マブハイさんのサイトより
https://memohitorigoto2030.blog.jp/archives/27262692.html
＜転載開始＞
ニコラ・テスラは、彼が開発した一定周波数の電気を生成する機械がニューヨークで地震を引き起こしたと主張しました。彼の主張は本当でしょうか？この素晴らしい技術の仕組みを探り、また、彼の地震に関する主張の真偽を確かめてみましょう。
1898年、ニューヨークの48 E. Houston St.にある彼の研究所の地域に警察と救急車が出動した地震は、当時彼が実験していた「オーバーコートのポケットに入る」小さな機械がその結果であったことを、ニコラ・テスラは明らかにしました。
「私は振動の実験をしていました。私は自分の機械を動かしていて、建物の振動と調和させることができるかどうか試してみたかったのです。私はそれを少しずつ上げていきました。すると、独特のパキパキという音がしました。私はアシスタントたちにその音がどこから聞こえるのか尋ねましたが、彼らは答えられませんでした。私は機械をさらに数段階上げました。すると、より大きなパキパキという音がしました。私は、鋼鉄の建物の振動に近づいていることが分かりました。私は装置をもう少し高くしました。すると突然、その場にあるすべての重機が飛び交い始めました。私はハンマーを掴んで装置を壊しました。あと数分もすれば建物が倒れていたでしょう。外の通りは大混乱でした。警察と救急車が到着しました。私はアシスタントたちに何も言わないよう伝えました。警察には地震だったのだろうと伝えました。それが彼らが知るすべてでした。」
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＜転載開始＞
ニコラ・テスラは、彼が開発した一定周波数の電気を生成する機械がニューヨークで地震を引き起こしたと主張しました。彼の主張は本当でしょうか？この素晴らしい技術の仕組みを探り、また、彼の地震に関する主張の真偽を確かめてみましょう。
ニコラ・テスラの不思議な発電機｜完全版物理学
電気機械式発振器とテスラの地震発生装置
1898年、ニューヨークの48 E. Houston St.にある彼の研究所の地域に警察と救急車が出動した地震は、当時彼が実験していた「オーバーコートのポケットに入る」小さな機械がその結果であったことを、ニコラ・テスラは明らかにしました。
「私は振動の実験をしていました。私は自分の機械を動かしていて、建物の振動と調和させることができるかどうか試してみたかったのです。私はそれを少しずつ上げていきました。すると、独特のパキパキという音がしました。私はアシスタントたちにその音がどこから聞こえるのか尋ねましたが、彼らは答えられませんでした。私は機械をさらに数段階上げました。すると、より大きなパキパキという音がしました。私は、鋼鉄の建物の振動に近づいていることが分かりました。私は装置をもう少し高くしました。すると突然、その場にあるすべての重機が飛び交い始めました。私はハンマーを掴んで装置を壊しました。あと数分もすれば建物が倒れていたでしょう。外の通りは大混乱でした。警察と救急車が到着しました。私はアシスタントたちに何も言わないよう伝えました。警察には地震だったのだろうと伝えました。それが彼らが知るすべてでした。」
このとき、ある抜け目のない記者が、エンパイアステートビルを破壊するには何が必要かという質問をテスラ博士に投げかけ、博士は次のように答えました：
「振動があれば何でもできます。ビルの固有振動数に合わせて機械の振動数を上げれば、ビルは崩れ落ちます。兵士たちが橋を渡るときに歩調を乱して歩くのはそのためです。」
1935年7月10日、ニューヨーカーホテルのスイートルームで毎年恒例の誕生日祝いの取材に応じた際、テスラは、あらゆる地上の距離において、機械的エネルギーを最小限の損失で正確に伝送する方法を発表しました。これには、関連する新しい通信手段と、地下の鉱物資源の正確な位置を特定しやすくする、と主張する手法も含まれていました。その時、彼はヒューストン・ストリートの研究所で機械振動器の実験を行っている最中に、地面が揺れる「地震」が起こり、警察や救急車が現場に駆けつけたことを思い出しました。
テスラの機械式動力伝達システムは、彼が「テレゲオダイナミクス」と名付けたもので、主に彼のレシプロエンジン（特許番号US514,169 - Reciprocating - 1894年2月6日）の発明に基づいています。テスラの機械式振動子の基本的な動作原理はよく理解されていますが、この機械が地下探査にどのように使用されたかについてはほとんど語られていません。
電気機械式発振器は、無線送受信装置の両方で使用される等時性（すなわち、周波数安定）の交流電源として、もともと設計されました。 動的システム理論では、振動子の周波数が振幅に依存しない場合、等時性と呼ばれます。 電気機械式装置は、駆動力の変化に関わらず、同じ速度で動作します。そのため、一定の周波数（Hz）を維持します。
初期の実験で使用された単純な機械式振動子 - 後にコイルと磁場が取り付け
られ、正確に一定の周波数の電流を生成するようになった
オリジナルの往復式蒸気エンジン
ポール・エイトソン著
発振器の設計については、テスラ博士に敬意を表さなければなりません。しかし、彼の仕事の粗雑な表現をここに掲載します。この図は縮尺通りではないことにご注意ください。発振器内の実際のピストンは、[1/「最大3/8」]の距離を移動します。1の下の分数の下の部分が欠けていることに気づくかもしれません。実際の数値が印刷された本を見たことがないので、これは謎のひとつです。1/1000という小さな数値である可能性もあり、印刷業者がその数値を印刷できなかったのかもしれません。
この発振器の主たる特徴のひとつは、わずかなエネルギー入力で巨大な重量（コイル）を動かすことができることです。これはピストンのわずかな動きと、ピストンが閉じたチャンバーに激突することによって生じるスプリング効果によるものです。チャンバー内の空気が圧縮されてスプリングの役割を果たし、ピストンを反対方向に移動させます。同時に、ピストンのスロットが入口と一直線に並び、高圧がピストンをロケットのように反対側の端まで推進させ、再び「エアスプリング」に激突します。
この図には、ピストンの周波数も制御する電磁コイルシステムは示されていません。できるだけ早く、追加の図を提出します。
シャフトの両側に配置された2つの電磁石。図では、コイルの直径は約1フィート（約30cm）のようです。シャフトが静止しているとき、シャフトの両端には電磁石の磁界のどちらか側に2つのコイルのペアが取り付けられています。シャフトを軽くたたくと、コイルが電磁界に押し込まれます。1つのコイルが電磁界に入ると、シャフトの反対側のコイルに電気が流れ、コイルに振動が生じます。これは、テスラコイル（奇しくも）で生じる振動とやや似ています。また、テスラコイルと同様に、電界コイルに電気を供給するコンデンサーの配置についても言及されています。
1893年8月25日（金）の夜、テスラはシカゴで開催された万国博覧会の農業館に隣接するホールで、電気会議のメンバーを前に、自身の機械的および電気的発振器に関する講演をしました。 その部屋に置かれた装置に加え、彼は電気モーターで駆動する空気圧縮機を使用しました。
