Lampo di genio - Tesina per Istituto tecnico elettronica e telecomunicazioni

Negli anni fra il 1870 e il 1900 fecero la loro prima apparizione una serie di

d’uso

strumenti, di macchine, di oggetti domestico che sarebbero poi diventati

l’ascensore

parte integrante della nostra vita quotidiana: la lampadina e elettrico, il

motore a scoppio e i pneumatici, il telefono e il grammofono, la macchina per

l’automobile…

scrivere e la bicicletta, il tram elettrico e

Nel 1873 apparve il frigorifero, un anno dopo il ferro da stiro, la penna

stilografica, la gomma per cancellare.

l’italiano

Nel 1871 Antonio Meucci costruì il telefono; nel 1877 Edison brevettò il

fonografo, che qualche anno più tardi fu trasformato in grammofono da Hans

Berliner.

Nel 1895 ci furono altri due avvenimenti fondamentali nella storia moderna delle

l’italiano

invenzioni: Guglielmo Marconi effettuò la prima trasmissione

oltreoceano con il telegrafo senza fili e i fratelli francesi Lumière inventarono il

cinema.

Nel 1888 lo scozzese John Boyd Dunlop, utilizzando il processo di

dall’americano

vulcanizzazione del caucciù inventato Charles Goodyear, costruì il

L’invenzione

pneumatico. del pneumatico assieme a quella dei cuscinetti a sfere e

l’uso dell’acciaio,

con consentì la costruzione delle moderne biciclette. Nel 1880

fu applicata loro anche una catena per trasmettere il moto dei pedali alla ruota

posteriore.

Ma non tutte le invenzioni trovarono un impiego pacifico; la dinamite, inventata

dallo svedese Nobel, fu usata principalmente per scopo bellico, dato che in quei

anni erano necessari esplosivi più potenti per perforare le corazze delle navi che

d’acciaio.

cominciavano ad essere costruite 11

Il Novecento si aprì con un invenzione che avrebbe trasformato il mondo; nel

dell’aria,

1903 due americani fecero sollevare da terra un mezzo più pesante ma

soltanto nel 1911 fu costruito il primo aereo con struttura coperta totalmente da

dell’aria.

una tela verniciata che permetteva di vincere la resistenza

La vera novità della seconda rivoluzione industriale non fu tanto nelle conquiste

nell’applicazione

della scienza, quanto su sempre più larga scala delle scoperte ai

dell’industria.

vari rami Il legame che si andava a creare tra scienza e tecnologia e

tra tecnologia e mondo della produzione diventava sempre più stretto: scienziati di

dell’industria

grande prestigio misero a disposizione i loro studi.

all’ondata

Nessun settore produttivo rimase estraneo di rinnovamento tecnologico

dell’800.

degli ultimi decenni Gli sviluppi più interessanti si concentrarono in

industrie giovani, come quella chimica o come quella metallurgica per la

produzione di acciaio che diventò la lega dalle infinite applicazioni. Infatti

l’acciaio venne usato per le rotaie delle ferrovie, per le corazze delle navi da

guerra, per gli utensili domestici e per le macchine industriali che divennero più

l’acciaio

precise, potenti e leggere. Con furono costruiti anche strutture di ponti e

di grandi edifici, come il Tower Building di New York e la Torre Eiffel alta 300

dell’età dell’acciaio.

metri e destinata a diventare il simbolo più celebre

Se la prima rivoluzione industriale si era fondata essenzialmente su un tipo di

dell’energia,

macchina, quella a vapore, e su una fonte il carbon fossile, la

dall’invenzione dall’utilizzazione

seconda fu caratterizzata del motore a scoppio e

dell’elettricità.

Il motore a combustione fu il frutto di una serie di studi che impegnarono gli

’50.

scienziati dagli anni Solo nel 1885 due ingegneri tedeschi Daimler e Benz

riuscirono a montare dei motori a scoppio, più potenti e meno ingombranti di

quelli a vapore, su autoveicoli a ruote, realizzando cosi le prime automobili. Il

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combustibile usato era un distillato del petrolio che prese poi il nome di benzina.

Nel 1897 un altro ingegnere tedesco, Rudolf Diesel, inventò il motore a nafta che

porta ancora il suo nome.

