નિકોલા ટેસ્લાની વર્લ્ડ વાયરલેસ સિસ્ટમ

જૂન 1899 માં, સર્બિયન મૂળના વૈજ્ઞાનિક, નિકોલા ટેસ્લા, કોલોરાડો સ્પ્રિંગ્સ (યુએસએ) માં તેમની પ્રયોગશાળામાં પ્રાયોગિક કાર્ય શરૂ કરે છે. તે સમયે ટેસ્લાનો ધ્યેય કુદરતી વાતાવરણ દ્વારા વિદ્યુત ઉર્જા પ્રસારિત કરવાની સંભાવનાનો વ્યવહારુ અભ્યાસ હતો.

ટેસ્લાની પ્રયોગશાળા એક વિશાળ ઉચ્ચપ્રદેશ પર ઉભી કરવામાં આવી છે, જે સમુદ્ર સપાટીથી બે હજાર મીટરની ઉંચાઈ પર છે, અને આસપાસના સેંકડો કિલોમીટરનો વિસ્તાર ખૂબ જ તેજસ્વી વીજળી સાથે વારંવાર વાવાઝોડા માટે જાણીતો છે.

ટેસ્લાએ કહ્યું કે બારીક ટ્યુન કરેલ ઉપકરણની મદદથી તે તેની લેબોરેટરીથી સાત કે આઠસો કિલોમીટરના અંતરે થતી વીજળીના ત્રાટકોને શોધી શક્યો. કેટલીકવાર તે આગામી વીજળીના સ્રાવમાંથી ગર્જનાના અવાજ માટે લગભગ એક કલાક રાહ જોતો હતો, જ્યારે તેનું ઉપકરણ ચોક્કસ રીતે નિર્ધારિત કરે છે કે જ્યાં સ્રાવ થયો હતો ત્યાં સુધીનું અંતર, તેમજ તે સમય પછી અવાજ તેની પ્રયોગશાળા સુધી પહોંચશે.

ગ્લોબમાં વિદ્યુત સ્પંદનોનો અભ્યાસ કરવા ઇચ્છતા, વૈજ્ઞાનિકે રીસીવિંગ ટ્રાન્સફોર્મર ઇન્સ્ટોલ કર્યું જેથી તેનું પ્રાથમિક વિન્ડિંગ તેના એક ટર્મિનલ સાથે ગ્રાઉન્ડ થાય, જ્યારે તેનું બીજું ટર્મિનલ વાહક હવા ટર્મિનલ સાથે જોડાયેલું હતું, જેની ઊંચાઈ એડજસ્ટ કરી શકાય.

ટ્રાન્સફોર્મરનું ગૌણ વિન્ડિંગ સંવેદનશીલ સ્વ-નિયમન ઉપકરણ સાથે જોડાયેલું છે. પ્રાથમિક વિન્ડિંગમાં ઓસિલેશનને કારણે વર્તમાન પલ્સ સેકન્ડરી વિન્ડિંગમાં દેખાય છે, જે બદલામાં રેકોર્ડરનું સંચાલન કરે છે.

એક દિવસ, ટેસ્લાએ તેની લેબોરેટરીથી 50 કિલોમીટરથી ઓછાની ત્રિજ્યામાં વાવાઝોડાના પ્રકોપથી વીજળીના કડાકા જોયા, અને પછી તેના ઉપકરણની મદદથી તે માત્ર બે કલાકમાં લગભગ 12,000 વીજળીના વિસર્જનને રેકોર્ડ કરવામાં સફળ રહ્યો!

અવલોકનો દરમિયાન, વૈજ્ઞાનિકને શરૂઆતમાં આશ્ચર્ય થયું હતું કે તેની પ્રયોગશાળાથી વધુ દૂર વીજળીના ત્રાટકોની તેના રેકોર્ડિંગ ઉપકરણ પર નજીકથી ત્રાટકેલા કરતાં વધુ અસર થાય છે. ટેસ્લાએ સ્પષ્ટપણે સ્થાપિત કર્યું કે ડિસ્ચાર્જની તાકાતમાં તફાવત એ તફાવતોનું કારણ નથી. પણ પછી શું?

