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Por Nikola Tesla
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Traducción de su patente número 1,119,732 del 1 de diciembre de 1914, titulada "Apparatus for Transmitting Electrical Energy". Se omiten las reivindicaciones. Fuente: Oficina de Patentes de los Estados Unidos.
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Tratando de adaptar corrientes o descargas de muy alta tensión para varios usos valiosos, tales como la distribución de energía através de alambres desde plantas centrales hacia lugares distantes de consumo, o la transmisión de poderosas perturbaciones a grandes distancias, a través del medio natural o no artificial, he encontrado dificultades en confinar considerables cantidades de electricidad en los conductores y prevenir su fuga por los soportes, o su escape hacia el aire del medio ambiente, lo cual siempre tiene lugar cuando la densidad eléctrica de la superficie alcanza cierto valor.
La intensidad del efecto de un circuito transmisor con una terminal libre o elevada es proporcional a la cantidad de electricidad desplazada la cual está determinada por el producto de la capacitancia del circuito, la presión, y la frecuencia de las corrientes empleadas. Para producir un movimiento eléctrico de la magnitud requerida es deseable cargar la terminal tanto como sea posible, porque aunque una gran cantidad de electricidad también puede ser desplazada por una capacitancia grande cargada a baja presión, existen desventajas en muchos casos cuando la anterior [capacitancia] es muy alta. Estas se deben al hecho de que, un incremento de la capacitancia implica una reducción de la frecuencia de los impulsos o descargas y una disminución de la energía de la vibración [eléctrica]. Esto se puede entender si uno tiene en mente que un circuito con una capacitancia alta se comporta como un resorte blando, mientras que uno con capacitancia baja actúa como un resorte duro, vibrando mas vigorosamente.
Por lo tanto, para alcanzar la mas alta frecuencia posible, lo cual para ciertos propósitos es ventajoso, y aparte de eso, para desarrollar la mas grande energía en tal circuito transmisor, yo empleo una terminal de capacitancia relativamente pequeña, la cual cargo con tan alta presión a como me es posible. Para alcanzar este resultado he encontrado imperativo construir por ello el conductor elevado cuya superficie externa, sobre la cual la carga eléctrica se acumula principalmente, tenga en sí misma un radio de curvatura grande, o bien que esté compuesta de elementos separados los cuales, irrespecto de sus propios radios de curvatura, estén colocados en cercana proximidad uno de otro de tal forma que la superficie ideal que los envuelva sea de un radio grande.
Evidentemente, a mas pequeño el radio de curvatura, mas grande, para un desplazamiento eléctrico dado, será la densidad de la superficie y, consecuentemente, menor sera la presión límite a la cual la terminal pueda ser cargada sin que se escape electricidad hacia el aire. Tal terminal estando asegurada a un soporte aislado y entrando mas o menos en su interior, y yo de la misma forma habiéndole conectado el circuito dentro o, generalmente, en puntos donde la densidad eléctrica es pequeña. Este plan de construir y soportar un conductor altamente cargado he encontrado que es de la mayor importancia práctica, y puede ser aplicado útilmente en muchas formas.
Refiriéndome al dibujo que se acompaña, la figura es una vista en elevación, y en parte de sección, de una terminal libre y un circuito mejorados de gran superficie con estructura de soporte y aparato generador.
La terminal D consiste de un chasis metálico de forma apropiada, en este caso en forma de anillo de sección casi circular, el cual está cubierto de placas metálicas semiesféricas P P, constituyendo así una superficie conductiva muy grande, lisa en todos los lugares donde la carga eléctrica principalmente se acumula. El chasis está soportado por una plataforma fuerte expresamente dispuesta para equipo de seguridad, instrumentos de observación, etc., la cual a su vez descansa sobre los soportes de aislamiento F F. Estos deben penetrar hondo en el espacio hueco formado por la terminal, y si la densidad eléctrica en los puntos en lo que están atornillados al chasis es todavía considerable, pueden protegerse de manera especial usando cubiertas conductivas como en H.
Una parte de las mejoras que forman el objeto de esta especificación, el circuito transmisor, en sus características generales, es idéntico a lo que se describe y se reclama en mis patentes originales números 645,576 y 649,621. El circuito consiste de una bobina A que está en relación inductiva cercana con un primario C, un extremo de la cual está conectado a una placa de tierra E, mientras su otro extremo es conducido a través de una bobina separada B autoinducida y un cilindro metálico B’ hacia la terminal D.
