ГОУ СПО «Смоленский техникум электронных приборов».
Реферат
по «Введению в специальность» на тему:
«Яблочков — слава и гордость русскойэлектротехники».
Выполнил: студент
группы 041-Э
Градов Артем
г. Смоленск. 2004/2005 уч. год.
План
Введение
Русские изобретатели-электротехники — предшественники П.Н.Яблочкова
Годы учебы и деятельностиЯблочкова в России
Жизнь за рубежом
Изобретения Яблочкова
Попытки великого русского электротехника применить своиизобретения на родине
Соперники дуговой свечи
Возвращение Яблочкова в Россию
Характер и значение творческой деятельности Яблочкова
Используемая литература
Введение
Я выбрал эту тему, потому что горжусь своей Родиной и ее великимиучеными и изобретателями, потому что жизнь и деятельность русских изобретателей- это подвиг, достойный подражания.
Есть в науке и технике область, где ряд выдающихся успехов былдостигнут благодаря творческой мысли и трудам русских ученых и инженеров. Эта область- электротехника.
Сейчас даже вообразить невозможно, что всего каких-то сто летназад слова «электротехника» не существовало, даже в словарях 80-х годоввы его еще не найдете. Все было еще так неопределенно, зыбко, туманно, все абсолютноочевидное сегодня представлялось еще столь спорным, и, казалось, спорам этим небудет конца, а вот надо же, всего 100 лет прошло и…
Открытие электрической дуги, первое практическое решение задачиприменения электрического тока для освещения, изобретение гальванопластики, идеяи практика технического использования переменного тока, а также принципы его трансформации,создание схемы трехфазного тока, изобретение радиотелеграфа — все это русские изобретенияи открытия, создавшие новую эпоху в развитии электротехники.
Различной была судьба этих открытий и изобретений. Многие изних сыграли в свое время ведущую роль в мировой науке и технике, другие же осталисьнеизвестны за границей, а в самой России были временно забыты. Это произошло потому,что в царской России прошлого века правящие круги недооценивали достижений отечественныхученых и изобретателей, а преклонялись перед заграничной наукой и техникой.
Кто же подарил нам электрический свет? О, на этот вопрос нелегкоответить. Можно было бы написать увлекательный роман с десятками ярких героев, судьбыкоторых причудливо переплелись вокруг этой общей, всецело поглощающей идеи — электрическийсвет. И в строю этих героев возвышается фигура русского изобретателя Павла НиколаевичаЯблочкова. Возвышается не только благодаря росту — 198 сантиметров, — но и трудами, положившими начало электрическому освещению.
В своей работе я хочу рассказать о великом русском электротехникеПавле Николаевиче Яблочкове.
Я поставил целью побольше узнать: о русских изобретателях-электротехниках- предшественниках Яблочкова, о жизни и деятельности П.Н. Яблочкова, о его изобретенияхи о значении творческой деятельности П.Н. Яблочкова.
П.Н. Яблочков был не только крупным просвещенным изобретателем,но и серьезным, вдумчивым физиком-исследователем, глубоко анализирующим все явления,с которыми ему приходилось иметь дело, и неизменно прибегавшим к тщательному экспериментудля разрешения возникающих у него сомнений. Велико значение вклада П.Н. Яблочковав мировую науку и технику.
В своей работе я использовал книгу Я. Голованова «Этюдыоб ученых». Герои этой книги были великими, не знающими устали, строителямигигантского здания человеческого знания. Каждый из них всего себя без остатка отдалнауке, отдал людям. Здесь я нашел много материала о П.Н. Яблочкове и о А.Н. Лодыгине.В книге Н.А. Капцова «Яблочков — слава и гордость русской электротехники»рассказывается о трудах электротехника Яблочкова.
О русском физике В.В. Петрове я узнал из книги Ю.А. Храмова«Физика». В «Большой советской энциклопедии» я нашел материало электротехниках А.Н. Лодыгине и о В.Н. Чиколеве.
Русские изобретатели-электротехники — предшественникиП.Н. Яблочкова
В 1802 году выдающийся русский физик В.В. Петров открыл явлениеэлектрической дуги, названное впоследствии вольтовой дугой. Электрическая дуга- дуга Петрова, как надо ее по праву называть, — представляет собой электрическийразряд в воздухе между двумя сближенными между собой углями. Описывая открытую имдугу, В.В. Петров высказал мысль, что посредством этой дуги «темный покой довольноясно освещен быть может». Но от гениальной мысли, родившейся в мозгу ученого,до ее осуществления, и в особенности до широкого применения в практике, путь оказалсядлинным. Попыток осуществить мысль Петрова, о применении электрической дуги дляосвещения, было сделано очень много. Были предприняты попытки осуществить освещениепри помощи электрического тока, используя нагревание твердых тел проходящим черезних током (лампы накаливания). Так, уже в 1838 году один ученый пытался применитьэлектрический ток для накаливания угольных стержней. Были другие попытки применитьэлектрический ток для освещения. Но все эти попытки долгое время не приводили кудовлетворительным практическим результатам. В первых лампах накаливания тело накалабыстро сгорало или окислялось. Электрическая же дуга требовала постоянной регулировкирасстояния между углями, так как при горении дуги угли укорачиваются, расстояниемежду ними увеличивается, условия, в которых происходит явление дуги, меняются,электрический разряд ослабевает и в конце концов, при большом расстоянии между углями,дуга гаснет.
Чтобы избежать погасания дуги, был предложен ряд приспособлений,так называемых регуляторов. В этих регуляторах при уменьшении силы тока специальныйэлектромагнит передвигал один из углей и восстанавливал между ними нужное расстояние.
