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Nikola Tesla U.S. Patent 1.119.732 – Apparecchio per la Trasmissione di Energia Elettrica (Originale)

Conoscere Nikola Tesla significa venire a conoscenza di una persona Umile, Modesta e con un atteggiamento mentale estremamente umanistico e leggere un testo scientifico originale scritto di sua mano e’ sempre una grande emozione.

Sedetevi comodi, un sacchetto di patatine a fianco se proprio non potete farne a meno e buona lettura

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UNITED STATES PATENT OFFICE.

NIKOLA TESLA, OF NEW YORK, N. Y.

TESLA PATENT 1,119,732 APPARATUS FOR TRANSMITTING ELECTRICAL ENERGY.

119,732.Specification of Letters Patent.Patented Dec. 1, 1914.

Application filed January 18, 1902. Serial No. 90,245. Renewed May 4,1907. Serial No. 371,817.

A tutti coloro che possono essere interessati:

Sia noto che io, NIKOLA TESLA, cittadino degli Stati Uniti, residente nel distretto di Manhattan, nella città, contea e Stato di New York, ho inventato alcuni nuovi e utili miglioramenti in apparecchi per la trasmissione di energia elettrica, di cui il seguente è una specifica, con riferimento ai disegni che accompagnano e formano una parte dello stesso.

Nel tentativo di adattare correnti o scariche di altissima tensione a vari usi preziosi, come la distribuzione di energia attraverso fili da impianti centrali a luoghi distanti di consumo, o la trasmissione di potenti disturbi a grandi distanze, attraverso i mezzi naturali o non artificiali. Ho incontrato difficoltà nel confinare quantità considerevoli di elettricità nei conduttori e nell’impedire la sua perdita sui loro supporti, o la sua fuga nell’aria ambiente, che avviene sempre quando la densità della superficie elettrica raggiunge un certo valore.

L’intensità dell’effetto di un circuito di trasmissione con un terminale libero o elevato è proporzionale alla quantità di elettricità spostata, che è determinata dal prodotto della capacità del circuito, dalla pressione e dalla frequenza delle correnti impiegate.

Per produrre un movimento elettrico della grandezza richiesta è auspicabile caricare il terminale il più possibile, perché mentre una grande quantità di elettricità può anche essere spostata da una grande capacità caricata a bassa pressione, ci sono svantaggi incontrati in molti casi quando la prima è fatta troppo grande.

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Il principale di questi è dovuto al fatto che un aumento della capacità comporta un abbassamento della frequenza degli impulsi o delle scariche e una diminuzione dell’energia di vibrazione. Questo si capirà quando si terrà presente che un circuito con una grande capacità si comporta come una molla molleggiata, mentre uno con una piccola capacità si comporta come una molla rigida, vibrando più vigorosamente.

Quindi, per raggiungere la più alta frequenza possibile, che per certi scopi è vantaggiosa e, a parte questo, per sviluppare la massima energia in un tale circuito di trasmissione, utilizzo un terminale di capacità relativamente piccola, che carico alla pressione più alta possibile.

Per ottenere questo risultato ho trovato imperativo costruire il conduttore sopraelevato in modo che la sua superficie esterna, sulla quale si accumula principalmente la carica elettrica, abbia essa stessa un grande raggio di curvatura, o sia composta da elementi separati che, indipendentemente dal loro raggio di curvatura, siano disposti in prossimità l’uno dell’altro e in modo che la superficie ideale esterna che li avvolge abbia un grande raggio.

Evidentemente, più piccolo è il raggio di curvatura, maggiore sarà, per un dato spostamento elettrico, la densità superficiale e, di conseguenza, minore sarà la pressione limite a cui il terminale può essere caricato senza che l’elettricità sfugga nell’aria. Un tale terminale lo assicuro ad un supporto isolante che entra più o meno nel suo interno, e allo stesso modo collego il circuito ad esso all’interno o, generalmente, in punti dove la densità elettrica è piccola.

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Questo piano di costruzione e supporto di un conduttore altamente caricato ho trovato essere di grande importanza pratica, e può essere utilmente applicato in molti modi.

Facendo riferimento al disegno allegato, la figura è una vista in elevazione e in sezione parziale di un terminale libero migliorato e di un circuito di grande superficie con struttura di sostegno e apparato generatore.

Il terminale D è costituito da un telaio metallico opportunamente sagomato, in questo caso un anello di sezione quasi circolare, che è coperto da piastre metalliche semisferiche P P, costituendo così una superficie conduttrice molto ampia, liscia su tutti i punti in cui si accumula principalmente la carica elettrica.

