"Укрепив коробочку сзади за сиденьем водителя он присоединил провода к безщеточному двигателю воздушного охлаждения. Два стержня диаметром 0.625 мм. и около 7,5 см. длинной торчали из коробки"[1].
Единственный потребителем, который точно был отключен от сети автомобиля, является этот "безщеточный двигатель воздушного охлаждения". Это изобретение относится к обратимым безщеточным электрическим машинам, работающим в режиме электрогенератора и/или электродвигателя. Возможно, также был отключен и стартер за ненадобностью.
Функция этого двигателя воздушного охлаждения крутить вентилятор обдува радиатора. Как-то странно Тесла якобы подает питание на устройство, которое не нужно. Так как из радиатора слита охлаждающая жидкость. И охлаждать нечего. Но фишка в том, что это устройство может работать и в режиме электрогенератора, что, по всей видимости, и нужно было Тесле. А при движении автомобиля он и будет так работать потому, как вентилятор с него никто не снимал.
Итак допустим, что именно этот девайс и есть первичным источником электропитания для автомобиля Тесы, тогда как мизерный ток создаваемый этим "генератором" проходя сквозь коробку Теслы, мог приводить в движение отнюдь не маленький тяговый электродвигатель?!
Теория первая. Давайте представим себе, что Тесла с помощью своей коробки просто всю систему электроснабжения перевел в сверхпроводящий режим работы.
Что это дает? Ответ найдем по аналогии с обычным криогенным электрооборудованием.
1.Электрогенератор: Сверхпроводящее электрооборудование позволяет резко увеличить электрические и магнитные нагрузки в элементах устройств и благодаря этому резко сократить их размеры. В сверхпроводящем проводе допустима плотность тока, в 10...50 раз превышающая плотность тока в обычном электрооборудовании. Магнитные поля можно будет довести до значений порядка 10 Тл, по сравнению с 0,8...1 Тл в обычных машинах. Если учесть, что размеры электротехнических устройств обратно пропорциональны произведению допустимой плотности тока на индукцию магнитного поля, то ясно, что применение сверхпроводников уменьшит размеры и массу электрооборудования во много раз! Отсюда, даже "безщеточный двигатель воздушного охлаждения" если его перевести на сверхпроводящий режим работы сможет создавать весьма ощутимые токи. А ведь есть еще более мощный стандартный электрогенератор [3]
2. Электродвигатель: Катушка на сверхпроводниках, в которых сопротивление близко к нулю позволяет использовать меньшее количество витков и подавать на нее значительно больший ток с меньшим напряжением. Соответственно на выходе существенно возросший крутящий момент [4]. И тут выигрыш.
Конечно, эту альтернативную точку зрения, согласно которой Тесла просто перевел всю или даже частично систему электропитания и электроснабжения в сверхпроводящий режим еще надо развить и доработать. В любом случае это будет некая совершенно аномальная сверхпроводимость.
Развивая это альтернативное направление надо знать, что есть мнение согласно которому такого явления как "сверхпроводимость" просто не существует.
Так петербургский профессор Федюкин Вениамин Константинович проанализировал описания экспериментов, проводившихся со "сверхпроводниками", и пришел к выводу, что сверхпроводимости не существует. По мнению Федюкина, при сверхнизких температурах некоторые вещества, например, свинец, ртуть, олово приобретают сильные магнитные свойства, точнее сильные диамагнитные свойства. (Диамагнетизм - разновидность магнетизма, проявляющаяся в намагничивании вещества навстречу направления действующего на него внешнего магнитного поля.)
Конечно звучит несколько неожиданно но вполне возможно на поверку сверхпроводимость может оказаться просто более сильным аналогом так называемой "Слабой локализации". "Слабая локализация - физический эффект, который возникает в беспорядочных электронных системах при низких температурах. Эффект проявляется как положительное добавка к удельному сопротивлению металла или полупроводника. А также и аналогом "Отрицательного магнетосопротивления" при котором наблюдается увеличение проводимости при приложении магнитного поля. Почему?