Регуляторы представляли собой довольно сложные приспособления.Они состояли из электромагнита, а также других деталей, например, из ряда зубчатыхколес и пружин, напоминающих часовой механизм. Один из таких регуляторов изображенна рис.1 (см. приложение). Сложность механизма приводила к нечеткой работе регуляторови к частой их поломке. Необходимо также иметь в виду, что режим электрической дугипостоянно изменялся не только вследствие изменения расстояния между концами углей,но также и при каждом колебании напряжении электрической цепи, питающей лампу. Поэтомурегулировка была недостаточной, и применение электрической духи требовало постоянноговмешательства человека.
Кроме того, от каждого источника электрического тока можно былопитать только одну дугу. При параллельном включении горела всегда только одна дуга.При последовательном соединении несколько дуговых горелок регулятор одной дуги мешалработе другой: в одних дугах угли смыкались, в других они расходились на большиерасстояния — и вся цепь гасла.
Применять для питания каждой «электрической горелки»свою отдельную маленькую электрическую машину было не только сложно и не удобно,но и очень невыгодно. Маленькие машины были очень не экономны по сравнению с большими.Стоимость их также была много выше, чем стоимость одной большой машины. Все этоудорожало как установку, так и эксплуатацию электрического освещения при помощиэлектрической дуги. Поэтому целых 70 лет после открытия Петрова электрическое освещениевсе еще представляло собой дорогую эффектную забаву и применялось только в парадныхслучаях, наравне с фейерверком. В старых книгах можно найти описания иллюминациив Москве в 1856 году. Можно найти описание «электрических солнц», используемыхдля световых эффектов в театрах. Электрическое освещение при помощи дуги находилоболее широкое применение лишь там, где большие расходы на источники электрическойэнергии и необходимость постоянного ухода и наблюдения за горелками и регуляторамиискупались эффектом, достигаемым при ярком освещении больших пространств в ночноевремя для производства каких-либо важных строительных работ.
Чтобы сделать возможным широкое использование электрическоготока для освещения, электрики того времени должны были найти способ сохранения постоянногорасстояния между углями дуги. И добиться, как тогда выражались, «дробленияэлектрического света» от одной большой электрической машины; или же, применяядля освещения метод накаливания твёрдых тел, добиться, чтобы «тело накала»не сгорало и не разрушалось слишком быстро.
Лишь в 70-х годах XIX столетия три русских изобретателя — Павел Николаевич Яблочков,Александр Николаевич Лодыгин и Владимир Николаевич Чиколев — почти в одно и то жевремя, но каждый по-своему, решили эти задачи. Они сделали электрическое освещениепрактически применимым, и среди них Яблочков довёл свою «свечу» и своюсистему освещения до широкого применения во всей Европе.
Работы этих трёх выдающихся русских электротехников тесно переплеталисьмежду собой. Поэтому, говоря о Яблочкове, нельзя не упомянуть о работах Лодыгинаи Чиколева.
А.Н. Лодыгин в своих работах исходил из представления, что вэлектрической дуге, горящей между двумя угольными электродами, светятся, главнымобразом, раскалённые током концы углей, а свечение воздуха в дуге сравнительно оченьмало. Кроме того, согласно воззрениям того времени, он полагал, что на поддержаниеэлектрического тока через дугу требуется дополнительная затрата энергии (на преодоление«поляризации» дуги, как тогда выражались). Поэтому Лодыгин пришёл к мыслиотказаться от использования электрической дуги для освещения, а просто сомкнутьоба угольных стержня и пропускать через них ток. Для того чтобы избежать сгоранияугля в кислороде воздуха, Лодыгин первоначально считал достаточным поместить болееили менее толстый угольный стерженёк в плотно укупоренную стеклянную колбу, какэто показано на рис.2 (см. приложение). Он полагал, что часть стерженька будет затраченана соединение с кислородом воздуха внутри колбы, а затем горение и разрушение угольногоштабика прекратится, и лампой можно будет пользоваться в течение достаточно продолжительноговремени. Осуществив эту идею, Лодыгин первый в мире вынес лампу накаливания из тишинаучных кабинетов и лабораторий на улицу и на опыте показал возможность уличногоосвещения «электрическим светом». В один из тёмных осенних вечеров 1872года жители Петербурга имели возможность любоваться ярким светом двух электрическихфонарей на одной из обычно погружённых в мрак улиц в районе Песков. Этот день справедливосчитается датой рождения лампы накаливания.
Демонстрация Лодыгиным электрического освещения имела большойуспех и была повторена им в Галерной гавани и других местах Петербурга.
Лодыгин приобрёл патент на свою лампу не только в России, нои в Америке. Впоследствии, основываясь на работах Лодыгина, американский суд решилспор между изобретателем Эдисоном и его конкурентом Сваном тем, что аннулировалпатенты обоих.
Известно, что расчёты Лодыгина на то, что кислород воздуха небудет проникать снаружи в колбу его первых ламп, и уголёк не будет разрушаться,не оправдались. Тогда Лодыгин построил другой, более совершенный, но и более сложныйтип лампы, с масляной укупоркой колбы и большим медным цилиндром внутри неё дляуменьшения объёма воздуха. Но построить лампу с угольным телом накала, способнуюгореть в течение промежутка времени, достаточного для практического её использования,Лодыгину удалось только через несколько лет. В этой лампе, показанной на рис.3(см. приложение), воздух из колбы был удален воздушным насосом, простые угольныепалочки были впервые заменены стерженьками, специально изготовленными путем прокаливанияпалочек из твердых пород дерева, обсыпанных угольным порошком и прокаленных в тиглебез доступа воздуха. Подобного рода лампами было осуществлено пробное освещениеодного из больших петербургских магазинов. Эти лампы Лодыгина были также использованыво время подводных работ при постройке Литейного моста через Неву.