Il telaio è sostenuto da una robusta piattaforma espressamente prevista per apparecchi di sicurezza, strumenti di osservazione, ecc. che a sua volta poggia su supporti isolanti F F. Questi devono penetrare molto nell’intercapedine formata dal terminale, e se la densità elettrica nei punti in cui sono imbullonati al telaio è ancora notevole, possono essere appositamente protetti da cappucci conduttori come H.

Una parte dei miglioramenti che formano l’oggetto di questa specifica, il circuito di trasmissione, nelle sue caratteristiche generali, è identico a quello descritto e rivendicato nei miei brevetti originali n. 645.576 e 649.621. Il circuito comprende una bobina A che è in stretta relazione induttiva con un primario C, e un’estremità della quale è collegata a una piastra di terra E, mentre la sua altra estremità è condotta attraverso una bobina separata di autoinduzione B e un cilindro metallico B’ al terminale D.


Il collegamento a quest’ultimo dovrebbe sempre essere fatto al centro o vicino, al fine di garantire una distribuzione simmetrica della corrente, come altrimenti, quando la frequenza è molto alta e il flusso di grande volume, il rendimento dell’apparecchio potrebbe essere compromesso.

Il primario C può essere eccitato in qualsiasi modo desiderato, da una fonte adatta di correnti G, che può essere un alternatore o un condensatore, il requisito importante è che la condizione di risonanza è stabilito, vale a dire, che il terminale D è caricato alla massima pressione sviluppata nel circuito, come ho specificato nei miei brevetti originali prima citato.

Le regolazioni devono essere fatte con particolare attenzione quando il trasmettitore è di grande potenza, non solo per motivi di economia, ma anche per evitare pericoli.

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Ho dimostrato che è possibile produrre in un circuito risonante come E A B B’ D immense attività elettriche, misurate in decine e persino centinaia di migliaia di cavalli vapore, e in tal caso, se i punti di massima pressione dovessero essere spostati sotto il terminale D, lungo la bobina B, una palla di fuoco potrebbe scoppiare e distruggere il supporto F o qualsiasi altra cosa nel modo.

Per un migliore apprezzamento della natura di questo pericolo va detto che l’azione distruttiva può avvenire con una violenza inconcepibile. Ciò cesserà di essere sorprendente quando si terrà presente che l’intera energia accumulata nel circuito eccitato, invece di richiedere, come in condizioni normali di lavoro, un quarto del periodo o più per la sua trasformazione dalla forma statica a quella cinetica, può spendersi in un intervallo di tempo incomparabilmente più piccolo, ad un tasso di molti milioni di cavalli vapore.

L’incidente può verificarsi quando, essendo il circuito di trasmissione fortemente eccitato, le oscillazioni impresse su di esso sono causate, in qualsiasi modo più o meno improvviso, per essere più veloce delle oscillazioni libere. È quindi consigliabile iniziare le regolazioni con oscillazioni impresse deboli e un po’ più lente, rafforzandole e accelerandole gradualmente, finché l’apparecchio non sia stato portato sotto perfetto controllo.

Per aumentare la sicurezza, fornisco in un posto conveniente, preferibilmente sul terminale D, uno o più elementi o piastre o di raggio di curvatura un po’ più piccolo o sporgenti più o meno oltre gli altri (nel qual caso possono essere di raggio di curvatura più grande) in modo che, se la pressione sale ad un valore, oltre il quale non si vuole andare, la potente scarica può sfrecciare fuori e perdersi innocuamente nell’aria.

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Una tale piastra, che svolge una funzione simile a quella di una valvola di sicurezza su un serbatoio ad alta pressione, è indicata a V.

Estendendo ulteriormente i principi alla base della mia invenzione, si fa particolare riferimento alla bobina B e al conduttore B’. Quest’ultimo ha la forma di un cilindro con superficie liscia o levigata di un raggio molto più grande di quello degli elementi semisferici P P, e si allarga sul fondo in un cappuccio H, che deve essere scanalato per evitare perdite per correnti parassite e il cui scopo sarà chiaro da quanto detto sopra.

La bobina B è avvolta su un telaio o tamburo D1 di materiale isolante, con le sue spire vicine. Ho scoperto che quando è così avvolta l’effetto del piccolo raggio di curvatura del filo stesso è superato e la bobina si comporta come un conduttore di grande raggio di curvatura, corrispondente a quello del tamburo.

