Nikola Tesla
01 Ocak 1970
Nikola Tesla, şimdiki Hırvatistan'da, Smiljana köyünde, 10 Temmuz 1856'da doğdu, 7 Ocak 1943 New York'ta öldü. Sırp asıllı fizikçi.
Babası Papaz dı. Hiçbir zaman okuyup yazamamasına rağmen, annesi halk arasında pratik ev aletleri mucidi olarak bilinirdi. Ona göre Tesla, yaratıcı dahi olmaya adaydı. Papaz olması için babasının zorlamasına karşı çıkarak, genç Tesla, mühendislik mesleğinde ısrar etti. Annesi de onu destekledi, Fizik ve Matematikte bilgisini arttırırken Graz'daki Politeknik okuluna girdi ve Prag Üniversitesinde eğitimine devam etti. Yabancı teknik eserleri okuyabilmek için, orada, yabancı dil kursuna devam etti. Anadili olan Sırpça ve ailece bildikleri Almanca 'ya ek olarak İngilizce, Fransızca ve İtalyanca 'yı da öğrendi. Prag'daki tahsilini 1880'de bitirdikten sonra, Budapeşte'de lisans üstü yaparken, profesörüyle alternatif akımın özelliklerini tartıştı. Sonra bir Paris telefon şirketinde çalışmaya başladı. Burada doğru akım motorları ve dinamolar konusunda geniş ve önemli tecrübeler edindi. Oradayken çalıştığı döner makineleri korumak için regüle edici kontrol cihazları icat etti.
Elektrik endüstrisinin durumu
O günlerde genellikle doğru akım, ısıtmaya, aydınlatmaya, güç sağlamaya ve iletmeye en uygun elektrik akımı olarak bilinirdi. Fakat doğru akım direnç kayıpları o kadar büyüktü ki, her mil kare için bir güç santralına gerek vardı. İlk akkor ampuller (110 Volt'ta), güç santralına yakın olsalar bile parlak yanmıyorlar ve bir milden daha uzaklıktakiler ise kaybolan güce bağlı olarak sönük yanıyorlardı.
1884'de genç Tesla, kafası fikirlerle dolu ve cebinde 4 sentle New York'da gemiden ayrıldı. Tecrübesi onu doğru akım motorları ve dinamolardaki komütatörün sonsuz sorunlar yaratan, gereksiz bir karışıklık olduğuna inandırmıştı. doğru akım üretecinin bir komütatörle dış devrede tamamen aynı yöne akan dalga dizileri şeklinde alternatif akım oluşturduğunu gördü. O zaman, motorda dönme hareketini sağlayacak bir doğru akım elde etmek için, yöntem tersine çevrilmeliydi. Her elektrik motorunun endüvi'si, motora alternatif akım beslemek için döndüğü anda manyetik kutupların yönlerini değiştiren, döner komutatöre sahipti.
İlham
Tesla' ya göre bu doğru akım, saçmalığın daniskasıydı. Hem jeneratör (üreteç) hem de motordaki komütatörü ortadan kaldırmak ve alternatif akımı tüm sistemde kullanmak akla uygun gelmekteydi. Fakat hiç kimse alternatif akımda çalışabilen bir motoru oluşturmamıştı ve Tesla bu sorunu çok düşündü. 1882 Şubatında, Budapeşte'nin bir parkında Szigetti adında bir sınıf arkadaşı ile gezinirken aniden haykırdı. "Buldum!" Tüm elektrik endüstrisinde devrim yapacak olan "Dönen manyetik alan"ı bulmuştu. Dönen elemana bağlantı gereği olmayacaktı. Komütatör yoktu artık.
Sonradan tüm alternatif akım elektrik sistemlerini tasarladı. Alternatörler, elektrik enerjisinin ekonomik iletimi ve dağıtımı için gerilim yükseltici ve alçaltıcı transformatörler ve mekanik güç sağlamak için alternatif akım motorları. Dünyanın her tarafında harcanıp giden su gücünün bolluğundan esinlenip, gerekli olan yerlere enerji dağıtabilen hidroelektrik santralleriyle bu büyük gücün elde edilmesini tasarladı. Budapeşte'de "Birgün Niyagara Çağlayanını elektrik elde etmek için kullanacağım" diyerek dinleyenleri şaşırttı.