Достигнутые успехи позволяли приступить к выпуску ламп накаливания.Но деньги, собранные учрежденным Лодыгиным паевым товариществом, давно уже былиизрасходованы. Поэтому ему не только не удалось реализовать свое ценное изобретениена практике, но и пришлось для добывания средств поступить слесарем-инструментальщикомв петербургский Арсенал.
Благодаря энергии, настойчивости и недюжинным способностям Лодыгинувсе же удалось пробиться на более широкую дорогу инженера. До 1884 года он работалинженером в Петербурге, а затем поступил на завод, изготовляющий лампы накаливанияв Париже. В тоже время он не оставил своих собственных работ по усовершенствованиюлампы накаливания и вскоре одержал крупную победу над Эдисоном. В 1890 году Лодыгинзаявил в Америке патент на лампы накаливания, в которых он предложил заменить угольнуюнить нитью из тугоплавких металлов: вольфрама, молибдена или тантала. Лодыгин указалспособ изготовления таких нитей путем электролитического осаждения названных вышеметаллов на очень тонкой нити из другого, более мягкого металла, полученной обычнымметодом (путем протягивания). В 1900 году лампы Лодыгина с молибденовыми нитямибыли выставлены на всемирной Парижской выставке и имели там большой успех. В 1906году самой крупной американской фирме по изготовлению ламп накаливания пришлоськупить патент Лодыгина для того, чтобы иметь право приступить к изготовлению современныхнам ламп накаливания с металлическими нитями. Таким образом, Лодыгин не только нанесколько лет раньше зарубежных изобретателей построил образцы вполне годных лампнакаливания с угольной нитью, но ему неоспоримо принадлежит также и приоритет изобретенияболее современных ламп с металлическими нитями. Эти лампы уже более тридцати леттому назад вытеснили лампы с угольной нитью.
Дальнейшая деятельность А.Н. Лодыгина в качестве инженера-изобретателяимело место в области металлургии и других отраслей технике, и протекала в Америке.После успеха ламп с металлической нитью Лодыгин вернулся в Россию. Он рассчитывалприменить свой большой технический и жизненный опыт на родине для развития в нейпередовой техники. Но правящие круги царской России шли на поводу у иностранцеви действовали по их указке. Они вовсе не собирались развивать передовую техникув собственной стране.
Лодыгину вновь пришлось уехать за границу.
Годы учебы и деятельности Яблочкова в России
Павел Николаевич Яблочков родился 26 сентября 1847 года в семьесаратовского помещика. Склонность к физическим опытам и к использованию экспериментальногоматериала этой области науки для изобретения полезных приборов пробудилась у П.Н.Яблочкова с ранних лет. Он построил механический прибор, приходивший в движениепри вращении колес повозки и позволяющий отсчитывать пройденный этой повозкой путь.
Родители направили Яблочкова для обучения сперва в Саратовскуюгимназию, а через некоторое время «он проявил большие способности и успехив математических науках» — в Николаевское инженерное училище в Петербурге.Они мечтали для него о блестящей военной карьере.
Благодаря хорошему подбору преподавателей инженерное училищедало Яблочкову более широкое и углубленное техническое образование, чем могла датьклассическая гимназия тех времен. В училище основательно изучались математика, физикаи химия. Хорошо было поставлено обучение иностранным языкам.
В 1866 году П.Н. Яблочков окончил Николаевское училище и былназначен младшим офицером в 5-й саперный батальон в Киевскую крепость. Но его непрельщала военная карьера. При первой же возможности, через год после окончанияучилища, он по болезни уволился со строевой военной службы. Желая пополнить своизнания по электротехнике, которая очень его интересовала, он воспользовался правами,которое давало ему военное звание, для того чтобы поступить в офицерские Гальваническиеклассы в Петербурге. Преподавание в этих классах стояло на большой высоте. Яблочковпознакомился там с новейшими достижениями в области изучения и технического примененияэлектрического тока и серьезно дополнил свою теоретическую и практическую подготовку.Каждый офицер, окончивший Гальванические классы, обязан был прослужить после этогов инженерных войсках в течение года без права на преждевременное увольнение илипродолжительный отпуск. Поэтому Яблочков был вновь зачислен в 5-й саперный батальон.
Отбыв обязательный срок военной службы, Яблочков в 1870 годуокончательно уволился в запас. Ему было предложено место начальника телеграфа тогдаеще строившейся Московско-Курской железной дороги. Он с радостью принял эту должность,так как она давала ему возможность использовать мастерскую телеграфа для осуществлениязадуманных им опытов и проверки своих изобретательских идей. В то время в Россииеще не существовало других электротехнических мастерских или лабораторий.
К этому периоду жизни П.Н. Яблочкова относятся его первые встречис выдающимся русским электриком В.Н. Чиколевым. Так же как и Яблочков, Чиколев обладалкрупным изобретательским талантом, но имел более углубленную научную подготовку.Он окончил физико-математический факультет Московского университета и первоначальнопредназначал себя к научно-преподавательской деятельности и уже готовился к экзаменуна ученую степень магистра. Но вскоре, увлекшись электротехникой, Чиколев отказалсяот ученой карьеры, покинул место ассистента при кафедре физики в Петровской сельскохозяйственнойакадемии и всецело посвятил себя практической и популяризаторской деятельности.
Громадной заслугой Чиколева являются не столько его многочисленныеизобретения, сколько его большая работа как электротехника-теоретика и его огромнаяи разносторонняя популяризаторская деятельность. Чикалев в 1872 году был одним изнаиболее деятельных инициаторов и организаторов электротехнического отдела Политехническогомузея в Москве. Этот музей был уже в то время одним из важнейших рассадников техническихзнаний в России.
