1

OFICINA DE PATENTES DE ESTADOS UNIDOS

NIKOLA TESLA, DE NEW YORK, N. Y.

SISTEMA DE ILUMINACIÓN ELÉCTRICA

Especificación formando parte de Patente No. 454,622, Junio 23, 1891.

Solicitud Abril 25, 1891. Serial No. 390,414. (No model.)

A quien pueda interesar:

Es sabido que yo, NIKOLA TESLA, un súbdito del Emperador de Austria-Hungría, deSmiljan, Lika, país fronterizo de Austria-Hungría, y residente de Nueva York, en elcondado y Estado de Nueva York, he inventado nuevas y útiles mejoras en Métodosy Aparatos para Iluminación Eléctrica, de lo cual lo siguiente es una especificación,haciendo referencia a los dibujos de acompañamiento y formando parte de lamisma.

Este invento consiste en un novedoso método y aparatos para producir luz pormedio de electricidad.

Para una mejor comprensión del invento puede decirse, en primer lugar, que hastaahora he producido y empleado de corrientes de muy alta frecuencia para elfuncionamiento de dispositivos de translación, como lámparas eléctricas, y, ensegundo lugar, que corrientes de alto potencial también pueden producirse yemplearse para la obtención de efectos luminosos, y esto, en un sentido amplio,puede ser considerado para propósitos de este caso como el anterior estado delarte; pero he descubierto que resultados del más útil carácter pueden asegurarsebajo condiciones totalmente factibles mediante corrientes eléctricas en las cualesambas condiciones descritas anteriormente de alta frecuencia y gran diferencia depotencial están presentes. En otras palabras, he hecho el descubrimiento de queuna corriente eléctrica de un período excesivamente pequeño y muy alto potencialpuede utilizarse económica y prácticamente para gran ventaja para la producciónde luz.

Es difícil para mí definir los límites exactos de la frecuencia y potencial dentro de loscuales mi descubrimiento está comprendido, los resultados obtenidos son debidos aambos conjuntamente; pero desearía dejar claro como los límites inferiores deambos, la más baja frecuencia y potencial que contemplo utilizando muy porencima de lo que hasta ahora ha sido considerado como posible. Como ejemplo delo que yo considero como los más bajos límites factibles diría que he obtenido muybuenos resultados por una frecuencia tan baja como 15 mil a 20 mil por segundo yun potencial de aproximadamente 20 mil voltios. Ambas frecuencia y potencialpueden incrementarse enormemente por encima de estas cifras, los límitesprácticos están determinados por el carácter de los aparatos y su capacidad depermanencia de tensión. No quiero decir por el término "período excesivamentepequeño" y expresiones similares aquí insinuar que contemplo cualquier número depulsaciones o vibraciones por segundo aproximado al número de ondas-de-luz, yesto aparecerá más completo por la descripción de la naturaleza del invento queestá contenida en lo sucesivo.

La realización de este invento y la plena realización de las condiciones necesariaspara la consecución de los resultados deseados implican, primero un novedosométodo y aparato para producir las corrientes o los efectos eléctricos del carácter

2

descrito, segundo, una novedosa forma de utilización y aplicación del mismo para laproducción de luz, y tercero, una nueva forma de dispositivo de traducción de la luzdel aparato dado.