Edison tarafından cesareti kırıldı
Tesla'nın aradığı fırsat ve şans kolayca eline geçmedi. O zamanlar New York'da Pearl caddesindeki ilk laboratuvarında akkor lambası için pazar aramakla meşgul olan Edison'a rastladığı zaman Tesla, gençlik heyecanıyla, kendisinin bulduğu alternatif akım sisteminin açıklamasını yaptı. Bu düşünceyi derhal ve tamamen kestirip atan o büyük adam, "Sen teori üzerinde vaktini harcıyorsun" dedi.
Bir yıl boyunca, uzun boylu, zayıf Yugoslav, bu yabancı ülkede açlıktan korunmak için mücadele etti. Gün geldi, çukur kazarak geçimini sağladı. Fakat birlikte çalıştığı çukur kazıcı, Western Union'un ustası, yemek saatlerinde Tesla' nın ilgilendiği yeni elektrik sistemlerinin hayali tariflerini dinleyerek, bu konu üzerinde bir plan yaptı. Tesla'yı A.K.Brown adlı firmanın sahibiyle tanıştırdı. Tesla'nın parlak planlarıyla büyülenerek, Brown ve bir ortağı büyük bir atılım yapmaya karar verdiler. Ortaya belirili bir miktar para koydular ve Tesla Batı Broadway'de bir deney laboratuvarı kurdu. Orada Tesla jeneratör, transformatörler, iletim (transmisyon) hattı, motorlar ve ışıklar gibi tasarladığı sistemlerin tümünün planlarını hazırladı. Hatta iki ve üç fazlı sistemleri de tasarladı.
Cornell Üniversitesinden Profesör W.A. Anthony yeni alternatif akım sistemini sınadı ve derhal Tesla'nın senkron motorunun en iyi doğru akım motoruna eşit yeterlikte olduğunu açıkladı.
Alternatif akım ortaya çıkıyor
O zaman Tesla bütün kısımlara sahip tek bir patent altında sistemini tescil ettirmek istedi. Patent Bürosu her önemli fikir için ayrı bir dilekçeyle başvurulmasında ısrar etti. Tesla, 1887'nin Kasım ve Aralığında dilekçelerini verdi ve daha sonraki altı ayda yedi tane A.B.D. patenti aldı. 1888 Nisan'ında çok fazlı sistemini de içeren dört ayrı patent için başvurdu. Bunlar da hızla, bekletilmeden verildi. Yılın sonuna kadar 18 patent daha aldı. Bunları, çeşitli Avrupa patentleri izledi. Bu kadar hızla dağıtılan bu patent çığının, eşi görülmemişti. Fakat fikirler ilginçti. O kadar ki, bir çelişme ya da bir tahmin yoktu. Bu yüzden patentler tek bir tartışma bile yapılmadan verildi.
Bu sırada Tesla, New York'da AIEE (Şimdiki IEEE)'nin bir toplantısında çok gösterişli konferans verip, tek ve çok fazlı alternatif akım sistemlerinin gösterisini yaptı. Dünya mühendisleri, muazzam gelişmenin kapısını açarak, telle yapılan elektrik enerjisi iletimindeki sınırlamaların giderilmiş olduğunu gördüler.
Fakat, kim, tümüyle daha iyi olan bu sistemi uygulayacaktı? Doğal olarak, bu kuruluş, Edison-General Electric olmayacaktı. Aksi halde kendi yatırımlarının eskimiş olduğunu kabul edeceklerdi.
İşte tam o sırada George Westinghouse, Tesla'nın laboratuvarlarına gitti ve Tesla ile tanıştı. Westinghouse, "Alternatif akım patentleri için bir milyon Dolar nakit ve ayrıca satış payı vereceğim" diyerek teklifini yaptı. Satış payı, beygir gücü başına 1 Dolar olmak üzere anlaştılar.
Ülke çapındaki Westinghouse yatırımlarının başarısı, gelişen elektrik endüstrisinde rakip durumunu korumak için General electric, Westinghouse'dan bir lisans almak zorunda kaldı.
