니콜라 테슬라: 선구적 발명가, 인정받지 못한 천재 (1) "최초의 획기적 발명품"
- Business News / 문광주 기자 / 2024-12-13 22:39:19
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19세기 말은 기술 혁신의 시대였다. 이 기간 최초의 전력망이 만들어졌고, 전기는 갑자기 이전에는 상상할 수 없었던 “기적적인 일”을 가능하게 만들었다.
19세기 말은 기술 혁신의 시대였다. 이 기간 최초의 전력망이 만들어졌고, 전기는 갑자기 이전에는 상상할 수 없었던 “기적적인 일”을 가능하게 만들었다. 전 세계의 엔지니어와 발명가들은 전자기파의 힘을 활용하는 새로운 기술과 장치를 개발했다. 전기 시대의 선구자 중 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)는 가장 뛰어난 인물 중 한 사람이었다. 그의 발명품 중 상당수는 시대보다 훨씬 앞서 있었다. 동시에 그는 다른 누구보다도 현대 사회의 핵심 기술 개발을 주도했다. Tesla가 선견지명이 있고 생산적이었음에도, 그의 수많은 발명품과 특허는 그에게 지속적인 성공을 가져오지 못했다. 천재는 가난하고 잊혀진 채 죽었다. 도대체 왜?
회전하는 전자기장(電磁氣場): 테슬라의 최초의 획기적 발명품
니콜라 테슬라의 첫 번째 번뜩이는 영감은 뭔가 특별한 것이었다. 이 발명은 기술의 세계를 영원히 바꾸었기 때문이다. 지금의 크로아티아 먼 구석에서 젊은 엔지니어가 개발한 것은 후에 발전기, 변압기 및 전기 모터를 위한 현재 전기 시스템의 기초를 마련했다.
강의실에서 생각에 집중하다
Tesla가 1856년 당시 오스트리아였던 크로아티아 국경의 스밀얀에서 태어났을 때 그의 길은 미리 정해져 있는 것처럼 보였다. 그의 아버지는 정교회 신부였으며 아들이 영적인 직업을 추구하는 것을 보고 싶어했다. 하지만 상황은 다르게 전개됐다. Nikola는 어린 나이에 수학과 자연 과학에 관한 관심과 재능을 키우고 오랜 노력 끝에 그라츠에 있는 기술 대학에 입학할 수 있게 되었다.
그곳에서 결정적인 경험을 했다. 1878년 겨울에 새로운 장치인 Gramme 기계가 강의실에 설치되었다. 이 직류 발전기에서는 수동 크랭크를 사용하여 영구 자석 사이에서 고리 모양의 구리선이 움직인다. 전자기장에서 코일의 움직임으로 구리 링에 전기가 생성된다. 이는 일반적으로 흑연으로 만들어진 작은 브러시인 슬라이딩 접점을 사용하여 전기를 끌어내야 한다.
성가시게 날아다니는 불꽃
문제는 브러시에 불꽃이 계속 튀는 것이다. Tesla는 상황이 더 좋아져야 한다는 사실을 금방 깨닫게 되었다. 불꽃은 성가시고 위험할 뿐만 아니라 브러시에서 많은 양의 에너지가 손실된다. Tesla는 이렇게 회상했다. “저는 해결책을 찾기로 결심하고 젊은이들의 열정과 무한한 자신감을 가지고 이 작업에 접근했다”며 “기술적인 어려움에 대해서는 전혀 몰랐다”고 회상했다.
그러나 Tesla가 기술의 함정을 처리하기 전에 매우 실용적인 문제가 방해가 됐다. 그는 수업료를 내지 않고 시험을 빼먹었다는 이유로 1877년 말 학교에서 퇴학당했다. 그는 생계를 유지하려면 직업을 구해야 했다. 그는 일시적으로 Maribor에서 기계 엔지니어로 일한 후 고향인 Gospic에서 대리 교사로 일했다. 1882년에 그는 부다페스트에서 전신 기술자로 일했고, 그곳에서 나중에 발명가로서 도움이 될 실질적인 경험을 얻었다.
도시공원에서 번쩍이는 영감 얻어
Tesla는 부다페스트의 도시공원에서 저녁 산책을 하는 동안 Gramme 발전기를 개선하기 위한 중요한 아이디어를 생각해 냈다. 지는 해를 바라보면서 괴테의 파우스트의 한 구절이 떠올랐다. "그것은 움직이고 물러가고, 하루는 끝나고, 그곳에서 돌진하며 새로운 삶을 촉진한다." 테슬라는 이 순간을 이렇게 묘사했다. 말은 말하고 생각에 빠져 있었는데 그 생각은 번개처럼 나에게 왔다. 한순간에 나는 발전기가 내 앞에서 완전히 성장하고 완벽해지는 것을 보았다.”
