Biografi obično ističu Tesline ekscentričnosti, ali su rijetki istraživači pažljivo ispitali što, kako i zašto je izumio. Demistificirajući legendarnog izumitelja treba ga staviti u kulturni i tehnološki kontekst njegova vremena, i fokusirati se na njegove izume kao i na stvaranje i održavanje njegove slave. To baca novo svjetlo na Teslin vizionarski pristup izumima i poslovne strategije iza njegovih najvažnijih tehnoloških otkrića. Nikola Tesla dao je veliki doprinos električnoj revoluciji koja je preobrazila svakodnevni život na prijelazu u dvadeseto stoljeće. Njegovi izumi i patenti činili su osnovu moderne primjene izmjenične struje i pridonijeli razvoju radija i televizije. Kao daroviti showman, njegovao je javni imidž ekscentričnog genija. No, glorificiranje Tesle s pretjeranim tvrdnjama, poput one da je on izumio izmjeničnu struju - zapravo čini medvjeđu uslugu i Tesli i javnom razumijevanju znanosti i izuma. Dopunjujući njegovu ostavštinu netočnim tvrdnjama, riskiramo zasjeniti briljantnost onoga što je zapravo učinio s mitovima koji se na kraju mogu razotkriti i odbaciti. Njegova je istinita priča već sama po sebi bogata i fascinantna — nije joj potrebno uljepšavanje da bi bila uvjerljiva. Razumijevanjem onoga što je zaista postigao, a ne onoga što se mitologizira da je učinio, odajemo počast ne samo uspomeni na njega, već i istini o napretku znanosti.

Što se obično misli o Tesli?

• Da je izumio izmjeničnu struju (AC) i elektrificirao naš svijet.
• Da su on i Edison vodili "Rat struja" između izmjenične i istosmjerne struje.
• Da je Edison progonio Teslu do kraja života.
• Da je izumio stroj za namjerno izazivanje potresa.
• Da je htio svima dati besplatnu električnu energiju.
• Da je bio genij fizike.

To je ono što se može vidjeti na YouTube-u, web stranicama, čak i TV emisijama i video-igricama.

Ali istraživanje i čitanje primarnih dokumenata i izvora otkriva drugačije povijesne činjenice.

Koji su dojmovi koje obično čujemo ili imamo o Tesli? Evo najčešće spominjane "činjenice".

Uvriježen je stav da je Tesla "izumio" izmjeničnu struju i stvorio naš električni svijet. Međutim, izmjenična struja je izumljena i korištena puno prije Tesle.

Zapravo, prvi generator izmjenične struje izumljen je 1832. godine kada je francuski inovator po imenu Hippolyte Pixii🔎Hippolyte Pixii 1808-1835. Francuski inženjer i proizvođač instrumenata koji je godine 1832., nakon otkrića Hansa Christiana Oersteda, izradio prvi električni generator. Ručnim pogonom okretao je potkovasti magnet pored zavojnice sa željeznom jezgrom. To je u zavojnici proizvelo izmjeničnu struju koju je on pomoću komutatora pretvorio u istosmjernu. Iako su ga poslije zamijenili učinkovitiji uređaji koji koriste elektromagnete, Pixiijev uređaj bio je prvi konstruirani pravi električni generator i otvorio je put kasnijim uređajima. napravio stroj koji je vrtio magnet u blizini namotaja žice.

Pixii je bio nadahnut radom Michaela Faradaya🔎Michael Faraday (1791-1867). Engleski znanstvenik koji je pridonio proučavanju elektromagnetizma i elektrokemije. Glavna otkrića uključuju principe elektromagnetske indukcije, dijamagnetizma i elektrolize. Bez puno formalnog obrazovanja, bio je jedan od najutjecajnijih znanstvenika u povijesti. Istraživanjem magnetskog polja oko vodiča kojim teče istosmjerna struja Faraday je uspostavio koncept elektromagnetskog polja u fizici. Također je utvrdio da magnetizam može utjecati na zrake svjetlosti i da postoji temeljna veza između ta dva fenomena. Otkrio je principe elektromagnetske indukcije, dijamagnetizma i zakona elektrolize. Njegovi izumi elektromagnetskih rotacijskih uređaja činili su temelj tehnologije elektromotora, a uvelike je zahvaljujući njegovim naporima električna energija postala praktična za korištenje u tehnologiji. iz prethodne godine u kojem se navodi da promjena magnetskog toka inducira struju u zavojnici.

U Pixiijevom stroju, magnet se vrti prema i od zavojnice, stvarajući izmjeničnu struju ili kraće AC. U stvari na krajevima zavojnice pored koje se vrti magnet ili petlje koja se vrti u magnetskom polju i ne može nastati drugo nego izmjenični napon odnosno struja.

Zato je Pixii koristio četkice i komutator kako bi prisilio struju da uvijek bude istosmjerna, ili kraće DC, u namjeri da se dobije napon sličan naponu galvanskih članaka.

Tijekom godina generatori su postajali sve složeniji, a prema knjizi o elektricitetu iz 1856. godine, nakon frustracije s nekim neispravnim četkicama, korišten je veliki generator bez četkica i otkriveno je da za električnu rasvjetu nije potrebno ispravljati struju već se može koristi izmjenična struja.

Tesla je te godine (1856.) tek rođen, pa se čini malo vjerojatnim da on ima ikakve veze s tim.

Dugi niz godina nakon toga izmjenična struja se koristi za napajanje jakih vanjskih lučnih svjetiljki.

Iako su dinamo strojevi istosmjerne struje smatrani boljim za žarulje sa žarnom niti, velika promjena u vezi elektriciteta dogodila se 1880-ih s izumom transformatora.

Izmjenična struja može se pomoću transformatora pretvarati u struju visokog napona, male jakosti koja se dalekovodima prenosi na velike udaljenosti bez puno gubljenja snage na toplinu, a zatim se transformira natrag u niski napon za korištenje u kućanstvu.

  Zašto se s visokim naponom energija prenosi znatno učinkovitije?  

Gubici snage (P) u vodiču su umnožak kvadrata jakosti struje (I) i otpora (R) vodiča:

To znači da bi kod prijenosa fiksne snage na određenom vodu, ako bi se struja prepolovila, gubitak u vodiču bio četiri puta manji. U tome je presudna uloga transformatora. On ima svojstvo da smanjuje jakost struje onoliko puta koliko puta poveća napon. Pri tome se prenesena snaga ne mijenja jer je jednaka umnošku napona (U) i jakosti struje (I) (pod pretpostavkom da nema fazne razlike); to jest:

Omjer primarnog i sekundarnog napona jednak je omjeru broja zavoja primarnog i sekundarnog namota (U₁ : U₂ = N₁ : N₂), a jakosti struja su obrnuto razmjerne naponima (I₁ : I₂ = U₂ : U₁). Dakle, ista snaga može se prenijeti sa strujom (I) male jakosti a visokog napona (U). Stoga je kod prijenosa energije putem dalekovoda korisno upotrijebiti vrlo visoki napon (često stotine kilovolti) pri čemu će jakost struje biti vrlo mala. No, visoki naponi imaju i nedostatke, kao što je potreba jakih porculanskih izolatora i općenito poteškoće u sigurnom rukovanju. U elektrani se stvara snaga na naponu prikladnom za dizajn generatora, koji se zatim transformira na visoki napon za prijenos dalekovodom. Na domak potrošaču, visoki prijenosni napon se opet pomoću transformatora snižava na napone koje koriste uređaji, a jakost struje se razmjerno poveća.

Trojica mađarskih inženjera, čiji su inicijali ZBD, patentirali su 1885. godine ono što se danas zove ZBD transformator.

Dok je Edison unapređivao svoju žarulju i sustav istosmjerne struje George Westinghouse je nakon čitanja o transformatoru zaključio da je izmjenična struja budućnost i za žarulje sa žarnom niti.

Njegov pomoćnik, William Stanley🔎William Stanley (1858-1916). Američki fizičar, tijekom svoje karijere prijavio je 129 patenata za različite električne uređaje. Godine 1886. demonstrirao je prvi cjelovit sustav visokonaponskog prijenosa izmjenične struje, koji se sastojao od generatora, transformatora i visokonaponskih dalekovoda, čime je omogućio distribuciju električne energije na široka područja za osvjetljavanje ureda i trgovina duž glavne ulice. Stanleyev dizajn transformatora postao je prototip za buduće transformatore, a njegov AC distribucijski sustav formirao je osnovu moderne distribucije električne energije. Zato je njegov rad na elektrifikaciji glavne ulice Great Barrington nazvan IEEE Prekretnicom., patentirao je 1886. godine jednostavniji transformator s boljim koeficijentom iskorištenja.

Iste godine Westinghouse i Stanley stvorili su "prvi praktični sustav za električno osvjetljenje pomoću izmjenične struje s transformatorima", što je zabilježeno kao prekretnica američkog elektoinženjerstva i elektronike (IEEE - The Institute of Electrical and Electronics Engineers).

Uvođenje sustava izmjenične struje neobjektivno se pripisuje samo američkim stremljenjima. Od kasnih 1870-ih, izmjenična struja se i u Europi razvila u konkurenta istosmjernoj struji. U to su vrijeme ljudi počeli spajati nekoliko sustava električne rasvjete na AC mrežu. Godine 1883. Francuz Gaulard i Englez Gibbs prvi su put u Londonu javnosti predstavili poboljšanu AC mrežu. Počevši od 1884. godine, njih su dvojica uspjela instalirati svoj sustav prijenosa električne energije na nekoliko industrijskih izložbi, demonstrirajući funkcionalnost prijenosa izmjenične struje na veće udaljenosti kao alternativu mreži istosmjerne struje. Godine 1885. mađarska tvrtka Ganz izbacila je na tržište poboljšane transformatore. Time su smanjeni visoki troškovi prijenosa u usporedbi s mrežama istosmjerne struje. Kao rezultat toga, do 1890. tvrtka Ganz uspjela je postaviti gotovo sedamdeset elektrocentrala za proizvodnju električne energije s ovim sustavom.

1884. godine u SAD-e dolazi mladi Nikola Tesla i s preporukom Charlesa Batchellora iz Pariza javlja se Edisonu koji ga zapošljava u Continental Edison Company.

Imigranti su na otoku Ellis, prije stupanja na tlo SAD-a, bili podvrgnuti "liječničkom pregledu" kao preventivnoj mjeri protiv unošenja zaraznih bolesti. Također im je određivan i boravak u karanteni. Isti postupak prošao je i Nikola Tesla nakon što je stigao brodom. Tesla je u SAD stigao s vrlo malo novca, jer je velik dio svoje ušteđevine potrošio na troškove putovanja i druge troškove. Također je opljačkan ubrzo nakon što je stigao u New York, zbog čega je ostao gotovo bez novca. Dvije godine kasnije, 1886. svečano je otkriven amblematski spomenik Sjedinjenih Država - kip Slobode na Liberty Islandu

Uočeno je da je najveći nedostatak sustava izmjenične struje to što se smatralo da nema načina da se napravi pravi izmjenični motor. Bilo je pitanje, kako postići da se nešto vrti u krug, kad struja ide naprijed-natrag. Rotor istosmjernog motora spojenog na izmjenični napon titra u mjestu. Godine 1885. talijan Galileo Ferraris🔎Galileo Ferraris (1847-1897). Talijanski sveučilišni profesor, fizičar i inženjer elektrotehnike , jedan od pionira sustava izmjenične struje i izumitelj indukcijskog motora iako nikada nije patentirao svoj rad koji su mnogi proglašavali najvećim izumom svih vremena. Istraživanja i njegove studije rezultirale su razvojem alternatora, pretvarajući mehaničku energiju u električnu (kao izmjeničnu struju).
11. ožujka 1888. Ferraris je objavio svoje istraživanje u Kraljevskoj akademiji znanosti u Torinu (dva mjeseca kasnije Nikola Tesla dobio je američki patent 381.968, prijava podnesena 12. listopada 1887. Serijski broj 252.132). riješio je ovaj problem tako što je izradio izmjenični generator s dvije odvojene zavojnice, koje su proizvodile dvije zasebne izmjenične struje pomaknute u fazi za 90°. Te dvije izmjenične struje mogle su okretati valjak rotora u motoru. Ovo je bio prvi polifazni, ili višefazni, motor na izmjeničnu struju. U bakrenom valjku rotora generiralo se magnetsko polje koje se smjenjivalo kroz parove zavojnica inducirajući struju u bakru rotora, koja je pak stvarala magnetsko polje. To polje rotora prati okretno polje statora. Međutim, rotor je zaostajao za brzinom statora zbog trenja i strujnih gubitaka topline. Takav se motor naziva indukcijski ili asinkroni motor. Ferraris se, međutim, nije zamarao praktičnom primjenom jer je pretpostavljao da se s tim motorom ne može postići učinkovitost veća od 50%, tj. mogao je vrtjeti samo sebe. Zato je svoja otkrića objavio tek 1888.