Gerçekleşen rüya
1890'da, uluslararası Niyagara komisyonu elektrik üretmek için, Niyagara çağlayanının gücünü kullanmak amacıyla çalışmaya başladı. Bilgin Lord Kelvin, komisyonun başkanlığına atandı ve derhal doğru akım sisteminin en iyi olacağına dair açıklamasını yaptı. Fakat güç, 26 mil uzaklıktaki Buffalo'ya iletilecekti. Bu durumda alternatif akımın gerekliliğini kabul etti.
Westinghouse, on tane 5000 beygirgücündeki hidroelektrik jeneratörü için ve General Electric ise iletim hattı için kontrat yaptılar. Bu sistem iletim hattı, yükseltici ve alçaltıcı transformatörler Tesla'nın 2 faz projesine uygundu. Hareket eden parçaları azaltmak için, dıştan dönen alan ve içi sabit armatürlü, büyük alternatörler planlanmıştı.
O zamana kadar bu büyüklükte bir proje yapılmadığı için, bu tarihi proje heyecan yarattı. Dakikada 250 devir yapan, herbiri 1775 Amper veren, 2250 Volt'luk on büyük alternatör, iki fazlı 25 Hz (Hertz)'de 50 000 Beygirgücü veya 37 000 kW'lık çıkış oluşturuyordu. Rotorların herbiri, 3 metre çapında, 4,5 metre uzunluğunda (düşey jeneratörlerde 4,5 metre yükseklik) ve 34 ton ağırlığındaydı. Sabit parçaların herbiri 50 ton ağırlığındaydı. Gerilim, iletim için 22.000 Volt'a çıkarıldı.
Uzaktan radyo kontrolu
Sonradan Telsiz denilen, radyo alanında Tesla'nın öncülüğü, Mors koduyla yapılan haberleşmeden de ileri gitti. 1898'de New York şehrinin Madison Parkı'nda (Madison Square Garden) telsiz ile uzaktan kontrola ait parlak bir gösteri düzenledi. Birinci geleneksel Elektrik Fuarının geliştiği yer ve genellikle Barnum-Bailey sirkinin çalıştığı büyük alanlın ortasına büyük bir tank koydu ve suyla doldurdu. Bu küçük gölün üzerine, yüzmesi için, 1 metre uzunluğunda anten direği olan bir tekne koydu. Teknenin içinde bir radyo alıcısı vardı. Tesla, seyircilerin isteği doğrultusunda ileri gitme, sağa veya sola dönme, durma, geri gitme, ışıkları yakıp söndürme gibi çeşitli şeyleri uzaktan radyo kontrol sayesinde yaptı. Unutulmaz gösteri tüm seyircileri hayran bıraktığı gibi günlük gazetelerin ön sayfalarında yer aldı.
Matematiksel büyücülük
Tesla'nın matematik dehası, Westinghouse ve General Electric'in imalatını yaptığı alternatif akım cihazlarının, parçalarının yapımında büyük bir yer sağladı. Tesla, öğrencilik günlerinde karışık soruları kagıt ve kalemsiz çözerdi. Öğretmeni onun hile yaptığından şüphe eder ve O'na ayrı testler uygulardı. Genç Tesla, bütün logaritma cetvelini ezberlemişti. Şimdi A.B.D.'de kullanılan, saniyede 60 Hz'lik frekans, Tesla'nın mantık hesaplarından çıkarılmıştı. Çünkü, Tesla bu frekansın ticari açıdan en uygun olduğunu saptamıştı. Daha yüksek frekanslarda alternatif akım motorları yetersiz olacaktı. Daha alçak frekanslarda ise daha çok demir kullanmak gerekecekti. Işıklar da alçak frekanslarda titreşecekti.
Niyagara Çağlayanı'nın ana tesisi, ilk Westinghouse türbin jeneratörlerinin kapasitelerine uyması için, 25 Hz'e göre planlanmıştı. Bunu izleyen gelişmeler ile 60 Hz'e dönüşüm yapıldı. Günümüzde bu, Niyagara'dan elde edilen enerji, 360 mil uzaklıktaki New York'a kadar iletilmektedir. Bir zamanlar daha büyük uzaklıklar, Kuzeydoğu şebekesinden beslenmekteydi. Tesla, New York'a geldiği zaman, yeterli enerji iletimi için sınır 1 milden azdı.