В 1880 году группа русских электротехников от имени Русскоготехнического общества начала издавать первый в России электротехнический журнал- «Электричество». Душой и первым редактором этого журнала был В.Н. Чиколев.
Все написанные им статьи и книги были пронизаны уверенностьюв возможности всестороннего применения электричества в быту и технике.
С особенно большим энтузиазмом В.Н. Чиколев проповедовал идеюо применении электричества для получения света. Он неоднократно предсказывал скоруюпобеду и быстрое распространение электрического света. Так, на одной из своих публичныхлекций в Политехническом музее в Москве он сказал: «Конечно, не детям нашим,а нам самим придется быть свидетелями широкого распространения электрического освещения».Не прошло и четырех лет, как эти слова были блестяще оправданы успехами, достигнутымиП.Н. Яблочковым. Но в 1875 году, когда эти слова были произнесены, они казалисьфантазией. «Как теперь помню, — писал позднее (в 1895 году) в одной из своихстатей Чиколев, — какие возражения, какие нападки за публичное сообщение моих личныхувлечений вызвала моя фраза». Статью «История электрического освещения»,написанную в 1880 году, Чиколев заканчивает словами: «Несколько лет тому назадя заслужил упрек в увлечении, когда в одном публичном чтении в Москве выразил уверенность,что в самом близком будущем прекрасный электрический свет перестанет быть блестящейигрушкой и завоюет себе серьезное положение в нашей жизни. Теперь я позволю себепредсказать весьма недалекое осуществление канализации электричества. Мы сами, ане дети наши должны быть свидетелями этого события, которое будет иметь неисчислимые,беспредельные последствия». Эти слова Чиколева имели в виду прокладку сетейэлектрического тока — электрификацию страны.
Благодаря такому энтузиазму и широкой здоровой творческой фантазииЧиколева встреча с ним оказала решающее влияние на направление всей изобретательскойдеятельности Яблочкова.
Яблочков познакомился с Чиколевым на одной из бесед по вопросамэлектротехники, которые Чиколев проводил в Политехническом музее. Особенно сильноевпечатление произвели на Яблочкова попытки Чиколева изобрести конструкцию надежногорегулятора электрической дуги, основанного на новом, предложенном Чиколевым,«дифференциальном» принципе. Идея этого принципа заключалась в том, чторасстояние между углями определялось действием не одного, а двух электромагнитов.Через обмотку одного из них проходил ток дуги, через обмотку другого — ток, ответвленныйот основной цепи, параллельно дуге. Таким образом, первый электромагнит отзывалсяна изменение расстояния между концами углей, а второй — на колебание напряжениясети, питающей дугу. Чиколев предложил несколько типов дифференциального регулятора,каждый из которых был все более и более совершенным. В окончательном виде дифференциальныйрегулятор был разработан и построен им в 1879 году.
Работы Чиколева над дифференциальным регулятором побудили Яблочковасконцентрировать все свое внимание на том цикле работ, который привел его к изобретению«свечи». Яблочков изготовил для сильно нуждавшегося тогда в экспериментальнойбазе Чиколева по его чертежу один экземпляр дифференциального регулятора, и самстал усиленно думать над возможностью применения электрической дуги для освещения.Увлеченный этими мыслями, Яблочков проделал в 1874 году в несколько необычных условияхопыт применения электрической дуги с несовершенным регулятором старого типа в железнодорожномделе. Опыт удался. Но Яблочков, неотрывно продежуривший ночь или две при поставленномна передней площадке паровоза электрическом фонаре и все время корректировавшийот руки действие «автоматического» регулятора, лишний раз убедился в невозможностиширокого применения такого способа электрического освещения.
В том же 1874 году, чтобы иметь больше времени для своей исследовательскойи изобретательской деятельности, Яблочков решился на смелый шаг: оставил казеннуюслужбу и открыл в Москве на небольшие личные средства мастерскую физических приборов.Его надежды на успех предприятия не оправдались. Он разорился. Но несмотря на настроенияродных и на свою неудачу, Яблочков не вернулся к проторенной служебной дорожке,а остался верен идеям ученого и изобретателя. Тогда родственники отказали ему в,какой бы то ни было, материальной поддержке.
Убедившись, что в царской России ему ничего не удастся сделать,Яблочков решил уехать за границу и попытаться там приложить свои силы на любимомпоприще.
Жизнь за рубежом
По пути в Америку Яблочков очутился в Париже. Он приложил всестарания к тому, чтобы извлечь из пребывания в этом городе возможно больше пользыдля осуществления своих замыслов. В числе парижских предприятий, с которыми он знакомился,была мастерская часов и точных приборов фирмы Бреге. Эта фирма в течение первойполовины XIX века пользовалась широкойизвестностью. Слово Бреге, или Брегет, стало нарицательным и обозначало хорошиекарманные часы этой фирмы, снабженные боем.
В разговоре с Яблочковым владелец и руководитель мастерской Брегепонял, с каким незаурядным человеком он имеет дело, и предложил Яблочкову поступитьв мастерскую фирмы в качестве своего помощника. Бреге обещал предоставить Яблочковуполную возможность проделывать опыты по практическому осуществлению электрическогоосвещения и других изобретений и требовал от него взамен только работы по усовершенствованиюдинамо-машины. Яблочков согласился. Он нашел у Бреге те благоприятные условия, которыхтак долго и тщетно искал у себя на родине.
Последующие три года были порой наибольшего расцвета изобретательскойи исследовательской деятельности Яблочкова. Не прошло и года, как он решил задачусохранения расстояния между углями электрической дуги, создав осветительный прибор,названный его именем, — «свечу Яблочкова».