La conexión a esta última debe ser hecha en, o cerca de, el centro para asegurar una distribución simétrica de la corriente, ya que de otra forma, cuando la frecuencia es muy alta y el flujo de un volumen elevado, el desempeño del aparato podría verse afectado. El primario C puede ser excitado de cualquier manera deseada por medio de una fuente apropiada de corriente G, la cual puede ser un alternador o un condensador, siendo el requisito importante que la condición resonante se establezca, es decir, que la terminal D sea cargada a la máxima presión desarrollada en el circuito [oscilador], tal y como lo he especificado en mis patentes originales referidas anteriormente. Los ajustes deben ser hechos con particular cuidado cuando el transmisor sea uno de gran potencia, no solo por economía, sino también para evitar peligro. He mostrado que es posible prácticamente en un circuito resonante E A B B’ D producir actividades eléctricas inmensas, medidas en decenas o inclusive en centenas de miles de caballos de potencia, y en tales casos, si los puntos de máxima presión quedaran debajo de la terminal D, a lo largo del coil B, una bola de fuego podría desprenderse y destruir el soporte F o cualquier cosa en su camino. Para una mejor apreciación de la naturaleza de este peligro debe ser dicho que la acción destructiva puede tener lugar con inconcebible violencia.
Esto dejará de ser sorprendente cuando se tenga en mente que la energía total acumulada en el circuito, en lugar de requerir, como sería en condiciones normales, un cuarto de período o mas para su transformación de forma estática a cinética, puede gastarse a sí misma en un intervalo de tiempo incomparablemente menor, a un índice de muchos millones de caballos de potencia. El accidente es suceptible de suceder cuando, estando el circuito transmisor fuertemente excitado, las oscilaciones que se le imponen, de cualquier forma mas o menos repentina, son mas rápidas que las oscilaciones libres. Es por lo tanto aconsejable comenzar los ajustes con oscilaciones débiles y lentamente impresas, haciéndolas gradualmente mas fuertes y más rápidas, hasta que el aparato haya sido sometido a perfecto control. Para incrementar la seguridad, yo coloqué en un lugar conveniente, preferentemente en la terminal D, uno o mas elementos o placas ya fuere de un radio un poco mas pequeño o sobresaliendo mas o menos por encima de las otras (en cuyo caso pudieran ser de mayor radio de curvatura) de modo que, en caso de que la presión aumente a un nivel mas allá del que no se desea que vaya, la poderosa descarga puede dirigirse hacia fuera y perderse inofensivamente en el aire. Tal placa, desarrollando una función similar a la de una válvula de seguridad en un recipiente a alta presión, está indicado como V.
Extendiendo aún más los principios sobre los que descansa mi invención, se hace especial referencia a la bobina B y al conductor B’. Este último tiene la forma de un cilindro con la superficie lisa o pulida y de un radio mucho mayor que el del radio de los elementos semiesféricos P P, y se enancha en la base para formar la cubierta H, la cual debe estar ranurada para evitar pérdidas por corrientes eddy [corrientes parásitas o corrientes de Foucault] y el propósito de la cual quedará claro por lo siguiente. La bobina B está devanada en un chasis o tambor D’ hecho de material aislante con las vueltas cercanas una a la otra. He descubierto que cuando se devana así, el efecto del pequeño radio de curvatura del alambre mismo se vence y el devanado se comporta como un conductor de un radio de curvatura grande, correspondiendo al [radio] del tambor. Esta propiedad es de considerable importancia práctica y es aplicable no solamente en esta instancia especial, sino generalmente.
Por ejemplo, tales placas en P P de la terminal D, aún cuando se prefieren de un radio de curvatura grande, no necesariamente debe ser así, ya que considerando únicamente que las placas individuales o elementos de un conductor o terminal de alto potencial están dispuestos en proximidad uno de otro y con sus límites exteriores a lo largo de una superficie envolvente idealmente simétrica de un gran radio de curvatura, las ventajas de la invención serán mas o menos completamente alcanzadas. El extremo inferior de la bobina B, el cual si se desea puede ser extendido hasta la terminal D, debe quedar un poco por debajo de la vuelta mas alta de la bobina A. Esto, yo lo encuentro así, reduce la tendencia de la carga a desprenderse del alambre que conecta a ambas y alcanzar el soporte F’.
Por Nikola Tesla.
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