テスラは、エリシャ・グレイ博士の紹介で、まず、適用される蒸気や空気の圧力に左右されず、また摩擦損失や負荷にも影響されない、最も広い範囲で完璧に一定の周期の振動を生み出すメカニズムを構築することが、彼が解決しようとしていた問題であったと述べました。第二に、動作条件に左右されず、完璧に一定周期の電流を発生させること、そして、スパークギャップやブレークを利用することなく、信頼性が高く、確実な作用をもたらすメカニズムでこれらの電流を発生させること。 彼は自身の装置でこれを成功させました。そして、この装置によって、科学者たちは、交流電流の精密な調査を遂行するのに必要なものを得ることになります。 テスラは、この2つの発明をそれぞれ、機械式振動子、電気式振動子と呼びました。これは、非常に適切な名称です。
前者は、次のような仕組みで構築されています。シリンダー内のピストンが、部品の適切な配置により、往復運動工具と同様に自動的に往復運動するように作られています。テスラは、彼が構想したような高い周波数で効率的に動作するように装置を完成させるために、多大な労力を費やしたと指摘しました。しかし、彼は遭遇した多くの困難について詳しく述べることはありませんでした。ただし、彼は実際に極めて薄い空気クッションに振動しながら引き裂かれた鋼鉄製軸受の破片を公開しました。
前述のピストンに関連して、彼のモデルの1つでは独立したチャンバーにエアスプリングまたはダッシュポットが組み込まれています。
[487ページ]
あるいは、発振器自体のチャンバー内にスプリングを配置します。この美点を理解するには、彼が示した配置では、スプリングの剛性や可動部品の重量、つまり振動周期に関係なく、スプリングの振動は常に加えられた圧力と等時的である、と述べるだけで十分です。このため、これらの振動によって得られる結果は実に素晴らしいものとなります。テスラは、非常に剛性の高い空気バネを用意し、バネの反動により、慣性を考慮した上で、大きな重量物を非常に速い速度で振動させることができました。例えば、ある実験では、彼は約20ポンドの重りを毎秒約80回の割合で、約7/8インチのストロークで振動させています。しかし、ストロークを短くすることで、重りを何百回も振動させることができ、他の実験でも実際にそうしています。
振動を開始するには、強力な打撃を加えますが、調整次第では、ごくわずかな力で開始できるようになります。また、特別な措置を講じなくても、圧力を急にオンにするだけで開始できます。振動は、もちろん等時性であるため、圧力の変化はストロークの短縮または伸長をもたらすだけです。テスラ氏は、装置の構造を明確に示した多数の図面を示し、その動作がはっきりと理解できるようにしました。ダッシュポット内の圧力と外気圧を均等化するための特別な措置が講じられています。この目的のため、ダッシュポットの内部室は外気と通じているように設計されており、密閉された空気の温度がどのように変化しても、外気と同じ平均密度を維持し、これにより一定の剛性を持つスプリングが得られます。もちろん、大気の圧力は変化し、それによってばねの剛性も変化し、結果として振動の周期も変化します。この特徴は、この装置の大きな美点のひとつです。なぜなら、テスラ氏が指摘したように、この機械システムは、2点間でぴんと張られた弦のように正確に機能し、ノードが固定されているため、張力のわずかな変化が振動の周期をまったく変化させないからです。
このような装置の用途は、もちろん数多く、明白です。まず、もちろん、電流を発生させることです。テスラは、演台に置かれたさまざまなモデルや装置を使って、その方法を示しました
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彼は、発電機を発振器と組み合わせることで、練習を行いました。彼は、電気システムの振動周期が機械的な振動を妨げ、周期性を変化させるのではなく、ストロークを短くするだけであるために、どのような条件を観察しなければならないかを指摘しました。彼は、自己誘導とコンデンサーを組み合わせ、電気システムに機械自体が振動するのと同じ周期を与えます。これにより、両者が同期し、電気的および機械的な共振が得られ、まったく変化することなく維持されます。
次に、彼は精巧な歯車仕掛けのモーターの模型を示しました。このモーターは、これらの電流によって、どのような気圧が加わっても一定の速度で駆動し、時計として使用できるものでした。また、彼は、このような仕組みで駆動する時計を振動子に取り付けることができ、正確な時間を刻むことができることを示しました。テスラが指摘したもう一つの興味深い特徴は、等時性振動を得るためにスプリングで往復ピストンの動きを制御するのではなく、実際には電磁システムの自然振動によって機械的な動きを制御することが可能であり、そのケースは非常に単純で振り子のケースと非常に類似していると述べたことです。したがって、仮に、できれば、周期的に力を加えることで振動を維持できるような、非常に重い振り子があったとします。今、その力は、それがどのように変化しようとも、振り子を振動させることはできても、その周期を制御することはできません。
また、テスラは非常に興味深い現象について、実験を交えて説明しました。この新しい装置を用いることで、ある方向のインパルスの起電力が他方向の起電力よりも優勢となる交流電流を作り出すことができるため、直流電流の効果が得られるのです。実際、テスラは、これらの電流が直流電流として多くの用途に利用できるのではないかと期待を表明しました。この優勢な起電力の原理について、彼は次のように説明しています。「導体が磁場内に移動し、その後突然引き戻されたとします。電流が遅延しなければ、実行される作業はわずかなものになります。しかし、電流が遅延すれば、磁場はバネのように作用します。電流によって導体の運動が停止し、電流が流れている状態で電流が停止した瞬間に、
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導体に最大電流が流れていると想像してください。この電流はレンツの法則に従って再び導体を磁場から押し出し、導体に抵抗がなければ、導体は磁場に入ったときと同じ速度で磁場から出ていくでしょう。電流に頼らずに、機械的に加えられた力が、導体を磁場から脱出させるのに役立つようにタイミングを合わせれば、導体が磁場から脱出する速度が、磁場に入ったときの速度よりも速くなる可能性があることは明らかです。その結果、一方のインパルスが他方の電磁場よりも優勢になるのです。
このような電流の流れで、テスラは磁石を強く励磁し、電流のインパルスのうちの1つが優勢であることを証明する多くの興味深い実験を行いました。その中には、発振器に極の間に小さな空隙のあるリング磁石を取り付けたものもありました。この磁石は1秒間に80回上下に振動しました。リング磁石の空隙に銅の円盤を挿入すると、急速に回転しました。テスラは、この実験は、金属の塊を流れる電流の流れが、いわゆるホール効果とは全く独立した形で磁石の存在によって乱されることを示しているようだと述べました。また、振動する磁石との接続方法として非常に興味深い方法も示しました。これは、磁石に絶縁された小さな鉄の棒を取り付け、その棒に通電コイルの端を接続することで実現しました。磁石が振動すると、鋼鉄棒に定常ノードが生成され、これらのポイントに直流電源の端子が取り付けられました。また、テスラは、同氏の装置で生成されるような電流の用途のひとつとして、共振による振動を感知することで、同じ回路に接続された多数の装置の中から任意の装置を選択できることを指摘しました。テスラの装置によって調和波同期電信が新たな弾みを得ることは疑いようがなく、また、広大な可能性が再び開かれるでしょう。
