Наблюдать действие электричества можно повсеместно. Например, еще в раннем детстве Тесла был очарован яркими голубоватыми искрами, которые «сыпались» с его любимого кота Мачека, если в темноте погладить его по густой шерсти. Мы слышим потрескивание, стаскивая через голову синтетический свитер. Видим, как встают дыбом и «прилипают» к пластмассовой расческе наэлектризованные волосы. Слабый, но вполне ощутимый электрический разряд проскакивает иногда между нашими пальцами и металлической ручкой двери. Тогда мы говорим, что ручка ударила нас током, хоть это и не совсем верно – мы ее «ударили» так же.
Электрический ток представляет собой поток заряженных частиц. Кстати, когда-то его так и называли – «электрической жидкостью» (а также «электрическим огнем», но это больше касалось как раз отдельных разрядов – например, «искр» на кошачьей шерсти).
В проводах ток может течь все время в одном направлении – тогда его называют постоянным. Либо он может быть переменным – это когда заряженные частицы, словно косяк рыбок, плывут то в одном направлении, то, через равные промежутки времени, в противоположном. Промежутки эти крошечные, в десятые доли секунды. Частота, с которой частицы меняют направление, измеряется в герцах (Гц). Ток в наших розетках имеет частоту 50 герц (то есть за одну секунду его направление меняется сто раз: пятьдесят – в одну сторону, пятьдесят – в другую). В США и Канаде принята частота 60 Гц.
В 1831 году английский физик Майкл Фарадей открыл, что в проволоке (или другом проводнике) ток можно вызвать, если между ее витками двигать магнит. Этот же ученый построил первый генератор постоянного тока. В нем медный диск вращался рядом с магнитом, а возникающий при этом ток «снимался» подключенным к измерительным приборам проводом. Таким образом, Фарадей сумел превратить механическую энергию в электрическую.
Как и все динамо-машины, машина Грамма вырабатывала ток, то есть служила генератором. Но она также могла выполнять роль двигателя, то есть использовать электричество для выполнения механической работы.
Профессор с гордостью демонстрировал машину студентам. Однако когда она работала в режиме двигателя или ток достигал значительной величины, машина начинала сильно искрить. Это приводило к потерям энергии и могло повредить механизм. Искры возникали между пластинками (так называемыми щетками), «снимающими» ток с вращающегося коллектора, в котором переменный ток превращался в постоянный. И Тесла предложил усовершенствовать механизм: убрать коллектор и использовать сразу переменный ток.
Профессор, хоть и ценил талантливого студента, на этот раз высмеял его перед всей аудиторией. И не просто высмеял – заявил, что предложение Николы никогда не может быть воплощено в жизнь.
Но Теслу не так легко было сбить с толку. Он был уверен в своей идее и продолжил работу. Благодаря своему исключительному воображению в своих исследованиях он мог обходиться даже без лаборатории. Представляя себе любой механизм, он в мельчайших подробностях видел каждую его деталь и мог мысленно следить за его работой, поправляя и улучшая. И уже через несколько лет его эксперименты, как мысленные, так и практические, дали результат.
1. Кто научил Николу производить сложные расчеты в уме? Почему родители Теслы не обрадовались его успехам в учебе?
2. Какую машину задумал усовершенствовать Тесла на втором курсе училища?
3. Играя с каким животным, Никола впервые познакомился с электричеством? Какие проявления электричества можно наблюдать в природе? Попробуйте расчесать длинные волосы, стоя в темноте перед зеркалом. Увидели ли вы искры?
Глава третья. О телефонах, внезапных озарениях и дороге за океан
После окончания Высшей технической школы Тесла поступил на философский факультет Пражского университета. Однако уже через год его пришлось покинуть. В Госпиче умер отец Николы, и юноша понял, что матери будет нелегко собирать деньги на его учебу. Поэтому он решил найти работу и уехал в Будапешт. Там как раз начинали внедрять заморскую новинку – телефон.
Здесь его ждали трудности. Фирма, собиравшаяся устанавливать телефонные аппараты, еще не заработала, так что для начала Тесле пришлось потрудиться даже чертежником (а ведь именно этот предмет он так ненавидел в школе!). Потом его подкосила непонятная болезнь: у него развилась такая чувствительность, что он, например, слышал тиканье часов, находившися за три комнаты от него. Машины и поезда, проезжающие в нескольких километрах, заставляли землю под ним дрожать. А солнечный свет буквально оглушал его.