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TESLA TENÍA RAZÓN
(Por Juan Castagnino)
(01) Reseña biográfica de Nikola Tesla
(02) Trasmisón elétrica inalámbrica
(03) Fuentes.
(04) Artículos relacionados.
Reseña biográfica de Nikola Tesla
Nikola Tesla nació Smiljan, Imperio austrohúngaro, actual Croacia el 10 de julio de 1856, y murió en Nueva York, 7 de enero de 1943.
Fue un inventor, ingeniero mecánico, ingeniero electricista y físico de origen serbio y el promotor más importante del nacimiento de la electricidad comercial. Se le conoce, sobre todo, por sus numerosas y revolucionarias invenciones en el campo del electromagnetismo, desarrolladas a finales del siglo XIX y principios del siglo XX.
Las patentes de Tesla y su trabajo teórico formaron las bases de los sistemas modernos de potencia eléctrica por corriente alterna (CA), incluyendo el sistema polifásico de distribución eléctrica y el motor de corriente alterna, que tanto contribuyeron al nacimiento de la Segunda Revolución Industrial.
Tras su demostración de la comunicación inalámbrica por medio de ondas de radio en 1894 y después de su victoria en la guerra de las corrientes, fue ampliamente reconocido como uno de los más grandes ingenieros electricistas de los EE. UU. de América.
Gran parte de su trabajo inicial fue pionero en la ingeniería eléctrica moderna y muchos de sus descubrimientos fueron de suma importancia. Durante este periodo en los Estados Unidos la fama de Tesla rivalizaba con la de cualquier inventor o científico en la historia o la cultura popular, pero debido a su personalidad excéntrica y a sus afirmaciones aparentemente increíbles y algunas veces casi inverosímiles acerca del posible desarrollo de innovaciones científicas y tecnológicas, Tesla fue finalmente relegado al ostracismo y considerado un científico extravagante.
La unidad de medida del campo magnético B del Sistema Internacional de Unidades (también denominado densidad de flujo magnético e inducción magnética), el Tesla, fue llamado así en su honor en la Conférence Générale des Poids et Mesures (París, en 1960), como también el efecto Tesla de transmisión inalámbrica de energía a dispositivos electrónicos (que Tesla demostró a pequeña escala con la lámpara incandescente en 1893) el cual pretendía usar para la transmisión intercontinental de energía a escala industrial en su proyecto inconcluso, la Wardenclyffe Tower (Torre de Wardenclyffe)
Aparte de su trabajo en electromagnetismo e ingeniería electromecánica, Tesla contribuyó en diferente medida al desarrollo de la robótica, el control remoto, el radar, las ciencias de la computación, la balística, la física nuclear, y la física teórica.
En 1943, la Corte Suprema de los Estados Unidos lo acreditó como el inventor de la radio.
Algunos de sus logros han sido usados, no sin controversia, para justificar varias pseudociencias, teorías sobre OVNIS y sobre anti-gravedad, así como el ocultismo de la Nueva Era y teorías sobre la teletransportación.
Tesla era ciudadano del Imperio austriaco por nacimiento y más tarde se hizo ciudadano estadounidense. Nunca prestó mucha atención a sus finanzas. Se dice que murió empobrecido a la edad de 86 años.
Transmisión eléctrica inalámbrica
Mientras experimentaba con una larga y delgada bobina "secundaria" de una bobina de Tesla, de repente conecté varias cosas en mi mente que antes creía estaban separadas. Después de años de jugar con bobinas de Tesla, por fin pude ver a lo que Tesla se refería con la transmisión eléctrica a través de un solo cable, mediante bobinas de resonancia, y con las ondas longitudinales.
Figura 1:
Si armamos una bobina de un solo alambre en un tubo de plástico largo, tenemos un “Resonador Tesla” como en la figura 1. En esencia, se trata de una línea de transmisión eléctrica. Podemos inyectar CA en un extremo con una pequeña bobina primaria envuelta alrededor.