Людская молва приписывала изобретение «свечи Яблочкова»счастливому случаю. Говорили, будто бы изобретатель, сидя за столиком парижскогокафе и приводя в порядок заметки, набросанные им в течение трудового дня, случайноположил рядом два карандаша, и что при виде этих двух карандашей у него возникламысль о параллельном расположении двух углей в дуге. Но, конечно, это было не так.Изобретение «свечи» явилось следствием многолетней и упорной работы.
Вот как сам Яблочков рассказывает об изобретении докладе, сделанномим в 1879 году в Петербурге в Русском техническом обществе:
Первые опыты с электрическим освещением производил я еще здесь,в России, в 1872 — 1873 гг. Я работал тогда с обыкновенными регуляторами разныхсистем, затем несколько времени с вышедшей тогда лодыгинской горелкой системы накаливания.Около этого времени мне пришла мысль, имеющая связь с моими последующими работами.
Я делал тогда следующие опыты: брал очень тонкие угольки, помещалих между двумя проводниками, а для того, чтобы уголь не сгорал, я обматывал еговолокнами горного льна. Идея была та, чтобы уголь, накаливаясь, сам не сгорал, анакаливал окружающую его глину или горный лен.
Из опытов этих ничего не вышло, и притом производил я их с большимперерывом и даже, наконец, совсем бросил, сохранив у себя мысль о применении глини других земель к электрическому освещению. Я снова принялся работать только в 1875году в Париже и стал употреблять тоже глину и всякие другие пригодные изолирующиевещества, помещая их в вольтову дугу, чтобы поддерживать расстояние между углями.Делая опыты здесь, в России, я употреблял небольшое количество элементов и обширныхнаблюдений поэтому производить не мог. Работая же в Париже, у Брегета, мне пришлосьиметь дело с большими электрическими машинами. Здесь я исследовал свойства этихглин.
Находясь в вольтовой дуге при довольно сильном токе, они плавилисьи затем испарялись, так что трудно было поддерживать горение".
«Затем, — говорил Яблочков, — я придумал приспособление,которое известно ныне под именем моей свечи, т.е. помещал между углями изолировку,которая испаряется одновременно со сгоранием угля».
Изобретения Яблочкова
На рис.4 показана «свеча Яблочкова», а также электрическийфонарь, как он впервые был осуществлен Яблочковым. При работе на переменном токеоба угля сгорают с одной и той же скоростью, изолирующая масса между ними испаряетсяи, таким образом, сохраняются постоянное расстояние между концами углей и постояннаядлина электрической дуги, независимо от колебаний питающего дугу напряжения. Нарис.5 и 6 показано предложенное Яблочковым приспособление для помещения в фонаречетырех свечей, зажимаемых одна за другой при помощи коммутатора по мере сгораниякаждой из них.
Результатом опытов Яблочкова явилась не только разработка свечи.Он обнаружил, что сопротивление многих тугоплавких тел электрическому току, както: каолина, магнезии и т.д., уменьшается при нагревании, вопреки широко распространенномутогда мнению, будто сопротивление всех твердых тел увеличивается с повышением температуры,как это имеет место в металлах. Сила электрического тока, проходящего через каолиновуюпластинку и разогревающего ее, растет, и раскаленная пластинка начинает ярко светиться.Обнаружив это явление, Яблочков использовал его для изготовления лампы накаливания,не требовавшей удаления воздуха. Телом накала в этой лампе служила каолиновая пластинка,вырезанная в форме той или иной фигуры или буквы, как это показано на рис.7 (см.приложение).
Идея ламп накаливания, предложенная Яблочковым, та же, что ив запатентованной 20 лет спустя и имевшей крупнейший успех лампы физика-химика В.Нернста.
Яблочков считал, что лампы накаливания вообще очень невыгодны.Он совершенно не верил в возможность их успешного применения в широком масштабеи поэтому не использовал этого своего открытия в полной мере.
Зажигание электрической дуги в «свече Яблочкова» первоначальнодостигалось помещением между концами основных углей специальных уголёчков, служившихзапалом. Вскоре Яблочков стал применять в качестве запала полоску из какого-либометалла, наносимого на верхнюю грань изолирующего угли тела.
Яблочков стал также примешивать к изолирующей массе, помещенноймежду углями, порошки металла, например цинка. При сгорании угля изолирующая массаиспарялась, а находившийся в ней металл выделялся на её поверхности в виде полоски.Это позволяло, возобновляя подачу тока, повторно зажигать свечу. Прибавление различныхметаллов отзывалось также на яркости пламени дуги и позволяло придавать цвету этогопламени тот или иной приятный для общего освещения оттенок.
«Свечи Яблочкова» хватало на полтора часа горения.В каждом фонаре на так называемом «подсвечнике» укреплялось по несколькусвечей. Из них горела всегда только одна, именно та, для которой условия горениябыли наиболее благоприятны. Эти наиболее благоприятные условия заключались в том,что горела та свеча, омическое сопротивление которой было наименьшим. Когда онапогасала, загоралась следующая и т.д.
При работе на постоянном токе температура раскаленного концатого из двух углей электрической дуги, который соединен с положительным полюсомисточника тока, много выше, чем температура раскалённого конца второго угля, соединенногос отрицательным полюсом источника тока. Для того чтобы при этих условиях оба угляукорачивались одинаково быстро, обеспечивая этим постоянную длину дуги, Яблочковупришлось делать диаметр положительного угля примерно в два раза больше, чем отрицательного.неудобство, вызываемое необходимостью точного подбора диаметров углей, Яблочковобошел тем, что предложил пользоваться для питания дуги переменным током вместообщепринятого тогда постоянного тока. При работе на переменном токе концы обоихуглей имеют одну и ту же температуру и сгорают с одной и той же скоростью.