Yüksek frekans öncülüğü
Tesla, araştırmalarında, yüksek gerilim ve yüksek frekansın bilinmeyen alanlarına daha çok yer verdi. Yüksek frekans cihazlarını kullanırken, bir elini daima cebinde tutardı. Bütün laboratuvar asistanlarına bu ön tedbiri almalarında ısrar ederdi ve bu kural, bugüne kadar daima gerilim bakımından tehlikeli cihaz etrafındaki uyanık araştırıcılar tarafından da uygulanmaktadır. O zaman yararlanılmamış olmasına rağmen, Tesla'nın yüksek frekans ve yüksek gerilim alanındaki keşifleri, modern elektroniğin yolunu açtı. Biricik yüksek frekans transformatörü ile (Tesla Bobinleri - Tesla Coils) çıplak elinde tuttuğu gazlı tüpü yakacak şekilde vücudundan, zarar vermeden, yüksek gerilimli akım geçiriyordu. O günlerde Tesla, aslında neon tüpünün ve flüoresan tüpünün aydınlatmasını gösteriyordu.
Bazen, frekans aralığının alt ve üst kısımlarında yaptığı denemeler, Tesla'yı keşfedilmemiş bölgelere yöneltti. Mekanik ve fiziksel titreşimlerle çalışırken, Houston Caddesindeki yeni laboratuvarının etrafında hakiki bir depreme neden oldu. Binanın doğal rezonans frekansına yaklaşan, Tesla'nın mekanik osilatörü, eski binayı sarsarak tehdit etti. Bir blok ileride, polis karakolundaki eşya esrarengiz bir şekilde dans etmeye başladı. Böylece, Tesla, rezonans, vibrasyon ve "doğal 7 periyot"a ait matematiksel teorileri ispatladı.
Dünya'nın en güçlü vericisi
Yüksek gerilim ve yüksek frekanslı elektrik iletimi konusundaki araştırmalar, Tesla'yı Colorado Springs yakınlarındaki bir dağın üzerine dünyanın en güçlü radyo vericisini kurup çalıştırmaya yöneltti. 60 metrelik direğin etrafında, 22,5 metre çapında, hava çekirdekli transformatörü yaptı. İç kısımdaki sekonder 100 sarımlı ve 3 metre çapındydı. Üreticisi, istasyondan birkaç mil uzaklıkta bulunan enerjiyi kullanırken, Tesla ilk insan yapımı şimşeği oluşturdu. Bir direğin tepesindeki 1 metre çaplı bakır küreden, 30 metre uzunluğunda, kulakları sağır eden şimşekler çaktı. Ufka kadar gök gürültüsü işitildi. 100 milyon Volt değerinde gerilim kullanılıyordu. Yarım asırlık bir süre içerisinde giderilemeyen bir hayret yarattı.
İlk denemesinde, vericideki güç jeneratörünü yaktı. Fakat tamir ederek 26 mil uzağa, gücü telsiz ile iletebilinceye dek deneylerine devam etti. O uzaklıkta, toplam 10 kW'lık 200 tane akkor ampulü yakmayı başardı. Daha sonra, kendi patentleriyle meşhur olan Fritz Lowenstein'in, Tesla'nın yardımcısı iken bu gösterişli başarıya şahit oldu.
1899'da alternatif akım patentleri için Westinghouse'dan aldığı paranın sonunu harcadı. Albay John Jacob Astor, onu mali yönden kurtarmaya geldi ve Colorado Springs'deki denemeleri için 30.000 Dolar sağladı. Sonra bu para da bitti ve Tesla New York'a geri döndü.
Morgan, gösterişli başarıları ve şahsiyeti dolayısıyla, Nikola Tesla'nını hayranı olmuştu. Tesla, kısa zamanda Morgan'ın sürekli misafiri oldu. Kusursuz giyinişli, birkaç dilde yaptığı kültürlü konuşması ve medeni davranışıyla gösterişli centilmen Tesla, New York sosyetesinin gözdesi oldu.