Ahora examinemos la figura 2. Hemos colocado una segunda "bobina primaria" en el otro extremo de la bobina larga. Esta segunda bobina actúa como una " bobina receptora" y recogerá la energía que se había inyectado en la “bobina transmisora" en el otro extremo.
Pero nuestra bobina larga y delgada, es en realidad una sola pieza de alambre, y nos las hemos ingeniado para enviar energía eléctrica a lo largo de un solo cable. No hay ningún circuito eléctrico en juego! Esto sólo puede funcionar debido a que, en la bobina delgada se desarrollaran ondas electromagnéticas, y el “mar de electrones” dentro del metal de esta bobina se comporta como si fuera compresible.
Figura 2:
Ahora colocamos una esfera de metal en cada extremo para evitar el efecto corona de las puntas de los alambres que cuelgan, y hemos construido un sistema de energía eléctrica simple. Inyectando algo de energía de CA de alta frecuencia en la primera " bobina primaria", entonces la misma alimentación de CA saldrá de la segunda "bobina primaria" en el otro extremo. Si elegimos el valor correcto de la resistencia de carga de la bobina “receptora”, entonces toda la energía electromagnética que fluye a lo largo de la larga y delgada secundaria será absorbida por la bobina de recepción sin perdidas.
Esta es la “infame” línea de transmisión de un solo cable. Aparentemente utiliza ondas longitudinales. Por más extraño que suene, no hay nada disparatado en esto, ya que obedece a la física convencional: los campos eléctricos y magnéticos que se propagan están a 90 grados entre sí. Olas sucesivas de desequilibrio de carga positivo y negativo se mueven a lo largo de la bobina, y estas olas están vinculadas entre sí a través de los campos electromagnéticos circundantes. Los campos EM son transversales. Y lo único que actúa como una ola "longitudinal" es la densidad de electrones libres en el cable. ¿Es esto una locura? No. Todos los circuitos tienen ondas longitudinales en su densidad de carga. No es mucha diferencia de un cable coaxial. Dentro de una pieza normal de cable coaxial, los electrones del metal se mueven como parte de una onda de compresión, a pesar de que los campos EM dentro de dieléctrico del cable siguen siendo parte de una onda transversal.
En los cables convencionales hay dos conductores, y la tensión entre ellos forma la parte "E" de la onda EM. En el dispositivo de bobina de un solo alambre visto antes, la tensión entre las olas que viajan se distribuyen a lo largo de las espiras largas de la bobina delgada, y forman la parte "E" de la onda. El cable actúa como su propio "circuito". El movimiento de la carga neta es una corriente eléctrica, y esto crea la parte "M" de la onda EM.
Interesante no? Una línea de transmisión de un solo alambre; que además no viola la norma que prohíbe las ondas longitudinales EM. Sin embargo, se viola la regla fundamental en relación con los circuitos eléctricos en el hecho de que NO HAY CIRCUITO. Los dos extremos del sistema están conectados por un solo alambre. Las cargas dentro de la bobina se mueven ida y vuelta, mientras que los flujos de energía eléctrica a lo largo de la bobina van de la fuente a la carga.
Figura 3:
Sin embargo, esto no es nada nuevo. Una vez hace mucho me encontré con un artículo acerca de una línea de transmisión de un solo cable. Esto no tiene nada que ver con Tesla, se trataba de un esquema de transmisión de microondas llamado “línea de transmisión Goubau” o " G-line . " El artículo estaba en un viejo ejemplar de la revista QST (mag radioaficionados) en los años 1960 o 70.