.

Tesla u autobiografiji "My Inventions" iskazuje opčinjenost beskontaktnim okretanjem kojim ga je oduševio njegov gimnazijski profesor fizike Martin Sekulić🔎Martin Sekulić (1833–1905) bio je Teslin profesor fizike na Velikoj realnoj gimnaziji u Rakovcu (predgrađu tadašnjeg Karlovca). Bio je istaknuti znanstveni pedagog i eksperimentator, dopisni član JAZU (danas HAZU), narodni zastupnik u zemaljskom Saboru Kraljevine Hrvatske, Slavonije i Dalmacije. Sekulić se bavio eksperimentima, proučavao je fluorescenciju, iskrenje i munje, što je pobudilo golemo zanimanje mladog Nikole Tesle, a poseban utisak ostavio je na njega demonstracijom elektrostatskog motora s beskontaktnim rotorom. Sekulić je Teslu također oduševio Ruđerom Boškovićem jer je zagovarao Boškovićevu zamisao kako bi se cijela fizika mogla utemeljiti samo na jednom tipu sile.: "Sjećam se uređaja u obliku slobodno rotirajuće (staklene) tikvice, s oblogama od staniola [freely rotatable bulb, with tinfoil coatings], koja je dovedena u brzo okretanje kada je spojena na elektostatski stroj. Nemoguće mi je prenijeti odgovarajuću ideju o intenzitetu osjećaja koji sam iskusio dok sam svjedočio njegovim izlaganjima tih tajanstvenih pojava.... Htio sam saznati više o ovoj divnoj sili" (5, str. 15)

Tijekom studija u Grazu (1877.), Tesla je gledao kako Prof. Pöschl okreće Grammov dinamo stroj i mehaničku energiju pretvara u električnu, pri čemu stroj radi kao generator. Profesor zatim pokazuje da je moguć i obrat, tj. da se dovedenom strujom taj dinamo pokreće kao motor pretvarajući električnu energiju u mehaničku. Ali pri tome dolazi do jakog iskrenja. Pod dojmom elektrostatskog "rotora" bez ikakvih kliznih kontakata, kojeg mu je nastavnik fizike Martin Sekulić pokazivao u Karlovcu, Tesla je predložio beskontaktni rotor za jednosmjerni elektromotor, što je Pöschl smatrao nemogućim s tadašnjim galvanskim izvorima. Tesla piše: "Dok je profesor Pöschl demonstrirao Grammov dinamo stroj kao motor, četkice su zadavale probleme, jako su iskrile, ja sam primijetio da bi možda rad motora bio moguć i bez tih četkica. Ali profesor se izjasnio da je to nemoguće, rekavši: “G. Tesla će možda učiniti velike stvari, ali je sigurno da ovo neće unaprijediti.” (5, str. 17) Ova se anegdota često mitologizira prikazujući Teslu kao vizionara čija je ideja neznalački proglašena nemogućom, a profesora kao "gubitnika" u raspravi.

Zaokupljen stalno idejom beskontaktnog rotora, tijekom šetnje parkom u Budimpešti, Tesla iz Goetheova “Fausta” citira stilski opis zalazećeg Sunca, koje hrli osvijetliti novo podneblje na Zemlji. U tom trenutku javlja mu se analogna predodžba magnetskog polja čiji se maksimum kružno premješta po zavojnicama statora i "hrli" inducirati polje na novom pomaknutom položaju rotora. (5, str. 19)

U stvari Prof. Pöschl je bio u pravu, Tesla nikada nije uspio konstruirati elektromotor s beskontaktnim rotorom pokretan istosmjernom strujom, kako je predlagao u Grazu, niti je takav motor unaprijedio. No, izumio je nešto mnogo bolje koristeći indukcijski učinak već postojeće izmjenične struje s dvije pomaknute faze jer motor kojeg pokreće rotirajuće magnetsko polje zahtijeva izmjeničnu višefaznu struju. Pokazao se istinitim aforizam: Do izuma električne žarulje ne dolazi se unapređivanjem svijeće! Bio je potreban, metaforički rečeno, "kvantni skok" s istosmjerne na izmjeničnu struju.

Konačno je 1882. osmislio indukcijski dvofazni elektromotor s beskontaktnim rotorom pri čemu je, kako sam priznaje "dedukcijom", primijenio načelo kojeg se sjećao još iz gimnazije, samo je električnu silu zamijenio elektromagnetskom, svoj uspjeh opisuje u autobiografiji: "Napokon sam imao zadovoljstvo vidjeti vrtnju izazvanu izmjeničnim strujama različitih faza, a bez kliznih kontakata ili komutatora, kako sam i zamislio godinu dana ranije." (5, str. 21)

               Ostaje dvojba: Dedukcija korak po korak ili "epifanija" nadahnuta Faustom u šetnji parkom?

Neovisno o Ferrarisu, Tesla je imao sličnu ideju sa snažnijim i upotrebljivim motorom. Znao je da superpozicija nekoliko fazno pomaknutih izmjeničnih struja stvara rotirajuće polje čiji induktivni učinak pokreće rotor. No, bljesak inspiracije nije bio dovoljan za konstrukciju novog motora: Tesla je morao razviti potpuno novi električni sustav za višefazni motor. Konačno, 1887. prijavio je svoje prve patente koji čine najznačajniji doprinos u proizvodnji i primjeni električne energije novog vijeka:

 generator - transformator ⭜ - dalekovod - transformator ⭝ - elektromotor 

Njegov inovativni elektromotor bio je jednostavniji, sam je kretao i bez komutatora je izbjegnuto iskrenje i zamjene mehaničkih četkica. Međutim to još nije bio trofazni motor kakvi se danas proizvode, npr. nije bio primjenjiv za tramvaje, budući da je mogao raditi samo pri konstantnoj brzini.
Dvofazni motor imao je na rotoru zavojnice umjesto vodljivog cilindra kakav je primijenio Ferraris. Rotor razvija svoje magnetsko polje kao odgovor na polje statora, pri čemu zavojnice kratko spojenih krajeva namotane na rotor bolje prate okretno polje statora. Ferrarisov valjkasti rotor na principu vrtložnih struja nije bio učinkovit, prekomjerno bi se grijao zbog jakih vrtložnih struja i te struje nije učinkovito usmjeravao za proizvodnju zakretnog momenta.

Teslin dizajn sa zavojnicama kasnije se razvio u kavezni rotor od kratko spojenih vodljivih šipki koji je bolje iskorištavao elektromagnetsku indukciju.
Rotor sa zavojnicama imao je maksimalni odziv inducirane struje na okretno magnetsko polje dok je istodobno osiguravao samopokretanje i visok okretni moment. Kasnija poboljšanja, kao što je kavezni rotor, poboljšala su ovaj dizajn, ali temeljni principi ostaju isti u modernim indukcijskim motorima.

Za usavršavanje trofaznog motora, zaslużan je Mihail Dolivo-Dobrovolski🔎Михаѝл Доливо-Доброволъский, električar i izumitelj poljsko-ruskog podrijetla. U Njemačkoj je radio za tvrtku Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft (AEG), jedan je od utemeljitelja (ostali su Nikola Tesla , Galileo Ferraris i Jonas Wenström) polifaznih električnih sustava, razvijajući trofazni električni generator i trofazni elektromotor (1888) i spojeve u zvijezdu i u trokut. Trijumf trofaznog sustava prikazan je u Europi na Međunarodnoj elektrotehničkoj izložbi 1891., gdje ga je Dolivo-Dobrovolski koristio za prijenos električne energije na udaljenosti od 176 km sa 75% učinkovitosti. Godine 1891. napravio je trofazni transformator i kratkospojeni (kavezni) indukcijski motor. Projektirao je prvu svjetsku trofaznu hidroelektranu 1891. godine.. On je prvi jasno sagledao način djelovanja i zahtjeve u konstrukciji motora. Uočio je da je za maksimalni učinak izmjeničnih struja na rotor potreban minimalni magnetski zračni raspor jer je zakretni moment razmjeran magnetskom toku po polu statora. Postigao je željeni rezultat, između ostalog, ugradnjom zavojnica dublje u željeznu jezgru statora, i njegov je motor bio prvi komercijalno uspješan indukcijski motor, prvenstveno u Europi kao projekt tvrtke AEG - Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft.

Osim toga Dobrovolski je izumio spajanje zavojnica statora u tzv. "trokut" i "zvijezda" spojeve, čime je prepolovio broj žica za distribuciju sa Teslinih 6 na 3 postigavši značajnu uštedu na skupom bakru. Zatim je uvidio da na učinkovitost motora utječu vrtložne struje u rotoru, koje se protive vrtnji rotora. Da smanji te struje ostavlja u rotoru uzdužne proreze, što je patentirao 1889. godine. S tim prorezima, rotori nalikuju kotaču po kakvom u krletkama trče vjeverice i zamorci i nazivaju se kavezni rotori (squirrel-cage rotor).

Tesla u patentnoj prijavi No. 390.414 spominje mogućnost spajanja triju zavojnica u zajedničku točku, što neki uzimaju kao dokaz da je došao na ideju "spoja u zvijezdu" prije Dobrovolskog. Međutim radi se o zavojnicama rotora (armature) koje se napajaju kliznim kontaktima preko komutatora. To očito nije spoj indukcijskog kaveznog motora kojim je Dobrovolski unaprijedio Teslinu ideju i smanjio broj vodiča za napajanje statora.

 generator - transformator ⭜ - dalekovod - transformator ⭝ - elektromotor 

Iako je višefazna izmjenična struja s vremenom postala cijenjena zbog svoje učinkovitosti, zbog čega danas koristimo trofaznu struju, u to vrijeme američku industriju je najviše zanimao efikasan motor. Godine 1888. George Westinghouse je kupio Teslin patent, u namjeri da njegova tvrtka kontrolira poslove s izmjeničnim motorima.

Postoje rasprave o tome je li Tesla prvi sam izumio polifazni sustav ili je to učinio Ferraris prije njega, no sam je Tesla izjavio da su imali istu ideju i nikada nije rekao da je čitao o bilo kojem od Ferrarisovih pronalazaka već je u trenucima nadahnuća u svojoj glavi vidio potpuno formiran stroj i uopće nije trebao eksperimentirati jer, "Nije bilo niti jednog jedinog eksperimenta, koji nije ispao točno onako kako sam ga zamislio." (5, str. 5; str. 23)

Tesla piše: "Profesor Ferraris ne samo da je neovisno došao do istih teorijskih rezultata, već na gotovo identičan način do najsitnijih detalja." (15, str. 297)

Tesla jasno priznaje da su on i Ferraris neovisno otkrili isti princip, i to s nevjerojatnom sličnošću. Ali Tesla ostaje osoba koja ga je ostvarila kao cjelovit sustav pretvorbe, i za to mu se s pravom pripisuju veće zasluge.
Ovim dopisom Tesla je odao počast Ferrarisu kao kolegi otkrivaču polifaznog principa - čak je priznao i "identične detalje" njihovog rada. To pokazuje da Tesla nije bio samo briljantan izumitelj, već i pošten i intelektualno iskren čovjek, svjestan Ferrarisovih doprinosa i da ih je poštovao.
Neki od Teslinih branitelja pokušali su umanjiti Ferrarisov rad, ali sam Tesla to nije učinio. Zapravo, nazvao je to "najčudnijom slučajnošću" i čak je bio "pretjerano zadovoljan" što je vidio da njegove ideje potvrđuje još jedan cijenjeni znanstvenik.

⟞ 🙚 🙞 ❋ 🙜 🙘 ⟝

Dakle, ako Tesla nije izumio izmjeničnu struju, i nije samostalno izumio primjenu polifazne izmjenične struje, a Westinghouse je već implementirao izmjeničnu struju za svoje sustave rasvjete dvije godine prije nego što je kupio patent od Tesle, zašto je onda izbio "rat struja" između Edisona i Tesle?

To nas dovodi do dojma broj dva.