テスラ氏は、自身の最新の成果に非常に意気揚々としながら、実用的な知識と科学的知識の両方を持つ人々の手にかかれば、彼が説明した装置が重要な結果をもたらすだろうと述べました。彼は、あらゆる方向からの機械的振動の影響を調査できるようになったことに特に重点を置き、また、鋼鉄コアに関連する多くの事実を観察したことを示しました。
1893年8月25日、シカゴ万国博覧会における電気会議のデモンストレーションで使用された、等時性振動を発生させる大型の電磁制御機械式振動子。マーティン著『図312、p.490』に図解されています。
これが実際に電磁発振器の写真です。 界磁子の大きさに注目してください。 これらは多数の平らな鉄板で構成されています。 単一の鉄板ではなく、平らな鉄板を使用することで、磁場が強くなります。永久磁石と永久磁石、電磁石の組み合わせを用いた最近の研究では、振動子による仕事量を大幅に増やすことができました。テスラ博士の装置では、電流は発電機によって磁場コイルに供給されます。永久磁石または組み合わせ磁石の配置を使用することで、磁場コイルに供給する電流を減らすことができ、その結果、出力が増加します。
ピストンの動きは3つの異なる方法で制御されていました。シャフトの両端のコイルを接続すると、コイルが完全に充電されたときに反対側のコイルが磁場に引き寄せられ、その結果、コイルが磁場に入ったのと同じ速度で磁場から反発されることになります。シャフトの動きは、空気バネと作動流体の圧力によって機械的に反転されます。ピストンを駆動させるには、蒸気または空気のいずれかを使用できます。蒸気を使用する場合は、蒸気がジャケットに入り凝縮すると真空が生じます。出口で生じた真空が、蒸気の反対側の端の圧力に加えてピストンを引っ張ります。この図の最も重要な部分は図示できませんが、実演は可能です。この機械の共振周波数は、任意の物体の共振周波数に合わせて調整することができます。
テスラ博士はピストンの電気的または機械的な動きを調整することで、部屋の中の物体の共振周波数を一致させることができました。 彼は、共振周波数を一致させることで、回路内の異なる物体を識別することができました。 機械式発振器は、振動を減衰させるために木製のブロックに取り付ける必要がありました。 テスラ博士は、自身の発振器の1つでバラバラに引き裂かれた鋼鉄製アーバーの一部も示しました。
図312の図は、テスラ氏がこの分野の研究初期に用いた装置の1つを透視図で示しています。その内部構造は、図313の断面図で明らかになっています。ピストンPは、内周面に全周にわたって延びる溝付きポートO O、Iを備えた円筒Cの中空部に収められていることに注目してください。この特定の装置には、作動流体の出口用に2つの溝O Oがあり、入口用に1つの溝Iがあります。ピストンPには、互いに慎重に決定された距離を置いて2つのスロットS S'が設けられています。ピストンに穿たれた穴にねじ込まれたチューブT Tは、スロットS S'とピストンの両側の各チャンバーとの連絡を確立し、これらの各チャンバーは、それらから離れた位置にあるスロットと連絡しています。ピストンPはシャフトAにしっかりとねじ込まれています。
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これは、シリンダーCの端にあるフィッティングボックスを通過します。ボックスは、シリンダーCの中空部分に慎重に決定された距離だけ突出しており、これによりストロークの長さが決定されます。
全体を囲むのはジャケットJです。このジャケットは主に、発振器から発生する音を低減する働きをします。また、発振器が蒸気で駆動される場合、ジャケットとして機能します。この場合、磁石の配置は若干異なります。ここで図示されている装置は、デモンストレーション用に設計されたもので、この目的には空気を使用するのが最も便利であるためです。
磁気フレーム M M は発振器を密接に囲むように固定され、2つの強力な磁場を反対側に形成する励磁コイルを備えています。磁気フレームは薄い鉄板でできています。このようにして生み出された強力な磁場の中に、2組のコイルH Hが配置されています。コイルは金属フレームに支えられ、ピストンのシャフトAにねじ止めされ、両側のボックスB Bに追加の軸受けを備えています。全体は、2つの木製ブロックの上に置かれた金属ベースに取り付けられています。
装置の動作は次の通りです。作動流体が入口パイプからスロットIに流入し、ピストンが指定の位置にあると仮定すると、シャフトの1つを軽くたたくだけで十分です。
[492ページ]
箱Bから突き出た端部。ピストンが左に移動するような動き（図を見ながら）が与えられた場合、空気はスロットS'とチューブTを通って左のチャンバーに流れ込みます。すると、圧力によってピストンは右方向に移動し、慣性により平衡位置を越えて、スロットSとチューブTを通って右側のチャンバーに空気が流れ込みます。一方、左側のチャンバーへの連絡は遮断され、左側の出口Oから空気が排出されます。復帰ストロークでは、右側でも同様の動作が行われます。この振動は連続的に維持され、空気圧と負荷に応じて、1インチに満たないごくわずかな振動から、3/8インチ強の振動まで発生します。この装置で、白熱灯がどのようにして燃焼を維持しているのかを見るのは、実に興味深いものです。
中略
以前にも方向性はありました。多くの発明家が、蒸気機関のピストンにコイルや磁気コアを取り付けて電流を発生させたり、音叉の振動や類似の装置で電流を発生させようと考えたことは、一度や二度ではないでしょう。しかし、技術的な観点から見ると、そのような仕組みには欠点があることは明らかです。しかし、テスラ氏は講演の冒頭で、一定周期の電流を発生させる必要性から、そしてその結果として、最もシンプルかつ経済的な方法で電気振動を維持しようとする努力から、一連の結論に至り、この新しい分野の研究に取り組むことになったと指摘しました。
私の研究室が火災で焼失した直後、私が最初に行ったのは、この発振器（図27）の設計でした。等時性発振の生成が絶対的に必要であると私はまだ認識しており、オルタネーターではそれを実現できなかったため、この機械を製作しました。それは非常に高価なものでした。4つのエンジンで構成されていました。4つのエンジンは2つずつペアになっており、中央に等時性制御装置があり、さらに、その制御装置は、2つのペアのエンジンを任意の位相に設定したり、任意の拍を生成したりできるように配置されていました。通常、私は4分の1位相で操作していました。つまり、90度の位相差の電流を生成していました。
ところで、今、初めてヒューストン通りに私の装置を設置しました。この装置は、減衰および非減衰の振動を得るために使用しました。しかし、私の装置を使用したものの、私の経験がなかった他の人々は、減衰振動を発生させていたのに対し、私の振動はほぼ常に連続的、つまり非減衰であったことを述べる必要がありました。なぜなら、私の回路は減衰係数が非常に小さいように設計されていたからです。たとえ私が非常に低い周波数で操作したとしても、回路を非放射回路として設計したため、常に連続した、つまり減衰しない波を得ることができました。
この図（図28）では、ヒューストン・ストリート46番地の研究室に設置されたこれらのエンジンの一般的な配置を示しています。4つの振動部品が取り付けられた4つのエンジンがあり、希望する波の周波数、位相、ビートの等時性電流を供給します。