Resulta que puede enviar señales de microondas o UHF a lo largo de un solo “Cable”, siempre y cuando el cable este recubierto con un material dieléctrico. Para ello, se empieza con un cable coaxial normal; se retira la protección de una sección del cable, y a continuación se sueldan un par de grandes, “conos” de cobre que se unen al aislamiento del cable coaxial en cada extremo del cable. Algo así como esto:
Figura 4:
En el diagrama anterior, la sección del cable entre los dos conos huecos puede ser tan larga como se desee, pero debe ser bastante centrado. Los conos de metal actúan como "emisores de ondas " o "receptores de ondas". A medida que las ondas EM salen del cable coaxial, los conos permiten que las olas se extiendan y unan a la "G-line". Tiene que haber un revestimiento plástico en el cable "G- line", de lo contrario las olas no se aferraran a él, y tenderán a alejarse hacia el espacio. El plástico tiende a frenar las olas por debajo de "c ", por lo que se doblan ligeramente hacia adentro, hacia el alambre. El artículo decía que usted podría doblar la línea G, siempre y cuando sea de un gran radio, debido a el revestimiento de plástico, las olas seguirían la curva. Si no habría capa de plástico, las olas se perderían de la curva e irían directamente al espacio, escapando del "cono receptor".
Obviamente, esto sólo puede funcionar con corriente alterna. No existe un circuito eléctrico, en lugar tenemos olas de "compresión de electrones", que se propagan a lo largo de un solo cable. Veamos brevemente una analogía con un fluido. La analogía de fluido de un circuito eléctrico convencional es un bucle cerrado de la manguera llena de agua. Para enviar energía a cualquier parte del bucle, simplemente forzamos el agua en una parte del bucle a empezar a fluir, y por lo tanto toda el agua en el bucle completo debe fluir también. Actúa como una correa de transmisión. ¿Podría ser posible romper el circuito y utilizar un sistema hidráulico en línea recta? ¿Podemos enviar ondas de compresión a través del "agua" eléctrica en la "manguera" de alambre? ¡Claro! Eso es lo que hace el G-line. Si tenemos una manguera larga con extremos cerrados, podemos enviar las "ondas sonoras" a través del "agua" de la manguera, aunque no podemos crear constante flujo DC como podamos con el circuito de la manguera de bucle cerrado. Estos sistemas de un solo cable son sistemas inherentemente AC. Son análogos a enviar la energía del sonido a lo largo de un tubo lleno de líquido.
Debido a que sólo hay un conductor en la línea G, la parte "E" de la onda EM debe extenderse entre protuberancias sucesivas de carga neta que se propagan a lo largo del alambre. La "tensión" en la línea de transmisión se extiende hacia el exterior en forma radial de flujo de campo E, pero en lugar de la conexión de flujo con un escudo coaxial como lo hace en un cable normal, se curva alrededor y se conecta con las líneas de flujo - opuestos que se extienden desde otro punto en el cable. El componente de "M" de la onda actúa como el campo magnético alrededor de cualquier cable normal: Como círculos que rodean el alambre. La energía fluye longitudinalmente a lo largo del alambre como comúnmente se muestra por el vector (E x B).
La dirección del campo en "G -Line" , se extiende entre regiones propagadas de carga superficial opuesta.
Así pues, aquí tenemos una línea de transmisión de un cable basado en la transmisión de ondas EM transversales en el espacio, y las ondas de densidad de electrones en el alambre. Dentro de la superficie de metal de un solo cable, los electrones se menean ida y vuelta, mientras que la onda electromagnética se propaga a menos de la velocidad de la luz. Es casi como ondas de sonido en movimiento en la cuerda entre dos latas de gaseosa (teléfono de juguete), donde los electrones ocupan el lugar de las fibras de la cuerda, y las ondas de sonido son reemplazadas por ondas EM transversales. Pero en el caso de la "G-line", la energía se almacena en los campos EM conectados a los electrones, en lugar de almacenarse en la energía potencial y la energía cinética de la cuerda.
¿Cómo se relaciona esto con Tesla? Bueno, una vez que tenemos la posibilidad de enviar la energía a lo largo de un solo hilo, también debemos tener la capacidad de enviar energía a lo largo de un conductor, cualquiera sea, siempre y cuando dicho conductor tenga un recubrimiento dieléctrico, como se muestra a continuación.