Tuttavia il primato del carbone e della macchina a vapore sarebbe stato

l’elettricità. L’elettricità

soppiantato da una nuova forma di energia: era oggetto di

studio da oltre un secolo; i primi apparecchi elettrici (la pila di Volta) risalivano ai

dell’800,

primi decenni ma si trattava ancora di curiosità scientifiche. La prima

applicazione su larga scala, si ebbe con lo sviluppo della telegrafia via filo grazie

all’inventore Samuel Morse.

Fra gli anni 1860 e nel 880, vennero realizzati dinamo e generatori, in grado di

trasformare il movimento di un corpo entro un campo magnetico in corrente

elettrica, batterie capaci di immagazzinarla e motori elettrici che permettevano di

trasmettere corrente elettrica a grandi distanze e di utilizzarla come illuminazione

e riscaldamento.

Un’invenzione dell’industria

importante per lo sviluppo elettrica fu la lampadina a

incandescenza, ideata da Thomas Edison nel 1879.

l’innovazione dell’energia senz’altro

Ma decisiva per il trasporto elettrica, fu con

la scoperta della corrente alternata il quale poteva essere distribuita a lunghe

distanze con minime dispersioni rispetto la corrente continua favorita da Thomas

Edison; lo scopritore ( e non inventore perché lui non si riteneva tale) fu lo

scienziato serbo Nikola Tesla. l’illuminazione

Di fronte alla richiesta sempre crescente di energia elettrica per e

l’idea

il riscaldamento,si faceva strada di ricorrere per la produzione di corrente,

all’energia

anziché alle macchine a vapore, idraulica.

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Il genio DI NIKOLA TESLA (1856-1943)

Introduzione

Nikola Tesla è considerato una figura chiave nella storia della scienza moderna e

contemporanea, per l’importanza che hanno avuto le sue ricerche nello sviluppo di

tecnologie del XX e XXI secolo. Nikola era uno scienziato con fede nella ricerca

una migliore vivibilità dell’umanità, convinto che in futuro,

riguardo la natura per

grazie agli sviluppi teorici e pratici, si sarebbe potuto vivere in fratellanza tra di

noi, e in armonia con tutto l’ambiente. Non era interessato al beneficio personale,

se quest’ultimo non fosse seguito da un beneficio collettivo. La sua ricerca verso

una fonte di energia inesauribile ed una trasmissione energetica praticamente

senza costo era animata dalla volontà che l’umanità intera potesse vivere

degnamente.

Biografia

Nikola figlio di Dluka Mandic e Milutin tesla, nacque la notte tra il 9 e il 10

Luglio del 1856 nel paese di Smiljan, in provincia di Lika, Croazia, nell’impero

Austro-Ungarico. Il padre era pastore della chiesa ortodossa serba. La madre non

di un’ eccezionale inventiva e di una memoria

era scolarizzata, ma era dotata

fotografica dal cui lo stesso Nikola eredita.

possedeva un’elevata capacità di estrazione

Almeno durante la sua gioventù egli

dei concetti. Poteva visualizzare immagini mentali anche di problemi o di progetti

complessi, e risolverli senza doverli scrivere o disegnarli materialmente.

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Anche nelle lingue aveva una particolare abilità, dal momento che arrivò a parlare

e comprendere, oltre al serbo, il tedesco, l’ungherese, l’italiano, l’inglese, il ceco,

il francese ed il latino.

Dopo aver concluso, in soli tre anni, la scuola a Gospic, dove la famiglia si era

trasferita nel 1862, Tesla si arruolò nel 1875 nel politecnico Joanneum di Graz,

grazie ad una borsa di studio che aveva ottenuto. Si dedicò duramente allo studio

della fisica, matematica e meccanica.

Un problema di Nikola, all’epoca, non essendo la sua famiglia molto ricca, era

racimolare il denaro necessario per proseguire gli studi; in un certo periodo tentò

la fortuna giocando a carte e biliardo. Nel 1878 lasciò Graz per andare a Maribor

dove lavorò come assistente ingegnere per un anno.

Fu grazie agli sforzi della madre che egli poté studiare a Praha, dove rimase due

anni.

Nel 1881 egli iniziò a lavorare a Budapest, nell’ufficio centrale dei telegrafi, dove

si manifestò una delle peculiarità fisiche (come alcune forme di allucinazioni):

l’elevato sviluppo dei suoi sensi. Ciò portò anche conseguenze negative infatti il

suo corpo era a volte ricorso da spasmi. Fu grazie a un suo amico che gli insegnò

l’importanza dell’attività fisica e la pratica del nuoto, che recuperò lo stato di

salute.