Для электрического освещения по методу Яблочкова стали строитьдинамо-машины переменного тока.
Таким образом, изобретение «свечи Яблочкова» впервыепривело к применению в электротехнике переменного тока. Этот ток, кроме электрическогоосвещения, имеет, как скоро оказалось, большие преимущества перед постоянным токоми в других областях электротехники.
Задачу дробления электрического света Яблочков решил несколькимиразличными способами. В противоположность фонаря с регуляторами, 4 — 5 «свечейЯблочкова» можно было включать последовательно в одну электрическую цепь. Крометого, он предложил включать в основную электрическую цепь машины последовательнопервичные обмотки нескольких индукторных катушек, а цепи с последовательно включеннымисвечами питать токами, наведенными во вторичных обмотках тех же катушек, как этопоказано на рис.9.
При пользовании машинами постоянного тока необходимо было включатьв первичную цепь прерыватель. При переходе на переменный ток дело опять сильно упростилось,так как прерыватели были уже не нужны, и вся схема работала на принципе трансформатора.Таким образом, П.Н. Яблочков впервые применил этот принцип для практических целей.Несколькими годами позже лаборант физического кабинета Московского университетаИ.Ф. Усагин построил для осуществления идеи Яблочкова вместо индукторных катушекспециальные приборы, явившиеся уже настоящими трансформаторами. Третий предложенныйЯблочковым способ дробления света заключается в применении для этой цели конденсаторов.
По схеме, изображенной на рис.10, одна из обкладок каждого конденсатораприсоединялась к общему проводу, соединенному с одним из плюсов динамо-машины переменноготока. Другая обкладка того же конденсатора заземлялась через одну или несколькопоследовательно включенных «свечей Яблочкова». Второй полюс динамо-машинытакже был заземлен непосредственно или через конденсаторы и свечи, как показанона рисунке.
Тотчас же после изобретения и лабораторного испробования«свечи»Яблочков придал всей горелке техническое оформление, допускавшееее применение на практике. В 1876 году он выезжал в Лондон на выставку точных ифизических приборов. «Свеча Яблочкова» имела большой успех на этой выставке.
После возвращения из Лондона он познакомился с одним предприимчивымфранцузом, владельцем мастерских, изготовлявших водолазные приборы. Тот предоставилв распоряжение Яблочкова свои мастерские для серийного производства свечей и необходимойаппаратуры. В то же время было учреждено достаточно мощное акционерное «Обществоизучения электрического освещения по методам Яблочкова». Были организованыиспытания по освещению некоторых первоклассных парижских магазинов и больших улицпри помощи «свечей Яблочкова». Эти испытания расширялись со все большими большим успехом. Началось широкое распространение нового электрического освещенияне только в Париже, но и в других крупных европейских центрах — Лондоне, Петербурге,Мадриде, Неаполе, Берлине. Это было поистине триумфальное шествие «свечи Яблочкова»по Европе. На востоке она распространилась, по выражению современников, «додворцов шаха персидского и короля Камбоджи».
Парижане, привыкшие к тусклому свету керосиновых и газовых горелоки стеариновых свечей, были поражены блеском и яркостью нового освещения и всюдувосторгались «русским светом», как они его называли.
Современники Яблочкова красочно описывают, как каждый вечер вначале сумерек на площади Оперы собиралась большая толпа народа. Все глаза былиустремлены на два ряда белых матовых шаров, подвешенных на высоких столбах по обестороны проспекта Оперы. Внезапно эти гирлянды шаров загорались приятным светом.Публика, собиравшаяся там, сравнивала их с нитью жемчуга на фоне черного бархата.
В современных Яблочкову журналах мы находим изображения помещений,ипподрома, улиц, гавани, гостиниц, ярко озаренных «русским светом».
Это название было выгравировано по желанию Яблочкова на оправевсех его фонарей. На парижской выставке 1878 года «свечи Яблочкова» имелигромадный успех.
Попытки великого русского электротехника применить своиизобретения на родине
Тотчас же после технического оформления своего изобретения Яблочковприехал в Петербург и предпринял шаги для применения своего изобретения на родине,но в России того времени царили косность и рутина. Официальные и финансовые кругицарской России не интересовались достижениями русских изобретателей, не верили вних. Им требовался заграничный штамп: так велико было преклонение перед Западоми недооценка сил и творческих возможностей русских людей. Яблочкову пришлось вернутьсяв Париж и здесь заняться пропагандой и распространением свечи. В России дело сдвинулосьс мертвой точки только тогда, когда «свеча Яблочкова» получила широкоераспространение, и сам он стал европейской знаменитостью.
После упущенных двух лет в Петербурге было создано акционерноеобщество «Яблочков-изобретатель и компания».
Учреждение петербургского товарищества, которого так жаждал Яблочков,оказалось связанным для него с тяжелой материальной жертвой. После неудачи первойпопытки организовать товарищество в России он передал все права на свою русскуюпривилегию (на русский патент) Парижской акционерной компании. Чтобы иметь правооткрыть мастерскую свечей в Петербурге, изобретателю пришлось в 1878 году обратновыкупить патент, за который главари парижской компании потребовали около миллионафранков. Страстно желая организовать электрическое освещение в России, изобретательсогласился на эту чрезмерно высокую цену.
Не имея других денежных средств, он отдал в обмен на русскийпатент значительную долю принадлежавших ему акций парижского товарищества, которыев то время имели высокую цену и приносили большой доход. Этот благородный, патриотическийпоступок Яблочкова свел для него почти на нет возможность влиять на дальнейшую работупарижской компании и вскоре тяжело отразился на материальном положении Яблочкова.