Dünya çapında telsiz
Long Island'ın tepelik bölümünde, Wardenclyffe yakınında yavaş yavaş yükselen garip yapı bütün seyredenlerin ilgisini çekerdi. Tek parça olması dışında, büyük bir mantara benzeyen yapı, yerdeki kısmı geniş ve 62 metre yukarısındaki tepe noktasına doğru daralan, kafes şeklinde bir iskelete sahipti. Tepede 30 metre çapında bir yarım küreyle örtülüydü. İskelet, bronzdan kalın civata ve bakır lamalarla birbirine bağlanmış, sağlam ağaç kolonlardan yapılmıştı. Yarım küresel tepe, üstten yüzeysel olarak bakır bir elekle kaplıydı. Tüm yapıda demir metali yoktu.
Ünlü mimar Standford White, konuyla o kadar ilgilendi ki, en iyi yardımcısı W. D. Crow'u görevlendirerek proje işini ücretsiz yaptı.
34'üncü caddedeki eski Waldorf-Astoria otelinde oturan Tesla, hergün, taksiyle, çarklı araba vapuruna binerek Long Island şehrine giderek , oradan da Long Island demiryoluyla Shoreham'e aktarma yaparak inşaata gidiyordu. Proje kontrolünün aksamaması için, trenin yemek servisi onun için özel yemek hazırlıyordu.
Büyük kulenin yakınında, 30 metre karelik tuğla bina tamamlandığı zaman, Tesla Houston caddesindeki laboratuarını binaya taşımaya başladı. Bu sırada radyo frekans jeneratörleri ve onları çalıştıran motorların yapımında üzücü bazı gecikmelerle karşılaşıldı. Birkaç camcı, planları hazır olan özel tüpleri şekillendirmeye çalışıyorlardı.
Kahin gelecekten bahsediyor
Bu sırada Tesla (1904), Mors koduyla sınırlı olan büyük endüstrinin geleceğine ait, uzak görüşünü açıklayan kuramsal broşürünü yayınladı. Bu broşür, Tesla 'nın kahin olduğuna herkesi inandırdı. "Dünya çapında telsiz sistemi"nde, çeşitli olanakları sağlayacak olan özellikler açıklanıyordu. Broşürde, Telgraf, Telefon, haber yayını, Borsa görüşmeleri, Deniz-Hava trafiğine yardım, Eğlence ve Müzik yayını, saat ayarı, Resimli Telgraf, Telefoto ve Teleks hizmetleri ile, Tesla'nın sonradan oluşumunu gördüğü Radyo sitesi anlatılıyordu.
Morgan'ın yardımı sona eriyor
1904 Mart'ı, Elektrik Dünyası ve Mühendisliği Dergisinde, Tesla, Kanada Niyagara Enerji firmasının telsiz enerji iletimi sistemini uygulamasını istediğini ve bunun için 10 milyon Volt'luk gerilimde 10.000 beygirgücü dağıtabilecek bir sistem kullanmayı istediğini açıkladı.
Niyagara Projesi asla gerçekleşmedi. Fakat, gösterişli Long Island'ın kaderine etki yaptı. Aydınlığa çıkmayan nedenlerle, J. P Morgan düşüncesini değiştirdi ve Tesla'nın para kaynağı aniden kurudu. Başlangıçta Tesla, Morgan'ın hemen hemen bitmek üzere olan işin tamamlanmasını sağlamayacağına inanmak istemedi, ama Morgan karalıydı. Morgan'ın çekilme nedeni asla öğrenilemedi.
Mantıksız bir saygısızlık
Birinci Dünya Savaşı sırasında ulusal savunma adına çok saçma saygısızlıklar öne sürüldü. Garip bir nedene göre Long Island, Wardenclyffe'deki Tesla'nın şanlı kulesinin, A.B.D.'nin emniyetini tehlikeye soktuğuna ve tahrip edilmesi gerektiğine karar verildi.
Kablo bağlanarak yüksek yapıyı öne çekiğ, dengesini bozmak için yapılan boş teşebbüslerden sonra, en sonunda temeli dinamitlenerek devrildi. O aman bile, kule çökerken parçalanmadı. Zedelenmeksizin yana yattı ve en sonunda parça parça söküldü.