Tesla는 즉시 경로를 따라 모래 위에 다이어그램을 그리기 시작했다. 이는 브러시 없이 작동할 뿐만 아니라 교류를 공급하거나 사용할 수도 있는 완전히 새로운 기계에 대한 그의 첫 번째 디자인이었다.
기본 구조는 전자석 역할을 하는 여러 개의 구리 코일로 구성된 외부 링으로 구성된다. 내부에는 영구 자석이 장착된 이동식 로터가 있다. 자석 로터가 기계 내부에서 회전하면 외부 링의 회전 자기장이 유도를 통해 전류를 생성한다. 그 방향은 과거 회전하는 내부 자석의 극성과 동시에 변경된다.
획기적인 혜택
새로운 점:
Tesla는 교묘한 상호 연결을 통해 이 교류 발전기를 사용하여 두 개의 위상 변이 전류를 동시에 생성할 수 있었다. 이는 도체의 전압파가 시간 지연과 중첩된다는 것을 의미하며 이는 전력 전송뿐만 아니라 전기 모터에도 완전히 새로운 가능성을 열어주었다. 이 2상 3상 전류는 더 많은 전력을 전달하고, 더 멀리 전송될 수 있으며, 이전 접근 방식보다 훨씬 더 효과적이고 조용하게 전기 모터를 구동할 수 있다.
이것이 바로 최초의 교류 전기 모터를 실험실의 호기심에서 실제 적용 가능한 기술로 바꾸는 것이다. Tesla는 나중에 이렇게 회상했다. “매우 투박한 장치였지만 처음으로 브러시나 스파크 없이 교류로 회전하는 모습을 보는 깊은 만족감을 느꼈다. 단 2년 만에 그는 이 엔진의 20개 변형에 대한 특허를 취득했다.”
나중에 그는 더 많은 발명품을 만들었지만 Tesla는 자신의 "첫 번째"에 특별한 중요성을 부여했다. “나는 항상 많은 아이디어를 가질 수 있어서 운이 좋았다. 하지만 그 어떤 위대한 발명품도 이 첫 번째 발명품만큼 나에게 소중한 것은 아니다”고 그는 1915년 기사에서 썼다. (계속)
19세기 말은 기술 혁신의 시대였다. 이 기간 최초의 전력망이 만들어졌고, 전기는 갑자기 이전에는 상상할 수 없었던 “기적적인 일”을 가능하게 만들었다.
니콜라 테슬라
선구적인 발명가이자 인정받지 못한 천재
그는 알려지지 않은 천재이자 전기 시대의 선구자 중 한 명으로 평가된다. 그의 아이디어와 발명은 현대 교류 네트워크, 전기 모터, 네온 조명, 전자레인지 그리고 라디오의 기초를 만들었다. 리모콘도 Tesla의 발명품을 기반으로 한다. 그러나 명성은 다른 사람들이 얻었다.
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| ▲ 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)는 전기 시대의 선구자 중 한 명이지만 오늘날 그의 업적 중 많은 부분이 잊혀지고 있다. © Portrait historisch, HG: Marco Grünewald/CC-by-sa 3.0 |
19세기 말은 기술 혁신의 시대였다. 이 기간 최초의 전력망이 만들어졌고, 전기는 갑자기 이전에는 상상할 수 없었던 “기적적인 일”을 가능하게 만들었다. 전 세계의 엔지니어와 발명가들은 전자기파의 힘을 활용하는 새로운 기술과 장치를 개발했다. 전기 시대의 선구자 중 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)는 가장 뛰어난 인물 중 한 사람이었다. 그의 발명품 중 상당수는 시대보다 훨씬 앞서 있었다. 동시에 그는 다른 누구보다도 현대 사회의 핵심 기술 개발을 주도했다. Tesla가 선견지명이 있고 생산적이었음에도, 그의 수많은 발명품과 특허는 그에게 지속적인 성공을 가져오지 못했다. 천재는 가난하고 잊혀진 채 죽었다. 도대체 왜?
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| ▲니콜라 테슬라(Nikola Tesla) |
회전하는 전자기장(電磁氣場): 테슬라의 최초의 획기적 발명품
니콜라 테슬라의 첫 번째 번뜩이는 영감은 뭔가 특별한 것이었다. 이 발명은 기술의 세계를 영원히 바꾸었기 때문이다. 지금의 크로아티아 먼 구석에서 젊은 엔지니어가 개발한 것은 후에 발전기, 변압기 및 전기 모터를 위한 현재 전기 시스템의 기초를 마련했다.
강의실에서 생각에 집중하다
Tesla가 1856년 당시 오스트리아였던 크로아티아 국경의 스밀얀에서 태어났을 때 그의 길은 미리 정해져 있는 것처럼 보였다. 그의 아버지는 정교회 신부였으며 아들이 영적인 직업을 추구하는 것을 보고 싶어했다. 하지만 상황은 다르게 전개됐다. Nikola는 어린 나이에 수학과 자연 과학에 관한 관심과 재능을 키우고 오랜 노력 끝에 그라츠에 있는 기술 대학에 입학할 수 있게 되었다.