Uvriježen je stav da je "Rat struja" bio sukob između Edisona i Tesle oko korištenja izmjenične protiv istosmjerne struje. Međutim, sukobila su se dvojica magnata.

U stvari, Edisonov pravi suparnik nije bio Tesla nego Westinghouse, Tesla je tu bio važan ali ipak sporedni igrač čije ideje Westinghouse suprotstavlja Edisonu. Tesla je, na neki način, bio Westinghouseovo tajno oružje - ali on nije bio taj koji se bavio poslovnim sukobom, propagandom ili korporativnim natjecanjem. Protiv Edisona se u svemu borio Westinghouse, od javne percepcije do infrastrukturnih ugovora.

Godine 1880. Thomas Edison dobio je patent za svoju žarulju što je bio veliki uspjeh njegove tvrtke, "Edison General Electric", koja je za napajanje koristila dinamo s četkicama i pomoću komutatora ispravljenu istosmjernu struju.

Godine 1886. George Westinghouse počinje koristiti izmjeničnu struju i transformatore za osvjetljavanje zgrada. On se u početku uglavnom bavio električnim brojilom jer je bez brojila mogao naplaćivati samo paušal za struju, što je potrošače poticalo da troše što više električne energije. U ljeto 1888. njegov zaposlenik Oliver Shallenberger🔎Oliver Blackburn Shallenberger (1860. - 1898.) bio je američki inženjer elektrotehnike i izumitelj. Povezan je s električnim izumima vezanim uz izmjeničnu struju. Najpoznatiji je po izumu prvog uspješnog električnog brojila izmjenične struje (AC), preteče modernog električnog brojila. To je bilo presudno za opće prihvaćanje napajanja izmjeničnom strujom. izumio je funkcionalno električno brojilo. Westinghouse je sada imao brojilo za izmjeničnu struju ali je još uvijek bio u potrazi za industrijskim elektromotorom. Rješenje je našao u otkupu Teslinih patenata.

Edison je mrzio Westinghousea i izmjeničnu struju, jer je njegova već uvedena mreža istosmjernog napona s više od 1500 lokalnih elektrana time dovedena u pitanje. Radilo se o borbi za monopol u elektrodistribuciji. Da spriječi propast svog monopola i izravnu prijetnju financijskoj budućnosti Edison Electric Light Company, počeo je tvrditi da je izmjenična struja visokog napona opasna. Pišući privatnu poruku da će "Westinghouse sigurno kao smrt ubiti kupca u roku od šest mjeseci." Edison je kao glavno oružje protiv primjene izmjenične struje izabrao strah. širio je mit o izmjeničnoj struji, znajući da je "strah lako prodati" - čak i kada je neopravdan, odnosno da se većina ljudi boji onoga što ne razumiju.

U to vrijeme Edison je napisao i javni manifest o opasnostima izmjenične struje 🔎. U tom pamfletu Westinghousea spominje 24 puta, a Teslu ni jedanput. Prijetnja mu nije bio Tesla nego Westinghouse koji uvodi konkurentski sustav.

Edison je tada angažirao izvjesnog profesora Harolda Browna da koristeći njegov prostor izvodi jezive javne pokuse ubijanja pasa i starih konja izmjeničnom strujom, kako bi pokazao koliko je to opasno.

Zalagao se za korištenje izmjenične struje u pogubljenjima na električnoj stolici. Edison je želio da smrtna kazna električnom stolicom bude poznata po Westinghouseu i povezana s njegovim imenom. To je išlo tako daleko da se uličnim rječnikom za pogubljenje na električnoj stolici koristio izraz "Westinghousing".

Međutim kada je Westinghouse 1888. kupio Teslin patent za polifazni generator i motor, izmjenična struja je postala jeftinija i moćnija. Tako je korporacija Westinghouse dobila posao osvjetljavanja Svjetskog sajma u Chicagu, povodom proslave 400. godišnjice Kolumbovog otkrića Amerike. Suprotstavljajući se novoosnovanoj General Electric Company (tvrtci koja je preuzela Edison Company), Westinghouse je bio upola jeftiniji od ponude GE-a za milijun dolara. Velik dio uštede odnosio se na količinu bakrene žice potrebne za korištenje istosmjerne struje. Westinghouseova pobjednička ponuda predložila je učinkovitiji, isplativiji Teslin polifazni sustav. Ali to nije bio ključni trenutak sukoba.

Kako bi zadivio publiku učinkom nevidljivog magnetskog polja Tesla je na toj izložbi duhovito iskoristio bakreno jaje i prigodnu legendu o Kolumbovom jajetu. Jaje se na plitkoj drvenoj zdjeli počinje okretati kao rotor indukcijskog elektromotora. Uslijed vrtložnih struja u bakru taj jajoliki rotor prati okretno magnetsko polje dviju okolnih zavojnica i tijekom vrtnje se uspravi na tjeme.

Bakreno jaje se međutim ne uspravlja uslijed ikakvog elektromagnetskog utjecaja nego djelovanjem samo mehaničkih sila kakve inače žiroskopski djeluju na zvrkove. Jaje početnu vrtnju mijenja u vrtnju oko osi s najmanjim momentom tromosti kao najstabilnijim položajem. Bez trenja i reakcije podloge, taj bi se elipsoid nastavio slobodno okretati bez uspravljanja.
Okretno magnetsko polje daje pogon samo za vrtnju bakrenog jajeta, a uspravljanje uzrokuje poznata pojava koja se očituje i kada se kuhano kokošje jaje uspravi na ravnoj podlozi tijekom dovoljno brze vrtnje. Tesla je to vidio još u djetinjstvu kada se ručno pokrenutom vrtnjom utvrđivalo je li jaje kuhano ili sirovo. Kuhana bi se u vrtnji uspravila, a sirova usporavala.

(Video: "Spinning Egg", Ishikawa Minami Lab - Osaka University)

⟞ 🙚 🙞 ❋ 🙜 🙘 ⟝

Ključni trenutak sukoba bilo je to što je J.P. Morganu, kao glavnom dioničaru tvrtke Edison, dozlogrdilo bacanje silnog novca na Edisonove sudske sporove, pa je odlučio investirati kapital u jeftiniju i snažniju izmjeničnu struju kojom su se napajali industrijski izmjenični motori.

Tako je J. P. Morgan 1892. izveo prevrat, otpustio je Edisona iz vlastite tvrtke i uklonio njegovo ime iz naziva tvrtke, ostavljajući samo poznati GE ili General Electric.

Edison i Tesla bili su uključeni u prijedloge za razvoj postrojenja na slapovima Niagare. Njihova su rješenja 1893. godine razmatrana na natječaju kojeg je organiziralo Međunarodno povjerenstvo za slapove Niagare. Projekt temeljen na Teslinom pristupu koji je prijavila tvrtka "Westinghouse Electric & Manufacturing Company" pobijedio je na natječaju. Komisija, predvođena britanskim fizičarom Lordom Kelvinom, smatrala je da je sustav temeljen na izmjeničnoj struji, koji je Tesla predložio preko Westinghousea, bolja ponuda od Edisonove sheme s istosmjernom strujom. Lord Kelvin se uvjerio u superiornost Teslinog pristupa tijekom posjeta Svjetskoj izložbi u Chicagu 1893. godine, gdje je rasvjetu napajao Teslin polifazni AC sustav, opet prema ugovoru s Westinghouseom. Osim toga bilo je dvojbeno može li se Edisonovim sustavom istosmjerne struje energija uopće prenositi na velike udaljenosti. Godine 1896. Tesla i Westinghouse pustili su u rad prvu američku hidroelektranu na slapovima Niagare. Pobijedivši Edisona promijenili su način na koji se do tada u Americi gledalo na tako moćne prirodne sile.

Ovaj događaj iz američke povijesti neobjektivno se ističe bez navođenja da je prvi prijenos električne energije visokonaponskom trofaznom strujom po Teslinom polifaznom sustavu izveden u Njemačkoj 25. kolovoza 1891. u povodu Međunarodne elektrotehničke izložbe u Frankfurtu. Trofazna izmjenična struja iz generatora kod Lauffena na rijeci Nekar, transformirana pomoću trofaznog transformatora na napon od 15 kV, proslijeđena je dalekovodom do 176 km udaljenog Frankfurta na Majni, za napajanje 1000 žarulja i za trofazni sinkroni motor pumpe za umjetni vodopad visine 10 metara na izložbenom prostoru. Taj njemački poduhvat potaknuo je planere u Americi da konstruiraju visokonaponski prijenos struje od slapova Niagare do Buffala.

  Zašto se Teslin sustav nedovoljno ističe u odnosu na njegove manje značajne izume?  

Nedostaje mu teatralnost. Polifazni izmjenični sustav (indukcijski motor, generator i prijenosni sustav) čini srž modernog industrijskog svijeta. U pravilu taj sustav ne vidimo, ne razmišljamo o njemu, ali je svuda prisutan i omogućuje nam pokretanje svega. Savršeno radi. Okrenemo sklopku i svjetlo se upali. Priključimo stroj i on se pokrene. Složenost elektrodistributivne mreže od generatora, transformatora i dalekovoda koji prenose kontroliranu, jeftinu energiju na velike udaljenosti skrivena je od pogleda. Koncept rotirajućeg magnetskog polja unutar indukcijskog motora nije vizualno intuitivan. To je apstraktno načelo fizike, sjajno u svojoj eleganciji, ali nedostupno bez tehničkog objašnjenja. Osim toga u indukcijskom motoru nekog stroja ili transformatoru na stupu nema ničega vizualno dramatičnog. Ti genijalni uređaji svoju funkciju obavljaju u pozadini s neumitnom učinkovitošću.

Desetak godina kasnije Tesla je izumio turbinu s diskovima bez lopatica koju nikada nije implementirao na nekoj hidroelektrani. Ta turbina najbolje radi s fluidima velo velike brzine i niske viskoznosti (poput pare ili zraka), dok generator hidrocentrale zahtijeva visok okretni moment pri relativno niskom broju okretaja. Teslina turbina bez lopatica kada nije opterećena postiže visok broj okretaja, ali daje mali okretni moment. Osim toga pati od oštrog pada učinkovitosti kada je opterećenje uspori pa se zbog turbulencije poremeti laminarni tok. Turbina s diskovima prvenstveno je zamišljena za pogon parom, ali ni s parom nikada nije nadmašila tradicionalne parne turbine (kao što je Parsonsova reaktivna turbina), koje su već dominirale u pogonima vojnih parobroda.

Sličnu sudbinu doživio je još jedan Teslin patent na polju hidrodinamike. Zanimljivo originalno rješenje nepovratnog ventila bez pokretnih dijelova. Teslin nepovratni ventil ima osobinu da mu učinkovitost izrazito ovisi o brzini protoka, pa se njegove performanse poboljšavaju tek s većim protokom, dok u sporim tokovima nema velike razlike u propusnosti između povratnog smjera. Patent se oslanja na unutarnju turbulenciju, sekundarne petlje toka i dijeljenje toka, a sve to je odsutno ili slabo kod sporog laminarnog toka. Povratni otpor postaje prenizak i ventil ne uspijeva učinkovito "usporavati", a pogotovo ne zaustaviti povratni protok.

Međutim ne bi bilo sasvim točno reći da su Teslini hidrodinamički izumi bili "beskorisni", ali nisu našli široku praktičnu primjenu u svom izvornom obliku.

⟞ 🙚 🙞 ❋ 🙜 🙘 ⟝

Ali, suparništvo dvojice moćnika, Edisona i Westinghousea, nije bila dovoljno provokativna priča kao ona o borbi "Davida i Golijata", skromnog sjajnog Tesle protiv moćnog biznismena. Zato su to u medijima pretvorili u intrigantno rivalstvo Tesle i Edisona, pri čemu se Westinghouse jednostavno izgubio iz priče.

Dakle, ako se Edison u ratu oko AC i DC nije borio protiv Tesle, zašto se tvrdi da ga je maltretirao i osujećivao sve njegove napore?

Ovo nas dovodi do dojma broj tri.

Uvriježen je stav da je Edison progonio Teslu, počevši od vremena kada je radio za njega. Međutim Tesla to nigdje ne spominje.