Para producir una corriente de muy alta frecuencia y muy alto potencial,determinados dispositivos bien conocidos pueden ser empleados. Por ejemplo,como la principal fuente de corriente o energía eléctrica puede utilizarse ungenerador de corriente continua, del cual el circuito puede ser interrumpido conextrema rapidez por dispositivos mecánicos, o, puede utilizarse una máquinaelectro-magnética especialmente construida para producir corrientes alternas deperíodo muy pequeño, y en ambos casos debiendo ser el potencial demasiado bajo,una bobina de inducción puede ser empleada para elevarlo; o, por último, a fin desuperar las dificultades mecánicas, que en estos casos se hacen prácticamenteinsuperables antes que sean alcanzados los mejores resultados, puede utilizarse elprincipio de la descarga disruptiva. Por medio de este plan último produzco unamayor velocidad de cambio en la corriente que por los otros medios sugeridos, y enla ilustración de mi invento debo limitar la descripción de los medios o aparatospara producir la corriente a este plan, aunque no debo ser entendido comolimitándome a este uso. La corriente de alta frecuencia, por lo tanto, que esnecesaria para el funcionamiento exitoso del invento la produzco por la descargadisruptiva (interrupciones) de la energía acumulada de un condensador mantenidocargando dicho condensador de una fuente adecuada de corriente y descargándoloen o a través de un circuito bajo relaciones apropiadas de auto-inducción,capacidad, resistencia y período en formas bien entendidas. Como se sabe unadescarga es, bajo condiciones apropiadas, intermitente u oscilante en carácter, y deesta manera puede producirse una corriente variante en fuerza y enormementerápida en ritmo. Habiendo producido en la anterior forma una corriente defrecuencia excesiva, obtengo de ella, por medio de una bobina de inducción,enormemente altos potenciales ―es decir, en el circuito a través del cual o en elque las descargas disruptivas del condensador tiene lugar, incluyo como principaluna bobina de inducción adecuada, y por medio de una secundaria bobina demucho más largo y más fino alambre las convierto a corrientes de muy altopotencial. Las diferencias en la longitud de las bobinas principal y secundaria enconexión con el enormemente rápido ritmo de cambio en la corriente principal,produce una secundaria de frecuencia enorme y excesivamente alto potencial.Estas corrientes no están, hasta donde yo tengo conocimiento, disponibles para suuso en la forma habitual; pero he descubierto que si conecto cualquiera de losterminales de la bobina secundaria o fuente de corriente de alto potencial los cablesprincipales de este tipo de dispositivo como por ejemplo, una lámparaincandescente normal, el carbono puede ser traído y mantenido en incandescencia,o, en general, cualquier cuerpo capaz de conducir la corriente de alta tensióndescrita y correctamente encerrado en un receptor enrarecido agotado puedeprocesarse de iluminación o incandescente, cualquiera de los cuales cuando esconectado directamente con un terminal de la fuente secundaria de energía ocolocado en las inmediaciones de esos terminales de forma que actúe sobreinductividad.

Sin intentar una explicación detallada de las causas que puede atribuirse alfenómeno, considero suficiente declarar que, asumiendo que las ahorageneralmente aceptadas teorías de los científicos sean correctas, los efectos asíproducidos son atribuibles a bombardeo molecular, acción del condensador yperturbaciones eléctricas o etéricas.

Debo aquí declarar que por los términos "corrientes de alta frecuencia y altopotencial" y expresiones similares que he utilizado en esta descripción no quierodecir, necesariamente, corrientes en la aceptación habitual del término, sino,generalmente hablando, efectos o perturbaciones eléctricas como las que serían

3

producidos en la fuente secundaria por la acción de la perturbación principal oefecto eléctrico.

Es necesario observar en la realización de este invento que debe tenerse cuidadopara reducir al mínimo, la oportunidad para la disipación de la energía de losconductores intermedios a la fuente de corriente y el cuerpo de iluminación. Paraeste propósito los conductores deben estar libres de proyecciones y puntos y estarcubiertos o recubiertos con un buen aislante.

El cuerpo a procesar incandescencia debe ser seleccionado con vistas a sucapacidad o resistencia a la acción a la cual es expuesto sin ser destruidorápidamente, algunos conductores serán consumidos mucho más rápidamente queotros.

Voy a hacer referencia ahora a los dibujos de acompañamiento, en los cuales―

La Figura 1 es un diagrama de uno de los arreglos especiales que empleo parallevar a cabo mi descubrimiento, y las Figuras 2, 3 y 4 son vistas seccionalesverticales de formas modificadas de dispositivos de iluminación que he ideado parasu uso con el sistema.

Debo declarar que todos los aparatos aquí mostrados, con la excepción de ciertasformas especiales de lámpara inventadas por mí, es o puede ser de construcciónbien conocida y en común uso para otros fines, he indicado tales partes bienconocidas allí por representaciones convencionales.