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| ▲ 테슬라의 재건된 출생지(본당)와 그의 아버지가 크로아티아 스밀얀에서 봉사했던 교회. 그 장소는 그에 대한 박물관으로 만들어졌다. |
그곳에서 결정적인 경험을 했다. 1878년 겨울에 새로운 장치인 Gramme 기계가 강의실에 설치되었다. 이 직류 발전기에서는 수동 크랭크를 사용하여 영구 자석 사이에서 고리 모양의 구리선이 움직인다. 전자기장에서 코일의 움직임으로 구리 링에 전기가 생성된다. 이는 일반적으로 흑연으로 만들어진 작은 브러시인 슬라이딩 접점을 사용하여 전기를 끌어내야 한다.
성가시게 날아다니는 불꽃
문제는 브러시에 불꽃이 계속 튀는 것이다. Tesla는 상황이 더 좋아져야 한다는 사실을 금방 깨닫게 되었다. 불꽃은 성가시고 위험할 뿐만 아니라 브러시에서 많은 양의 에너지가 손실된다. Tesla는 이렇게 회상했다. “저는 해결책을 찾기로 결심하고 젊은이들의 열정과 무한한 자신감을 가지고 이 작업에 접근했다”며 “기술적인 어려움에 대해서는 전혀 몰랐다”고 회상했다.
그러나 Tesla가 기술의 함정을 처리하기 전에 매우 실용적인 문제가 방해가 됐다. 그는 수업료를 내지 않고 시험을 빼먹었다는 이유로 1877년 말 학교에서 퇴학당했다. 그는 생계를 유지하려면 직업을 구해야 했다. 그는 일시적으로 Maribor에서 기계 엔지니어로 일한 후 고향인 Gospic에서 대리 교사로 일했다. 1882년에 그는 부다페스트에서 전신 기술자로 일했고, 그곳에서 나중에 발명가로서 도움이 될 실질적인 경험을 얻었다.
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도시공원에서 번쩍이는 영감 얻어
Tesla는 부다페스트의 도시공원에서 저녁 산책을 하는 동안 Gramme 발전기를 개선하기 위한 중요한 아이디어를 생각해 냈다. 지는 해를 바라보면서 괴테의 파우스트의 한 구절이 떠올랐다. "그것은 움직이고 물러가고, 하루는 끝나고, 그곳에서 돌진하며 새로운 삶을 촉진한다." 테슬라는 이 순간을 이렇게 묘사했다. 말은 말하고 생각에 빠져 있었는데 그 생각은 번개처럼 나에게 왔다. 한순간에 나는 발전기가 내 앞에서 완전히 성장하고 완벽해지는 것을 보았다.”
Tesla는 즉시 경로를 따라 모래 위에 다이어그램을 그리기 시작했다. 이는 브러시 없이 작동할 뿐만 아니라 교류를 공급하거나 사용할 수도 있는 완전히 새로운 기계에 대한 그의 첫 번째 디자인이었다.
기본 구조는 전자석 역할을 하는 여러 개의 구리 코일로 구성된 외부 링으로 구성된다. 내부에는 영구 자석이 장착된 이동식 로터가 있다. 자석 로터가 기계 내부에서 회전하면 외부 링의 회전 자기장이 유도를 통해 전류를 생성한다. 그 방향은 과거 회전하는 내부 자석의 극성과 동시에 변경된다.
획기적인 혜택
새로운 점:
Tesla는 교묘한 상호 연결을 통해 이 교류 발전기를 사용하여 두 개의 위상 변이 전류를 동시에 생성할 수 있었다. 이는 도체의 전압파가 시간 지연과 중첩된다는 것을 의미하며 이는 전력 전송뿐만 아니라 전기 모터에도 완전히 새로운 가능성을 열어주었다. 이 2상 3상 전류는 더 많은 전력을 전달하고, 더 멀리 전송될 수 있으며, 이전 접근 방식보다 훨씬 더 효과적이고 조용하게 전기 모터를 구동할 수 있다.
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이것이 바로 최초의 교류 전기 모터를 실험실의 호기심에서 실제 적용 가능한 기술로 바꾸는 것이다. Tesla는 나중에 이렇게 회상했다. “매우 투박한 장치였지만 처음으로 브러시나 스파크 없이 교류로 회전하는 모습을 보는 깊은 만족감을 느꼈다. 단 2년 만에 그는 이 엔진의 20개 변형에 대한 특허를 취득했다.”
나중에 그는 더 많은 발명품을 만들었지만 Tesla는 자신의 "첫 번째"에 특별한 중요성을 부여했다. “나는 항상 많은 아이디어를 가질 수 있어서 운이 좋았다. 하지만 그 어떤 위대한 발명품도 이 첫 번째 발명품만큼 나에게 소중한 것은 아니다”고 그는 1915년 기사에서 썼다. (계속)
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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