5.9.24

Teslin kalem su u stvari dva kalema (solenoida), svaki u svom kolu. Između ta dva kola nema kontakta žicom već su samo dovoljno blizu, tako da kada oscilacije napona u jednom kolu stvaraju oscilacije okolnog magnetnog polja onda dolazi do oscilacije napona u drugom kolu.

Deo Teslinog trika je da se ta dva kola konstruišu tako da su njihove prirodne oscilacije iste ili približno iste frekvence, dakle u rezonanci, što omogućava efikasan prenos energije sa jednog kola na drugo i obratno, kao kod klatna. S druge strane, dizajn je takav da je napon u drugom kolu daleko veći nego u prvom, i do nekoliko miliona volti kod velikih kalema. Zato se Teslin kalem često pominje i kao Teslin transformator ili Teslin rezonantni transformator.

Najzad, to drugo kolo je mehanički otvoreno: njegov gornji kraj, obično u obliku kupole ili kape, obrazuje kapacitor sa zemljom koji tako električki zatvara kolo. Ako se taj terminal naročito oblikuje, na primer ako mu se doda zašiljeni deo ili samo štapić, kao obrnuti gromobran, onda će povećanjem napona u drugom kolu vazduh biti lako probijen i pojaviće se “munje” od desetak centimetara do desetak metara (Teslin rekord).

Prost Teslin kalem: primarno kolo sadrži horizontalno namotanu spiralu debele žice. Sekundarno kolo se sastoji od velikog broja horizontalnih namotaja tanke žice na vertikalni cilindar. Torusna kapa na vrhu obrazuje kapacitor sa zemljom koji tako zatvara sekundarno kolo. Magnetno polje donjeg kola je najjače duž vertikalne ose horizontalnih namotaja, dakle i duž ose cilindra. Promene tog magnetnog polja izazivaju napon u svakom namotaju tanke žice drugog kola. Ako tih namotaja ima mnogo, drugo kolo može da ima veliki ukupni napon između kape na vrhu i zemlje. Izvor.

Mi smo danas toliko navikli da se kupamo u moru elektromagnetnih talasa (TV i radio stanice, mreža mobilnih telefona, WiFi…) da na to uopšte više ne mislimo. Drugačije je bilo u Teslino vreme. Ne samo da je etar bio prazan ili skoro prazan, već je i sama ideja postojanja nekakvog “polja” koje može da prenosi signal, silu, ili energiju bila nova, strana, i egzotična. Tesla je radio ozbiljna ispitivanja sa svojim kalemom, naročito u režimu velikog napona i velikih frekvenci, što je bila jedna od njegovih specijalnosti. Međutim i on sam je koristio ovu konstrukciju kao efektan prikaz realnosti elektromagnetnog polja i njegove sposobnosti da prenosi energiju na daljinu, što je takođe bila jedna od njegovih opsesija. 

To je bio slučaj i sa ovom čuvenom slikom:

Tesla i Teslin kalem. Munje pršte, pod se trese, milioni volti rapidno osciluju, udaljene neonske lampe svetle, nevidljivi svet je postao vidljiv. Slika je inače fotomontaža, Tesla nije tu sedeo dok je aparat radio. Uprkos velikoj frekvenci visoki naponi nisu uvek bezopasni. Izvor.

Teslin kalem je korišćen donekle u praktične svrhe ali njegova glavna uloga je bila i ostala za ovakve šou demonstracije, obično u školama, univerzitetima, planetarijumima, i naučno-tehničkim muzejima. A u gotovo svakoj zemlji postoje i klubovi hobista koji se bave konstrukcijom Teslinih kalema i ispitivanjem njihovih svojstava. Ljudi vole da prave munje!

U novije vreme takvi entuzijasti su otvorili novu dimenziju. Tu je na primer Tesla orkestar, http://www.teslaorchestra.com/, “tim inžinjera, umetnika, i osobenjaka, koji koriste tehnologiju da zabave publiku širom sveta,” kako piše na njihovom sajtu.

Sa predstave Tesla orkestra. Izvor: http://www.teslaorchestra.com/giant-coils.html

Ideja ove grupe, inače bazirane u Klivlendu, SAD, je da iskoriste fajl sa muzikom kao izvor pulseva jednosmerne struje koja pokreće oscilacije u prvom kolu. A pogodnim dizajnom postigne se da frekvenca pražnjenja u drugom kolu bude u audio domenu, pa možemo da ih čujemo.  Na primer, ako munje na izlazu drugog kalema pršte 262 puta u sekundi mi ih čujemo kao notu “do”, prštanje 440 puta u sekundi je “la” itd. Tako Teslin kalem svira po notama!

Korak dalje otišla je mala organizacija sa šarmantnim nazivom “Lepota i munja” (Beaty and the bolt), parodija na “Lepoticu i zver” (Beaty and the beast). Osnovali su je dvoje preduzimljivih, novodiplomiranih američkih  inžinjera, Zajla Fokslin i Endru Dupui (Xyla Foxlin, Andrew Dupuis) sa namerom da preko Youtube omoguće “bilo kome da napravi bilo šta!”

Zajla i Endru: “Mi mislimo da je učenje inžinjerstva i uopšte pravljenja bilo čega najbolje ako se radi kroz umetnost, muziku, i priču.” https://www.youtube.com/watch?v=iFm1CW2BBk8 .

Njihov najnoviji projekat,“Rezonanca: lepota elektriciteta,” specijalno je namenjen devojčicama i devojkama kojima se svet inžinjeringa obično prikazuje kao nešto neprikladno za njih. Zato, kako kažu mlade inžinjerke na početku ovog video klipa, “napravimo svoj svet, u kome je magija realnost, u kome možemo da stvaramo i sanjamo.”

 U ovom projektu, uz pomoć mentora iz Tesla orkestra, neo-barokna melodija električne violine (Palladio, Karla Dženkinsa) postaje serija ulaznih električnih impulsa za kvintet Teslinih kalema, obično po jedan za svaku žicu violine a peti za basso continuo, koje onda i vidimo i čujemo. Rezultat je simfonija inžinjeringa i fizike, muzike i energije, munja i mladosti (preporučuju se dobre slušalice ili dobri spoljašnji zvučnici i slika na sav ekran!):

https://www.youtube.com/watch?v=nH-3TdWI-yI

Inspirativno? Preterano? U stvari, ovo treba pokazati đacima, i ženskim i muškim, u onim kritičnim godinama od 12 do 15 i videti njihovu reakciju!

Koga zanima, na kanalu “Lepota i munja” mogu da se nađu i objašnjenja kako radi Teslin kalem, kako se radi sa lemilicom, kako se programira u jeziku Arduino, itd., 

Poželimo im sreću u njihovim projektima.