Prema Teslinom svjedočenju, to nije istina. čuvena anegdota o tome da je Tesla prevaren za isplatu novčane naknade u stvarnosti se dogodila mimo Edisona. Naime Tesla u autobiografiji kaže kako je zaista kratko radio za Edisona 1884. godine. U to vrijeme izvodili su se poslovi za njujoršku podružnicu tvrtke Edison, i jedan lokalni upravitelj obećao mu je 50.000 dolara ako izvrši zadatak i Tesli ništa nije bilo sumnjivo. Danas bi to bio iznos veći od milijun i po US $, pa je malo vjerojatno da bi se podružnica iskreno obavezala na isplatu tolike sume bez pisanog ugovora kakav je, primjerice, Tesla poderao pred Westinghouseom. Po završetku posla taj mu je čovjek umjesto da plati, rekao da se šalio, iako je za obavljeni posao trebao dobiti barem nekakvu naknadu. Teslu je to pogodilo i posramilo kao lakovjernog i naivnog, koji je iz svog zavičaja ponio vjeru u danu riječ i čestitost ljudi. (Sličnu naivnost iskazivao je još u studentskim danima kada je, vjerujući u veliku zaradu, nerazumno prokockao sav novac za školarinu u Pragu (5, str. 7)). Ne pomišljajući na sudsku naplatu tako velikog potraživanja, za što u stvari nije imao uporište, Tesla je nastavio raditi za Edisona na razvoju prototipa lučnih svjetiljki. Međutim njemu iza leđa Edison je sklopio sporazum s tvrtkom American Electric Manufacturing Company (AEM), o instaliranju svoje žarulje sa žarnom niti umjesto naručenog i već gotovog Teslinog rješenja. (1, str. 35) Nakon ove uvrede u znak protesta dao je otkaz i osnovao vlastito poduzeće "Tesla Electric Company". Nije bio opsjednut osvetom ili suparništvom — bio je duboko povrijeđen onim što je doživio kao izdaju povjerenja, i, osjećajući se razočarano, izabrao je neovisnost umjesto sukoba. Njegova odluka da ode i osnuje vlastitu tvrtku nije se odnosila na natjecanje s Edisonom - radilo se o tome da stvari radi drugačije i s više kreativne slobode. Ovo otkriva njegov idealizam, temu koja se stalno ponavlja u njegovom životu, posebno u načinu na koji se nosio s ugovorima, patentima i poslovima.

Dakle, taj lokalni upravitelj nije bio Edison, ali je za američke medije djelovalo efektnije da se ta uloga pripiše Edisonu kao ishodište njihovog rivalstva. Međutim izdaja povjerenja nije bila djelo samo jednog pokvarenog upravitelja. To je bila kultura poslovanja kompanije Edison u kojoj se usmeni ugovori nisu poštovali i u kojoj se lako moglo iskoristiti naivnog inženjera imigranta. Nju je oblikovao Edison, iako sam nije režirao konkretnu smicalicu. Ova rana trauma utjecala je izravno na Tesline kasnije poslovne poteze. Radi tadašnje gospodarske krize (od 1892. do 1896.), Westinghouse je došao u velike novčane poteškoće, a Tesla je, sjetivši se kako mu je Westinghouse pomogao u trenutcima njegove vlastite oskudice, odlučio velikodušno pokidati sklopljeni ugovor. Po tom ugovoru trebao je dobivati jedan dolar od svake konjske snage njegovih motora. Odricanje od prava na tantijeme od posrnulog Westinghousea bio je čin goleme financijske žrtve. Možemo to promatrati kao Teslinu reakcija na doživljenu izdaju. Odlučio se složiti s Westinghouseom kojeg je smatrao časnim. Cijenio je to partnerstvo i odlučio se za opstanak svog sustava izmjenične struje umjesto još jednog iscrpljujućeg financijskog spora. Bila je to poruka i njegov izraz odbijanja poslovanja u "Edisonovom stilu".

Na prethodnoj stranici autobiografije Tesla je napisao kako mu je bila čast upoznati Edisona. Kaže kako je Edison bio "prekrasan čovjek koji je, bez ranijih pogodnosti i znanstvene obuke, postigao toliko toga". To je Teslu natjeralo da se zapita znači li njegovo formalno obrazovanje da je "većina mog života provedenog u učenju protraćena". (5, str. 22)

Da je od Edisona doživio neugodnosti vjerojatno ne bi o njemu pisao hvalospjeve u istoj knjizi gdje je opisao i ljude koji su osujetili njegove napore da izgradi svezemaljski toranj za prijenos energije. O njima kaže da su "tek mikrobi gadne bolesti". (5, str. 30)

Tesla je o sebi postupno stvarao predodžbu izuzetnog ali neshvaćenog izumitelja koji je u stanju ovladati silama Prirode, ne uvažavajući realne okolnosti u kojima djeluje.

To nas dovodi do sljedećeg dojma o njemu.

Zbog snažnih vibracija zgrade u New Yorku u kojoj je bio njegov laboratorij i puštanja u probni rad novog stroja proširilo se mišljenje da je Tesla želio proizvoditi potrese i da je izumio stroj za tu svrhu.
Tesla, međutim, nikad nije želio proizvoditi potrese, a eksperiment je postao ozloglašen jer je navodno potresao cijeli laboratorij i samu zgradu.
Takozvani "stroj za potrese" bio je novi generator električne struje. U suštini je to linearni oscilator na parni pogon osmišljen da gibanjem šipke sa zavojnicama gura zavojnice gore-dolje u magnetsko polje i iz polja. Pomaci zavojnica u magnetskom polju su uslijed brzih promjena magnetskog toka u njima inducirali izmjenični napon. Linearno gibanje, međutim, ima ograničenja za razliku od rotacijskog kretanja u današnjim generatorima (alternatorima), kao dominantnoj metodi proizvodnje električne energije i napušteno je zbog konstrukcijskih nedostataka, a nemoguće je i rotaciono magnetsko polje.

Iako je Tesla u teoriji razumio mehaničke oscilacije i rezonanciju, posljedice u stvarnom svijetu — kao što je snažno podrhtavanje zgrade — bile su ekstremnije nego što je očekivao. Bio je zatečen intenzitetom vibracija koje su se iz pukog eksperimenta pretvorile u potencijalnu katastrofu. Tesla je opisao kako je morao grubo zaustaviti pokus uništivši stroj udarcima malja. Ova brza odluka da uništi stroj pokazuje da je prekasno shvatio da su vibracije izvan kontrole i da predstavljaju neposrednu opasnost za strukturnu stabilnost zgrade. Po vlastitom priznanju, to nije bio dio proračunatog plana; nego hitna mjera da se spriječi daljnja šteta ili urušavanje.
Bio je usredotočen na eksperimentalni ishod — pokazivanje potencijala svog oscilirajućeg generatora — bez predviđanja ili sprječavanja mogućih posljedica. Uz neosporno veliko znanje o oscilacijama bio je nekritički uvjeren u svoju kontrolu nad prirodom.
Taj događaj s rezonantnim mehaničkim vibracijama kasnije će mu biti inspiracija za ideju utitravanja električnih vibracija u Zemlju. Vidio je to kao opipljiv, fizički dokaz koncepta za koji je vjerovao da se može po analogiji preslikati na elektricitet i povećati na razinu planete. Fenomen u kojem mala, periodična sila, primijenjena na vlastitoj frekvenciji mnogo većeg sustava, može proizvesti vibracije ogromne amplitude.

Dakle, pronalazački zanos i želja za uspjehom zasjenila je realno sagledavanje fizičkih ograničenja njegovih izuma, tako je kasnije bio pogođen zbog gubitka svog tornja. Zašto je srušen Teslin toranj?

 

 

To nas dovodi do sljedećeg dojma o njemu.

Uvriježen je stav da je Tesla želio proizvoditi i dijeliti besplatnu električnu energiju za sve ljude, a zaustavile su ga korporacije gladne novca.

Tesla, međutim, nikad nije imao ništa s dijeljenjem besplatne struje i zaustavljen je jer njegove metode nisu bile dorađene za komercijalnu upotrebu, a Marconijeve jesu, iako pokradene od Tesle. Govorio je doduše o "slobodnoj energiji" (free energy) koja bi se mogla uzimati iz okoline ali to nije značilo da na vrata potrošača ne bi pokucao inkasator elektrodistributera. Naime, čak i da je htio Tesla ne bi mogao izbjeći naplaćivanje isporučene energije jer ne bi imao odakle vratiti ogromna sredstva koja je investitor (J.P. Morgan) uložio u njegov projekat. Investitori nisu filantropi ili altruisti nego očekuju povrat ulaganja i daljnju zaradu. Tesla je dobio sredstva od Morgana očito tako što ga je uvjerio u višestruku zaradu od prodaje energije, a ne od njenog besplatnog dijeljenja. Danas je energija vode za hidrocentrale također "besplatna", ali pretvorba u struju i elektrodistribucija koštaju. Tesla je govorio o "slobodnoj energiji", a ne o "besplatnoj struji".

Godine 1891. Tesla je izumio svoju čuvenu zavojnicu (Teslin transformator) i zaludio svijet nevjerojatnim demonstracijama paljenja žarulja s jednim vodičem ili paljenjem fluorescentnih cijevi na daljinu držanih golom rukom. Fasciniranje publike sijevanjem umjetnih munja čini se donekle paradoksalno, ako se uzme u obzir da je Tesla upravo iskrenje kod tadašnjih elektromotora želio spriječiti. Oko toga se i sporio s profesorom u Grazu. I bio je oduševljen kada je uspio ostvariti motor bez iskrećih četkica. Međutim, prijenos energije na daljinu bez žičanih vodiča, koji je Tesla postizao svojom zavojnicom, bio je važan iskorak tadašnje elektrotehnike. Iako nema potvrde da je takav prijenos ostvario na udaljenostima većim od prostorije u kojoj se pokus izvodio.

Za napajanje transformatora Tesla koristi Ruhmkorffov induktor 🔎 kod kojeg je izlazni napon proporcionalan brzini promjene struje u primarnoj zavojnici induktora, izražen kao U_i = L dI/dt.
Dakle, za rad induktora presudana je bila brzina kojom se strujni krug prekida i ponovno uspostavlja. Kako bi postigao te vrlo brze promjene struje i time visoke naponske skokove, izumio je poseban "živin mlazni prekidač". Sastoji se od spremnika žive i rotora s lopaticom uronjenom u živu. Motorom pokretana lopatica grabi živu i njen električno vodljivi mlaz cenrtifugalno usmjerava po kontaktima na obodu okruglog spremnika čime se mlaz naizmjence brzo prekida. Postižu se brzine prekida struje veće od 10.000 u sekundi. Razmjerno brzini (dI/dt) generiraju se impulsi izuzetno visokog napona za napajanje Teslinog transformatora.
Za postizanje visoke frekvencije, Tesla je u krug s kondenzatorom spojio iskrište, formirajući rezonantni LC krug (kondenzator - primar transformatora). Kada se kondenzator nabije do napona dovoljnog za izboj preko iskrišta, procjep iskrišta se ionizira i kondenzator se izbije u primar transformatora od tek nekoliko zavoja. To stvara oscilirajuće struje na rezonantnoj frekvenciji primarnog kruga. Sekundar transformatora s velikim brojem namotaja zrači pri tom visokofrekventne elektromagnetske valove s pojavom korone na kupoli sekundarne zavojnice.

Demonstriranjem visokofrekventnih izboja ogromnih napona bez pogibelji, Tesla je ostavljao dojam "čarobnjaka". Istraživao je bežični prijenos električne energije pomoću transformatora snage 300 kW i napona od oko 12 milijuna volti, stvarajući "munje" raspona i do 40 m. Električni lukovi inače nisu bili značajka normalnog rada zavojnice jer su predstavljali gubitak energije.

Zadivljenost neznanstvene publike ogromnim umjetnim munjama ima duboke mitološke korijene. U svjetskim religijama munja simbolizira božanstvo i pripisuje se Božjoj moći. Munje (i gromovi) tumače se kao izraz Božjeg gnjeva i Božjeg suda. Stoga je to i danas impresivan, poučan uređaj iz pionirskih dana elektrotehnike kojim se mogu izvoditi dojmljive demonstracije u nastavi i tehničkim muzejima. Ali jedva da postoje druge korisne primjene tog transformatora, a za elektroenergetiku, gdje se svako iskrenje nastoji izbječi, nema nikakvo značenje.

Inženjer Elihu Thomson, Teslin takmac, 1899. godine u časopisu "The Electrician" piše da je preteča Tesline zavojnice bio rezonantni transformatorski krug koji je 1889. osmislio prof. Henry Rowland i da je Tesla samo dodao kondenzator njegovoj zavojnici. Rowland je te godine svoju zavojnicu demonstrirao na godišnjem sastanku Američkog instituta inženjera elektrotehnike. Funkcionirala je slično krugu Tesline zavojnice samo nije generirala tako visoke napone. Međutim, Tesla je prvi patentirao uređaj, a njegova genijalnost leži u sustavnoj optimizaciji i primjeni principa rezonacije, što je dovelo do visokonaponskog i visokofrekventnog aparata kakvog danas prepoznajemo..