ત્રીજી જુલાઈએ, ટેસ્લાએ તેની શોધ કરી. તે દિવસે વાવાઝોડાનું અવલોકન કરતાં, વૈજ્ઞાનિકે નોંધ્યું કે તેની પ્રયોગશાળામાંથી ખૂબ જ ઝડપે ધસી આવતાં તોફાની વાદળો લગભગ નિયમિત (લગભગ નિયમિત અંતરાલમાં પુનરાવર્તિત) વીજળીના ત્રાટકે છે. તેણે પોતાનું ટેપ રેકોર્ડર જોવાનું શરૂ કર્યું.

જેમ જેમ વાવાઝોડું લેબોરેટરીથી દૂર ગયું તેમ, પ્રાપ્ત ટ્રાન્સફોર્મરમાં વર્તમાન ધબકારા શરૂઆતમાં નબળી પડી, પરંતુ પછી ફરી વધી, એક શિખર આવી, પછી પસાર થઈ અને તેની જગ્યાએ તીવ્રતામાં ઘટાડો થયો, પરંતુ પછી ફરીથી શિખર આવ્યો, પછી ફરીથી ઘટાડો થયો. .

જ્યારે વાવાઝોડું તેની લેબોરેટરીથી લગભગ 300 કિલોમીટર આગળ વધી ગયું હતું ત્યારે પણ તેણે આ વિશિષ્ટ પેટર્નનું અવલોકન કર્યું, પરિણામી વિક્ષેપની તીવ્રતા ખૂબ નોંધપાત્ર રહી.

વૈજ્ઞાનિકને કોઈ શંકા ન હતી કે આ તે તરંગો છે જ્યાંથી વીજળી જમીન પર ત્રાટકી હતી, જેમ કે કોઈ સામાન્ય વાયર સાથે, અને તેણે તે જ ક્ષણો જ્યારે પ્રાપ્ત કોઇલની જગ્યા તેમને અથડાવી ત્યારે તેમના ક્રેસ્ટ્સ અને ચાટનું અવલોકન કર્યું.

ટેસ્લાએ પછી એક ઉપકરણ બનાવવાનું નક્કી કર્યું જે સમાન તરંગો પેદા કરશે. તે ખૂબ જ ઉચ્ચ ઇન્ડક્ટન્સ અને શક્ય તેટલું ઓછું પ્રતિકાર ધરાવતું સર્કિટ હોવું જોઈએ.

આ પ્રકારનું ટ્રાન્સમીટર ઉર્જા (અને માહિતી) પ્રસારિત કરી શકે છે, પરંતુ અનિવાર્યપણે તે જ રીતે નથી જે હર્ટ્ઝ ઉપકરણોમાં લાગુ કરવામાં આવે છે, એટલે કે તેના દ્વારા નહીં. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન… આ પૃથ્વી પર વાહક તરીકે અને વિદ્યુત વાહક વાતાવરણ દ્વારા પ્રચાર કરતી સ્થાયી તરંગો હોવાનું માનવામાં આવે છે.

વૈજ્ઞાનિકની કલ્પના મુજબ, તેની ઊર્જા ટ્રાન્સફર સિસ્ટમમાં આવર્તન એટલી હદે ઘટાડવી જોઈએ કે સ્વરૂપમાં ઊર્જાના ઉત્સર્જન (!)ને ઓછું કરી શકાય. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો.

પછી, જો રેઝોનન્સ માટેની શરતો પૂરી થાય, તો સર્કિટ લોલક જેવા ઘણા પ્રાથમિક કઠોળની વિદ્યુત ઉર્જા એકઠા કરવામાં સક્ષમ હશે. અને રેઝોનન્સ માટે ટ્યુન કરેલ સ્ટેશનો પ્રાપ્ત કરવા પરની અસર હાર્મોનિક ઓસિલેશન હશે, જેની તીવ્રતા સૈદ્ધાંતિક રીતે કુદરતી વીજળીની ઘટના કરતાં વધી શકે છે જે ટેસ્લાએ કોલોરાડોમાં વાવાઝોડા દરમિયાન જોયું હતું.

