尼古拉特斯拉的发明,研究和作品

尼古拉特斯拉的发明、研究成果和作品Thomas Commerford Martin前言如今的电力问题主要就是电力如何传输比较经济和照明方式的彻底改变。

对于电气发明界的很多工人和有想法的人来说，那些很熟悉的仪器和设备看起来却是多么的笨重和浪费，并且因此受到很大的局限。

他们相信现阶段的法则必被打破，供电面积应该扩大，顾客的装置应该是很便宜和很简单的。

过去成绩斐然，昭示着未来定会取得更大的成果。

本书记录了在电气领域我们的先驱尼古拉特斯拉所做的工作，他被世界公认为当代最重要的探索者和发明人之一。

对于他的研究和发现的重要性的强调，我们无以复加。

伟大的创意和真正的发明通过固有的价值为它们赢得了一席之地。

我们确信，特斯拉正在为我们指引一条路，将引导电气科学多年的发展。

因此作者尽力把一切带着特斯拉天才印记的，并且值得保留的东西收集到一起。

本书的价值除了展示他的发明之外，对于展示他的思想境界或许也会有所帮助。

学会如何运用有活力、有创新的头脑，将会得到精神上的收获。

鉴于最近大众对于特斯拉的作品兴趣渐长，本书包含了他10年的成果。

其中包括他的演讲、各类文章和研讨记录，并且对他已知的发明做了注解，尤其是那些涉及多相电动机和高压、高频电流所产生的效应的发明。

我们将会看到特斯拉是如何的奋力前行，不曾有一刻停歇，把他所阐明的新的原理应用到实处。

无论在何处，如果可能，我将引用他的原文。

另外，本书的的发行得到了特斯拉本人的批准和认可，并且获得在本国和欧洲进行再版的许可。

特斯拉帮助作者校对了包括他最新研究的那一部分。

作者的朋友和编辑助理也对本书进行了仔细地修正，经过编辑助理——Joseph Wetzler之手，所有的校正得以通过。

1893年12月T.C.M目录第一部分多相电流第一章传记和介绍第二章交流电机和交流变压器组成的新系统第三章特斯拉旋转磁场——闭路电机——同步电动机——旋转磁场变压器第四章特斯拉多相系统的修饰和扩展第五章利用熟悉的直流电机形式第六章实现发动机或电动机设计速度的方法第七章旋转式直流电动机校准器第八章单电路、自起动同步电机第九章从双流电机到单流电机的转变第十章“电流残像”电机的人工保障第从力矩马达到同步电机的另一种转变方法第十二章“磁力残像”电机第十三章获得相磁屏蔽差异的方法第十四章特斯拉单相电机的类型第十五章具有不同电阻电路的电机第十六章在磁场和电枢中具有相同磁能的的电机第十七章在电枢和磁场中磁效应同时达到最大的电机第十八章基于铁芯内部和外部磁化相位差的电机第十九章特斯拉感应电机的另一种类型第二十章同步电机和力矩马达的结合第二十一章在电枢回路中具有电容器的电机第二十二章在磁场回路中具有电容器的电机第二十三章特斯拉多相变压器第二十四章在一级和二级线圈之间具有磁屏蔽的恒流变压器高频高压电流下的特斯拉效应第二十五章介绍——特斯拉演讲的范畴第二十六章纽约演讲——对于超高频交流电的经验和在人工照明方案上的应用，1891.5.20第二十七章伦敦演讲——对于高压高频交流电的经验，1892.2.3第二十八章费城和圣路易斯演讲——关于闪电和其他高频现象，1893.2和1893.3第二十九章特斯拉高频交流电机第三十章交流电静电感应装置第三十一章高频电流的“信息”第三十二章真空管放电各种各样的发明和作品第三十三章从交流电中获得直流电的方法第三十四章把铁片插在油中的电容器第三十五章电解注册表第三十六章热磁电动机和热磁发电机第三十七章Anti-sparking电机的电刷和换向器第三十八章直流电机辅助电刷控制第三十九章发电机的增强和发电机的制造第四十章特斯拉直流电弧闪电系统第四十一章单机发电机的增强附录：早期阶段的电机和特斯拉振荡器第四十二章特斯拉在世界博览会上的个人展出第四十三章特斯拉机械振荡器和电气振荡器第一部分多相电流第一章传记和介绍作为对特斯拉的研究和发现的介绍，本书传记性的语言会保持中立。