Qui a Budapest egli sviluppò degli studi sul principio del campo magnetico

rotatorio generato da correnti alternate sincrone.

Cosi negli anni seguenti ideò motori funzionanti con corrente alternata, come il

polifasico sincrono o quello d’induzione polibasica oltre ai vari meccanismi per

ed utilizzare l’elettricità.

trasportare

Ciò avrebbe portato a sfruttare e distribuire tutta l’energia elettrica in forma

meccanica, ricorrendo a voltaggi più elevati, che a loro volta avrebbero permesso

il trasporto dell’elettricità a distanze molto elevate di quanto consentisse la

corrente continua. 15

Nel 1884 si trasferì negli Stati Uniti dirigendosi sotto raccomandazione allo studio

di Thomas Edison. Lo stesso uomo che aveva raccomandato Nikola disse a

Edison una famosa frase: “Conosco due grandi uomini; lei è uno di questi; l’altro

è il giovane Nikola Tesla”.

Ciò che mostrò Tesla a Edison fu lo schema di un motore ad induzione di corrente

alternata, basato in un campo magnetico rotatorio, che lo scienziato statunitense

guardò con orrore, pensando a quanto si era investito fino ad ora nella corrente

continua; tuttavia contrattò con Tesla per fare alcuni lavori per la sua società. In

seguito a un malinteso riguardo dei presunti premi extra per dei miglioramenti alle

dinamo, Tesla si licenziò nel 1885.

Dal 1886 al 1887 fece l’operaio in condizioni terribili, eppure nell’inverno del

1887 attirò l’attenzione del suo capo con i suoi racconti di invenzioni e speranze.

Questo superiore gli presentò il signor Brown, della Western Union Telegraph

Electric Company, il quale assieme ad un amico, investirono nel progetto di Tesla

del motore polifase. Tesla seppe costruire nel laboratorio messo a disposizione

dalla società, parti di dinamo elettriche per dimostrare la sua teoria. Costruì motori

mono, bi e trifasici, persino quadri e esafasici. Il 12 Ottobre del 1887 Tesla

brevettò il suo primo motore bifasico, e fu cosi che lo scienziato si fece notare e

nel 1888 ottenne una conferenza presso l’American Institute of Electrical

Engineers, egli era diventato il padrone della corrente alternata!

Nei due mesi successivi Nikola sfornò una moltitudine di invenzioni che fecero

progredire il mondo intero: il suo motore a corrente alternata poteva trasmettere

corrente chilometri e chilometri più lontano di quello a corrente diretta,

producendo sistemi bi e trifasici economici.

Questo perché il vecchio sistema di Edison, con i cavi sotterranei, produceva

sensibili perdite energetiche durante il tragitto: con l’energia elettrica, composta

da corrente e da voltaggio, si avevano le stesse perdite a qualsiasi voltaggio

dovute alla resistenza: aumentare la corrente causava un aumento esponenziale del

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calore, esso era un sistema ideale solo se usato localmente, inoltre si produceva un

calo di corrente se il cavo era lungo.

Il sistema di Tesla, invece, consentiva di variare proporzionalmente corrente e

voltaggio. Quindi era possibile aumentare il voltaggio per trasportare la massima

ecco che l’elettricità poteva essere

quantità di corrente consentita dal cavo. Ed

distribuita velocemente ed economicamente.

C’era un problema: il motore di Tesla era riconosciuto come rivoluzionario, però

quello di Edison era già diffuso come standard. Dopo la sua conferenza alla

AIENY, George Westinghouse, capo della Westinghouse Electric House, si

interessò del sistema di Tesla. Egli contrattò con quest’ultimo per la vendita dei

brevetti: ben un milione di dollari a brevetto, ed erano quaranta!

Così Tesla si trasferì Pittsburg con il grado di consulente per le applicazioni

commerciali, purtroppo incontrò svariati problemi generati dai conflitti di

pensiero con altri ingegneri, ragion per cui se ne andò.

Nel 1889 lasciò quindi Pittsburg per tornare nel laboratorio newyorkese. Ora

voleva aumentare la frequenza del campo magnetico rotante ed osservare cosa

sarebbe successo.

Già Maxwell e Herz studiarono le onde elettromagnetiche, concludendo che