આવા ટ્રાન્સમિશન સાથે, વૈજ્ઞાનિક ધારે છે કે તે પ્રાકૃતિક માધ્યમના વહન ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરશે, રેડિયેશન સાથે હર્ટ્ઝની પદ્ધતિથી વિપરીત, જ્યાં ઘણી બધી ઊર્જા ખાલી થઈ જાય છે અને પ્રસારિત ઊર્જાનો માત્ર ખૂબ જ નાનો અંશ પ્રાપ્તકર્તા સુધી પહોંચે છે.

જો તમે ટેસ્લાના રીસીવરને તેના ટ્રાન્સમીટર સાથે સિંક્રનાઇઝ કરો છો, તો 99.5% (નિકોલા ટેસ્લા, લેખો, પૃષ્ઠ. 356) સુધીની કાર્યક્ષમતા સાથે ઊર્જા મેળવી શકાય છે, જેમ કે ઓછા પ્રતિકારના વાયર દ્વારા વર્તમાન ટ્રાન્સફર કરીને, જો કે વ્યવહારમાં ટ્રાન્સફર થાય છે. પાવર વાયરલેસ રીતે મેળવવામાં આવે છે. આવી સિસ્ટમમાં પૃથ્વી એકમાત્ર વાહક તરીકે કામ કરે છે. ટેસ્લા માને છે કે આ ટેક્નોલોજી વિદ્યુત ઊર્જાના વાયરલેસ ટ્રાન્સમિશન માટે વિશ્વવ્યાપી સિસ્ટમનું નિર્માણ કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

ટેસ્લાએ ઊર્જા (અથવા માહિતી) ટ્રાન્સમિશનની કાર્યક્ષમતાના સંદર્ભમાં તેની સિસ્ટમને હર્ટ્ઝિયન સિસ્ટમ સાથે વિરોધાભાસી આપેલી સામ્યતા આ છે.

કલ્પના કરો કે પૃથ્વી ગ્રહ પાણીથી ભરેલો રબરનો બોલ છે. ટ્રાન્સમીટર એ એક પરસ્પર પંપ છે જે બોલની સપાટી પર અમુક સમયે કામ કરે છે - બોલમાંથી પાણી ખેંચવામાં આવે છે અને ચોક્કસ આવર્તન પર તેના પર પાછું આવે છે, પરંતુ સમયગાળો બોલને સંપૂર્ણ રીતે વિસ્તરણ અને સંકોચન કરવા માટે પૂરતો લાંબો હોવો જોઈએ. તે આવર્તન

પછી બોલ (રીસીવર્સ) ની સપાટી પરના પ્રેશર સેન્સર્સને હલનચલન વિશે જાણ કરવામાં આવશે, પછી ભલે તેઓ પંપથી કેટલા દૂર સ્થિત હોય, અને તે જ તીવ્રતા સાથે.જો આવર્તન થોડી વધારે હોય, પરંતુ ખૂબ ઊંચી ન હોય, તો ઓસિલેશન બોલની વિરુદ્ધ બાજુથી પ્રતિબિંબિત થશે અને ગાંઠો અને એન્ટિનોડ્સ બનાવશે, જ્યારે જો કોઈ એક રીસીવરમાં કામ કરવામાં આવે, તો ઊર્જાનો વપરાશ થશે, પરંતુ તેની ટ્રાન્સમિશન ખૂબ જ આર્થિક સાબિત થશે...

હર્ટ્ઝિયન સિસ્ટમમાં, જો આપણે સમાનતા ચાલુ રાખીએ, તો પંપ એક પ્રચંડ આવર્તન પર ફરે છે, અને ઉદઘાટન જેના દ્વારા પાણીની રજૂઆત અને પરત કરવામાં આવે છે તે ખૂબ જ નાનું છે. ઊર્જાનો મોટો ભાગ ઇન્ફ્રારેડ ઉષ્મા તરંગોના સ્વરૂપમાં ખર્ચવામાં આવે છે, અને ઊર્જાનો એક નાનો ભાગ બોલમાં ટ્રાન્સફર થાય છે, તેથી રીસીવરો બહુ ઓછું કામ કરી શકે છે.