Известно, что "..Все вещества, помещенные во внешнее магнитное поле, создают собственное внутреннее магнитное поле" [10]. А если вспомнить, что метал это решетка в узлах которой расположены "вибрирующие" атомы. А между атомами "плавают" свободные электроны. Который ударяются об эти "вибрирующие" атому. То как только вокруг атомов образуются дополнительные магнитные поля "дребезжание" уменьшается в силу того, что атомы со всех сторон обжимаются дополнительными внешними магнитными поля. Особенно если внешнее поле постоянное. И электроны меньше задевают "успокоившиеся" атомы. Почти тот же самый процесс имеет место при охлаждении сверхпроводника, но уже в более сильной форме. При охлаждении из сверхпроводника отводится энергия, что естественно опять же приводит к уменьшению "вибрации" атомов при чем это гашение вибрации более ощутимое чем при приложении внешнего магнитного поля. И вероятность столкновения электронов с атомами приближается к нулю. Естественно если внешнее магнитное поле переменное мы будем наблюдать именно увеличения сопротивления в силу того, что переменное магнитное поле будет дополнительно расшатывать "вибрирующие" атомы кристаллической решетки. Отсюда для получения "сверхпроводимости" можно не только охлаждать проводник но и прикладывать к нему очень сильное внешнее постоянное магнитное поле. И мы тогда получим "магнитную сверхпроводимость" при чем при совершенно нормальных температурах.
Но Федюкин строит свою аргументацию исходя из несколько других рассуждений и фактов. Так автор утверждает, что открыватель "сверхпроводимости" ученый Камерлинг-Оннес судил о наличии тока в "сверхпроводнике" по воздействию этого тока на магнитную стрелку. С тех пор все исследователи "сверхпроводимости" судят о наличии тока в "сверхпроводниках" по наличию у "сверхпроводника" магнитного поля. На самом деле, магнитное поле у "сверхпроводников" есть, а тока нет. У обычных постоянных магнитов тоже магнитное поле есть, а ток по ним не течет. Сравните с "В сверхпроводящем образце сопротивление постоянному току равно нулю, а электрическое поле отсутствует"[7]. И с тем, что пишет профессор Гинсбург "любой контур из сверхпроводника должен сохранять текущий сквозь него поток магнитного поля. (Магнитный поток через контур есть просто произведение напряженности магнитного поля на площадь контура.)[11]
Далее в книге "Сверхпроводимость" ученого Френкеля Я.И. написано: "Камерлинг-Оннесу пришло в голову разрезать сверхпроводящее свинцовое кольцо, в котором был индуцирован электрический ток, и посмотреть, что при этом получится. Казалось, что ток должен прекратиться; в действительности, однако, отклонение магнитной стрелки, регистрирующей силу тока, при перерезке кольца нисколько не изменилось - так, как если бы кольцо представляло собой не проводник с током, а магнит".
Так же автор сообщает , что в 1933 году немецкие физики В.Мейсснер и Р.Оксенфельд обнаружили поразительный эффект, состоящий в том, что кольцевой "сверхпроводник", охлажденный ниже критической температуры в постоянном во времени магнитном поле, самостоятельно переходит в состояние "сверхпроводимости". Но это противоречит законам электродинамики, по которым в замкнутом контуре ток появляется только в том случае, если действующее на проводник магнитное поле меняется во времени [5]. Но не противоречит если понимать, что "электрического заряда" или тока в этом контуре нет.
Интересно, также, что комментируя сообщения об открытии высокотемпературных сверхпроводников или же высокотемпературной сверхпроводящей керамики. Эта керамика при обычных температурах является хорошим изолятором, а при сверхнизких температурах вдруг становится сверхпроводником, что вызывает сомнения. Профессор Федюкин пишет, что не нашел описаний простых экспериментов, когда при последовательном соединении в электрической цепи керамики и обычной лампы после охлаждения и перехода керамики в "сверхпроводящее" состояние загорелась бы электрическая лампочка. [5] То есть керамика по прежнему не пропускает "переносимый заряд" но все же что то пропускает?! Имеем нечто новое некий "сверхпроводящий" "ток".
Вот, что сообщает нам об этом "токе" профессор Федюкни, "Так английский физик Б.Д.Джозефсон в 1962 году пришел к выводу о возможности протекания "сверхпроводящего" тока через тонкий слой диэлектрика. Известно, что обычный постоянный магнит, разделенный на множество частей, между которыми небольшие зазоры, или немагнитные прослойки тоже не теряет и не уменьшает свои магнитные свойства [5].
Все это по мнению автора почему то указывает, на то, что "сверхпроводимости" нет. В любом случае факты озвученные автором в защиту своей версии весьма интересны и заслуживают того, что бы над ними несколько поразмышлять.
Как это все можно прокомментировать?! Начну с факта Величина электрического тока (количество переносимого заряда) измеряется в амперах. Напряжение, т. е. разность потенциалов, которая заставляет течь ток (ЭДС - электродвижущая сила), измеряется в вольтах [6] Носителями электрического заряда являются электрически заряженные элементарные частицы. Наименьшей по массе покоя устойчивой частицей, имеющей один отрицательный элементарный электрический заряд, является электрон (его масса покоя равна 9,11в10--31 кг). Наименьшая по массе покоя устойчивая античастица с положительным элементарным зарядом - позитрон, имеющая такую же массу, как и электрон[3]. Также существует устойчивая частица с одним положительным элементарным зарядом - протон (масса покоя равна 1,67в10--27 кг) и другие, менее распространённые, частицы.[12]
И перейду к аналогии. Напомню, что есть такие "Механические волны" - процесс распространения механических колебаний в среде (жидкой, твердой, газообразной).