G es la principal fuente de corriente de energía eléctrica. He explicadoanteriormente cómo diversas formas de generador pueden usarse para estepropósito, pero en la presente ilustración asumo que G es un generador decorriente alterna de fuerza electro-motriz comparativamente baja. Bajo talescircunstancias, elevo el potencial de la corriente por medio de una bobina deinducción teniendo una principal P y una secundaria S. Entonces, por la corrientedesarrollada en esta secundaria, cargo un condensador C y este condensador lodescargo a través de o en un circuito A teniendo un hueco de aire a, o en general,medios para mantener una descarga disruptiva. Por los medios arriba descritos, seproduce una corriente de frecuencia enorme. Mi objeto es el siguiente paraconvertir esto en un circuito de trabajo de muy alto potencial, para cuyo propósitoconecto en el circuito A la principal P1 de una bobina de inducción teniendo un muyfino cable secundario S1. La corriente en la principal P1 desarrolla en la secundariaS1 una corriente o efecto eléctrico de frecuencia correspondiente, pero de enormediferencia de potencial, y la secundaria S1 se convierte así en la fuente de energía aser aplicada con el propósito de producir luz.

Los dispositivos de iluminación pueden ser conectados a cualquier terminal de lasecundaria S1. Si se desea, uno de los terminales puede ser conectado a una paredconductora W de una sala o espacio a ser iluminado, y el otro dispuesto para laconexión de las luces de su observancia. En tal caso las paredes deben serrecubiertas con alguna sustancia metálica o conductora a fin de que tengansuficiente conductividad. Las lámparas o dispositivos de iluminación pueden ser unalámpara incandescente normal, pero yo prefiero usar lámparas especialmentediseñadas, ejemplos de las cuales he mostrado en detalle en el dibujo. Estalámpara consiste en una bombilla o globo agotado o enrarecido que encierra uncuerpo conductor refractario, como de carbono, de volumen relativamente pequeñoy cualquier forma deseada. Este cuerpo es para ser conectado a la secundaria poruno o varios conductores sellados en el vidrio como en lámparas ordinarias, o esarreglado para estar conectado inductivamente allí. Para este último propósitonombrado el cuerpo está en contacto eléctrico con una hoja metálica en el interior

4

del cuello del globo y en el exterior de dicho cuello hay una segunda hoja la cual espara ser conectada con la fuente de la corriente. Estas dos hojas forman losarmazones de un condensador, y por ellos las corrientes o potenciales sondesarrollados en el cuerpo de iluminación. Tantas lámparas de estas u otras clasespueden ser conectadas al terminal de S1 como la energía suministrada sea capaz demantener en incandescencia.

En la Figura 3, b es un globo o receptor de vidrio descargado o enrarecido en elcual hay un cuerpo de carbono u otro conductor adecuado e. A este cuerpo hayconectado un conductor metálico f que pasa a través de y es sellado en la pared devidrio del globo, en el exterior del cual está unido a un cobre u otro alambre g pormedio del cual está para ser conectado eléctricamente a un polo o terminal de lafuente de corriente. En el exterior del globo los cables de conducción estánprotegidos por una capa de aislamiento h, de cualquier tipo adecuado, y en elinterior del globo el cable auxiliar es encerrado dentro y aislado por un tubo o unrecubrimiento k de una sustancia aislante refractaria, como arcilla de tubería osimilar. Una placa reflectante l es mostrada aplicada al exterior del globo b. Estaforma de lámpara es un tipo de aquellas diseñadas para conexión eléctrica directacon un terminal de la fuente de corriente; pero, como anteriormente fue declarado,no es precisa una conexión directa, como el carbono, u otro cuerpo reflectante,puede procesarse iluminación por la acción inductiva de la corriente al respecto, yésta podrá ser traída de varias maneras. La forma preferida de lámpara para estepropósito, sin embargo, se muestra en la Fig. 2. En esta figura el globo b estáformado con un cuello cilíndrico, dentro del cual hay un tubo u hoja m de materialconductor en el lado y sobre el extremo de un cilindro o enchufe n de cualquiermaterial aislante adecuado. Los bordes inferiores de este tubo están en contactoeléctrico con una placa metálica o, asegurada al cilindro n, todas las superficiesexpuestas de dicha placa y de los otros conductores están cuidadosamenterecubiertas y protegidas por aislamiento. El cuerpo de iluminación e, en este casoun tallo recto de carbono, es conectado eléctricamente con la placa mencionada porun alambre o conductor similar al alambre f, Fig. 3, que está recubierto de igualmanera con un material aislante refractario k. El cuello del globo encaja en unenchufe compuesto de un tubo o cilindro aislante p, con mayor o menorrevestimiento metálico completo s, conectado eléctricamente por una placa ocabeza metálica r con un conductor g, que se sujetará a un polo de la fuente decorriente. El revestimiento metálico s y la hoja m componen así las placas oarmazones de un condensador.