વ્યવહારમાં, ટેસ્લાએ નીચે મુજબ વિશ્વની વાયરલેસ સિસ્ટમમાં રેઝોનન્ટ સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરવાની દરખાસ્ત કરી છે. ટ્રાન્સમીટર અને રીસીવર તેમના ઉપરના લીડ્સ સાથે જોડાયેલા ટર્મિનલ્સ પર ઉચ્ચ સપાટીની વાહકતા સાથે વર્ટિકલી ગ્રાઉન્ડેડ મલ્ટી-ટર્ન કોઇલ છે.

ટ્રાન્સમીટર પ્રાથમિક વિન્ડિંગ દ્વારા સંચાલિત થાય છે, જેમાં ગૌણ કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછા વળાંકો હોય છે અને તે ગ્રાઉન્ડેડ મલ્ટી-ટર્ન સેકન્ડરી કોઇલના તળિયે મજબૂત પ્રેરક જોડાણમાં હોય છે.

પ્રાથમિક વિન્ડિંગમાં વૈકલ્પિક પ્રવાહ કેપેસિટરની મદદથી મેળવવામાં આવે છે. કેપેસિટર સ્ત્રોત દ્વારા ચાર્જ કરવામાં આવે છે અને ટ્રાન્સમીટરના પ્રાથમિક વિન્ડિંગ દ્વારા વિસર્જિત થાય છે. આ રીતે બનેલા પ્રાથમિક ઓસીલેટીંગ સર્કિટના ઓસિલેશનની આવર્તન સેકન્ડરી સર્કિટના ફ્રી ઓસિલેશનની આવર્તન સમાન બનાવવામાં આવે છે અને જમીનથી ટર્મિનલ સુધીના સેકન્ડરી વિન્ડિંગના વાયરની લંબાઈ તેના ચોથા ભાગની સમાન બને છે. તેની સાથે ફેલાયેલ ઓસિલેશનની તરંગલંબાઇ.

પૂરી પાડવામાં આવેલ છે કે ગૌણ સર્કિટની લગભગ તમામ સ્વ-વિદ્યુત ક્ષમતા ટર્મિનલ પર પડે છે, તો તે ટર્મિનલ પર છે કે વોલ્ટેજના એન્ટિનોડ (હંમેશા મહત્તમ સ્વિંગ) અને વર્તમાનનો નોડ (હંમેશા શૂન્ય) પ્રાપ્ત થાય છે, અને ગ્રાઉન્ડિંગ પોઈન્ટ પર - વર્તમાનનો એન્ટિનોડ અને વોલ્ટેજનો નોડ. રીસીવર ટ્રાન્સમીટરની સમાન ડિઝાઇન ધરાવે છે, માત્ર એટલો જ તફાવત છે કે તેની મુખ્ય કોઇલ મલ્ટિ-ટર્ન છે, અને તળિયે ટૂંકો એક છે. ગૌણ

રીસીવર સર્કિટને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને, ટેસ્લા નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે તેની સૌથી કાર્યક્ષમ કામગીરી માટે ગૌણ વિન્ડિંગમાંથી વોલ્ટેજને સુધારવું આવશ્યક છે. આ માટે, વૈજ્ઞાનિકે એક મિકેનિકલ રેક્ટિફાયર વિકસાવ્યું છે, જે માત્ર વોલ્ટેજને સુધારવા માટે જ નહીં, પરંતુ તે જ ક્ષણો પર લોડમાં ઊર્જા સ્થાનાંતરિત કરવા માટે પણ પરવાનગી આપે છે જ્યારે પ્રાપ્ત સર્કિટના ગૌણ વિન્ડિંગનું વોલ્ટેજ કંપનવિસ્તાર મૂલ્યની નજીક હોય.