Механические волны делятся на два типа. Продольные и поперечные. Поперечные существуют только в твердых телах [13]. Итак если рассматривать электричество как электромагнитную или же поперечно-продольную волну в проводнике, то в ней можно вычленить два потока или два типа волны, с помощью которых переносится энергия.
Продольная волна, есть ни что иное как "электрическое поле", возникающее внутри проводника, а поперечная волна это как раз "магнитное поле" возникающее вокруг проводника. В обычном проводнике при нормальной температуре, проводник можно сравнить с газом или жидкостью. Поэтому в нем возможны как продольные так и поперечные волны. Но как только проводник и то, что его наполняет перейдет в другую фазу например в твердую. То в нем будут возможны только поперечные волны или же так называемый "магнитный поток". Электрическое же поле или продольные волны возникать в нем не будет.
То есть проводник и все, что его наполняет при температуре близкой к абсолютному нулю, в энергетическом плане переходит из состояния газообразный или жидкий в твердое состояние. И в сверхпроводнике энергия целиком и полностью уже переносится именно поперечными волнами, или при помощи магнитного потока.
Эти то и объясняется опыт в котором "Камерлинг-Оннесу пришло в голову разрезать сверхпроводящее свинцовое кольцо, в котором был индуцирован электрический ток, и посмотреть, что при этом получится. Казалось, что ток должен прекратиться; в действительности, однако, отклонение магнитной стрелки, регистрирующей силу тока, при перерезке кольца нисколько не изменилось - так, как если бы кольцо представляло собой не проводник с током, а магнит".
Камеринг-Онессу просто разрезали уже фактически отсутствующий канал по которому в нормальном состоянии распространяется продольная волна. Которая в силу, перехода проводника в "твердую фазу" уже не возможна. И энергия продолжает перемещаться при помощи поперечных волн вокруг проводника.
Конечно возникает вопрос, почему же при разрыве струны прекращаются и поперечные колебания струны. А тут нет. Объяснить это можно тем, что на самом то деле магнитное поле это не только колебания в проводнике но и возмущения "среды" вокруг него. Для чистоты эксперимента этот опыт Камерлинг-Оннесу, следует провести в вакууме.
Отсюда напрашивается еще одна теория возможно проливающая свет на "автомобиль Теслы".
Теория вторая. Суть ее предельно проста. Получая электрическую волну или же электрический ток от "безщеточный двигатель воздушного охлаждения" Тесла при помощи своего устройства инвертировал электрическую составляющую из полученной им волны, в поперечную магнитную компоненту таким образом получал требуемое увеличение мощности.
Для работы электродвигателя работающего на переменном токе. Важно наличие вращающегося сильного магнитного поля. А вот поперечная компонента и есть нужный весьма сильный источник магнитного потока, который вероятно и вращал статор двигателя.
Это же можно переложить и на другую аналогию. Что возможно поперечная компонента переносит "магнитный заряд", а продольная "электрический заряд". Конечно кто то мне может возразить, что магнитный заряд это фантастика. Я же на это приведу давно известный факт - "..внутри магнитозащищённого сверхпроводником объёма сохраняется остаточное (магнитное) поле, существовавшее в нём в момент перехода материала экрана в сверхпроводящее состояние. Для уменьшения этого остаточного поля необходимо принять спец. меры. Напр., переводить экран в сверхпроводящее состояние при малом по сравнению с земным магн. поле в защищаемом объёме или использовать метод "раздувающихся экранов", при к-ром оболочка экрана в сложенном виде переводится в сверхпроводящее состояние, а затем расправляется"[9]...
Что это за остаточное поле??? Это же явно магнитный заряд в его чистом виде. Итак электрический ток вполне можно рассматривать и как "поперечно-продольную" - элекромагнитную волну в проводнике, так и как поток носителей магнитно-электрического заряда.
Эпилог.
1. Возможно вся система электроснабжения электромобиля Теслы была переведена в "сверхпроводящий" режим работы.
2. Возможно Тесла получал в том или ином виде магнитный ток и уже его конвертировал в обычный переменный электрический.
3. Возможно Тесла слабый электрический ток преобразовывал в магнитный поток, который и вращал статор двигателя.
Литература:
1 Электрический автомобиль Тесла #1 - 01/09/98. В переводе Руса Эвенса