Sredinom 1899. godine Tesla seli na padine planine Pikes Peak u Colorado Springsu s namjerom da istraži učinak višestruko veće i snažnije inačice svog transformatora. Uvjerio je izvjesnog Johna Jacoba Astora IV., jednog od najbogatijih ljudi u to vrijeme, da uloži 100.000 $ u njegovu kompaniju. Astor je mislio da ulaže prvenstveno u Teslin novi bežični sustav rasvjete. Međutim, Tesla je u konačnici značajan dio tog novca iskoristio za svoju visokonaponsku, visokofrekventnu eksperimentalnu stanicu u Colorado Springsu. Astor je stradao u potonuću Titanica 1912., što je okončalo daljnju potporu Teslinim projektima, kao što je kasniji toranj Wardenclyffe.
Sve proračune zavojnica i LC krugova zapisao je u dnevniku koji je povodom 120 godišnjice njegovog rođenja objavio muzej u Beogradu. Sagradio je ispitnu stanicu za provjeru rezonantnih krugova. Izrađuje "Magnifying Transmitter" - pojačavajući odašiljač, kojim generira umjetne munje reda megavolta, s pražnjenjima koja dosežu i do 40 metara, dovodeći čak i do nenamjernog izgaranja lokalne elektrane. Duboko je uvjeren da se sama Zemlja može ponašati kao vodič, podržavati električno rezoniranje globusa i bežični prijenos energije. Izjavljuje da osjeća primanje neobjašnjivih ponavljajućih signala, za koje je nagađao da bi mogli biti "inteligentno kontrolirani". Potaknuo je svoju senzacionalnu, ali dvosmislenu tvrdnju da "razgovara s planetima". Pojačavajući odašiljač iz Colorado Springsa bio je u biti njegov konačni razvojni oblik Tesline zavojnice - ali višestruko uvećan, drugačije podešen i dizajniran ne samo za spektakularne iskre već i za pokretanje električnih naboja same Zemlje kao dijela oscilatornog strujnog kruga. Zbog dobre vodljivosti suhog planinskog zraka vjeruje da može bežično prenositi energiju na velike udaljenosti.

Znao je da kod njegove zavojnice važnu ulogu igra udaljenost visokonaponske elektrode E (kupole zavojnice) od tla. Atmosfera prirodno ima vertikalno električno polje s potencijalom od oko 100 V/m blizu tla. Zbog ovog pozadinskog polja udaljavanje od tla dovodi vodič na viši potencijal. U laboratoriju je taj učinak malen. Podizanje za 1 m dodalo bi samo oko 100 V što je zanemarivo u usporedbi sa stotinama kilovolta koje zavojnica proizvodi.
Kupola ili toroid na vrhu zavojnice ponaša se kao jedna ploča kondenzatora, pri čemu je Zemlja druga ploča, a udaljenost od tla određuje kapacitet. Dalje od tla znači manji kapacitet. A što je manji kapacitet C, za određenu količinu naboja Q, napon V je viši, budući da je V = Q/C. S većom visinom od tla ista količina naboja stvara veći potencijal. Dodavao je treću zavojnicu izdižući njen kraj visoko iznad tla, dopuštajući uređaju da postigne viši napon prije proboja i pražnjenja. Osim toga položaj gornjeg izvoda zavojnice podešava visoku rezonantnu frekvenciju longitudinalnog titranja, budući da njegova visina utječe na spregu s masom i parazitne kapacitete. Smatrao je da će gubitci biti minimalni ako suzbije transverzalne oscilacije, i da time maksimalno povećava longitudinalne oblike vala koji bi se širili kroz eter bez gubitaka, analogno širenju zvuka u sredstvu. To je jedan od razloga zašto je eksperimentirao s elektrodom na visokom jarbolu iznad krova.

Njegov san o prijenosu energije, čak i s ogromnom zavojnicom nikada nije mogao uspjeti. Nije uzimao u obzir dva ključna ograničenja. Prvo, postrojenje u Colorado Springsu radilo je na ≈20–50 kHz, a za stojni val oko Zemlje, potrebna je frekvencija od 7,5 Hz. To je prva Schumannova rezonancija, koja je otkrivena tek 1952. Teslina ideja o "globalnom bežičnom prijenosu energije" u biti je zahtijevala pobuđivanje iste šupljine Zemlje i ionosfere koju je Schumann kasnije matematički opisao. Međutim njegova zavojnica imala je ≈10.000 puta previsoku frekvenciju pa bi pobudila samo visoke modove Zemljine kugle i ionosfere. No zbog očuvanja energije, ti visoki modovi imali bi amplitudu stojnog vala toliko puta manju koliko puta im je frekvencija veća od osnovne. Ono što je pogrešno smatrao globalnom rezonancijom Zemlje bilo je tek lokalno rezoniranje zavojnice, jarbola i tla.
Druga kriva pretpostavka je zamišljanje Zemlje kao savršenog vodič. U stvarnosti vodljivost tla je između 10^-3 do 10^-1 S/m (za usporedbu vodljivost bakra je 6∙10⁷ S/m). Pa je dubina do koje bi struje prodirale na frekvencijama od oko 20 kHz samo ≈10 m. Struje bi tekle tankom površinskom ljuskom i gubici bi zbog otpora bili ogromni. Zagrijavao bi tlo umjesto da energiju širi globalno.
Postrojenje u Colorado Springsu proizvodilo je možda desetke megavata vršne snage u kratkim naletima, ali neučinkovito za daljinski prijenos. čak i kad bi se neki mali dio te snage poslao kroz Zemlju, gubitak tijekom stotina kilometara gotovo svu tu energiju pretvorio bi u toplinu.
Kada je postrojenje bilo isklujčeno kao odašiljač, postojala je mjerljiva mikrostruja prema uzemljenju. Na temelju pojave te struje od prirodnog gradijenta elektropotencijala Zemlje Tesla je kasnije zamislio patent radijantene energije - "Apparatus for the Utilization of Radiant Energy".

Na temelju rezonantnih vibracija kojima je zatresao cijelu zgradu u New Yorku Tesla je bio uvjeren da postrojenjem višestruko uvećane rezonantne zavojnice može elektrificirati cijelu Zemlju, tako što bi se energija odgovarajućom frekvencijom ubacivala na jednom mjestu, a crpila iz tla bilo gdje drugdje na svijetu. Bila je to zamisao o drugačijem prijenosu energije, kroz Zemlju umjesto kroz skupe bakrene žice. Ali nikada nije bilo govora o besplatnoj struji za potrošače ili energiji iz ničega.

Svoju zamisao prijenosa energije kroz zemaljsku kuglu Tesla je opisao novinaru Juliusu Chambersu u listu NEW YORK JOURNAL, 8. kolovoza 1897. sljedećim riječima: Pretpostavimo da Zemlja nalikuje šupljoj gumenoj lopti, napunjenoj vodom. Na jednom mjestu imam cijev, s klipom, pričvršćenu na površinu ove lopte. Ako pritisnem klip, voda u cijevi će se potisnuti u kuglu i svaki dio će se proširiti. Ako povučem klip, voda ga slijedi i svaki dio lopte će se skupiti. Sada, ako probušim površinu te lopte na nekoliko mjesta i postavim cijevi i klipove na svako mjesto, ti klipovi će vibrirati gore-dolje kao odgovor na svaki pokret koji mogu proizvesti u klipu prve cijevi. Došlo bi do pobuđenosti u središtu lopte, niza vibracija u cijelom tijelu. Kad bih tada mogao namjestiti klip u jednoj od cijevi da vibrira u skladu s vibracijama vode, u vrlo kratkom vremenu i korištenjem vibrirajuće energije mogao bih cijelu stvar rasprsnuti.
Na Niagari bi moglo biti moguće proizvesti električnu energiju koja se može koristiti za pogon mlinova u Novoj Engleskoj, željezničkih vlakova po prerijama i parobroda po morima. Vjerujem da sa sada dovršenim strojem mogu pobuditi električno stanje Zemlje, da ću moći prenijeti misli ili informacije u što sam uvjeren; i nadam se s jednakom sigurnošću da ću opskrbljivati strujom udaljena mjesta na ovoj Zemlji, bez posredstva žica..

Na temelju niza eksperimenata provedenih između 1888. i 1907. pomislio je da bi Zemlja mogla biti izvrstan električni vodič. Vjerovao je da bi se električna struja mogla širiti kroz tlo i do tisuća milja "bez umanjenja početne vrijednosti", i iznio je opažanja koja su, smatrao je, poduprla tu pretpostavku. Također je otkrio da se Zemljin prirodni električni naboj može prisilno utitrati i da se "utiskivanjem površinskih strujnih valova određenih valnih duljina u tlo, naravno povezanih s njezinim promjerom, globus pobuđuje u rezonantno vibriranje poput stojnih valova napete žice." Trebao je to biti jeftiniji prijenos jer je bakar za žice bio prilično skup. Dakle motivi su bili praktične ekonomske naravi a ne neki Teslin mistični izvor neiscrpne energije za čovječanstvo.

Godine 1901. Tesla je uvjerio investicijskog bankara J.P. Morgana, istog tipa koji je devet godina ranije otjerao Edisona, da mu da 150.000 dolara za kupnju zemljišta kako bi mogao izgraditi svoj toranj za transatlantski bežični komunikacijski sustav prijenosa energije na cijelu Zemlju, koji bi nadmašio bežični telegrafski sustav kratkog dometa baziran na radio valovima koji je tada demonstrirao Guglielmo Marconi. Morgan mu je pristao dati tih 150.000 dolara (ekvivalentno 4.885.800 dolara u 2021.) za izgradnju sustava ali u zamjenu za 51% kontrole nad patentima. Toranj u Wardenclyffeu početno zamišljen kao visoki radio toranj Tesla je preinačio u "divovski oscilator" koji bi "pumpao" električnu energiju u Zemlju.

U međuvremenu, izumi o Teslinom visokofrekventnom rezonatoru (zavojnici) pokazali su se vrlo korisnim kao antenski odašiljač bežičnih telegrafskih signala na velike udaljenosti. Godine 1901. Guglielmo Marconi objavljuje da je ostvario bežični telegraf za prijenos poruka preko Atlantika.

Marconijeve patentne prijave tijekom tri godine opetovano su odbijane zbog osnovane sumnje da se zasnivaju na Teslinim patentima. Međutim, 1904. godine Marconi je (uz Edisonovu svesrdnu podršku) natjerao patentni ured da poništi svoju raniju odluku i dodijeli mu patentna prava na njegov radio odašiljač i prijemnik.

Marconi je očito koristio i plagirao Tesline patente. Tesla je još 1898. javno demonstrirao bežično upravljani model broda. Radio signalima je s obale prekidao i uključivao napajanje propelera, kormila i paljenje svjetla malog plovila. To je bilo toliko revolucionarno da su neki sumnjali kako se radi o magiji ili telekinezi. Za prijem i odašiljanje radio signala koristio je Hertzove valove🔎, a za zatvaranje i prekidanje strujnih krugova "koherer"🔎, izum Édouarda Branlya iz 1890. U patentnoj prijavi (US Patent: 613,809) Tesla podrobno opisuje sklop ali nigdje ne spominje naziv "koherer" niti izumitelja te naprave: ["Obično ove rastresene čestice ne povezuju metalne ploče; ali pod utjecajem električnih smetnji koje nastaju na daljinu, očito zbog elektrostatskog privlačenja, one čvrsto pritisnu jedna uz drugu, čime se uspostavlja dobra električna veza između dva priključka."]

