Личные воспоминания
Шрифт:
В Берлине я нашел, что Гальске уже вовсю занят подготовкой к прокладке линии. Из опасения, что воздушная линия в такое неспокойное время легко может быть разрушена, было принято решение прокладывать ее под землей на всем протяжении маршрута. Тщательно заизолированные гуттаперчей провода предполагалось укладывать вдоль железнодорожного пути на глубине полтора фута без всякой дополнительной защиты. Я предложил положить провода в железный или глиняный короб или защитить их железной проволокой, но мое предложение вследствие его дороговизны было отвергнуто. Контракт о поставке подземного кабеля был подписан с фабрикой резиновых изделий Фонроберта и Прункера. Фабрику эту я знал хорошо: именно ей я уступил ранее модель пресса для обтяжки медной проволоки гуттаперчей, и она с его помощью изготавливала провода для экспериментальной линии Берлин – Гросберен. Мне приходилось волноваться лишь о том, чтобы провода
Чтобы ликвидировать это затруднение и ускорить работы, было решено прибегнуть к недавно изобретенному в Англии процессу вулканизации, когда гуттаперча соединяется с серой, что делает ее более стойкой к механическим повреждениям и приводит к улучшению изоляционных свойств. Это оказалось нашей ошибкой: сера легко соединялась с медью, в результате чего ближайшие к проволоке слои вулканизированной гуттаперчи насыщались металлом, что делало ее менее способной сдерживать электричество. Вследствие этого прекрасно заизолированные провода уже через несколько месяцев после прокладки теряли значительную часть своей защиты.
Испытания проводов на фабрике стоили нам многих трудов. Специально для этого Гальске изготовил гальванометр, существенно превосходивший по чувствительности применявшиеся тогда модели. Испытывая его, я в 1847 году заметил интересный факт. Даже совершенно заизолированный подсоединенный к батарее и положенный в воду провод давал небольшой ток, а при отсоединении его от батареи возникал ток той же силы, только обратный. Это было первое наблюдение электростатического заряда с помощью гальванической батареи. Сперва я думал, что тут происходит поляризация, поскольку считалось, что гальванометр не может регистрировать статическое электричество. Но эксперименты, проведенные на достаточно длинных и хорошо заизолированных линиях, заставили меня отбросить сомнения и поверить в то, что поляризация тут ни при чем и это именно электростатический заряд.
Весьма трудно было найти слабые места в изоляции длинного провода, но мне удалось преодолеть это затруднение следующим образом. Сухая, покрытая гуттаперчей проволока пропускалась через заполненную водой и изолированную от земли емкость, в то время как другая, намотанная на электромагнит молоточка Нефа проволока располагалась между испытываемой проволокой и землей. Специальный соединенный с землей проводами контролер погружал палец в емкость. Когда через нее проходил участок проволоки с поврежденной изоляцией, его несильно било током. Таким образом нам удалось найти и отремонтировать все слабые участки и добиться самого высокого качества.
Кстати, замечу, что такое изменение молоточка Нефа я сделал еще в 1844 году и назвал тогда получившийся прибор вольт-индуктором. Тогда же мне удалось наблюдать врачебный эффект, который производил индуктивный переменный ток вторичной обмотки. Моего брата Фердинанда тогда мучила сильная ревматическая зубная боль, с которой он не мог справиться никакими средствами. В процессе эксперимента с индуктором мы решили попытаться с помощью его тока, пропущенного через корень зуба, уничтожить или хотя бы смягчить боль. Первый опыт был проведен с передним зубом, причинявшим наибольшее страдание. Пронзившая брата резкая боль очень быстро утихла и совсем пропала. Брат всегда отличался мужеством и силой воли. Он тут же начал пропускать индуктивные токи через остальные корни и уже очень скоро смог насладиться тем, о чем мечтал всю последнюю неделю, – полным отсутствием зубной боли. К сожалению, эффект продержался недолго: уже на следующий день зубы заболели снова. Повторные процедуры оказывали положительное действие, но с каждым новым сеансом эффект становился все слабее, пока не исчез совсем. Эти первые опыты по применению электричества в медицинских целях посеяли во мне сомнения в его целебных свойствах, точнее, в том, что они могут быть не временными, а постоянными.
Осень 1848 года стала для меня чрезвычайно интересным и насыщенным периодом. По политическим причинам линию от Берлина до Франкфурта, где заседал парламент и где жил регент, надо было провести в самый короткий срок. Мешали этому, с одной стороны, народные волнения, а с другой – неожиданные для нас явления, появившиеся в подземных проводах. Первым с ними столкнулся мой друг Гальске, в обязанности которого входило подключение готовых участков к сигнальным аппаратам. В это время я был занят прокладкой линии между Франкфуртом и Айзенахом72. На этом участке решено было пустить ее по воздуху по той причине, что железная дорога там еще не только не была построена, но даже не была приобретена земля под ее постройку.
