číslo 32 / 2007

Rozhlas Plus

Rádio a lidé (16)
Seriál mapující osudy lidí a události spjaté s historií radiotechniky

Muž, který zkrotil Niagaru

V roce 1890 byla založena společnost Niagara Falls Power Company, která ustanovila mezinárodní komisi odborníků. Měla rozhodnout, jak co nejefektivněji využít vodní energii slavných vodopádů. Návrhy, které komise posuzovala, nabízely tři základní způsoby využití: hydraulicky, stlačeným vzduchem a elektricky. Komise po pečlivém výběru vybrala firmu Westinghouse. Její návrh využíval principu strojů a rozvodu střídavého proudu, jak je navrhl srbský fyzik a vynálezce Nikola Tesla (TR č. 28/2007 a TR č. 30/2007).

Návrh byl prosazen i proti vůli předsedy komise Williama Thomsona (známého spíš pod šlechtickým jménem lord Kelvin), který prosazoval přenos stejnosměrným proudem, a to dokonce i proti doporučení Thomase Alvy Edisona. Ale už roku 1891 obdržela firma Westinghouse objednávku na dodávku prvních tří velkých dvoufázových generátorů, přičemž výkon každého stroje činil pět tisíc koňských sil při napětí 2300 voltů. Stavba byla dokončena roku 1895 a o rok později byla elektrárna slavnostně uvedena do provozu. Napájela řadu továren v blízkém okolí a část energie byla odváděna do čtyřicet kilometrů vzdáleného Buffala.

Boj o proud

Celý svět psal o elektrárně na Niagaře jako o divu techniky. Příznačné je, že sám Nikola Tesla se na její spuštění ani nepřijel podívat. Cestu k Niagaře považoval za zbytečné zdržení ve výzkumu. Věnoval se tehdy vysokému napětí a vysoké frekvenci. Měl zvláštní povahu. Peníze a obchod bral pouze jako prostředek, jak získat prostředky na další bádání. Elektrárnu u Niagarských vodopádů nakonec za velikého zájmu veřejnosti přece jen navštívil. Stalo se tak 19. července roku 1896 a dnes zde vynálezce připomíná jeho socha.

Výzkum střídavého proudu běžel v té době už i v Evropě. Roku 1891 firma AEG uskutečnila přenos elektrické energie z elektrárny na řece Lauffenu na vzdálenost sto sedmdesáti pěti kilometrů se ztrátou pětadvaceti procent.

Mezi zastánci stejnosměrného a střídavého proudu se rozhořel těžký boj, podnícený především obchodními zájmy. Za stejnosměrný proud bojoval zejména Edison, který měl zavedenu výrobu elektráren a spotřebičů pracujících na tomto principu. Síly spojil s Thomsonovým koncernem a vznikla tak firma General Electric Company. Za střídavý proud naopak bojoval Westinghouse, který využíval Teslovy patenty. Kampaň za stejnosměrný proud využívala i speciální elektrické křeslo, které mělo prokázat nebezpečnost střídavého proudu pro lidi a zvířata. Přednosti střídavého proudu v energetice a průmyslu byly však natolik zřejmé, že i General Electric brzy nastoupil cestu využití střídavých proudů a začala spolupracovat se společností Westinghouse.

Vysokofrekvenční technika

V dobách prvních Teslových pokusů byly poměry týkající se frekvence (kmitočtu) nově zaváděného střídavého proudu velmi chaotické. První Teslovy stroje pracovaly s kmitočtem 133 Hz za vteřinu. Již v roce 1899 postavil Tesla generátor, který dával proud o kmitočtu několika tisíc hertzů. Vlastnosti elektřiny při vysokých frekvencích byly zcela jiné. Teslu to velmi zaujalo a na tuto dosud neprobádanou oblast se zaměřil. Už v roce 1890 vyvinul stroje pracující s kmitočtem střídavého proudu patnácti tisíc hertzů.

Dalším významným Teslovým objevem byl vysokofrekvenční transformátor. Ten se v prvních provedeních skládal z šesti paralelně zapojených Leydenských lahví. Jejich nabíjení probíhalo induktorem, který vyvinul jiskru okolo třiceti centimetrů délky. Pohon induktoru byl zajištěn ze sítě střídavého proudu o napětí 120 voltů přes reostat. Proud dosahoval intenzity okolo dvaceti ampérů. Baterie Leydenských lahví se vybíjela přes jiskřiště a primár vlastního transformátoru.

Primární vinutí Teslova transformátoru bylo navinuto malým počtem závitů silného drátu na porcelánovém izolátoru, sekundární vinutí procházelo vnitřkem cívky primárního vinutí a bylo navinuto tenkým drátem na papírovém válci, oba konce vinutí byly vyvedeny na kulové vybíječe, které byly umístěny na třínožkách pro snadné oddálení a přiblížení vybíjecích koulí. Po zapojení induktoru započalo nabíjení baterie, která se pak vybíjela přes jiskřiště a primár transformátoru tlumeným vysokofrekvenčním výbojem. Napětí těchto kmitů bylo vysoké, šlo už o miliony voltů, jiskry přitom hravě dosahovaly délky jednoho metru.

Vrtkavá štěstěna

Tesla předvedl svůj vysokofrekvenční transformátor užaslým návštěvníkům v laboratoři, která byla osvícena efektními výboji a silným třeskem vybíječů jeho transformátorů. Laboratoř ovšem roku 1895 vyhořela a všechno zařízení lehlo popelem. Stalo se to v době, kdy vynálezce plánoval zřízení pokusné vysílací stanice u New Yorku. Požár ho zdržel, ale už roku 1897 Tesla postavil stanici, která umožňovala příjem a vysílání telegrafních značek v okruhu pětatřiceti kilometrů.

Ještě v roce 1899 Tesla pomyslně vedl nad italským vynálezcem Marconim, když v Coloradu spustil vysílač o výkonu 200 kW, jímž dociloval spojení na vzdálenost tisíce kilometrů. A hned roku 1900 zahájil výstavbu obrovského vysílače ve Wardenclyffu. Tento projekt však skončil krachem a pohltil veškeré Teslovy finance. Vynálezce přitom neustále snil o možnostech přenášení energie bez drátu, přenos telegrafních značek mu totiž připadal primitivní. Když potom roku 1901 Marconi překonal bezdrátovým vysíláním telegrafních značek Atlantik (TR č. 12/2007), Teslův projekt zůstal definitivně bez prostředků a nikdy nebyl obnoven. Teslu natrvalo opustilo štěstí.

V jednom z hotelů v New Yorku dožíval osamoceně své poslední dny. Nikdo by ve starém pánovi, který pravidelně chodil krmit holuby, nepoznal slavného vynálezce. Nikola Tesla zemřel 7. ledna roku 1943 v New Yorku. Svět na něj však nezapomněl a připomíná si dodnes jeho zásluhy ve výzkumu elektrického pole a elektrických strojů. Na Teslovu počest byla jednotka magnetické indukce pojmenována jeho jménem. Zcela právem.

MIREK FIALA, e-mail: vlad.fiala@quick.cz

Snímky archiv

(Pokračování v TR č. 34/2007)