Bio je to još jedan savršen primjer kako Teslin istinski genij nije uvijek bio u izmišljanju potpuno novih komponenti, već u kombiniranju, usavršavanju i primjeni postojećih principa na revolucionarne načine. Njegova demonstracija radijski upravljanog čamca u Madison Square Gardenu bila je desetljećima ispred svog vremena — i to je često podcijenjena prekretnica u povijesti automatizacije i bežične komunikacije.
Tesla je izum nazvao "teleautomatom", a ono što je pokazao bilo je vizionarski: Daljinski, bez žica, kontrolirao je mehanički sustav. Neki su iskreno vjerovali da se radi o prijevari, telepatiji ili kontroli uma - toliko je ova vrsta daljinskog upravljanja bila nezamisliva 1898. Ali bilo je stvarno i djelovalo je - jasna, rana preteča moderne robotike, bespilotnih letjelica i ratovanja na daljinsko upravljanje, iako je malo tko u to vrijeme shvaćao njegove implikacije. Tesla nije izumio radio valove, niti je izumio coherer, ali je integrirao ta otkrića u funkcionalan sustav kojim se može upravljati - to je bio konceptualni proboj.
Kao i kod mnogih drugih Teslinih otkrića, javnost, pa čak i mnogi stručnjaci nisu mogli u potpunosti razumjeti ili vrednovati ono što je izumio. A budući da je tako često djelovao na rubu mogućeg - ispred tadašnje tehnike, ponekad ispred mašte - radio-upravljani čamac nije bio čarolija, nije bio prijevara. Bila je to rana robotika, ostvarena domišljatošću i uvidom — i izgrađena na temeljima prethodnih otkrića.

Tesla isprva nije mnogo mario za Marconijev plagijat jer se bavio mnogo većim poslom, idejom globalnog elektrificiranja Zemlje. Znao je da Marconi koristi nekoliko njegovih patenata. No, kada je Marconiju i Ferdinandu Braunu 1909. dodijeljena Nobelova nagrada, Tesla je reagirao i 1915. godine tužio tvrtku "Marconi" za povredu prava, međutim nije imao novca za parničenje protiv te tada već velike korporacije. Tek 1943. − nekoliko mjeseci nakon Tesline smrti − Vrhovni sud SAD-a potvrdio je Teslin radio patent broj 645.576, ali iz posve sebičnog razloga. Naime, tvrtka Marconi Wireless Telegraph Company of America tužila je Vladu Sjedinjenih Američkih Država zbog korištenja njezinih patenata u Prvom svjetskom ratu. Vrhovni sud SAD-a je jednostavno izbjegao tužbu konstatacijom da ti patenti ionako nisu bili Markonijevi nego plagijat. Nakon 27 godina poništio je Marconijev temeljni radijski patent s obrazloženjem da ne sadrži ništa što već nije sadržano u patentima dodijeljenim Tesli. Oduzeo im je prava i vratio prednost patentu tada već pokojnog Tesle.

Tesla je za ono doba smionom tvrdnjom savršeno predvidio razvoj mobilne telefonije o čemu svjedoče današnji mobiteli koje svatko nosi sa sobom.: "Telefonski pretplatnik odavde može nazvati i razgovarati s bilo kojim drugim pretplatnikom na svijetu. Jeftin prijemnik, ne veći od sata, omogućit će mu da sluša bilo gdje, na kopnu ili moru, održan govor ili glazbu koja se svira u nekom drugom mjestu, koliko god bilo udaljeno." (5, str. 28) Naravno tada još nije bilo ni naznaka fizike čvrstog stanja, poluvodičke mikroelektronike i satelitske komunikacije.

⟞ 🙚 🙞 ❋ 🙜 🙘 ⟝

Otprilike u to vrijeme, J.P. Morgan se naljutio i na Teslu, koji je trošio gomile njegovog novca jer je odmah po potpisivanju ugovora odlučio, bez Morganovog znanja, povećati postrojenje kako bi uključio svoje ideje o bežičnom prijenosu energije kroz Zemlju i napravio ono što je smatrao konkurentnijim sustavom osmišljenim u Colorado Springsu. Morgan nije trebao razumjeti fiziku Zemljine rezonancije da bi uvidio kako je Wardenclyffe u stvari pogrešna investicija.
Najznačajniji događaj bio je uspješan transatlantski bežični signal Guglielma Marconija u prosincu 1901. Morgan je isprva investirao u Teslin transatlantski komunikacijski sustav kako bi se natjecao s drugima. Marconijev sustav ne samo da je radio, već je bio i jeftin, zbog čega je Teslin veliki, složeni i neprovjereni svjetski bežični sustav odmah izgledao manje konkurentan i potencijalno zastario. Osim toga, već na početku gradnje, Tesla je počeo svima javno opisivati svoj globalni bežični prijenos energije, potpuno drugačiji, neprovjereni i puno skuplji koncept od dogovorenog. Zbog ovog iznenadnog zaokreta projekt je investitoru izgledao mnogo riskantnije i manje komercijalno fokusiran. Tesla je ugovorom obećao telegrafiju, a isporučio nedovršeni eksperimentalni toranj i suočio se s konkurentom (Marconi) koji je već pobijedio u praktičnoj utrci. I pri tome je tražio još više kapitala bez jamstva povrata, tražio je još stotine tisuća da dovrši Wardenclyffe. No, Morgan je to vidio kao vreću bez dna, Tesline je promjene (i zahtjeve za dodatnim novcem za toranj) smatrao kršenjem ugovora i prestao ga je financirati. Bez daljnjeg investicijskog kapitala, projekt u Wardenclyffeu napušten je 1906. godine i nikada nije postao operativan.

Tesla je gradio sustav bežičnog prijenosa energije, koji bi se ipak morao napajati iz jednog središnjeg, plaćenog (a ne besplatnog) izvora poput elektrane. U svom je zanosu bio uvjeren da je najskuplji dio sustava samo daljinski prijenos, zanemarujući izvor energije i distribuciju. Nije uzimao u obzir da bi slanjem energije kroz Zemlju zamijenio samo globalne dalekovode ali ne bi eliminirao potrebu za nezamislivo jakim izvorom energije i lokalnom distribucijskom mrežom, jer je ta mreža u njegovo doba bila skromna. Koristeći Zemlju kao "besplatni" vodič s malim gubicima možda bi mogao bežično slati primarni energetski signal. U tu svrhu, zamislio je na drugoj strani globusa izgraditi jednako velike prijemne tornjeve za preuzimanje dovedene energije iz zemlje. Od tih prijemnika dalje, struja bi se opet morala transformirati i žičanim vodovima lokalno distribuirati do potrošača, do svake kuće, tvornice i uličnog svjetla unutar distributivnog područja pružatelja usluge. A ta lokalna mreža zahtijevala bi istu infrastrukturu kao i kod prijenosa sa žičanim transkontinentalnim dalekovodima, tj. transformatore, trafostanice, lokalne dalekovode, podzemne vodove, elektrodistributere, brojila i ekipe za održavanje. Ova "infrastruktura do korisnika" čini golemi dio ukupnih troškova bilo koje električne mreže. Stoga se ukupna ušteda, obzirom na cijenu tornjeva, ne bi ostvarila, a struja za krajnje potrošače svakako ne bi mogla biti besplatna.
  Poseban problem bio bi praćenje međunarodne potrošnje. Wardenclyffe sustav bi u biti tretirao Zemlju kao jedan, zajednički vodič. Energija poslana iz plaćenog izvora u jednoj zemlji širila bi se globalno preko administrativnih granica država, što bi onemogućilo mjerenje udjela energije koju određena zemlja (ili potrošač) uzima. Za naplatu bi bili potrebni međunarodni ugovori i obvezni doprinosi svih zemalja potpisnica, slično globalnim organizacijama kao npr. organizacije koje danas upravljaju internetskom okosnicom.

* U medijima je naknadno razvijena nelogična priča da mu je Morgan uskratio financije tobože zato što je saznao da neće biti električnih brojila koja bi omogućila naplatu isporučene energije. Da je to bio razlog Morgan bi to pitanje postavio prije bilo kakvog ulaganja, a ne nakon već uloženih 150.000 $ i izgrađenog tornja. Razlog je bio Teslino jednostrano naknadno proširenje projekta i suočavanje s komercijalno uspješnim, jeftinijim konkurentom. Zbog toga je tradicionalni investitor poput Morgana povukao financiranje, jer je ulaganju nedostajao jasan, profitabilan i provediv tok prihoda.

Tesla nakon toga nije uspio naći i uvjeriti druge investitore, da ulažu u projekt bežičnog prijenosa od kojeg je čak i Morgan odustao ali u kojem je još uvijek imao većinski udio (51%). Osim toga sve više ljudi počelo je smatrati da su njegove ideje, moglo bi se reći, ideje zanesenjaka bez izgleda da se ostvare a time i bez izgleda da investitorima donesu zaradu, jer niti jedan investitor nije htio financirati nešto što se ne može višestruko unovčiti. Nakon što je toranj 1917. bio do kraja srušen, silna građa je prodana za namirenje stvorenih dugova.

Nakon rušenja tornja na imanju Wardenclyffe, Tesla je bio shrvan neuspjehom i činjenicom da je do tada Morganu poslao pedesetak pisama moleći ga za nastavak ulaganja, na koja mu Morgan nije odgovorio. Do kraja života prijavio je još samo dvanaest patenata ali je nastavio predlagati vizionarske ideje. Između ostalog tzv. "Zrake smrti", koje bi rat učinile nepotrebnim jer bi bile toliko moćno oružje da bi odvratile svaku agresiju. Tvrdio je da je moguće fotografirati misli detektiranjem energije i slika koje se formiraju u mozgu. Predložio je stvaranje umjetnih plimnih valova kao oružja korištenjem eksploziva pod vodom, i mnoge druge futurističke vizije, koje su ostale na granici spekulacije.

Teslu često veličaju nvodeći da je imao preko 700 patenata. Međutim, ta brojka zavarava. Zaista je imao oko 300 patenata diljem svijeta od kojih su mnogi bili duplikati ili poboljšane inačice patentirane u različitim zemljama, a dio tih patenata danas ima nemjerljiv civilizacijski značaj. Jedan od neostvarenih patenata bio je "Apparatus for the Utilization of Radiant Energy" ("Aparat za korištenje energije zračenja") iz 1901. godine.

Zašto je Tesla vjerovao u energiju zračenja?
Jedan od odgovora je da je već vidio mali, radni model u učionici, pogonjen svijećom i Zemljinim električnim poljem. U drugoj polovici 19. stoljeća škole u Austro-Ugarskoj monarhiji bile su opremane učilima za nastavu fizike iz njemačke tvornice "Max Kohl". Gimnazija u Karlovcu, koju je Tesla pohađao, čuva takve sto i više godina stare sprave. U školi se učio elektricitet atmosfere s osvrtom na pokuse Benjamina Franklina (izumitelja gromobrana). Za dokaz prirodnog električnog polja Zemlje (oko 100 V/m blizu površine) nastavnik je, kao svojevrsnu sondu, kroz prozor pružio dugačak štap sa žicom pričvršćenom duž štapa. Na vrhu je uz kraj žice gorjela svijeća za ionizaciju zraka. Drugi kraj žice bio je spojen na elektroskop u učionici. Podizanjem vrha žice od tla mijenjalo se stanje elektroskopa. Sličan pokus danas izvode i amateri.
Tesla se sjećao ovog dokaza potencijala Zemlje i na temelju njega osmislio patent s "radijantnom energijom".

* Na Odsjeku za fiziku Prirodoslovno-matematičkog fakulteta u Zagrebu čuva se bambusov štap (duljine 7 m) sa žicom za ovaj zanimljiv pokus, nabavljen (prema inventarnoj knjizi) 1878. godine.

Ako bi se štap držao podignut visoko neko vrijeme, svijeća bi stalno proizvodila ione, a električno polje bi ih kontinuirano razdvajalo, uzrokujući postojanu razliku potencijala koja bi nabijala uzemljeni elektroskop. To je upravo fenomen koji je Tesla pokušavao iskoristiti. Predložio je korištenje metalne ploče (bez plamena), oslanjajući se na prirodno zračenje i fotoelektrični efekt kojim bi se osigurala početna ionizacija za "prikupljanje slobodne energije" iz atmosfere.

Teslin patent 685.957 ("Aparat za korištenje energije zračenja"), jedan je od najzanimljivijih i najčešće mitologiziranih patenata. često se spominje u krugovima zavjere o slobodnoj energiji. Mnogi današnji internetski izvori (osobito srpski) preuveličavaju ovaj patent kao generator "besplatne energije" koji bi mogao neograničeno napajati cijeli svijet. širi se mit o skrivenoj tehnologiji tzv. "skalarnih longitudinalnih elektromagnetskih valova" koju suvremena znanost i centri moći tobože taje i potiskuju. U stvarnosti, ta je ideja sputana fizičkim ograničenjima, izlazna snaga je vrlo mala za bilo kakvu praktičnu proizvodnju energije.