Figura 5:
Cualquier cuerpo metálico podría colocarse en serie con el "G -line". Ahora bien, podría haber pérdidas donde el cable se conecta con el gran trozo de metal. Pero lo importante es que con el ajuste antes visto, podemos enviar ondas a lo largo de la superficie de un objeto conductor, mientras que en el objeto en sí mismo el "mar de electrones" vibra longitudinalmente.
¿Dónde he oído eso antes? lo sé. Nikola Tesla y su "Sistema Mundial", en el que tenía la intención de transmitir energía eléctrica utilizable para cualquier receptor en cualquier lugar de la Tierra.
En el diagrama anterior, supongamos que el "trozo de conductor" es todo el planeta Tierra! Supongamos que las "formas de cono" lanzadores son reemplazados por una esfera elevada que proporciona una capacitancía de referencia. Supongamos que la frecuencia de las ondas está por debajo de la banda de UHF en la frecuencia? entonces toda la Tierra se comportaría como una red de transporte "G- line" de un solo cable .
Figura 6:
En sus escritos, Tesla estaba convencido de que sus dispositivos no utilizan la física como ondas hertzianas. Estaba en lo cierto... pero a la vez equivocado. Cuando la energía de radio-frecuencia se propaga a través del vació del espacio, la E y M son componentes transversales, y las ondas se propagan a 90 grados de ambos de ellos. Sin embargo, cuando la energía EM es enviada a lo largo de un cable, también tenemos electrones involucrados: el mar de electrones dentro de los cables de metal. Los electrones chapotean de ida y vuelta en el cable, mientras que las ondas EM fluyen a lo largo pero por fuera de las superficies metálicas. ¿Por qué es esto importante? Debido a que la física de una línea de transmisión es la física del "campo cercano" de una bobina o condensador, no la física de la libre - propagación de las ondas hertzianas. Cuando Tesla envió energía alrededor de la Tierra, él estaba utilizando a la Tierra como un cable eléctrico. Sus olas se acoplaron a los cargas dentro de la superficie de la Tierra. Él no estaba transmitiendo ondas de radio puras, a pesar de que la frecuencia de la energía de las olas podría ser el mismo que cualquier onda de radio normal. En su lugar, utilizaba un sistema de transmisión de un solo cable en el que la Tierra cumplía la función de dicho cable. La tecnología de Tesla utiliza efectos de "campos cercanos" de bobinas, condensadores, y líneas de transmisión, no las antenas dipolo que utilizan las ondas hertzianas, y en ese sentido sus olas eran "no- hertzianas"
Figura 7:
Un momento.... esto sólo puede funcionar si hay una sustancia dieléctrica que recubra el cable (la tierra). Sin esa capa, las olas no se ralentizarán y no podrán seguir la curvatura de la Tierra, se perderían al espacio. La atmósfera suministra este revestimiento, y la tierra resistiva también ayuda a reducir la velocidad de las olas para que se doblen y así sigan la superficie terrestre. Y aún mejor, hay una ionosfera conductora que actuará muy similar al "escudo" de un cable coaxial y forzara a las olas a ir alrededor de la Tierra.
Tesla estaba usando la tierra como una línea de transmisión. Él tenía razón cuando insistía en que estaba produciendo ondas longitudinales en el "medio natural". Estaba en lo cierto al decir que la tierra no era solamente una referencia de voltaje. En este caso el "medio natural" es la población de iones móviles en el polvo y partículas de la tierra y los océanos que provocan que esta se comporte como un conductor. Él estaba convirtiendo la superficie de la Tierra en un conductor de "G -line". Cualquier dispositivo eléctrico podría interceptar una parte de esa energía, siempre y cuando el dispositivo fuera conectado a la tierra y a un objeto de metal elevado.
Fuente:
- Juan Castagnino
- William Beaty
- www.lagazeta.com.ar
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Fuente: www.lagazeta.com.ar
Leonardo Castagnino
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