Летопись электричества

Миллер улыбнулся, когда увидел на стене чертежи первых электрических двигателей. Как похожи они были по своему внешнему виду на паровые машины!

Необходимыми элементами поршневых паровых машин являются цилиндры, в которых под давлением пара ходят поршни. Это прямолинейное движение с помощью рычагов — шатунов и кривошипов — преобразуется во вращательное движение колес, как, например, в паровозе.

Старые типы электрических машин очень напоминали такую паровую машину. Вместо цилиндров первые электрические машины имели пустотелые катушки из многих витков проволоки, а вместо поршней внутрь катушек погружались железные сердечники. Еще одно устройство делало те и другие машины похожими друг на друга. Впуск пара в цилиндр паровой машины регулируется золотником — особой крышкой, которая попеременно открывает и закрывает отверстия для впуска пара в машину. В электрических машинах роль золотников выполняли особые приспособления (коммутаторы), менявшие направление тока в катушках.

В одной из витрин находился электрический двигатель русского ученого, академика Бориса Семеновича Якоби, который совместно с знаменитым русским физиком Эмилием Христиановичем Ленцем провел несколько важных исследований по электромагнетизму. Над этим двигателем Якоби работал больше трех лет. Двигатель Якоби был готов еще в 1837 году[29].

^{Электромагнитный двигатель Якоби.}

Своим изобретением Якоби заинтересовал адмирала русского царского флота И. Ф. Крузенштерна, благодаря которому он получил возможность установить двигатель на специальной шлюпке длиной двадцать шесть футов. Этот электродвигатель развивал мощность в четыре пятых лошадиной силы. Для питания двигателя на лодке было установлено триста двадцать гальванических элементов Грове. Летом 1838 года эта лодка с изобретателем и двенадцатью пассажирами шла против течения по реке Неве в Петербурге, вызывая всеобщее восхищение. В том же году Якоби сконструировал особый двигатель для небольшой тележки.

То была первая в мире попытка электрифицировать железные дороги. Но это изобретение сильно опередило свой век. В то время чиновники министерства путей сообщения вообще противились строительству железных дорог.

«Русские вьюги не потерпят иноземных хитростей! Зимы-матушки занесут снегом колеи и заморозят паровозы» — так писали в «Журнале общеполезных сведений».

Где уж тут до электрических железных дорог!

Более успешно развивалось изобретение электрических генераторов — источников электрического тока.

^{Динамомашина Эдисона «Джумбо».}

Всякая электрическая машина имеет три главнейшие части: 1) магниты, которые образуют магнитное поле, 2) обмотку из витков изолированной проволоки (в которой, если ее перемещать в магнитном поле, наводится ток) и, наконец, 3) коллектор, при помощи которого ток собирается, выпрямляется и отводится из машины в потребляющую ток внешнюю цепь.

Усовершенствование каждого из этих элементов машины шло постепенно и в течение многих лет.

В машине могут быть применены как естественные, так и искусственные магниты. Удобнее, дешевле и выгоднее применять искусственные магниты. Но действие и тех и других с течением времени будет ослабевать, а это неудобно. Вместо использования естественных или искусственных магнитов можно обмотать витками изолированной проволоки железные сердечники нужной для машины формы и получить электромагниты.

^{Магнитоэлектрическая машина Сакстона.}

Одни электрические машины дают переменный ток, другие — постоянный. Постоянный ток — электрический ток неизменного направления и силы — ток элементов, аккумуляторов, машин постоянного тока. Различие между машинами, вырабатывающими переменный и постоянный токи, зависит от устройства обмотки и выводов тока из нее.

Желая усилить действие постоянных магнитов, а следовательно, и получение электрической энергии от машины, изобретатели электрической машины сначала прибегали к помощи гальванической батареи. Когда на постоянный магнат наматывалось некоторое число витков проволоки, через которую проходил ток гальванической батареи, действие магнитов значительно усиливалось.

В декабре 1866 года несколько изобретателей в различных странах предложило новое серьезное усовершенствование для получения тока в электрических машинах, применив так называемое самовозбуждение.

Впервые оно было предложено еще в 1854 году датским изобретателем-самоучкой Сореном Хиортом.