Este invento no está limitado a los medios especiales descritos para producir losresultados precedentemente enunciados, pues se verá que diversos planes ymedios de producir corrientes de muy alta frecuencia son conocidos, y también losmedios para producir muy altos potenciales; pero sólo he descrito aquí algunasmaneras en las que prácticamente he llevado a cabo el invento.

Lo que reclamo es―

1. La mejora en el arte de iluminación eléctrica aquí descrita, que consiste engenerar o producir para el funcionamiento de los dispositivos de iluminacióncorrientes de frecuencia enorme y excesivamente alto potencial,sustancialmente como aquí ha sido descrito.

2. El método de producir una corriente eléctrica para su aplicación práctica, talcomo la iluminación eléctrica, que consiste en generar o producir unacorriente de frecuencia enorme e inducir por esa corriente en un circuito detrabajo, o a aquel al que son conectados los dispositivos de iluminación, unacorriente de frecuencia correspondiente y excesivamente alto potencial comoha sido enunciado.

5

3. El método de producir una corriente eléctrica para su aplicación práctica,como para alumbrado eléctrico, que consiste en cargar un condensador poruna corriente dada, manteniendo una descarga oscilante o intermitente dedicho refrigerante a través de o en un circuito principal y produciendo así enun circuito de trabajo secundario en relación inductiva al principal potencialmuy altos potenciales, como ha sido enunciado.

4. El método de producir luz eléctrica por incandescencia, eléctricamente oinductivamente conectando un conductor encerrado en un receptor agotadoo enrarecido a uno de los polos o terminales de una fuente de energíaeléctrica o corriente de una frecuencia y un potencial suficientemente altocomo para volver dicho cuerpo incandescente, como ha sido enunciado.

5. Un sistema de iluminación eléctrica, consistente en la combinación con unafuente de energía eléctrica o corriente de frecuencia enorme yexcesivamente alto potencial, de una lámpara o lámparas incandescentesconsistiendo en un cuerpo conductor encerrado en un receptor agotado oenrarecido y conectado directamente o inductivamente a un polo o terminalde la fuente de energía, como ha sido enunciado.

6. En un sistema de iluminación eléctrica, la combinación con una fuente decorrientes de frecuencia enorme y excesivamente alto potencial, dedispositivos de iluminación incandescentes, consistiendo cada uno de uncuerpo conductor encerrado en un receptor agotado o enrarecido, dichocuerpo conductor siendo conectado directamente o inductivamente a un poloo terminal de la fuente de corriente, y un cuerpo o cuerpos de conducción enlas proximidades de dichos dispositivos de alumbrado conectado al otro poloo terminal de dicha fuente, como ha sido enunciado.

7. En un sistema de iluminación eléctrica, la combinación con una fuente decorrientes de frecuencia enorme y excesivamente alto potencial, dedispositivos de iluminación, consistiendo cada uno de un cuerpo conductorencerrado en un receptor agotado o enrarecido y conectado por conductoresdirectamente o inductivamente con uno de los terminales de dicha fuente,todas las partes de los conductores intermedias a dicha fuente y el cuerpode iluminación siendo aislado y protegido para evitar la disipación de laenergía eléctrica, como aquí ha sido enunciado.

NIKOLA TESLA.

Testigos:

PARKER W. PAGE,M.G. TRACY.

6