ユニークな交流発電機またはテスラの初期の「ビート」受信機。コンプレス空気または蒸気により作動し、特殊なダイヤフラムコイルを振動させます。
「その発振器（図29）は等時性作業用の高周波数の1つであり、私はそれをさまざまな用途で使用しました。この機械は、磁気フレームで構成されていました。取り外された通電コイルは、この領域に強力な磁場を発生させます。私は、磁場の強度が最大限になるよう寸法を計算しました。極端な端に導体を運ぶ強力な鋼鉄の舌がありました。振動すると、ワイヤーに振動が発生しました。舌状部分は非常に硬かったため、それを叩くための特別な仕組みが用意されていました。そうすると動き出し、空気圧によって動き続けるのです。振動する機械システムは電気と同期し、私はそこから等時性電流を得ました。それは、蚊が鳴くような音を発する高周波の機械でした。4,000か5,000といったところです。私が説明した最初のタイプの発電機とほぼ同じ音程でした。
もちろん、この装置は大きな出力を目的としたものではなく、単に受信回路と接続して操作している際に、私に等時性電流を供給するものでした。舌の動きは非常に小さく、振動しているのがわからないほどでしたが、指を押し当てると振動が感じられました。
この図（図30）は構造の詳細を示しています。 ここに界磁コイルがあり、強磁界中の導体があり、空気供給用のバルブがあり、振動を制限するためのストッパーがあります。 界磁が強くなればなるほど振動も強くなりますが、振幅が変化しても等時性は乱れません。
ここで、これらの機械が無線作業で最高の成果を得る手段であった理由を説明したいと思います。ヒューストン・ストリートの研究所にある機械と、35 Soth Fifth Avenueにある機械は、どちらもモーターを完璧な等時性で稼働させる手段でした。つまり、同期電動機をこれらの機械に接続し、位相の異なる電流で駆動させると、時間的に一定の、まったく均一な回転が得られます。この電動機を直接交流発電機に連結すると、後者からまったく一定の周波数の電流が得られます。交流発電機の回路を同じ周波数に調整すれば、ますます多くの電流が得られます。
これらの機械については、一般的な説明のみを記載しています。この研究には何年も費やしており、すべてを説明するには長い時間がかかります。これらの機械により、私はどのような作業でも一定の周波数の電流で操作できるようになりました。私の実験で使用した小型の発電機は、この方法で駆動されていました。この研究を進める一方で、当時その技術では生産できなかった、全く一定の周波数を持つ電気振動を発生させる他の方法を完成させました。
米国特許第514,169号 -レシプロエンジン、1894年2月6日https://www.nuenergy.org/uploads/tesla/US514169.pdf
テスラ発振器の最新型で、ダイナモと蒸気エンジンを1つの機構に組み合わせたものです。完璧で一定したダイナモ周波数10馬力の電流を発生させるための、機械式および電気式のダブル複合発振器（「テスラの発振器とその他の発明」トーマス・コマーフォード・マーティン著、『センチュリー』誌、1895年4月号、図2、121ページ）
ここまでは、通常の蒸気機関で駆動する直流および交流発電機の両方を検討してきました。おそらく、今日世界にある何十万台もの発電機の9割は、このように作動しており、残りは水車、ガスエンジン、圧縮空気で駆動しています。
今、エンジンに蒸気を供給するボイラーで石炭が消費される段階から、白熱灯のフィラメントが光る段階に至るまで、それぞれに損失が伴います。熱変換に関わるあらゆるサイクルと同様に、エネルギーは多少なりとも浪費されます。7月に氷屋の荷車に積まれた氷が、通りを移動する間に崩れて溶けてしまうのと同じです。実際のテストでは、白熱電球の光として現れるエネルギーは、電流として受け取ったエネルギーのわずか5パーセントであることが証明されています。ガス炎の明るさでは、効率はさらに低くなります。ティンダル教授は、ガス炎の有用な光波を、その中で起こっている燃焼による全波長の1パーセント未満と評価しています。もし私たちが腐敗した市政を相手にしていたとしたら、このような悲惨な浪費や非効率は許されないでしょう。悲しい現実として、この浪費は、わずか数本の木材のために森林全体を無分別に破壊することと同等なのです。
発明家たちは、熱、機械、電気の各プロセスにおける野蛮な損失の発生に伴う困難に立ち向かってきました。そして、多くの改善策がすでに最大限の努力を強いられ、最終的な形に達している可能性が非常に高いです。少し考えれば、エネルギー伝達の特定のステップを排除することが主な目的のひとつであることは明らかです。そして、エンジンと発電機の両方に大きな損失がある場合、この2つの装置を統合することが得策であることは明らかです。旧式の電灯所や路面電車の発電所は、ベルトやシャフトが入り組んだ迷路のようです。後者の発電所では、エンジンと発電機が1つのベースに直接結合されています。
これは大きな進歩ですが、それでもダイナモでは、ワイヤーの巻かれた一部が常に利用されていない状態であり、エンジンは複雑な機構を備えています。実際に仕事をしているのはピストンを備えた蒸気シリンダーだけであり、フライホイール、ガバナーボール、偏心器、バルブなど、その他のすべての堂々としたコレクションは、制御と調整を目的としています。
そもそも、テスラのオシレーターでは、エンジンからこうした制御機構をすべて取り除いています。電流が生成されるコイルに、磁石の「磁力線」を切断するように、前後または往復運動を与えることによって、あらゆる方向でそれらへの影響が均等になるようにしたことで、回転子で経験されるワイヤーの遊び部分の損失を克服しました。さらに、最大の功績として、電流が機械的な動きを制御するようにしました。 回転子電機子を使用した通常のダイナモを駆動するエンジンの制御がどれほど精密であっても、電流の発生には多少の不規則性があります。
テスラの発振器では、発明者と目撃者の証言が信じられるのであれば、電流の振動は完全に安定しており均一であるため、時計と同様に機械で時刻を正確に知ることができます。テスラ氏が目指したのは、この振動または周波数の極めて優れた安定性でした。旧式の装置による変動はわずかかもしれませんが、微小な誤差が頻繁に発生すると、すぐに目に見えるようになり、望ましい均一性や精度を損なうことになります。旧式の電気機器における不規則性の傾向の背景には、蒸気機関における同等の、あるいはそれ以上の傾向がありました。そして、何よりも、蒸気を発生させるボイラー下の燃料から放出されるエネルギーの両方における非効率な変換による恐ろしいほどの損失がありました。
