Рассказы об электричестве
Шрифт:
Четыре года спустя во Флоренции доктор Антонио Пачинотти предложил новую конструкцию якоря. «В 1860 году мне представился случай, — писал Пачинотти в журнал „Иль нуово чименто“, — построить для кабинета технологической физики Пизанского университета маленькую модель мною изобретенной электромагнитной машины…»
Кольцевой зубчатый якорь Пачинотти — яркое и исключительно удачное изобретение — не нашел практического применения. Может быть, причина заключалась в том, что сам Пачинотти был далек от практических задач. А может быть, виной явилась плохая информированность изобретателей разных стран.
Лишь через десять лет бельгиец Зиновий Теофиль Грамм,
Выпустив на время из рук инициативу в создании конкурентноспособных динамо-машин, Вернер Сименс поставил задачу перед своими сотрудниками — перехватить производство. Для этого следовало прежде всего внести какое-то усовершенствование, чтобы оградить себя от патентного иска. И вот главный инженер фирмы Фридрих Гефнер-Альтенек видоизменяет якорь Грамма. Известно, что чем большая поверхность якоря проходит под полюсом электромагнита, тем индукционный ток в нем больше. И Гефнер-Альтенек вытягивает кольцевой якорь Грамма в цилиндр и делает его в виде барабана. Были введены и еще некоторые усовершенствования, позволившие фирме «Сименс и Гальске» приступить к выпуску собственных динамо-машин.
Некоторое время между конкурирующими фирмами и в среде инженеров шел спор, какой тип генераторов лучше — Грамма или Сименса. Но со временем все пришли к выводу, что разницы практически никакой нет. Тем более что то в одном месте, то в другом стали появляться динамо-машины разных конструкций. В начале 80-х годов Эдисон построил машину с нижним расположением якоря. «Сименс и Гальске» и фирма Грамма тут же почти одновременно перевернули эдисоновскую машину и построили динамо с верхним расположением якоря. Шуккерт в Нюрнберге сплюснул якорь и всю машину в плоское кольцо. Вышли на рынок многополюсные машины, более мощные и еще более совершенные. Но…
Изобретатели уже давно заметили, что для некоторых целей, главным образом для питания дуговых ламп, можно пользоваться невыпрямленным, первоначальным током переменного направления. При этом, поскольку коллектор становился ненужным, конструкция машины сильно упрощалась.
Сначала генераторы переменного тока находили себе применение только для нужд освещения, и динамо-машины, вырабатывавшие постоянный ток, держали первенство. Но скоро в действие вступили и другие факторы, стимулировавшие развитие машин, вырабатывающих переменный электрический ток.
«Русский свет»
Создание экономичного генератора электрического тока оживило усилия изобретателей, искавших области практического применения электрической силе помимо телеграфии. Уже первые исследователи гальванизма заметили, что проволока, по которой идет электрический ток, нагревается, накаливается и может даже раскалиться до яркого свечения и расплавиться. Кроме того, в 1802 году В. В. Петров указал на возможность освещения «темных покоев» с помощью электрической дуги. Он же исследовал электроразрядное свечение в разреженном пространстве под колпаком. Те же явления позже были изучены Дэви и Фарадеем…
Освещение!.. Сейчас даже трудно представить себе, что всего полтораста лет тому назад оно являлось проблемой общественной жизни. С начала XIX века в дома горожан проникает газовое освещение, пришедшее на смену свечам и лампам с жидким горючим. Сначала газовый свет казался великолепным. О лучшем нечего было и мечтать. Однако этот триумф газа был недолгим. Уже к середине века газовое освещение перестало удовлетворять людей из-за своих многочисленных недостатков. Оно было тусклым, небезопасным в пожарном отношении и вредным для здоровья.
На фабриках и на заводах, где трудовой день длился по четырнадцать часов в сутки, отсутствие яркого освещения тормозило рост производительности труда и замедляло технический прогресс. Все это способствовало усилению работы изобретателей над новыми видами электрического освещения: над дуговыми лампами, лампами накаливания и газоразрядными лампами.
Раньше других появились достижения в разработке дуговых ламп, хотя первое время их прогресс сдерживался отсутствием надежных источников тока, не было и хороших углей. Древесные угли, которыми пользовались Петров и Дэви, быстро сгорали и были непрочны. Выход нашел Роберт Бунзен — известный химик, изобретатель цинко-угольного элемента. Он предложил использовать твердый нагар, остающийся на раскаленных стенках газовых реторт. Из отбитых кусков этого нагара удавалось выпиливать короткие стержни, которые хорошо проводили ток и сгорали значительно медленнее. Позже этот нагар стали молоть и из порошка формовали стержни требуемого размера и необходимой однородности.
Вторая трудность, назовем ее «проблемой регулятора», заключалась в том, что угли сгорали — и расстояние между ними увеличивалось. Дуга становилась «неспокойной», свет из белого превращался в голубой, начинал мигать и гас. Нужно было придумать механизм, поддерживающий между концами углей одинаковое расстояние.
Изобретатели предложили много устройств. Большинство из них имело тот недостаток, что в одну цепь невозможно было включить несколько ламп. Поэтому каждый источник энергии первое время работал на один светильник.
Но вот в 1856 году в Москве изобретатель А. И. Шпаковский осуществил осветительную установку с одиннадцатью дуговыми лампами, снабженными оригинальными регуляторами. Правда, и они не решали проблему «дробления света».
Первым разрешил ее изобретатель В. Н. Чиколев, применивший в 1869 году в дуговой лампе дифференциальный регулятор. Этот принцип регулирования, развитый в дальнейшем многими инженерами и изобретателями, применяется и в настоящее время в прожекторных установках.
Примерно к тому же времени относятся и удачные опыты по применению ламп накаливания и даже первых газосветных трубок. Но самую важную и решающую роль в переходе от опытов по электрическому освещению к его широкому внедрению в практику сыграли работы русского электротехника П. Н. Яблочкова…