Tesla predlaže uređaj koji koristi limenu ploču podignutu visoko iznad tla kako bi iskoristio gradijent potencijala Zemlje dφ/dh, za koji je znao iz škole. Spaja tu ploču na jednu stranu kondenzatora, dok je druga strana uzemljena. Kondenzator se pomoću prekidača periodički prazni kroz opterećenje (motor, grijač itd.).

Energija zračenja sa Sunca (uključujući ultraljubičasto svjetlo, kozmičke zrake i moguće druge "emanacije") obasjavala bi ploču, a to bi uzrokovalo emisiju elektrona (fotoelektrični efekt, iako taj termin još nije bio usvojen, Einsteinov rad objavljen je kasnije 1905. godine). Ploča bi postajala nabijena u odnosu na tlo, taj bi se naboj pohranio u kondenzator dok se ne isprazni u korisno trošilo (opterećenje). Bio je to u suštini primitivni kolektor solarne energije. Teslin sklop bi u principu funkcionirao kao svojevrsna solarna ćelija, iako izuzetno neučinkovito prema modernim standardima.
Greška u predloženom patentu nije u logici, nego u fizičkom ograničenju koje shema uređaja ne prikazuje. Teslin bi zaključak bio dobar ako bi izbačeni elektroni trajno napustili blizinu ozračene ploče. Međutim, oni to ne čine. To je ključno. Kada UV fotoni izbace elektrone iz ploče, ti elektroni ne nestaju odlazeći nekuda u svemir. Emitiraju se u zrak neposredno uz površinu ploče i pri tome sudaraju s molekulama zraka. Ploča postaje pozitivna kao što je on ispravno zamislio, taj gubitak elektrona daje ploči neto pozitivan naboj. Ali, formira se "elektronski oblak" izbačenih fotoelektrona koji sada difuzno lebde u zraku u neposrednoj blizini pozitivno nabijene ploče. Coulombova sila stupa na scenu i pozitivno nabijena ploča sada elektrostatski privlači ovaj bliski oblak negativnih elektrona. Trenutno se uspostavlja dinamička ravnoteža. UV zračenje pokušava odbaciti elektrone od ploče (dajući im kinetičku energiju), a pozitivni naboj na ploči pokušava ih povući natrag (djelovanjem Coulombove sile). Za većinu izbačenih elektrona, privlačenje pozitivne ploče je jače od njihove kinetičke energije. Nemaju dovoljno brzine da izbjegnu privlačnu silu ploče. Ne udaljavaju se daleko i usporavaju se, konačno zaustavljaju, a zatim budu povučeni natrag na ploču gdje neutraliziraju pozitivne naboje.
To znači da se velika većina izbačenih elektrona stalno vraća na ploču. Zato neto struja nakon početnog pulsa postaje nula. Poništavaju se dvije struje. Struja IZ ploče koju čini protok izbijenih fotoelektrona i struja NA ploču iz dva smjera koji čine dotok elektrona iz zemlje + fotoelektroni koji se vraćaju iz "oblaka" uz površinu ploče.
Sustav brzo doseže ravnotežu u kojoj je broj elektrona koji se vraćaju na ploču (iz zemlje + iz oblaka) točno jednak broju izbijenih elektrona. Neto struja za nabijanje kondenzatora gotovo trenutno trne. Početni impuls koji bi nabio kondenzator bio bi kratki trenutak u kojem bi se iz uzemljenja opskrbljivali svi zamjenski elektroni. čim se od izbačenih elektrona formira "elektronski oblak", doprinos uzemljenja je mnogo manji, i sustav je u ravnoteži. Tesla je zato predvidio posebnu sklopku koja bi pulsno spajala i odvajala kondenzator.


Tesla je u suštini preokrenuo logiku vlastitog ranijeg visokofrekventnog odašiljača: umjesto da dovodi energiju u ploču antene kako bi emitirao radio valove, zamišljao je da ta ploča može primati energiju iz sunčevog ili kozmičkog zračenja i služiti kao izvor.
Očito je razmišljao u terminima simetrije i reverzibilnosti. Ako sustav može pretvoriti mehaničku energiju u električnu ili električnu u elektromagnetske valove, onda bi u principu trebao raditi i obrnuto. Radio odašiljač šalje oscilirajuća EM polja u svemir, dok isti ugođeni krug, obrnute funkcije, postaje prijemnik koji prima dolazne EM valove i pretvara ih u električnu energiju. To funkcionira jer su temeljne Maxwellove valne jednadžbe vremenski simetrične odnosno reverzibilne. Matematika ne mari teče li energija od antene ili prema anteni.
Naravno, dostupne struje iz takvog zračenja bile bi nevjerojatno male, zbog čega uređaj nikada nije postao praktičan izvor energije, a Tesla, unatoč krajnjoj jednostavnosti uređaja od svega nekoliko komponenti, nikada nije izradio funkcionalni prototip ove ideje.

  Rijetka negativna kritika Teslinog djela  

U zborniku The Electrical Age 1903. godine Laurence A. Hawkins objavljuje članak "Nikola Tesla, His Work and Unfulfilled Promises" s negativnom kritikom o Tesli, iz kojeg je znakovit sljedeći citat: "predavanja su mu bila prepuna zabluda i apsurda, pa čak i grubog nerazumijevanja temeljnog zakona fizike – očuvanja energije, a taj spektakularni senzacionalizam bio je prihvaćen kao zamjena za znanstvenu metodu." (6, str. 103)

Takva je kritika duboko u proturječju s mnogim priznanjima koja je Tesla dobio i s činjenicom da mu je 1917. godine dodijeljena Edisonova medalja, visoko priznanje Američkog instituta inženjera elektrotehnike (AIEE) za izum okretnog magnetskog polja koje je temeljni princip korištenja izmjenične struje za rad elektromotora. Medalju je dobio za fundamentalne i neosporne doprinose koji su već promijenili svijet, unatoč kasnijim ekscentričnostima. Za rad na polifaznom sustavu izmjenične struje - dizajnu AC indukcijskog motora, generatora i transformatora koji su omogućili modernu proizvodnju i distribuciju energije. Povod su, dakle, bila trajna, provjerljiva inženjerska postignuća koja su i danas temelj cijele elektroindustrije. Do 1917. godine stručna javnost je prevladala kontroverzu oko Wardenclyffea. Komitet za nagradu ocijenio je njegovo nasljeđe, zaključivši da je Teslin doprinos vrijedan najvećeg priznanja u struci, čak i ako su mu noviji projekti propali. Ova prividna kontradikcija savršeno ilustrira bezvremensku teškoću u razlikovanju pravog vizionara od zanesenog sanjara - Tesla je, jednostavno, bio oboje.
Na brojnim sveučilištima u svijetu dodijeljeni su mu počasni doktorati, a 1937. prima od češkog ministra Orden bijelog lava I. stupnja.

Što nas dovodi do konačnog dojma.

Jesu li Tesline polemike s eminentnim znanstvenicima onog doba stvorile o njemu pogrešan dojam da u stvari nije bio genij za fiziku?

Ovo najviše iznenađuje. Tesla je bio genij za elektriku s velikom intuicijom o tome kako izgraditi nevjerojatne električne uređaje, međutim neki vjeruju da je njegovo prihvaćanje suvremene fizike bilo upitno. Smatra se da nije vjerovao u elektrone. Naime Tesla je polemizirao s J. J. Thomsonom u vezi djelovanja na nabijene čestice koje mogu skretati pod djelovanjem i električnog i magnetskog polja. Bilo je nejasno što su katodne zrake. (12, str. 38)

Smatrao je da je Einsteinova teorija relativnosti pseudoznanost.

I zapanjujuće, s obzirom na njegov interes i utjecaj na bežičnu vezu i ostvareno bežično upravljanje, nikada nije vjerovao da se kod Hertzovog radija zrakom prenose elektromagnetski titraji, koje je i sam koristio pri daljinskom upravljanju plovila 1898. Uvjeren da mora postojati sredstvo za prijenos "longitudinalnih skalarnih" valova (poput valova zvuka), Tesla se nije odrekao ideje "etera".

Teslin mučan odnos s fizikom očituje se i u članku "The Problem of Increasing Human Energy" koji je napisao 1900. godine u popularnom časopisu The Century Illustrated Monthly Magazine.

Članak sadrži neke legendarne efektne fotografije dobivene onodobnom fotomontažom. Slike iz laboratorija u Colorado Springsu izradio je je Dickenson Alley, fotograf Century Magazina, tako što je prvo snimio izboje munja u zamračenoj prostoriji, a zatim istu fotografsku ploču ponovo eksponirao s isključenim iskrama i Teslom koji u maniri showmana, u večernjem odijelu, pozira sjedeći bezbrižno s otvorenom knjigom, stvarajući dojam tobožnje otpornosti na munje visokonaponskih izboja. Nije poznato da su drugi znanstvenici pribjegavali takvoj promociji.

Međutim na 36 stranica, samo je jedna jednadžba, ½mv² = ½mv × v, gdje je brzina v određena hipotetska brzina, koju ne možemo točno definirati i odrediti. A m je masa čovječanstva koja se može povećati, "promicanjem braka, savjesnom pažnjom prema djeci i poštivanjem svih propisa i zakona vjere i higijene. " (7, str. 178)

Ovaj članak nije napisao pod kraj života, kada je izjavljivao da je zaljubljen u golubicu kao muškarac u ženu. Ovo je napisano na vrhuncu njegove moći i zapravo je bio članak kojim je uvjerio J.P. Morgana da mu da novac za financiranje tornja.

  Izvan znanstvene matice  

Teslina odvojenost od znanstvene matice dijelom je posljedica njegovog filozofskog i konceptualnog otpora novoj fizici 20. stoljeća. Iako je svojim ranijim izumima dao vitalni doprinos elektrotehnici i radiju, kasnije inzistiranje na postojanju etera kao i odbacivanje ideje elektrona, relativnosti i kvantne teorije ostavlja ga izvan glavnog toka znanstvene misli, posebno u eri kojom su dominirali značajni teorijski proboji moderne fizike.
Njegova uvjerenost u tzv. skalarne longitudinalne valove za koje je potreban eter bio je u konačnici pogrešan model svemira. Kao mislilac iz 19. stoljeća objašnjavo je modernu fiziku zastarjelim idejama odbijajući nalaz Michelson-Morleyevog eksperimenta koji dokazuje da ne postoji eter kao univerzalni referentni sustav. Današnji eksperimenti provedeni pomoću optičkih rezonatora stabiliziranih laserima, potvrdili su nepostojanje etera oko 100 milijuna puta preciznije od mjerenja iz 1887. godine. Doduše, suvremeni koncept kvantnih polja je, na neki način, vrlo sličan njegovom vjerovanju u eter, tj. da "prostor nije prazan", međutim djeluje prema potpuno ne-mehaničkim zakonitostima i daleko čudnijim nego što je on mogao zamisliti. Ta marginalizacija odražava duboki jaz između njegovog svjetonazora temeljenog na klasičnoj fizici i radikalno novog razumijevanja prirode koje se u to vrijeme pojavljivalo.
Kao "briljantan fizičar" trebao je integrirati nove eksperimentalne dokaze u suvremeni teorijski okvir, a to je odbijao. Njegov je genij bio u radionici i laboratoriju, a ne u teoretskom istraživanju fundamentalne građe materije.
Iako briljantan izumitelj i inženjer elektrotehnike, nije smatran pripadnikom zajednice fizičara. Bio je više predan primijenjenoj znanosti i inženjerstvu, s fokusom na elektromehaniku, bežičnu tehnologiju i energetske sustave, a ne na novu kvantnu i relativističku fiziku. Tako, primjerice, nikada nije sudjelovao na čuvenim Solvay konferencijama o fizici. Radove je objavljivao uglavnom u popularnim, a ne u recenziranim znanstvenim časopisima. Popularni članci nisu podložni kritičkim recenzijama kolega fizičara, koji se u osnovi nisu slagali s njegovom temeljnom fizikom. Tvrdio je da sve proračune radi u glavi. Međutim, znanstvena zajednica nije ozbiljno shvatila teorijski koncept poput njegovog "Svjetskog sustava", jer ga nije opisao sa strogim matematičkim izvodima koji bi podupirali izvedivost rezonancije globusa i bežičnog prijenosa energije. Tako je izbjegao pružiti rigorozne provjerljive dokaze temeljene na formulacijama važeće fizike.

