死磕爱迪生,11次婉拒诺贝尔奖,有700项发明,他被称为“神”。 电能,是人类现代社会不可缺少的能源。1831 年,迈克尔·法拉第(Michael Faraday)将一个封闭电路中的导线通过电磁场,导线转动有电流过电线,人类从此了解到电和磁场之间有某种紧密的关联。随后,法拉第建造了第一座发电机原型,由此产生了电力。1880 年,爱迪生研制出直流发电机,1882 年爱迪生电气照明公司在纽约建立了第一座发电站,电能开始在工农业生产和日常生活等方面得以应用。 同年,特斯拉为他发明的电磁发电机在美国申请了专利,并于 1888 年获得名为“电磁电机”的美国 US381968 号专利权,如图 5-1、图 5-2、图5-3 所示。 这件专利所保护的是一种由电枢(发电机的定子)、线圈磁极(发电机的转子)和发电机形成的交流发电机。定子由电枢铁芯、均匀排放的三相绕组及机座和端盖等组成。转子的线圈磁极通入直流电流,产生接近于正弦分布磁场(称为转子磁场),其有效励磁线圈与静止的电枢绕组相交链。转子旋转时,转子磁场随同一起旋转、每转一周,磁力线顺序切割定子的每相绕组,在三相定子绕组内感应出三相交流电势,从而提供更安全、可靠和简单的发电系统。 此后多年,特斯拉专注于交流电电力系统和电力传输技术的研究,先后共申请了 60 余项相关专利,如图 5-4 所示。其中,不仅包括交流电产生装置,还包括电力传输系统、稳压装置、交流电分流装置、交流电电流接收装置和交流电流量测试装置等。这一系列专利奠定了交流电电力系统的基础,成为人类社会的宝贵财富。值得一提的是,特斯拉于 1890 年就提出了关于“高频率”(15000 赫兹)交流发电机的专利申请,于 1891 年获得美国 US447921 号专利权,如图 5-5、图 5-6 所示。 随着特斯拉在交流电领域研究成果的不断呈现,爱迪生与特斯拉之间关于直流电和交流电之间的竞争愈演愈烈。直到特斯拉发明了异步电动机,交流电远距离高压传输的优点也就体现出来,同时也解决了机器不能用交流电的问题。1891 年之后,多相交流发电机被广泛用于供应电流。 1895 年,特斯拉开始组建举世闻名的尼亚加拉水电站。1897 年,第一座 10 万匹马力的发电站建成,成为 35 公里外的纽约州水牛城的主要供电来源。其后 10 多座大大小小的发电站相继建成,每日所产生的电力足以供应美国纽约州和加拿大安大略省用电总需求的 1/4。至今,这项建成足足超过 100 年的电力传输系统仍然运作如常,从未间断地在产出能源,可谓是人类近百年科学史上的一大奇迹。这个科学上的百年奇迹,就是天才科学家特斯拉的设计成果,其中共运用了特斯拉的 9 项专利发明,包括他所发明的交流电发电机和交流电输电技术。 按照当时的专利权许可使用费的标准,特斯拉所拥有的交流电相关专利权,使用者每生产一匹交流电就必须向特斯拉缴纳 1 美元的专利使用费。在强大的利益驱动下,当时一股财团势力要挟特斯拉放弃相关专利权,并意图独占牟利。经过多番交涉后,特斯拉决定放弃交流电的专利权,不再收取任何专利使用费,共享给社会。 特斯拉早在一百多年前就利用专利制度,构建了自己在交流电领域的独立王国。虽然他因主动放弃部分专利权而没有获得多少经济收益,但是对于今天的发明者和企业经营者来说他仍然可以称得上是专利战略的先行者,为当今企业专利战略的实施提供了很好的参考和借鉴。从技术领域来看,特斯拉拥有的 60 余项专利,覆盖了整个交流电系统,其他人想要开设交流发电装置或建造电站必须获得他的专利授权。从专利保护地域范围来看,除美国之外,特斯拉还在加拿大、英国和奥地利申请了专利,在当时的发达国家都构建了自己的专利版图。如果特斯拉当年没有放弃他的专利权而是建立自己的商业王国,他的前景是不可估量的。 特斯拉一生独自开发并取得专利 700 多项,合作开发达 1000 项以上,其中包括:1898 年奠定无线电遥控技术基础的美国 US613809 号专利等 20 多项无线电领域的专利,以及 1899 年的 Х 光摄影技术专利等。但特斯拉从不在意自己的财务状况,专利使用费分文未放入自己囊中。1943 年 1 月 7 日在穷困且被遗忘的情况下,特斯拉在纽约人旅馆因心脏衰竭孤独地死去,享年 87 岁。 1960 年在法国巴黎召开的国际计量大会上,电磁感应强度的单位被命名为特斯拉,简称“特”,以纪念这位伟大的发明家在电磁学领域作出的杰出贡献。
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