Яблочков активно участвовал в создании петербургского товариществаи в организации мастерских для изготовления свечей и других деталей, необходимыхдля электрического освещения по его способу. В налаживание производственной работыЯблочков вложил много сил и труда. В короткий срок ему удалось достигнуть значительныхуспехов. В Петербурге было удачно осуществлено несколько показательных осветительныхустановок. Свечи, изготовленные в Петербурге, начали распространяться в России.
1879 год был годом наибольших успехов Яблочкова в Петербурге.
Чиколев так описывает в своих воспоминаниях это пребывание Яблочковав Петербурге: «Как теперь помню этот приезд Павла Николаевича в Петербург срепутацией миллионера и всемирной известности. Он поселился в роскошных апартаментах»Европейской гостиницы", и кто только не бывал у него — светлости, сиятельства,высокопревосходительства, превосходительства без числа, городские головы. Но всеговнимательнее, дружелюбнее относился Яблочков к бедным труженикам, техникам и к своимстарым друзьям бедности.
Яблочкова всюду приглашали нарасхват, везде продавались его портреты,в газетах и журналах ему посвящались сочувственные, а иногда восторженные статьи".
К этому времени относится доклад Яблочкова в Русском техническомобществе 2 апреля 1879 года. А так же его публичная лекция с многочисленными демонстрациями,устроенная тем же обществом 13 апреля.14 апреля 1879 года на заседании Русскоготехнического общества Яблочкову была поднесена от этого общества медаль со специальнойнадписью.29 марта 1880 года был поставлен доклад изобретателя в Москве на заседанииотделения физических наук Общества любителей естествознания. В закрытой части этогозаседания было возбуждено ходатайство о присуждении Яблочкову большой золотой медалиОбщества.30 января 1880 года Яблочков был избран заместителем председателя вновьобразованного Электротехнического отдела Русского технического общества.
Товарищество «Яблочков-изобретатель и компания» весьмаудачно выполнило освещение Дворцового моста через Неву, площади перед Александрийскимтеатром, мастерских Охтенского порохового завода, Гостиного двора и других крупныхобъектов. Затем были освещены некоторые театры, рестораны, богатые особняки и т.д.
Свечи великого электротехника, изготовленные в Петербурге, прониклив Москву, Нижний Новгород, Гельсингфорс, Полтаву, Краснодар и другие города. Компаниипо эксплуатации русского изобретения возникли, кроме Парижа и Петербурга, и в другихевропейских городах.
Учреждения и организация деятельности всех этих предприятий отнялиу изобретателя много сил и времени, так как везде он являлся техническим руководителемпри устройстве и налаживании производства, разрабатывал планы и проекты. Одним словом,во всех случаях он был душой дела.
Кроме того, на первых порах, особенно во время Парижской выставки1878 года, Яблочкову приходилось вести полемику с многочисленными недоброжелателями,опровергать их ложные измышления о недостатках изобретения, восстанавливать истинуо стоимости электрического освещения. Главными противниками были газовые компании;они ополчились против Яблочкова. Великий русский электротехник боролся упорно иуспешно, отстаивая преимущества электрического освещения. Но итогом этой борьбыбыло торжество не электрической дуги, а ее конкурента — лампы накаливания.
Соперники дуговой свечи
В то время как Яблочков прокладывал дорогу своей свече, не имеяни серьезных технических помощников, ни досуга для детальной разработки ее и усовершенствования,Эдисон в Америке работал над лампой накаливания в спокойной обстановке, располагаясредствами и значительной группой помощников. Имеются данные, что Эдисону были известныуспехи Лодыгина, так как инженер русского флота Хотинский несколько удачных лампЛодыгина увез в Америку. Таким образом, Лодыгин сконструировал первую практическипригодную электрическую лампу накаливания, а Эдисон лишь усовершенствовал ее.
В 1879 году лампы накаливания достигли стадии, на которой сталовозможно их массовое производство. Лампы накаливания начали быстро распространяться.Качественные показатели лампы с угольными волосками — цветность и экономичность- были хуже, чем у «свечи Яблочкова», но в пользу лампы накаливания говорилипростота ее использования и долговечность при сравнительно невысокой стоимости,а также чрезвычайно простое и широкое решение вопроса о разделении света.
Переход к более мощным лампам накаливания все более суживал областьприменения дуговых фонарей и горелок. Уже в 1880 году появление лампы накаливания,сопровождаемое громкой рекламой, начало неблагоприятно отзываться на дальнейшихуспехах электрической дуги.
На электротехнической выставке 1881 года в Париже «свечиЯблочкова» имели громадный успех. Яблочков все еще был победителем: его свечии способ электрического освещения были признаны «вне конкурса», т.е. получиливысокую оценку международного жюри. Но на этой же выставке была полностью показанапрактическая применимость ламп накаливания и показаны преимущества, которыми ониобладали в отношении простоты обращения, схемы включения, срока службы и более мелкогодробления света.
На Парижской выставке 1889 года «свеча Яблочкова» игралауже второстепенную роль. Былая слава ее погасла. Великолепное, по отзыву современников,освещение парижского проспекта Оперы «свечами Яблочкова» было прекращеноеще в 1882 году. Освещение Дворцового моста в Петербурге прекратилось тотчас послеистечения срока десятилетнего контракта, заключенного в 1879 году между Петербургскимгородским управлением и товариществом «Яблочков-изобретатель и компания».