Iako ga je za elektricitet najvše oduševio njegov gimnazijski profesor i kasnije sam primio počasne doktorate na brojnim sveučilištima, Tesla nije nikada napiso neki udžbenik svoje teorije, niti je imao sljedbenike, učenike kojima bi prenosio golemo znanje, i koji bi ga eventualno mogli i nadmašiti. Kao znanstvenik i daroviti predavač mogao je potaknuti mlade da nastave njegovo djelo (npr. učenici Ernesta Rutherforda osvojili su mnoge Nobelove nagrade).
To sugerira da su ego ili samoživost igrali ulogu u nesklonosti da bude mentor i odgaja nove znanstvenike. Želio je biti priznat kao jedini izumitelj ideja koje mijenjaju svijet. Sebe je promovirao dojmljivim predavanjima pa se u tom svjetlu, izostanak mentorstva može smatrati posljedicom nekonvencionalne genijalnosti i zaštitničkog ponašanja prema vlastitim vizionarskim idejama.
Njegova formalna školska sprema također je razlog zašto nije krenuo u akademsku karijeru niti uspostavio tradicionalnu katedru. Bio je student bez formalno završenog obrazovanja u smislu stjecanja diplome. Studirao je elektrotehniku i mehaniku na Tehničkom sveučilištu u Grazu u Austriji. Iako briljantan i uspješan, napustio je studij nakon tri godine. Kasnije je kratko pohađao Sveučilište u Pragu, ali opet nije diplomirao. Budući da sveučilišne profesure i nastavne uloge tradicionalno zahtijevaju doktorat i formalnu akademsku naobrazbu, taj nedostatak praktički je strukturni razlog zašto nije mogao predavati kao profesor i biti mentor.

Postoje teorije da je Tesla uzrokovao Tungusku eksploziju u Sibiru 1908. godine svojim tajnim eksperimentom pomoću tornja Wardencllyfe. Teoretičari zavjere sugeriraju da je eksplozija bila Teslin dokaz da se energija može bežično prenijeti bilo gdje u svijetu bez gubitaka. Navodno je izračunao koordinate za udaljeni, nenaseljeni dio Sibira i iz čuvenog tornja na Long Islandu oslobodio ogroman puls energije koji je putovao kroz Zemlju i eksplodirao u Tunguziji.

Međutim, ova je teorija znanstveno i povijesno neodrživa. Toranj Wardenclyffe tada nije bio u funkciji i djelomično je rastavljen kada je J.P. Morgan uskratio daljnje financiranje jer nije vidio profit u "besplatnoj energiji za sve". Gradnja je zaustavljena 1906. godine i postrojenje 1908. godine nije bilo operativno. Zapravo, toranj je već 1907. djelomično rastavljen a građa prodana za otplatu Teslinih dugova prema hotelu Waldorf-Astoria.
Osim toga izvor napajanja postrojenja bio je skroman električni generator, nesposoban generirati, pohraniti ili osloboditi čak i djelić energije potrebne za takvu eksploziju. Stoga je ideja o "pojačavanju" ove male količine energije kroz rezonanciju kako bi se stvorila eksplozija od 15 megatona čista znanstvena fantastika bez temelja u poznatoj fizici.
U Teslinim laboratorijskim bilješkama, pismima ili suvremenim izvještajima nema vjerodostojnih dokaza da je u lipnju 1908 provodio bilo kakav veći eksperiment. Bio je u New Yorku, duboko zaokupljen financijskom i pravnom borbom oko prekinutog dotoka novca, a ne testiranjem nedovršenog tornja.
Iako priča o Tesli kao neshvaćenom supergeniju koji namjerno ili slučajno uzrokuje veliku eksploziju u Sibiru djeluje intrigantno, ona je očito mit. Toranj Wardenclyffe nikada nije radio kako je predviđeno, a do 1908. bio je napuštena i već djelomično rastavljena ruševina. Teorija zanemaruje utvrđene činjenice o Teslinom životu, mogućnostima njegove tehnologije i nepobitne fizičke dokaze koji ukazuju na prirodni uzrok Tunguske eksplozije uslijed pada ledenog asteroida.

U vrijeme kada je Tesla u Americi prijavljivao patente nije bilo potrebno ostvariti isti patent fizički u funkcionalnom obliku. U stvari mogle su se patentirati ideje bez dokaza o mogućnosti njihove stvarne realizacije. Pravni i povijesni kontekst američkog patentnog sustava u to vrijeme bitan je za odvajanje Teslinih demonstriranih važnih izuma od teorijskih koncepata. Patentni zakon je zahtijevao samo da izum bude nov, koristan i neočit, ali izumitelj nije trebao dostaviti funkcionalni prototip. Ako je patent nov i dobro opisan, mogla se zaštititi samo ideja. Bio je to "dvosjekli mač". Omogućio je vizionarskim misliocima poput Tesle da steknu patentna prava na koncept prije nego što su imali resurse za njegovu izgradnju, štiteći ih dok su tražili financiranje. Patentni ured dodjeljivao je tako prava i za ideje koje su bile fizički nemoguće ili temeljene na pogrešnom razumijevanju znanosti. Tesla je mogao osigurati patentna prava i za ideje koje su, u najboljem slučaju, bile ispred svog vremena, a u najgorem koje su se temeljile na nedokazanim teorijama. Neki patenti sadržavali su briljantne spekulacije i sustave koji nisu fizički mogući. Zato danas pojedinci pokušavaju bezuspješno realizirati neke Tesline patente koje ni on sam nije ostvario i čude se kako to do sada još nikome nije uspjelo.
Na primjer, Teslin patent 685.957: "Apparatus for the Utilization of Radiant Energy" sastoji se od samo 3 jednostavne komponente, pa se nameće pitanje, zašto nije izradio funkcionalan prototip kojim bi dokazao tvrdnje iz patentne prijave. Kondenzator C spojen je između dviju ploča, P i P' od kojih je jedna visoko u zraku, a druga ukopana u zemlju. Preko izvoda d i R kondenzator se pulsno nabija i prazni. Na nacrtu patenta stoji napomena "No Model." (Nema modela), kojom se prijavitelj ograđuje od funkcionalnosti ideje.

Svjetski sustav, kako je Tesla zamišljao projekt Wardenclyffe, spada u kategoriju patentiranja ideje. Budući da nije završio toranj, bežični prijenos energije nikada nije realiziran i u cjelini je ostao nedokazana teorija. No čak i da je dovršio toranj na Long Islandu bio bi to samo odašiljač, a kako bi pokazao da sustav zaista radi morao bi Tesla ili korisnici izgraditi sličan toranj i na drugoj strani Atlantika. Patent je odobren jer je opis bio detaljan i ispunjavao zakonske zahtjeve, a ne zato što je Tesla stvarno pokazao bežični prijenos energije kroz Zemlju.
Ovo je bilo izuzetno relevantno za patente temeljene na manjkavoj ili pogrešnoj fizici. Patentni ured nije od Tesle zahtijevao dokaz da njegov teoretski prijenos energije postoji ili da uređaj može pouzdano funkcionirati. Dobio je patentna prava za koncept, a ne potvrdu znanstvene valjanosti ili praktične korisnosti.

Po današnjim pravilima ideja se ne može štititi patentom, niti bilo kojim drugim oblikom zaštite intelektualnog vlasništva. Idejom se smatra ono što je još uvijek u glavi inovatora. Tek kada ideja bude razrađena i ostvarena na neki način, može se pokušati štititi njeno ostvarenje. Dakle, danas se patentom štiti konkretno rješenje nekog tehničkog problema za čiju je razradu uložen intelektualni napor.

Tesla i Edison bili su 1915. godine predloženi za Nobelovu nagradu, ali im ona nikada nije dodijeljena. Dok je nominacija bila još neslužbena, Tesla se ogradio od mogućnosti da nagradu primi zajedno s Edisonom. Tvrdio je da je on istraživač koji "otkriva prirodu", a Edison (samo) "izumitelj". Smatrao je da bi stavljanje obojice u istu kategoriju uništilo svaki smisao relativne vrijednosti njihovih dostignuća. Međutim, iz Nobelove zaklade kažu: "Svaka glasina da neka osoba nije dobila Nobelovu nagradu zato što je obznanila namjeru da nagradu odbije je smiješna; dobitnik bi mogao odbiti nagradu tek nakon što ga proglase dobitnikom." Te su godine nagradu dobili Henry i Lawrence Bragg.
Postoje mišljenja da Tesli nije dodijeljena Nobelova nagrada zato što se ona u načelu ne dodjeljuje za izume nego samo za fundamentalna otkrića (iako to nije točno: "...for the most important discovery or invention..."). Međutim ipak su je 1956. dobili Bardeen, Shockley i Brattain za izum tranzistora koji također nije fundamentalno otkriće.

Na početku istraživanja povijesti elektriciteta, očekujemo da će Tesla u tome biti glavni lik. Njegovi su uređaji tako savršeni, duboko promišljeni, i njegovo je ime najuže povezano s riječju elektricitet.

Međutim, otkrili smo da je većina naših dojmova o Tesli proizašla iz potpunog nerazumijevanja njegova života i ideja. Tesla nije bio blisko povezan sa sveučilištima ili korporacijama (osim Westinghousea), nije imao obitelj koja bi pronosila njegovo ime; imao je malo strpljenja s inženjerima elektrotehnike i radija, koji su obično bili zbunjeni njegovim radom; bio je i sam ekscentričan, arogantan i usamljenik sklon davanju pretjeranih tvrdnji u tisku. A kada je njegov sustav izmjenične struje primijenjen za iskorištenje slapova Niagare, Rat struja završio je industrijskom ljubomorom i trajnom gorčinom. Danas to vidimo kod onih koji još uvijek navijaju za Edisona i njegov električni sustav i Marconija za izum radija. Ti su ljudi bili komercijalizatori Teslinih patenata; a Tesla je bio siromašan i nevješt kao biznismen. Shvaćao je da puna zahvalnost za njegov rad tek čeka buduće generacije; i to se pokazalo točnim. Teslina se karijera, od vremena kada se prvi put istaknuo svojim predavanjem pred A.I.E.E.-om 1888., prirodno može podijeliti na tri razdoblja, koja se mogu označiti kao:

• razdoblje rotacijskog polja ili patentno razdoblje,
• razdoblje visokog napona i visoke frekvencije ili razdoblje predavanja i
• vizionarsko ili novinsko razdoblje.

Unatoč tome, ne smijemo nikada zanemariti činjenicu da je Tesla bio čarobnjak elektriciteta, a njegovi uređaji i dalje su, i nakon više od sto godina, čudesna remek-djela tehničke savršenosti. Sve to ukazuje na razlog Teslinog položaja u znanstvenom svijetu. čak ni briljantnost prijedloga i eksperimenata sadržanih u njegovim ranim radovima, ni ustrajni napori moćnih prijatelja, potaknuti posve komercijalnim interesima, da uveličaju i uzvise vrijednost njegovih patentiranih izuma, nisu mogli otkloniti diskreditaciju njegove reputacije znanstvenika koju je navukao na sebe grozničavom borbom za čuvenost i čestim zanesenjačkim zanemarivanjem osnovnih zakona usvojene fizike. Osuđen je vlastitim ekstravagantnim najavama ideja, nakon čega nije uslijedilo njihovo neposredno ostvarenje, od kojih su mnoge ipak ostvarene danas jer su bile daleko ispred svog vremena.

Konačno, Tesla, u svijetu kojem je poklonio svoj život i svoje djelo, u svijetu koji je vrtoglavo podigao životni standard zahvaljujući uvelike njegovim izumima i pronalascima, u tom svijetu Tesla umire u dubokoj starosti, siromašan (hotelski smještaj plaćao mu je Westinghouse), gotovo zameten u civilizaciji koja svoj razvoj duguje i njegovom djelu. (12, str. 32)

Na IV zasjedanju, jedanaeste Generalne konferencije o utezima i mjerama, 18. listopada 1960 u Parizu, izaslanik tadašnje Jugoslavije, slovenski elektroinženjer France Avčin založio se za proglašenje jedinice "tesla". Nakon rasprave izglasana je Rezolucija 12 kojom je, s 11 glasova 'za', 6 'protiv' i 12 'suzdržanih', odlučeno da se jedinica magnetske indukcije u Međunarodnom sustavu jedinica (SI) nazove "tesla" sa simbolom (T). Bila je to najveća međunarodna nagrada kojom je Tesli podignut trajni spomenik i njegovo ime upisano u zakonodavstvo zemalja diljem svijeta, prema izreci Konvencije o metru "za sva vremena i za sve narode".

---