通常、根本的な革新による一方向の進歩は、成長の連鎖を通じて、多くの他の分野での進歩につながります。私は、発振器の利点のどれを優先すべきか分かりません。また、その発明者が、発振器が鍵となるすべての現実と可能性を座って総括できるようになったかどうか疑わしいと思っています。彼がすることはただ一つ、前進することです。図2は、彼の最新の振動機の透視図の1つを示しています。一方、図1は初期の形式の1つの内部機構を示しています。図2は、その後の議論のテキストとして役立つでしょう。蒸気室は、2つの電磁気システム間のベッドプレート上に配置されており、それぞれのシステムは、可動子またはワイヤーのコイルを移動させるフィールドコイルで構成されています。チェストに流入する蒸気の勢いを受ける2つのピストンがあり、今回の例では蒸気は350ポンドの圧力で供給されていますが、より高い圧力の蒸気が得られない場合は、80ポンド程度の圧力でも同様の振動装置で使用されています。通常のエンジンの制御装置がすべて欠けていることにすぐに気づきます。それらは存在しません。蒸気室は、ボクサーが肌をさらすように、すべてが重要となるエンジンです。加えて、この振動子は、非常に高い圧力で蒸気を容易に利用できるだけでなく、それと同様に優れた制御も実現しています。そして、最も奇妙なことに、漏れを防ぐためのパッキンも必要ありません。このように余分な重量が取り除かれ、高圧で駆動されるエンジンは、一般的なエンジンよりもはるかに経済的であると推測できます。軽量な稼働部品の自動クッションにより摩擦が排除されているため、事実上、このエンジンは破壊不可能です。さらに、同じ圧力とピストンの速度であれば、エンジンの重量は通常の30分の1から40分の1程度となり、それに比例して占めるスペースも小さくなります。この体積と面積の減少は、電気部分についても同様です。エンジンピストンは、その先端にアーマチュアコイルを運び、これらのコイルをフィールドコイルの磁界内と外に往復運動させ、その動きによって電流を生成します。
1893年に製造された、完璧で一定の動的周波数電流を発生させるための機械式および電気式のダブル複合発振器。（マーティン著「テスラの発振器とその他の発明」『センチュリー』誌1895年4月号、図2、921ページ。
ダイナモを観察すると、「電機子」を構成するコイルが磁石の前で回転しているのが見えます。これは、回転式改札機が囲い込みポストの中で回転しているのとよく似ています。そして、線路回路で仕事をするために流れる電流は、コイルの中で誘導的に生成されます。なぜなら、コイルは磁石の端から発せられる磁力線を遮断し、 そして、ファラデーの時代から「磁力線」として知られているものを形成します。テスラ発振器では、コイルの回転運動は完全に放棄され、コイルは単に磁石の前で高速で前後に動かされ、シャトルのように高速で磁力線の内外に飛び出すことで磁力線を切断します。強力な磁力線のラインをできるだけ迅速かつスムーズに、規則正しく、経済的に切断するという大きな目的は、このようにして、新しい、そしてテスラによれば、まったく優れた方法で達成されます。以下に述べる電気における注目すべき新しい現象は、彼が発振器を極めて価値のある研究機器とみなすことを正当化するでしょう。一方で、時間とともに、そのさまざまな商業的および産業的利益が明らかになるでしょう。
完璧なダイナモ周波数の電流を生成するためのダブル複合機械および電気式発振器の図解。機械および電気部品を示しています。
＜転載終了＞
「振動があれば何でもできます。ビルの固有振動数に合わせて機械の振動数を上げれば、ビルは崩れ落ちます。兵士たちが橋を渡るときに歩調を乱して歩くのはそのためです。」
1935年7月10日、ニューヨーカーホテルのスイートルームで毎年恒例の誕生日祝いの取材に応じた際、テスラは、あらゆる地上の距離において、機械的エネルギーを最小限の損失で正確に伝送する方法を発表しました。これには、関連する新しい通信手段と、地下の鉱物資源の正確な位置を特定しやすくする、と主張する手法も含まれていました。その時、彼はヒューストン・ストリートの研究所で機械振動器の実験を行っている最中に、地面が揺れる「地震」が起こり、警察や救急車が現場に駆けつけたことを思い出しました。
テスラの機械式動力伝達システムは、彼が「テレゲオダイナミクス」と名付けたもので、主に彼のレシプロエンジン（特許番号US514,169 - Reciprocating - 1894年2月6日）の発明に基づいています。テスラの機械式振動子の基本的な動作原理はよく理解されていますが、この機械が地下探査にどのように使用されたかについてはほとんど語られていません。
電気機械式発振器は、無線送受信装置の両方で使用される等時性（すなわち、周波数安定）の交流電源として、もともと設計されました。 動的システム理論では、振動子の周波数が振幅に依存しない場合、等時性と呼ばれます。 電気機械式装置は、駆動力の変化に関わらず、同じ速度で動作します。そのため、一定の周波数（Hz）を維持します。
初期の実験で使用された単純な機械式振動子 - 後にコイルと磁場が取り付け
られ、正確に一定の周波数の電流を生成するようになった
オリジナルの往復式蒸気エンジン
機械的に制御された機械式振動子の別のタイプ
ポール・エイトソン著
発振器の設計については、テスラ博士に敬意を表さなければなりません。しかし、彼の仕事の粗雑な表現をここに掲載します。この図は縮尺通りではないことにご注意ください。発振器内の実際のピストンは、[1/「最大3/8」]の距離を移動します。1の下の分数の下の部分が欠けていることに気づくかもしれません。実際の数値が印刷された本を見たことがないので、これは謎のひとつです。1/1000という小さな数値である可能性もあり、印刷業者がその数値を印刷できなかったのかもしれません。
この発振器の主たる特徴のひとつは、わずかなエネルギー入力で巨大な重量（コイル）を動かすことができることです。これはピストンのわずかな動きと、ピストンが閉じたチャンバーに激突することによって生じるスプリング効果によるものです。チャンバー内の空気が圧縮されてスプリングの役割を果たし、ピストンを反対方向に移動させます。同時に、ピストンのスロットが入口と一直線に並び、高圧がピストンをロケットのように反対側の端まで推進させ、再び「エアスプリング」に激突します。
この図には、ピストンの周波数も制御する電磁コイルシステムは示されていません。できるだけ早く、追加の図を提出します。
シャフトの両側に配置された2つの電磁石。図では、コイルの直径は約1フィート（約30cm）のようです。シャフトが静止しているとき、シャフトの両端には電磁石の磁界のどちらか側に2つのコイルのペアが取り付けられています。シャフトを軽くたたくと、コイルが電磁界に押し込まれます。1つのコイルが電磁界に入ると、シャフトの反対側のコイルに電気が流れ、コイルに振動が生じます。これは、テスラコイル（奇しくも）で生じる振動とやや似ています。また、テスラコイルと同様に、電界コイルに電気を供給するコンデンサーの配置についても言及されています。
ニコラ・テスラの発明、研究、著作、-第18章：テスラの機械的・電気的発振器
1893年8月25日（金）の夜、テスラはシカゴで開催された万国博覧会の農業館に隣接するホールで、電気会議のメンバーを前に、自身の機械的および電気的発振器に関する講演をしました。 その部屋に置かれた装置に加え、彼は電気モーターで駆動する空気圧縮機を使用しました。
テスラは、エリシャ・グレイ博士の紹介で、まず、適用される蒸気や空気の圧力に左右されず、また摩擦損失や負荷にも影響されない、最も広い範囲で完璧に一定の周期の振動を生み出すメカニズムを構築することが、彼が解決しようとしていた問題であったと述べました。第二に、動作条件に左右されず、完璧に一定周期の電流を発生させること、そして、スパークギャップやブレークを利用することなく、信頼性が高く、確実な作用をもたらすメカニズムでこれらの電流を発生させること。 彼は自身の装置でこれを成功させました。そして、この装置によって、科学者たちは、交流電流の精密な調査を遂行するのに必要なものを得ることになります。 テスラは、この2つの発明をそれぞれ、機械式振動子、電気式振動子と呼びました。これは、非常に適切な名称です。