Radyo frekans alternatörü
1890'da Tesla yüksek frekans alternatif akım üreteçlerini yapmıştı. 184 kutuplu olan bir tanesi 10 kHz'lik çıkış veriyordu. Daha sonra, 20 kHz'e kadar yüksek frekansları elde etti. Ancak on yıl kadar sonra 50 kW çıkışlı radyo frekans üretecini Reginald Fessenden geliştirdi. Bu makine, General Electric tarafından 200 kilo Watt'a çıkarıldı ve Fessenden'in ilk alternatörlerini kuran, çalışmasını kontrol eden adamın adı verilerek, Alexanderson alternatörü satışa çıkarıldı.
Hemen hemen dünya kablolarının çoğunu elinde tutan İngiliz işadamlarının, bu makineye ait patentleri elde etmek üzere olduklarını görünce, A.B.D. Donanmasının acele çağrısıyla "Radio Corporation of America , (RCA)" şirketi kuruldu. Yeni firmanın 1919'da kurulmasıyla, Marconi Wireless Telegraph Co. of America firmasının güçlü fakat yetersiz, Marconi kıvılcımlı vericileri, çok başarılı olan Radyo Frekans alternatötleri ile yer değiştirdiler.
Birincisi N.J. New Brunswick'te kuruldu. 200 kilo Watt'da ve 21,8 kilo Hertz frekanslı titreşim oluşturdu ve ticari işte kullanıldı. Bu ilk, sürekli, güvenilir Atlantik aşırı Radyo servisi idi. Bu alternatörler, Tesla'nın kulesinin yerine, Radyo merkezinin tüm güçlerini sağladı. Böylece Nikola Tesla'nın Dünya çapında telsiz hayali, 30 yıl sonra, icat ettiği vericinin kullanılmasıyla gerçekleştirildi.
Radar ve Türbinler
Tesla, birçok alanlarda yaratıcı araştırmalara devam etti. 1917'de uzaktaki cisimlerin üzerine kısa dalga darbeleri gönderip, yansıyan kısa dalga darbelerinin bir flüoresan ekran üzerinde toplanmasıyla izlenebileceklerini açıkladı. Eğer bu radar değilse, neydi? Diğer bilim adamlarının varlıklarını keşfetmelerinden 20 yıl önce, kozmik ışınları1929'a kadar çeşitli zamanlarda, buhar ve gaz için "kepçesiz" yüksek hızlı türbinler üzerinde çalıştı. Kolay öfkelenen Tesla ile, Edison Waterside Enerji Tesisi ve Allis Charmes Fabrikasındaki araştırmalarında onunla çalışan bazı mühendis ve yardımcıları arasında ortaya çıkan sürtüşme, aleyhine oldu. Bugün, düz rotorlu Tesla türbinlerinin sonucu hakkında hiçbir bilgimiz yoktur. açıkladı.
Yıllar geçtikçe, ondan, gittikçe daha az haber alınmaya başlandı. Bazen gazeteci ve biyografi yazarları onu arayıp röpotaj yapmak istiyorlardı. Gittikçe garipleşti, gerçeklerden uzaklaştı, aldatıcı hayalciliğe yöneldi. Not alma alışkanlığı edinmemişti. Her zaman tüm araştırma ve deneylerine ait tüm bilgiyi aklında tutabildiğini iddia ve ispat etti. 150 yıl yaşamaya kararlı olduğunu ve 100 yaşının üstüne eriştiği zaman, araştırma ve deneyleri sırasında topladığı bütün bilgiyi etraflıca anlatarak, anılarını yazacağını söyledi. İkinci Dünya Savaşı sırasında öldüğü zaman, kasasına askeri yöneticiler el koydular ve kayıtların cinsine ait herhangi bir şey duyulmadı.
Tesla 'nın kendine özgü bir tutarsızlığı da, kendisine iki şeref unvanı verildiği zaman ortaya çıktı. Birini reddetti. 1912'de Nikola Tesla ve Thomas Alva Edison'un 40.000 $'lık Nobel Ödülü'nü paylaşmaya seçildikleri açıklandı. Tesla, bu ödülü de reddetti. Her nasılsa, Edison'u sevenler tarafından kurulan AIEE Edison madalyasını 1917'de Tesla 'ya layık görüldüğünde, bunu kabul etmeye yanaşabildi.
Garip kişilik
Tesla 'nın doğal davranışı Aristokrat gibiydi. Ama tutarsız ve oldukça garipti"
