníctvom rádiomodemu , ktorý prevádza dátový signál na rádiové vlny pre daný kanál s určeným vlnovým rozsahom. Dátový signál môže vyžadovať určitú formu spracovania signálu alebo filtrácie ešte predtým, ako bude prevedený na rádiový signál. Potom je signál modulovaný na potrebnú prenosovú frekvenciu a môže byť prenášaný rádiovou linkou k prijímaču. Rádiové vlny sa šíria v atmosfére vo vrstve medzi ionosférou a zemským povrchom. Podmienky na komunikáciu závisia  od použitého frekvenčného pásma. UHF pásmo medzi 300 a 3000 MHz používajú aj radary, rádio, TV,GSM a bezdrôtové telefóny. Rádiové vlny sú ovplyvňované povrchom Zeme  a vrstvami, cez ktoré prechádzajú. Kopce, budovy a iné objekty tak môžu ovplyvniť kvalitu signálu. Signál, ktorý prijímač prijme, je tak veľmi často redukovaný oproti pôvodne vysielanému signálu, čo však nespôsobuje degradáciu signálu. Čo môže spôsobovať problém, je rušenie mimo našej kontroly, čiže šum, ktorý sa pripojí k signálu. Tento šum nevzniká len v použitých zariadeniach, ale môže ísť aj o tepelný šum, atmosférický šum, kozmický šum, lokálne generovaný šum pochádzajúci z elektrických zariadení v okolí.
 
2.4 RÖNTGENOVÉ ŽIARENIE
  Röntgenové žiarenie alebo röntgenové lúče alebo lúče X je elektromagnetické žiarenie v rozsahu vlnových dĺžok od 1 nanometra do 100 pikometrov. Vzniká prudkým zabrzdením urýchlených elektrónov (brzdné žiarenie) alebo prechodom elektrónov na nižšie energetické hladiny v atóme (charakteristické žiarenie). Jeho prirodzeným zdrojom sú najmä hviezdy, umelo sa dá získať v röntgenovej trubici (röntgenke) dopadom zrýchlených elektrónov na anódu (kladne nabitú elektródu). Jeho ďalšími zdrojmi sú niektoré rádionuklidy, z umelých napríklad urýchľovač. V rádiológií používané spektrum má vlnovú dĺžku 1-50 nm. Okrem medicíny sa využíva pri štrukturálnej a spektrálnej analýze látok, v radiačnej chémií, v defektoskopii. Patrí do skupiny tzv. ionizačného žiarenia, ktoré má negatívne účinky na ľudský organizmus. Röntgenová trubica (röntgenka) je najčastejším spôsobom „výroby“ röntgenového žiarenia. Zrýchlené elektróny dopadajú na anódu (kladne nabitú elektródu) v množstve, ktoré určuje žeravenie katódy (veľkosť prechádzajúceho elektrického prúdu). Rýchlosť elektrónov (od ktorého závisí vlnová dĺžka vznikajúceho žiarenia) určuje napätie medzi katódou a anódou. Čím je napätie vyššie, tým je vlnová dĺžka kratšia a žiarenie je homogénnejšie. Na anóde sa elektróny prudko zabrzdia a vzniká tzv. brzdné žiarenie. Je tvorené spojitým spektrom vlnových dĺžok a je hlavným zdrojom diagnostického rtg. žiarenia.
 
2.5 FLUORESCENČNÉ LAMPY
Vo  fluorescenčných lampách sa nachádza plyn – spravidla ortuťové pary – vyžaruje neviditeľné ultrafialové lúče. Tie pohlcuje fluoreskujúci povrch vnútri trubice, čím vzniká viditeľné svetlo. Moderné úsporné žiarovky sú vlastne malé fluorescenčné trubice (žiarivky). Spotrebujú menej elektriny a svietia oveľa dlhšie než bežné (tepelné) žiarovky.
 