前者は、次のような仕組みで構築されています。シリンダー内のピストンが、部品の適切な配置により、往復運動工具と同様に自動的に往復運動するように作られています。テスラは、彼が構想したような高い周波数で効率的に動作するように装置を完成させるために、多大な労力を費やしたと指摘しました。しかし、彼は遭遇した多くの困難について詳しく述べることはありませんでした。ただし、彼は実際に極めて薄い空気クッションに振動しながら引き裂かれた鋼鉄製軸受の破片を公開しました。
前述のピストンに関連して、彼のモデルの1つでは独立したチャンバーにエアスプリングまたはダッシュポットが組み込まれています。
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あるいは、発振器自体のチャンバー内にスプリングを配置します。この美点を理解するには、彼が示した配置では、スプリングの剛性や可動部品の重量、つまり振動周期に関係なく、スプリングの振動は常に加えられた圧力と等時的である、と述べるだけで十分です。このため、これらの振動によって得られる結果は実に素晴らしいものとなります。テスラは、非常に剛性の高い空気バネを用意し、バネの反動により、慣性を考慮した上で、大きな重量物を非常に速い速度で振動させることができました。例えば、ある実験では、彼は約20ポンドの重りを毎秒約80回の割合で、約7/8インチのストロークで振動させています。しかし、ストロークを短くすることで、重りを何百回も振動させることができ、他の実験でも実際にそうしています。
振動を開始するには、強力な打撃を加えますが、調整次第では、ごくわずかな力で開始できるようになります。また、特別な措置を講じなくても、圧力を急にオンにするだけで開始できます。振動は、もちろん等時性であるため、圧力の変化はストロークの短縮または伸長をもたらすだけです。テスラ氏は、装置の構造を明確に示した多数の図面を示し、その動作がはっきりと理解できるようにしました。ダッシュポット内の圧力と外気圧を均等化するための特別な措置が講じられています。この目的のため、ダッシュポットの内部室は外気と通じているように設計されており、密閉された空気の温度がどのように変化しても、外気と同じ平均密度を維持し、これにより一定の剛性を持つスプリングが得られます。もちろん、大気の圧力は変化し、それによってばねの剛性も変化し、結果として振動の周期も変化します。この特徴は、この装置の大きな美点のひとつです。なぜなら、テスラ氏が指摘したように、この機械システムは、2点間でぴんと張られた弦のように正確に機能し、ノードが固定されているため、張力のわずかな変化が振動の周期をまったく変化させないからです。
このような装置の用途は、もちろん数多く、明白です。まず、もちろん、電流を発生させることです。テスラは、演台に置かれたさまざまなモデルや装置を使って、その方法を示しました
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彼は、発電機を発振器と組み合わせることで、練習を行いました。彼は、電気システムの振動周期が機械的な振動を妨げ、周期性を変化させるのではなく、ストロークを短くするだけであるために、どのような条件を観察しなければならないかを指摘しました。彼は、自己誘導とコンデンサーを組み合わせ、電気システムに機械自体が振動するのと同じ周期を与えます。これにより、両者が同期し、電気的および機械的な共振が得られ、まったく変化することなく維持されます。
次に、彼は精巧な歯車仕掛けのモーターの模型を示しました。このモーターは、これらの電流によって、どのような気圧が加わっても一定の速度で駆動し、時計として使用できるものでした。また、彼は、このような仕組みで駆動する時計を振動子に取り付けることができ、正確な時間を刻むことができることを示しました。テスラが指摘したもう一つの興味深い特徴は、等時性振動を得るためにスプリングで往復ピストンの動きを制御するのではなく、実際には電磁システムの自然振動によって機械的な動きを制御することが可能であり、そのケースは非常に単純で振り子のケースと非常に類似していると述べたことです。したがって、仮に、できれば、周期的に力を加えることで振動を維持できるような、非常に重い振り子があったとします。今、その力は、それがどのように変化しようとも、振り子を振動させることはできても、その周期を制御することはできません。
また、テスラは非常に興味深い現象について、実験を交えて説明しました。この新しい装置を用いることで、ある方向のインパルスの起電力が他方向の起電力よりも優勢となる交流電流を作り出すことができるため、直流電流の効果が得られるのです。実際、テスラは、これらの電流が直流電流として多くの用途に利用できるのではないかと期待を表明しました。この優勢な起電力の原理について、彼は次のように説明しています。「導体が磁場内に移動し、その後突然引き戻されたとします。電流が遅延しなければ、実行される作業はわずかなものになります。しかし、電流が遅延すれば、磁場はバネのように作用します。電流によって導体の運動が停止し、電流が流れている状態で電流が停止した瞬間に、
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導体に最大電流が流れていると想像してください。この電流はレンツの法則に従って再び導体を磁場から押し出し、導体に抵抗がなければ、導体は磁場に入ったときと同じ速度で磁場から出ていくでしょう。電流に頼らずに、機械的に加えられた力が、導体を磁場から脱出させるのに役立つようにタイミングを合わせれば、導体が磁場から脱出する速度が、磁場に入ったときの速度よりも速くなる可能性があることは明らかです。その結果、一方のインパルスが他方の電磁場よりも優勢になるのです。
このような電流の流れで、テスラは磁石を強く励磁し、電流のインパルスのうちの1つが優勢であることを証明する多くの興味深い実験を行いました。その中には、発振器に極の間に小さな空隙のあるリング磁石を取り付けたものもありました。この磁石は1秒間に80回上下に振動しました。リング磁石の空隙に銅の円盤を挿入すると、急速に回転しました。テスラは、この実験は、金属の塊を流れる電流の流れが、いわゆるホール効果とは全く独立した形で磁石の存在によって乱されることを示しているようだと述べました。また、振動する磁石との接続方法として非常に興味深い方法も示しました。これは、磁石に絶縁された小さな鉄の棒を取り付け、その棒に通電コイルの端を接続することで実現しました。磁石が振動すると、鋼鉄棒に定常ノードが生成され、これらのポイントに直流電源の端子が取り付けられました。また、テスラは、同氏の装置で生成されるような電流の用途のひとつとして、共振による振動を感知することで、同じ回路に接続された多数の装置の中から任意の装置を選択できることを指摘しました。テスラの装置によって調和波同期電信が新たな弾みを得ることは疑いようがなく、また、広大な可能性が再び開かれるでしょう。
テスラ氏は、自身の最新の成果に非常に意気揚々としながら、実用的な知識と科学的知識の両方を持つ人々の手にかかれば、彼が説明した装置が重要な結果をもたらすだろうと述べました。彼は、あらゆる方向からの機械的振動の影響を調査できるようになったことに特に重点を置き、また、鋼鉄コアに関連する多くの事実を観察したことを示しました。
図312.
