в нижележащий слой, значение
ρк равно удельному сопротивлению первого слоя. Регистрируя вариации естественного электромагнитного поля в широком интервале периодов, можно построить зависимость кажущегося удельного сопротивления от периода. Зависимость
ρк от периода называется кривой зондирования. Для среды, электропроводность которой меняется только по вертикали, рассчитать поведение кривой зондирования будет проще. Трудно рассчитывать поведение кривых зондирования в случае, когда электропроводность меняется дополнительно и по горизонтали.
13. Теория и практика беспроводной передачи энергии
Изобретатель Г. Маркони в декабре 1901 года осуществил передачу радиосигнала на большой длине волны через Атлантический океан. Оказалось, волны большой длины способны лучше огибать земные препятствия, чем коротковолновые. Кеннеди и Хевисайд обратили внимание в 1902 г. на идею, высказанную еще в 1878 г. Б. Стюартом, о наличии проводимости верхних слоев атмосферы [54]. В ходе исследований токов высокого напряжения и экспериментов по беспроводной передаче энергии, Н. Тесла наблюдал, как совершенно случайно создавались шаровые молнии. Он не раз видел, как они взрывались, уничтожали приборы в лаборатории и сотрясали высокую мачту. Ученый понимал, какая огромная энергия сконцентрирована в созданном искусственно, светящемся «огненном шаре». «Разрушительная волна, сопровождающая разрыв огненного шара, − говорил Тесла, − обладает невероятной силой». Он изучал появление шаровых молний и приписывал феномен «взаимодействию двух частот – случайная высокочастотная волна налагалась на низкую частоту, создавая свободное колебание главного контура» [55. С. 299].
Однажды Н. Тесла осенила идея: электрические возмущения могут передаваться по участкам земли путем заземления только одного полюса источника энергии, а электрические токи могут передавать энергию в систему через естественную среду. Имея высокочастотное устройство по созданию электромагнитных импульсов высокого напряжения, аппарат по созданию ионов, передатчик электромагнитных колебаний и, поднятую высоко, антенну большого радиуса кривизны для аккумулирования заряда в атмосфере, можно образовать колебательный контур в электрическом поле высокого напряжения. Создавая напряжение между искусственной плазмой в атмосфере, привязанной к силовой линии и поверхностью Земли, можно их привести в движение. Действием разности потенциалов в миллионы вольт и односторонне направленными импульсами тока, Тесла вызвал движение заряженных частиц в атмосфере и земной коре. До того времени, пока положительный полюс (антенна) и точка заземления отрицательного полюса генератора располагались не столь удаленно, токами утечки создавались зоны пробоя. При больших разрядных токах, разрывалась электрическая цепь. В районе, близлежащем к лаборатории, создавались вибрации в грунте. Но если судить по высказываниям Тесла [56], он не до конца понимал, что молния на расстоянии 10 км и вибрации, которые едва не разрушили лабораторию, были созданы его устройствами при экспериментах.
С 1901–1902 гг. при финансовой поддержке Дж. П. Моргана, Тесла приобрел земельный участок на Лонг-Айленде и построил лабораторию Уорденклифф в шестидесяти пяти милях от Нью—Йорка. С помощью башни Тесла намеревался устроить передачу электроэнергии без проводов в любую точку земного шара. Заявление Н. Тесла о передачи энергии на большие расстояния без проводов поначалу заинтересовывало инвесторов в приобретении акций компании. Финансирование прекратилось, когда Морган узнал, что вместо развития электрического освещения на новых принципах, изобретатель планирует заниматься исследованиями беспроводной передачи энергии. Последние деньги от него были получены в середине 1902 года. На купол средств уже не было. Из—за дефицита в средствах, ученому пришлось продать имеющиеся участки земли. На вырученные средства он возвел над башней медный плоский купол диаметром 68 футов. Высота у сооружения достигала 187 футов [55. С. 345]. В законченном виде эта конструкция имела башню, высотой 57 метров, и стальную шахту, уходящую вглубь земли на 37 метров с разветвленной сетью трубопроводов. В 1903 г. в счет погашения долгов из лаборатории была вывезена часть оборудования. Но это не спасло его от дальнейших материальных затруднений. В дальнейшем проект не нашел путь продвижения к уровню промышленного применения и лишился финансовой поддержки. Идея Н. Тесла по передаче энергии через естественную среду осталась невостребованной деловыми людьми. Коммерческая перспектива беспроводной передачи большого количества энергии через естественную среду не открылась и по истечении 120 лет, после первых экспериментов Н. Тесла.
В книгах, посвященных разработкам сербского ученого, не говорится о месте, дате и проведении эксперимента, связанного с применением ионизированных частиц. Можно предположить, что данный случай Тесла изложил в письме к Кэтрин Джонсон: «Признаюсь, я был разочарован, когда впервые провел испытания в этой области. Они не принесли практических результатов. Один раз я использовал от 8000000 до 12000000 вольт. В качестве источника ионизирующего излучения была взята мощная арка, направленная в небо. Я пытался связать ток высокого напряжения и верхний слой атмосферы, потому что моим излюбленным планом было освещение океана по ночам» [55. С. 598]. Как пишут исследователи творчества Тесла, он свернул все работы по переброске энергии, после ночи, когда в ходе эксперимента вызвал огонь в небе над Нью-Йорком и над обширным пространством Атлантического океана. Он покинул лабораторию без очевидного на то основания, оставив на месте все, что там было. Он никогда более не переступил порог Уордерклиффа, ни разу не посетил это место и никогда не появлялся в этом районе. Биографы не указывают причину, вызвавшую столь резкую смену направления в научной деятельности гражданина США. Значительный период научной деятельности (с 1903 по 1909 годы) вообще выпал из биографии ученого. Исторический интерес представляет то, чем Тесла занимался последнее время, когда покинул лабораторию. Ушел ли он из перспективной (по тому времени) сферы, прекратив научные изыскания без видимого на то основания? Вывод о том, что в 1903 г. Тесла прекратил эксперименты по передаче энергии без проводов из лаборатории Уорденклиф был бы поспешным. Думаем, что дата эксперимента (15 июня 1903 г.) была указана неверно.
ГЭЦ состоит из совокупности твердых, жидких и газовых сред, объединенных непрерывностью электрического тока с высокочастотным генератором – источником электродвижущих сил. Проблема существования стационарного состояния ГЭЦ сводится к задаче обеспечения баланса между токами, исходящими от источника формирования ГЭЦ, и возвратными токами. По нашему представлению, созданная искусственно глобальная электрическая цепь – это распределенный токовый контур, образованный земной корой, верхними слоями океанов и искусственными ионными зарядами, поступающими (поступившими) на силовую линию поля Земли, который «замыкается» через проводящую атмосферу. Таким образом, ГЭЦ объединяет в единую систему токопроводящие слои океанов, земной коры и атмосферы, возмущенных электромагнитными колебаниями.
Основные параметры ионосферы – концентрация электрических зарядов, ионный состав, температура – меняются с высотой. Нижняя граница ионосферы располагается на высоте 50–60 км от поверхности Земли, верхняя – на уровне порядка 1000 км. Если силовая линия и ионные заряды, рассредоточенные вокруг нее, проходит через ионосферу, которая достаточно велика, то одноименные заряды из ионосферы отталкиваются, а противоположной полярности – притягиваются. Искусственное плазменное