Первым делом Гальске обнаружил, что наши стрелочные телеграфы на коротких линиях действовали гораздо быстрее, чем ожидалось при таком сопротивлении проводов. На первом, проложенном от Берлина до Кётена73, участке длиной 20 немецких миль74 передаточный аппарат работал с удвоенной скоростью, тогда как приемный не работал вообще. Самым странным было то, что этот эффект проявлялся тем быстрее, чем лучше был заизолирован кабель. Гальске боролся с ним тем, что умышленно нарушал изоляцию, вставляя влаговпитывающие куски.
Устройство воздушной линии тоже не было легким. В тех местах, где земля под железную дорогу еще не была куплена, хозяева часто запрещали ставить столбы. Особенно сильно это проявилось в непрусских землях Гессен-Кассель и Гессен-Дармштадт. Конфликт между прусским и союзным правительствами после восстановления порядка в Берлине и возвращения прусской армии из Шлезвиг-Гольштейна резко обострился. Довести работы до конца удалось лишь после того, как я выпросил у регента эрцгерцога Иоганна специальный приказ. Но были и трудности чисто технического характера. В Германии было сложно достать железную проволоку, да и относились к ней с недоверием, поэтому линия делалась из проводов медных. Но еще во время своих неудачных опытов на линии Берлин – Потсдам я имел возможность убедиться, что, несмотря ни на какую изоляцию, в дождливую погоду она действовала из рук вон плохо. Тогда-то мне и пришла в голову идея использовать колокольчикообразные фарфоровые изоляторы. Внутренняя их сторона даже в дождь оставалась сухой, поэтому изоляция не портилась ни в какую погоду. Таким образом мне удалось тогда достичь наивысшего качества изоляции. К сожалению, я не утруждал себя спайкой проводов, мне казалось, что скрутить их будет вполне достаточно. Позднее оказалось, что это было серьезной ошибкой. Если в спокойную погоду линия действовала отменно, то при ветре сопротивление на ней неожиданно вырастало настолько, что аппараты вообще переставали работать. Только после того, как все скрутки были тщательно пропаяны, этот недостаток был полностью ликвидирован.
Весьма мешало нам и атмосферное электричество. На участках подъемов с равнины на гору по проводам часто пробегали разнонаправленные токи, что заметно ухудшало качество связи. Разразившаяся в конце осени сильная гроза доставила мне и линии много неприятностей. Это побудило меня создать специальный молниеотвод для защиты кабеля и аппаратуры. Пытаясь найти для него наиболее оптимальную форму, я поместил между двумя параллельными проводами на равных расстояниях шипы, шары и пластины и потом наблюдал за искрами, которые возникали после того, как я подавал на эти два импровизированных молниеотвода мощный заряд от лейденской банки75. Оказалось, что при слабом разряде искры шли исключительно через шипы, в то время как при сильном они предпочитали шары, а при очень сильном – пластины. Поэтому для борьбы с сильными молниями я выбрал расположенные близко друг к другу шероховатые металлические пластины. Достаточно часто, а иногда и достаточно серьезно на работе линии, особенно подземной ее части, шедшей в основном с востока на запад, сказывалось влияние северного сияния. Во время больших северных сияний 1848 года из-за быстро меняющихся токов связь между Берлином и Кётеном не работала по нескольку дней. Именно тогда и была замечена связь между земными токами, магнитными возмущениями и северными сияниями.
К тому времени как линию довели до Эрфурта76, придумка Гальске с влажными вставками перестала действовать. Я понял, что хитрое поведение подземных проводов было связано с тем, что они заряжались статическим электричеством, как это было в испытаниях на заводе, при этом сама проволока представляла собой внутреннюю оболочку лейденской банки, а в роли внешней выступала окружавшая кабель сырая земля. Доказательством правоты этого предположения было то, что определенное с помощью подвешенной магнитной стрелки количество связанного электричества в идеально заизолированном проводе было строго пропорционально электрической силе включенной в цепь гальванической батареи и длине провода. Еще одним доказательством было то, что в каждой точке замкнутого провода, как и полагалось по закону Ома, сила электрического заряда строго соответствовала его напряженности. После того как я это выяснил, стало возможным с помощью специальных приспособлений если не полностью устранить, то сильно уменьшить этот мешавший дальней подземной связи эффект. Такими приспособлениями стали боковые ответвления в виде металлических сопротивлений без самоиндукции и автоматическая система ретрансляции, благодаря которой одну длинную линию можно было разбить на несколько коротких.