1893年8月25日、シカゴ万国博覧会における電気会議のデモンストレーションで使用された、等時性振動を発生させる大型の電磁制御機械式振動子。マーティン著『図312、p.490』に図解されています。
これが実際に電磁発振器の写真です。 界磁子の大きさに注目してください。 これらは多数の平らな鉄板で構成されています。 単一の鉄板ではなく、平らな鉄板を使用することで、磁場が強くなります。永久磁石と永久磁石、電磁石の組み合わせを用いた最近の研究では、振動子による仕事量を大幅に増やすことができました。テスラ博士の装置では、電流は発電機によって磁場コイルに供給されます。永久磁石または組み合わせ磁石の配置を使用することで、磁場コイルに供給する電流を減らすことができ、その結果、出力が増加します。
ピストンの動きは3つの異なる方法で制御されていました。シャフトの両端のコイルを接続すると、コイルが完全に充電されたときに反対側のコイルが磁場に引き寄せられ、その結果、コイルが磁場に入ったのと同じ速度で磁場から反発されることになります。シャフトの動きは、空気バネと作動流体の圧力によって機械的に反転されます。ピストンを駆動させるには、蒸気または空気のいずれかを使用できます。蒸気を使用する場合は、蒸気がジャケットに入り凝縮すると真空が生じます。出口で生じた真空が、蒸気の反対側の端の圧力に加えてピストンを引っ張ります。この図の最も重要な部分は図示できませんが、実演は可能です。この機械の共振周波数は、任意の物体の共振周波数に合わせて調整することができます。
テスラ博士はピストンの電気的または機械的な動きを調整することで、部屋の中の物体の共振周波数を一致させることができました。 彼は、共振周波数を一致させることで、回路内の異なる物体を識別することができました。 機械式発振器は、振動を減衰させるために木製のブロックに取り付ける必要がありました。 テスラ博士は、自身の発振器の1つでバラバラに引き裂かれた鋼鉄製アーバーの一部も示しました。
図312の図は、テスラ氏がこの分野の研究初期に用いた装置の1つを透視図で示しています。その内部構造は、図313の断面図で明らかになっています。ピストンPは、内周面に全周にわたって延びる溝付きポートO O、Iを備えた円筒Cの中空部に収められていることに注目してください。この特定の装置には、作動流体の出口用に2つの溝O Oがあり、入口用に1つの溝Iがあります。ピストンPには、互いに慎重に決定された距離を置いて2つのスロットS S'が設けられています。ピストンに穿たれた穴にねじ込まれたチューブT Tは、スロットS S'とピストンの両側の各チャンバーとの連絡を確立し、これらの各チャンバーは、それらから離れた位置にあるスロットと連絡しています。ピストンPはシャフトAにしっかりとねじ込まれています。
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これは、シリンダーCの端にあるフィッティングボックスを通過します。ボックスは、シリンダーCの中空部分に慎重に決定された距離だけ突出しており、これによりストロークの長さが決定されます。
全体を囲むのはジャケットJです。このジャケットは主に、発振器から発生する音を低減する働きをします。また、発振器が蒸気で駆動される場合、ジャケットとして機能します。この場合、磁石の配置は若干異なります。ここで図示されている装置は、デモンストレーション用に設計されたもので、この目的には空気を使用するのが最も便利であるためです。
磁気フレーム M M は発振器を密接に囲むように固定され、2つの強力な磁場を反対側に形成する励磁コイルを備えています。磁気フレームは薄い鉄板でできています。このようにして生み出された強力な磁場の中に、2組のコイルH Hが配置されています。コイルは金属フレームに支えられ、ピストンのシャフトAにねじ止めされ、両側のボックスB Bに追加の軸受けを備えています。全体は、2つの木製ブロックの上に置かれた金属ベースに取り付けられています。
図313. 初期のテスラ発振器の動作部分の図。上から見た断面図。
装置の動作は次の通りです。作動流体が入口パイプからスロットIに流入し、ピストンが指定の位置にあると仮定すると、シャフトの1つを軽くたたくだけで十分です。
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箱Bから突き出た端部。ピストンが左に移動するような動き（図を見ながら）が与えられた場合、空気はスロットS'とチューブTを通って左のチャンバーに流れ込みます。すると、圧力によってピストンは右方向に移動し、慣性により平衡位置を越えて、スロットSとチューブTを通って右側のチャンバーに空気が流れ込みます。一方、左側のチャンバーへの連絡は遮断され、左側の出口Oから空気が排出されます。復帰ストロークでは、右側でも同様の動作が行われます。この振動は連続的に維持され、空気圧と負荷に応じて、1インチに満たないごくわずかな振動から、3/8インチ強の振動まで発生します。この装置で、白熱灯がどのようにして燃焼を維持しているのかを見るのは、実に興味深いものです。
中略
以前にも方向性はありました。多くの発明家が、蒸気機関のピストンにコイルや磁気コアを取り付けて電流を発生させたり、音叉の振動や類似の装置で電流を発生させようと考えたことは、一度や二度ではないでしょう。しかし、技術的な観点から見ると、そのような仕組みには欠点があることは明らかです。しかし、テスラ氏は講演の冒頭で、一定周期の電流を発生させる必要性から、そしてその結果として、最もシンプルかつ経済的な方法で電気振動を維持しようとする努力から、一連の結論に至り、この新しい分野の研究に取り組むことになったと指摘しました。
図27. 4つの振動部品を備えた大型の機械的および電気的発振器。ヒューストン・ストリート46番地の研究所に設置され、希望する波周波数、位相、ビートの等時性電流を供給します。
私の研究室が火災で焼失した直後、私が最初に行ったのは、この発振器（図27）の設計でした。等時性発振の生成が絶対的に必要であると私はまだ認識しており、オルタネーターではそれを実現できなかったため、この機械を製作しました。それは非常に高価なものでした。4つのエンジンで構成されていました。4つのエンジンは2つずつペアになっており、中央に等時性制御装置があり、さらに、その制御装置は、2つのペアのエンジンを任意の位相に設定したり、任意の拍を生成したりできるように配置されていました。通常、私は4分の1位相で操作していました。つまり、90度の位相差の電流を生成していました。
ところで、今、初めてヒューストン通りに私の装置を設置しました。この装置は、減衰および非減衰の振動を得るために使用しました。しかし、私の装置を使用したものの、私の経験がなかった他の人々は、減衰振動を発生させていたのに対し、私の振動はほぼ常に連続的、つまり非減衰であったことを述べる必要がありました。なぜなら、私の回路は減衰係数が非常に小さいように設計されていたからです。たとえ私が非常に低い周波数で操作したとしても、回路を非放射回路として設計したため、常に連続した、つまり減衰しない波を得ることができました。
図28. 大型機械式および電気式発振器の断面の長さを示す図
この図（図28）では、ヒューストン・ストリート46番地の研究室に設置されたこれらのエンジンの一般的な配置を示しています。4つの振動部品が取り付けられた4つのエンジンがあり、希望する波の周波数、位相、ビートの等時性電流を供給します。
多くの実験で使用されるエレクトロメカニクス発振器
図29. 多くの調査で使用されている小型の高周波機械的および電気的発振器
ユニークな交流発電機またはテスラの初期の「ビート」受信機。コンプレス空気または蒸気により作動し、特殊なダイヤフラムコイルを振動させます。
「その発振器（図29）は等時性作業用の高周波数の1つであり、私はそれをさまざまな用途で使用しました。この機械は、磁気フレームで構成されていました。取り外された通電コイルは、この領域に強力な磁場を発生させます。私は、磁場の強度が最大限になるよう寸法を計算しました。極端な端に導体を運ぶ強力な鋼鉄の舌がありました。振動すると、ワイヤーに振動が発生しました。舌状部分は非常に硬かったため、それを叩くための特別な仕組みが用意されていました。そうすると動き出し、空気圧によって動き続けるのです。振動する機械システムは電気と同期し、私はそこから等時性電流を得ました。それは、蚊が鳴くような音を発する高周波の機械でした。4,000か5,000といったところです。私が説明した最初のタイプの発電機とほぼ同じ音程でした。
もちろん、この装置は大きな出力を目的としたものではなく、単に受信回路と接続して操作している際に、私に等時性電流を供給するものでした。舌の動きは非常に小さく、振動しているのがわからないほどでしたが、指を押し当てると振動が感じられました。
図30. 多くの調査で使用されている小型の高周波機械的および電気的発振器の図解