Questa caratteristica è di notevole importanza pratica ed è applicabile non solo in questo caso speciale, ma in generale.

Per esempio, tali piastre a P P del terminale D, anche se preferibilmente di grande raggio di curvatura, non devono essere necessariamente così, perché a condizione solo che le singole piastre o elementi di un conduttore ad alto potenziale o terminale sono disposti in prossimità l’uno dell’altro e con i loro confini esterni lungo una superficie ideale simmetrica avvolgente di un grande raggio di curvatura, i vantaggi dell’invenzione sarà più o meno pienamente realizzato.

L’estremità inferiore della bobina B – che, se lo si desidera, può essere estesa fino al terminale D – dovrebbe essere un po’ al di sotto del giro più alto della bobina A. Questo, trovo, riduce la tendenza della carica a staccarsi dal filo che collega entrambi e a passare lungo il supporto F’.

Avendo descritto la mia invenzione, rivendico:

1) Come mezzo per produrre grandi attività elettriche un circuito risonante avente i suoi confini conduttori esterni, che sono caricati ad un alto potenziale, disposti in superfici di grandi raggi di curvatura in modo da impedire la perdita della carica oscillante, sostanzialmente come indicato.

2) In apparecchi per la trasmissione di energia elettrica un circuito collegato a terra e ad un terminale elevato e avente i suoi confini conduttori esterni, che sono soggetti ad alta tensione, disposti in superfici di grandi raggi di curvatura sostanzialmente come, e per lo scopo descritto.

3) In un impianto per la trasmissione di energia elettrica senza fili, in combinazione con un circuito primario o eccitante un secondario collegato a terra e ad un terminale elevato e avente i suoi confini conduttori esterni, che sono caricati ad un alto potenziale, disposti in superfici di grandi raggi di curvatura allo scopo di prevenire perdite e perdite di energia, sostanzialmente come e allo scopo descritto.

4) Come mezzo di trasmissione dell’energia elettrica a distanza attraverso i mezzi naturali un circuito risonante a terra, comprendente una parte su cui si imprimono le oscillazioni e un’altra per l’innalzamento della tensione, avente i suoi confini conduttori esterni su cui si accumula una carica ad alta tensione disposta in superfici di grandi raggi di curvatura, sostanzialmente come descritto.

5) Il mezzo per produrre potenziali elettrici eccessivi che consiste in un circuito eccitante primario e un secondario risonante che ha i suoi elementi conduttori esterni che sono soggetti ad alta tensione disposti in prossimità l’uno dell’altro e in superfici di grandi raggi di curvatura in modo da impedire la perdita della carica e il conseguente abbassamento del potenziale, sostanzialmente come descritto.

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6) Un circuito comprendente una parte su cui si imprimono le oscillazioni e un’altra parte per aumentare la tensione per risonanza, quest’ultima parte essendo appoggiata su luoghi di bassa densità elettrica e avendo i suoi confini conduttori più esterni disposti in superfici di grandi raggi di curvatura, come esposto.

7) In un apparecchio per la trasmissione di energia elettrica senza fili un circuito messo a terra i cui elementi conduttori esterni hanno una grande area aggregata e sono disposti in superfici di grandi raggi di curvatura in modo da permettere l’immagazzinamento di un’alta carica ad una piccola densità elettrica e prevenire la perdita per perdita, sostanzialmente come descritto.

8) Un trasmettitore senza fili che comprende in combinazione una fonte di oscillazioni come un condensatore, un circuito eccitante primario e un conduttore secondario messo a terra ed elevato i cui confini conduttori esterni sono in prossimità l’uno dell’altro e disposti in superfici di grandi raggi di curvatura, sostanzialmente come descritto.

9) In apparecchi per la trasmissione di energia elettrica senza fili con un conduttore o un’antenna sopraelevata che ha i suoi elementi conduttori o di capacità esterni ad alto potenziale disposti in prossimità l’uno dell’altro e in superfici di grandi raggi di curvatura in modo da superare l’effetto del piccolo raggio di curvatura dei singoli elementi e la perdita della carica, come descritto.

10) Un circuito di trasmissione risonante a terra che ha i suoi confini conduttori esterni disposti in superfici di grandi raggi di curvatura in combinazione con un terminale elevato di grande superficie sostenuto in punti di bassa densità elettrica, sostanzialmente come descritto.

NIKOLA TESLA

  • Testimoni:
  • M. LAWSON DYER,
  • RICHARD DONOVAN.

Fonte: teslauniverse.com

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