特斯拉于1857年出生在Smiljan，Lika，奥匈帝国的边境，属塞尔维亚族。

本族人主要聚居于土耳其边境，人们都为了自由而进行着不懈的斗争。

他的家庭是东欧瑞士人中比较古老的和典型的代表。

他的父亲是希腊教会的一位口才很好的牧师。

他的叔叔是波士尼亚的大主教。

他的母亲天生具有创造力，不仅对家务劳动驾轻就熟，而且乐于做一些机械设备，比如织布机，打蛋器和其他一些在农村生活中能够用到的机械。

尼古拉在Gospich的公立学校学了4年，然后又在“真正的学校”呆了3年。

之后被送到克罗地亚的Carstatt，他在那儿的“高级学校”学了3年。

在那里，他第一次看到蒸汽机车。

1873年，他顺利毕业并幸免于霍乱，之后投身于实验，尤其是电磁方面。

他的父亲希望他能继承家族的传统，进入教会，但是由于过强的天赋，他被格拉兹科技大学录取，完成学业后成为数学和物理学教授。

他实验用的一个设备是Gramme电机，作为动力。

虽然他的指导者完美地证明一个事实：运行此电机必须要有换向器和电刷，但是特斯拉还是怀疑这些附件是否有必要。

他凭借直觉找到一种方法可以使电机不需要这些附件而运行，据说从那时开始他就实施他的想法，并且最终发明出旋转磁场电机。

在Gratz的第二学年，特斯拉放弃了当老师的想法，继而开始学习工程学课程。

学习结束时，他回到家却发现父亲已经去世，之后他又去布拉格和布达佩斯学习语言，为了能够胜任工程专业的实践。

有一段时间，他在政府电报工程部门当一名助手，之后和他的朋友M.Puskas以及匈牙利其他的电话发明者开始来往。

他取得了一系列的电话发明，虽然这些发明并不完美，但他获益匪浅，并从中寻找到机遇。

为了获得更广阔的空间，他来到巴黎，进入一家电气照明企业的大公司当一名电气工程师。

就是在此期间，早在1882年的时候，他坚持不懈地努力，在一些可行的装置上体现出旋转磁场原理。

对此，他充满激情，不顾一切，并且相信这标志这电气领域的新开端。

事实上，要不是一些商业圈的朋友建议他成立一个公司来开发他的发明，特斯拉，这个未经世事的年轻人，早就找到了一个机会来公布他的想法，因为他相信他的想法在电气理论里是比较前卫的，并且是彻底的进步，也注定会对所有的电机产生深远的影响。

他最后决定去美国创造财富。

在法国，他遇到很多美国人，通过和他们接触，他了解到要想把电气领域的各种新想法应用到实践中，在美国会比较有利，因为只要你有比较新的且具有价值的发明，美国政府都会给你相应的鼓励。

他果断下定决心，放弃了在欧洲的前途。

一到美国，特斯拉就来到爱迪生的工厂，那是他实现抱负的地方。

我们可以想象特斯拉和他最钦佩的对象爱迪生合作能够获得多大的好处和激情。

然而要想实现他的想法，开发他的发明是不可能的，因为特斯拉一直得不到重用。

但是他的成果却引起了别人的注意，因此特斯拉离开了爱迪生的团队加入另一个公司，这个公司打算制造和销售弧光照明系统，其中的某部分会用到特斯拉的发明。

经过不断努力，他完善了这个系统，并且开始在市面销售。

不过，在这段时间占据他大部分时间和精力的东西却只是他以前关于交流电旋转磁场理论的发现，它在电机上的应用现在众所由于在这方面的坚持，他开始变得孤立，因为交流电并未得到公众的认可。