この図（図30）は構造の詳細を示しています。 ここに界磁コイルがあり、強磁界中の導体があり、空気供給用のバルブがあり、振動を制限するためのストッパーがあります。 界磁が強くなればなるほど振動も強くなりますが、振幅が変化しても等時性は乱れません。
ここで、これらの機械が無線作業で最高の成果を得る手段であった理由を説明したいと思います。ヒューストン・ストリートの研究所にある機械と、35 Soth Fifth Avenueにある機械は、どちらもモーターを完璧な等時性で稼働させる手段でした。つまり、同期電動機をこれらの機械に接続し、位相の異なる電流で駆動させると、時間的に一定の、まったく均一な回転が得られます。この電動機を直接交流発電機に連結すると、後者からまったく一定の周波数の電流が得られます。交流発電機の回路を同じ周波数に調整すれば、ますます多くの電流が得られます。
これらの機械については、一般的な説明のみを記載しています。この研究には何年も費やしており、すべてを説明するには長い時間がかかります。これらの機械により、私はどのような作業でも一定の周波数の電流で操作できるようになりました。私の実験で使用した小型の発電機は、この方法で駆動されていました。この研究を進める一方で、当時その技術では生産できなかった、全く一定の周波数を持つ電気振動を発生させる他の方法を完成させました。
米国特許第514,169号 -レシプロエンジン、1894年2月6日https://www.nuenergy.org/uploads/tesla/US514169.pdf
テスラ発振器の最新型で、ダイナモと蒸気エンジンを1つの機構に組み合わせたものです。完璧で一定したダイナモ周波数10馬力の電流を発生させるための、機械式および電気式のダブル複合発振器（「テスラの発振器とその他の発明」トーマス・コマーフォード・マーティン著、『センチュリー』誌、1895年4月号、図2、121ページ）
ここまでは、通常の蒸気機関で駆動する直流および交流発電機の両方を検討してきました。おそらく、今日世界にある何十万台もの発電機の9割は、このように作動しており、残りは水車、ガスエンジン、圧縮空気で駆動しています。
今、エンジンに蒸気を供給するボイラーで石炭が消費される段階から、白熱灯のフィラメントが光る段階に至るまで、それぞれに損失が伴います。熱変換に関わるあらゆるサイクルと同様に、エネルギーは多少なりとも浪費されます。7月に氷屋の荷車に積まれた氷が、通りを移動する間に崩れて溶けてしまうのと同じです。実際のテストでは、白熱電球の光として現れるエネルギーは、電流として受け取ったエネルギーのわずか5パーセントであることが証明されています。ガス炎の明るさでは、効率はさらに低くなります。ティンダル教授は、ガス炎の有用な光波を、その中で起こっている燃焼による全波長の1パーセント未満と評価しています。もし私たちが腐敗した市政を相手にしていたとしたら、このような悲惨な浪費や非効率は許されないでしょう。悲しい現実として、この浪費は、わずか数本の木材のために森林全体を無分別に破壊することと同等なのです。
発明家たちは、熱、機械、電気の各プロセスにおける野蛮な損失の発生に伴う困難に立ち向かってきました。そして、多くの改善策がすでに最大限の努力を強いられ、最終的な形に達している可能性が非常に高いです。少し考えれば、エネルギー伝達の特定のステップを排除することが主な目的のひとつであることは明らかです。そして、エンジンと発電機の両方に大きな損失がある場合、この2つの装置を統合することが得策であることは明らかです。旧式の電灯所や路面電車の発電所は、ベルトやシャフトが入り組んだ迷路のようです。後者の発電所では、エンジンと発電機が1つのベースに直接結合されています。
これは大きな進歩ですが、それでもダイナモでは、ワイヤーの巻かれた一部が常に利用されていない状態であり、エンジンは複雑な機構を備えています。実際に仕事をしているのはピストンを備えた蒸気シリンダーだけであり、フライホイール、ガバナーボール、偏心器、バルブなど、その他のすべての堂々としたコレクションは、制御と調整を目的としています。
そもそも、テスラのオシレーターでは、エンジンからこうした制御機構をすべて取り除いています。電流が生成されるコイルに、磁石の「磁力線」を切断するように、前後または往復運動を与えることによって、あらゆる方向でそれらへの影響が均等になるようにしたことで、回転子で経験されるワイヤーの遊び部分の損失を克服しました。さらに、最大の功績として、電流が機械的な動きを制御するようにしました。 回転子電機子を使用した通常のダイナモを駆動するエンジンの制御がどれほど精密であっても、電流の発生には多少の不規則性があります。
テスラの発振器では、発明者と目撃者の証言が信じられるのであれば、電流の振動は完全に安定しており均一であるため、時計と同様に機械で時刻を正確に知ることができます。テスラ氏が目指したのは、この振動または周波数の極めて優れた安定性でした。旧式の装置による変動はわずかかもしれませんが、微小な誤差が頻繁に発生すると、すぐに目に見えるようになり、望ましい均一性や精度を損なうことになります。旧式の電気機器における不規則性の傾向の背景には、蒸気機関における同等の、あるいはそれ以上の傾向がありました。そして、何よりも、蒸気を発生させるボイラー下の燃料から放出されるエネルギーの両方における非効率な変換による恐ろしいほどの損失がありました。
通常、根本的な革新による一方向の進歩は、成長の連鎖を通じて、多くの他の分野での進歩につながります。私は、発振器の利点のどれを優先すべきか分かりません。また、その発明者が、発振器が鍵となるすべての現実と可能性を座って総括できるようになったかどうか疑わしいと思っています。彼がすることはただ一つ、前進することです。図2は、彼の最新の振動機の透視図の1つを示しています。一方、図1は初期の形式の1つの内部機構を示しています。図2は、その後の議論のテキストとして役立つでしょう。蒸気室は、2つの電磁気システム間のベッドプレート上に配置されており、それぞれのシステムは、可動子またはワイヤーのコイルを移動させるフィールドコイルで構成されています。チェストに流入する蒸気の勢いを受ける2つのピストンがあり、今回の例では蒸気は350ポンドの圧力で供給されていますが、より高い圧力の蒸気が得られない場合は、80ポンド程度の圧力でも同様の振動装置で使用されています。通常のエンジンの制御装置がすべて欠けていることにすぐに気づきます。それらは存在しません。蒸気室は、ボクサーが肌をさらすように、すべてが重要となるエンジンです。加えて、この振動子は、非常に高い圧力で蒸気を容易に利用できるだけでなく、それと同様に優れた制御も実現しています。そして、最も奇妙なことに、漏れを防ぐためのパッキンも必要ありません。このように余分な重量が取り除かれ、高圧で駆動されるエンジンは、一般的なエンジンよりもはるかに経済的であると推測できます。軽量な稼働部品の自動クッションにより摩擦が排除されているため、事実上、このエンジンは破壊不可能です。さらに、同じ圧力とピストンの速度であれば、エンジンの重量は通常の30分の1から40分の1程度となり、それに比例して占めるスペースも小さくなります。この体積と面積の減少は、電気部分についても同様です。エンジンピストンは、その先端にアーマチュアコイルを運び、これらのコイルをフィールドコイルの磁界内と外に往復運動させ、その動きによって電流を生成します。
1893年に製造された、完璧で一定の動的周波数電流を発生させるための機械式および電気式のダブル複合発振器。（マーティン著「テスラの発振器とその他の発明」『センチュリー』誌1895年4月号、図2、921ページ。
ダイナモを観察すると、「電機子」を構成するコイルが磁石の前で回転しているのが見えます。これは、回転式改札機が囲い込みポストの中で回転しているのとよく似ています。そして、線路回路で仕事をするために流れる電流は、コイルの中で誘導的に生成されます。なぜなら、コイルは磁石の端から発せられる磁力線を遮断し、 そして、ファラデーの時代から「磁力線」として知られているものを形成します。テスラ発振器では、コイルの回転運動は完全に放棄され、コイルは単に磁石の前で高速で前後に動かされ、シャトルのように高速で磁力線の内外に飛び出すことで磁力線を切断します。強力な磁力線のラインをできるだけ迅速かつスムーズに、規則正しく、経済的に切断するという大きな目的は、このようにして、新しい、そしてテスラによれば、まったく優れた方法で達成されます。以下に述べる電気における注目すべき新しい現象は、彼が発振器を極めて価値のある研究機器とみなすことを正当化するでしょう。一方で、時間とともに、そのさまざまな商業的および産業的利益が明らかになるでしょう。
完璧なダイナモ周波数の電流を生成するためのダブル複合機械および電気式発振器の図解。機械および電気部品を示しています。
＜転載終了＞
