Применения работ Фарадея
Применения работ Фарадея
Марио Льоцци
О теоретическом значении
открытий Фарадея мы уже говорили. С их последующим развитием мы встретимся еще в
дальнейшем, здесь же подчеркнем лишь их практическое значение, ограничившись промышленным
использованием открытия электромагнитной индукции. Все машины современной электропромышленности
— генераторы, трансформаторы, электромоторы — основаны на явлении электромагнитной
индукции. Как мы уже видел, первый генератор тока был построен самим Фарадеем.
В 1832 г. Ипполит Пиксий,
парижский конструктор физических инструментов, построил небольшую электромагнитную
машину, в которой подковообразный магнит вращался перед электромагнитом в виде
U-образного куска железа, обвитого длинным (30 м) медным проводом в шелковой изоляции.
Концы провода шли в две чашечки, с которых начиналась внешняя цепь переменного тока.
Машина Пиксия имеет историческое значение, поскольку показала, что получающийся
за счет нового явления электромагнитной индукции ток обладает значительной силой,
о чем свидетельствовали опыты с химическим разложением и образованием искр. Но то,
что ток во внешней цепи все время менял свое направление, казалось недостатком этой
машины, поэтому Пиксий сразу же стал работать над тем, чтобы получить однонаправленный
ток, и подсоединил к машине известный коммутатор Ампера, который автоматически менял
соединения концов внешней цепи при каждой перемене направления тока. В 1844 г. появилось
описание «земно-электрической машины» (или «круга») Луиджи Пальмьери
(1807—1896) как генератора переменного тока. Уже во второй половине прошлого века
авторы учебников присоединили к ней в дидактических целях коллектор, превратив ее
таким образом в прототип генератора постоянного тока.
Возможность производить
механическую работу с помощью электрического тока была известна до открытия электромагнитной
индукции. Мы уже видели, как колесо Барлоу преобразовывало электрическую энергию
в механическую. В 1831 г. Сальваторе даль Негро (1768—1839) построил первый электромотор,
а в 1838 г. в Петербурге Б. С. Якоби (1801—1874) впервые с помощью электромотора
привел в движение лодку. В обоих случаях использовалось притяжение неподвижными
электромагнитами подвижных. Позже подвижные электромагниты были заменены якорями,
а переменное движение превратилось во вращательное, как в паровых машинах. Однако
эти электромоторы широкого распространения не получили, потому что стоимость производимой
ими работы (согласно опытам, проведенным на Парижской выставке 1855 г.) была примерно
в двадцать раз больше» стоимости работы, производимой паровыми машинами. И применение
этих моторов ограничилось областью маломощных точных приборов.
Но вернемся к генератору
Пиксия, конструкцию которого улучшили Кларк, Пэйдж, Молле и другие, после чего этот
генератор получил первое практическое применение в гальванопластике, а с 1862 г.
в Англии стал использоваться для электрического освещения маяков.
Индукционные машины
с прерыванием тока нуждались в быстром прерывателе тока, первая модель которого
была изобретена в 1837 г. Антуаном Массовом (1806—1860) и состояла из зубчатого
колеса, ударявшего своими зубцами по язычку, замыкавшему таким образом цепь. По
высоте получаемого звука Массой определял частоту прерываний. Так ему удалось получить
индукционный ток высокого напряжения, применявшийся, в частности, в лечебных целях.
В 1851 г. Генрих Даниил Румкорф (1803—1877), известный парижский конструктор физических
аппаратов, заметил, что аппарат Массона мог бы быть более эффективным, если бы имел
более длинный индуктивный провод и частота прерываний была бы больше. Так возникла
«индукционная катушка», названная в честь Румкорфа его именем. Начиная с 1838 г.
американец Чарльз Пэйдж (1812—1868) постепенно совершенствовал конструкцию индукционных
катушек, но в Европе о его работах ничего не было известно. Первые модели индукционных
катушек Румкорфа давали искры длиной до 2 см, но в 1859 г. Ритчи получил в воздухе
искры длиной 35 см, а вскоре после этого Румкорфу удалось получить в воздухе искры
длиной 50 см.
Применение генераторов,
как мы уже сказали, было весьма ограничено, особенно из-за несовершенства коммутаторов.
Устранение этих несовершенств стало одной из главных задач электротехники того времени.
В 1860 г. Антонио Пачинотти (1841—1912) дал гениальное решение этой задачи, применив
свою «машинку», представлявшую собой мотор постоянного тока с коллектором. Эта машинка
описана в статье в 1864 г., где указывается также возможность превращения мотора
в динамомашину постоянного тока.
С изобретения Пачинотти,
получившего начиная с 1871 г. широкое распространение после внесения кое-каких практических
изменений Зиновием Граммом (1826—1901), с введения трансформатора, который был предложен
Голаром в 1882 г., с изобретения мотора с вращающимся магнитным полем, описанного
в 1888 г. Галилео Феррарисом (1847—1897), и начинается современная электротехника.
Краткого упоминания
заслуживает еще одно применение явления электромагнитной индукции — телефон, о приоритете
на изобретение которого велись ожесточенные споры и даже судебные процессы. Теперь
уже представляется несомненным, что первым изобрел телефон Антонио Меуччи
(1808—1889) в 1849 г., но первый телефонный аппарат был показан лишь в 1876 г. на
Филадельфийской выставке Александром Грехемом Беллом (1847—1922). Приемная часть
телефона Белла осталась без изменений до наших дней, передающая же была очень несовершенной.
Ее усовершенствовал Эдисон в том же 1876 г., введя угольный передатчик, но существенное
улучшение в 1878 г. внес Дэвид Юз (1831—1900), изобретя микрофон, в основных чертах
сходный с тем, который применяется в наше время. Первый, кто применил телефон при
физических исследованиях, был, пожалуй, Кольрауш, использовавший его в своих работах
по измерению сопротивления электролитов.
Составила Савельева
Ф.Н.
Список литературы
Для подготовки данной
работы были использованы материалы с сайта http://www.portal-slovo.ru/