2.6 NIAGARSKÉ VODOPÁDY
Tesla sa úspešne uchádzal o projekt komerčného využitia Niagarských vodopádov. Nikolovi sa tak splnil jeho sen z detstva. O osude tohto projektu však rozhodovala komisia odborníkov, vedená Lordom Kelvinom. Ten im to najprv neprial, ale keď navštívil Chicagsku výstavu a videl prospešnosť Teslovej práce, zmenil názor. Projekt bol veľmi rozsiahli a nákladný a finančnú podporu poskytli najbohatší muži vtedajšieho sveta: Rothschild ,Morgan, Vanderbilt a Astor. Po piatich rokoch stavby bol Tesla jediný , kto nepochyboval o úspechu. 16.novenbra1896 dodala prvú elektrinu do blízkeho Buffala a pár rokov potom dodávala prúd až do vzdialeného New Yorku. Vďaka Teslovím transformátorom bolo konečne možné dodávať energiu na veľké vzdialenosti. V tej dobe musel aj Edison priznať svoju chybu a začať používať striedavý prúd.
 
2.7 LÚČE SMRTI
Jeho posledný patent bol v roku 1928 "Aparát pre vzdušnú dopravu". V tomto stroji dobre spojuje vlastnosti vrtuľníka a lietadla. Tesla proste vždy žil v budúcnosti. V tridsiatych rokoch Tesla ohlásil objav nového zdroja energie. Pre verejnosť však pôsobil ako starý blázon.  Keď už situácia v Európe bola zrelá na ďalšiu vojnu, ohlásil, že pomocou jeho lúčov smrti by bola vojna nemožná. 11.júna 1934 sa na prvej strane novín New York Times objavil titulok: ,,Tesla vo veku 78 rokov odhaľuje nové lúče smrti“. Podľa toho článku mala táto zbraň posielať sústredené zväzky častíc vzduchom a zostreľovať obrovskou silou nepriateľské lietadlá vo vzdialenosti 250 míľ. Takéto lúče by podľa Teslu mali utvoriť stenu okolo každého štátu a zabrániť tak ďalšej vojne.

Nepodarilo sa mu však s dostupnými prostriedkami realizovať túto zbraň. Preto roku 1937 celú dokumentáciu poslal vládam spojeneckých národov: USA, Kanade, Anglicku, Francúzsku, Sovietskemu zväzu a Juhoslávii. Táto zbraň bola geniálne premyslená. Vákuum v komore zbrane malo byť udržované vysokotlakým prúdom vzduchu, ktorý v jeho ústi vytvárala Teslova turbína zapojená ako pumpa. Najväčší záujem o túto zbraň mal ZSSR. Nechali si od Teslu všetko vysvetliť a v roku 1939 prišiel Teslovi zo ZSSR šek na 25 000 dolárov. Vraj ako poďakovanie, pretože sa plán podarilo sčasti realizovať.
z fenoménov dneška je určite bezdrôtová komunikácia. Každý sa už stretol
s nejakou jej formou a drvivá väčšina z nás ju aj vo veľ kej miere používa. Mobilný telefón, bezdrôtová klávesnica alebo tlačiareň, GPS prijímač a mnoho iných zariadení sú dnes už samozrejmosťou. Káble sú už záťažou. Ťahúňom vo vývoji sú hlavne kancelárie a domáci
 
ZÁVER
V mojej práci je len malým zlomkom opísaný prínos Nikola Tesly našej  civilizácií. Bol to významný človek, ktorý žil pre vedu a fyziku a žil ňou. To čo vynašiel a snažil sa vynájsť bolo motorom jeho života. Aj keď mnohý neverili jeho schopnostiam a pokladali ho niekedy až za naivného blázna ja si myslím, že by hrdo mohol stáť vedľa vynálezcov s oveľa zvučnejšími menami ako má on sám. Môžem len skromne dúfať, že vás moja práca oslovila.