虽然有几个电气工程师曾经用过交流电，但绝大多数人完全没有意识到它的价值，甚至不清楚交流电的基本特性。

在当时，即便是特斯拉本人也不知道如何制作高效的交流电装置，直到经过后续的努力和实验才明白。

但是他的目的已经达到了。

在1887至1888年间的冬天，Anthony教授做了一个测试，这位著名的专家证明特斯拉电机可以达到直流电机相同的效率。

现在，没有什么东西能够阻碍特斯拉电机的商业开发和引进，除非这种东西是建立在当时的电路基础之上，因为全国的电路中都是高频电流。

他在这方面的成果——专利除外——第一次完全地公开，是1888年5月在纽约美国电气工程师协会发表的演讲（在Anthony教授和本书作者的建议之下），当时，他展示了一台很久以前就在运行的电机，并用它成功地证明了电刷和换向器并非必须。

本书在特斯拉关于多相电流的应用方面的发明那一部分将详细讲述他是如何从一开始掌握基本概念到全面应用的过程。

许多年来，特斯拉都在解释交流电所能带来的诸多好处，很自然的，他又开始引领更高电压和更高频电流的实验。

他曾经的努力没有白费，在这一领域很快取得了惊人的成果。

由于对这些实验有所了解，本书作者劝说特斯拉在美国电气工程师协会将它们重现。

这项工作在1891年5月的一次讲座中完成，毫无疑问，这标志着与传统电气理论和实践的完全不同，并且有很大的潜力。

纽约演讲和之后的演讲也包含在本书中，并做了补充特斯拉所做的研究范围远远超出了多相电流和高压照明。

本书的“乱七八糟”部分包含了许多其他的发明，比如，弧光照明，变压器，热磁发电机(pyro-magnetic generators)，热磁电动机(thermo-magnetic motors)，第三刷控制，增强发电机，白炽灯，电表，电容器，单极发电机，交流电转直流电，等等。

现在，特斯拉有许多的想法和发明，需要在适合的时候公布，这本书就涉及到他至今为止的成果。

第二章交流电机和交流变压器组成的新系统这一部分将介绍多相电流和特斯拉到目前为止的发明，其中涵盖了电枢表现出的旋转磁场两极（或者是引力之和）广义原理的几个特征。

毫无疑问，旋转磁场原理一经面世便激起电气工程师们很大的兴趣，而从单相交流电到多相交流电转变的重要性更是不言而喻。

仅仅这样考虑会对本书的主题造成误解，因为本书的目的绝不是想制造争议。

需要指出的是，特斯拉的工作至今都没有完全被理解或者意识到。

我相信，对很多读者来说，在这一部分对特斯拉所做的一些东西的分析将会是一个启示，同时，也会举例说明那些所述原理的灵活性和应用范围。

我们将会看到，特斯拉不仅仅停留在一个旋转磁场，而是更广泛地研究磁体合力的变换。

我们还会看到：他继续发展出由多分枝和多匝数构成的“多相”系统；他展示了广义概念的电机，在电枢磁场中使用异相直流电；他描述并且实现了一个想法，由铁芯和自闭线圈组成的电枢；他实现了同步力矩马达；他阐述并举例说明了普通结构的机械如何适应他的系统；他在磁场和电枢回路中使用电容器，并且通过对每一处细节的测试、证明或者是否定，来探明基本原理的本质。

既然重点正在转向更低频率电流，那就得说一下，特斯拉早就意识到电机工作中低频特性的重要程度。

事实上，他的第一台展机，也就是1887至1888年间的冬天Anthony 教授在他的测试中展出的，和直流电机具有相同功率，相同输出和相同启动扭矩的那一台，正是低频电机。

然而，越来越有必要利用这种电机跟高频回路结合起来，我们的调查将会以一种有趣的方式来揭示特斯拉在这一方向上的丰富资源。

若不是特斯拉尝试了这一领域的所有可能性，他也不会回归低频电流，并且坚持多相交流电系统的优越性，也不会让我们感到如此的震惊，并取得巨大的胜利。