Возвращение Яблочкова в Россию
Яблочков еще раз приехал в Россию. Но внешняя сторона пребыванияего здесь круто изменилась. Об этом периоде Чиколев пишет:
«Какая внушительная разница с его приездом в 1879 году.Он остановился в недорогой гостинице, в простом номере, посещали его очень немногиезнакомые и друзья, все народ небогатый и невидный. Те же которые в нем заискивалив свое время, теперь от него отворачивались, едва удостаивая разговором. Даже изтех, которые были им поставлены на ноги и много лет ели хлеб за счет товарищества»Яблочков-изобретатель и компания", были прямо ему обязаны своим настоящимположением, даже из тех, говорят, нашлись такие, которые лягали его копытом"
Как я уже отмечал, спрос на «свечу Яблочкова» сталпадать так же быстро, как раньше возрастал. Лампа накаливания, как массовый источниксвета, победила электрическую дугу. Контракты товарищества «Яблочков-изобретательи компания» с городским управлением Парижа на уличное освещение возобновленыне были. Процветанию петербургской акционерной компании также пришел конец, материальноеположение изобретателя пошатнулось. Изменилось и отношение предпринимателей-капиталистовк нему и к его идеям. На Яблочкова стали смотреть, как на неудачника, которому рискованнодоверять деньги.
Кроме лампы накаливания у дуговой свечи были и другие соперники.Идея дифференциального регулятора Чиколева, неосторожно опубликованная им в одномиз заграничных журналов, была перехвачена немецкой фирмой Шуккерт, а также компаниейСименс в Берлине. Дуговой фонарь с регулятором был выпущен в свет под именем лампыГефнера-Альтенека. Около того же времени появились и другие типы таких регуляторов.Таким образом, у дуговой свечи оказался целый ряд серьезных соперников.
В России в глазах правящих и финансовых кругов Яблочков очутилсяв положении развенчанного героя, а за границей он был чужим. В парижском товариществе,лишившись акций, он уже не имел достаточного веса.
В тяжелый для изобретателя период угасания спроса на его свечу,Яблочков не переставал верить в конечное торжество передовой техники и в возможностьпреодолеть все возникшие перед ним затруднения. Он продолжал работать, правда, ужев несколько иной области и сделал ряд ценных изобретений по гальваническим элементами в области электрических машин, но осуществить какое-либо изобретение до концаи внедрить его в практику так, как в свое время это было со свечой, он не мог; наисследовательские работы и на изготовление новых изделий у талантливого изобретателяне было средств.
В 1889 году П.Н. Яблочков был устроителем русского электротехническогоотдела очередной парижской выставки. Фонари Яблочкова еще сияли на этой выставкеи были представлены в количестве около ста экземпляров. Одновременно демонстрировалосьприменение трансформаторов, и был показан ряд усовершенствований всей электрическойгорелки Яблочкова. Эти успехи нашли должное отражение в отчетах о выставке и в техническойлитературе того времени, но практических последствий они уже не могли иметь.
Все эти невзгоды вместе с многолетней усиленной работой и душевнымиволнениями, вызванными неудачей любимого дела, и все более стесненное материальноеположение отразились на здоровье изобретателя. После возвращения с парижской выставки1889 года, поглотивший у Яблочкова немало сил, его здоровье еще более пошатнулось,один за другим последовали два удара. Поправившись, Яблочков уехал в родной Сердобскийуезд, в унаследованную от отца усадьбу, а затем поселился в Саратове, где вновьпытался организовать свою работу. Но тяжелая болезнь сердца усиливалась все большеи больше.31 марта 1894 года Павел Николаевич Яблочков скончался в Саратове в возрасте46 лет.
Так преждевременно оборвалась жизнь этого замечательного русскогоизобретателя. Русская техника и наука потеряла в нем одного из наиболее даровитыхсвоих представителей, но и пламенного борца за идею технического прогресса в России.
Правящие круги царской России недооценили П.Н. Яблочкова и неподдержали этого выдающегося русского человека. Совершенно иначе относилась к немупередовая русская интеллигенция. Для передовых деятелей русской электротехники возвращениеего в Россию в 1878 году и создание петербургского товарищества было крупным событием.
Их восторженное отношение к Яблочкову выразилось в избрании его,как я уже отмечал, заместителем председателя VI (Электротехнического)отдела Русского технического общества. Со своей стороны Яблочков принял деятельноеучастие в создании журнала «Электричество». Собравшийся через 5 лет послесмерти Яблочкова 1-й Всероссийский электротехнический съезд почтил память великогорусского изобретателя. На съезде одним из практических деятелей русской электротехники,близко соприкасавшимся с работами по установкам электрического освещения по методуП.Н. Яблочкова, был прочитан на пленарном заседании доклад о его жизни и деятельности.Этот доклад и портрет П.Н. Яблочкова помещены в издании трудов съезда.
Характер и значение творческой деятельности Яблочкова
Для Яблочкова характерно то, что его изобретения всегда являлисьследствием многочисленных физических исследований и экспериментов. Он не простоизобретал, он изучал наблюдаемые им явления и давал им свое, иногда своеобразноетолкование. Свое мнение о невозможности использования для электрического освещенияламп накаливания Яблочков обосновывал оригинальным рассуждением, вытекавшим из егопредставления о процессах электрической дуги. В связи с тогдашним уровнем развитияфизики Яблочков представлял явления, имеющие место в электрической дуге и в лампенакаливания, не как прохождение электрического тока через газы — электрическогоразряда, в первом случае, и прохождение электрического тока через твердые тела,во втором случае, а как накаливание со сгоранием углей и накаливание без сгорания.Кислороду воздуха и явлениям, связанным с последними химическими реакциями Яблочковприписывал особо значительную роль в дуге. Энергию, выделяемую при этих реакциях,он считал главным источником излучаемой световой энергии дуги.
Как бы в подтверждение или для иллюстрации этой мысли Яблочковнесколькими годами позднее изобретения знаменитой «свечи» построил«свечу» следующего вида. Стержень из железной проволоки был окружен хлорокисьюмагния. Два таких стержня были расположены один против другого. Между их концамивозникла электрическая дуга. Железо накаливалось добела и восстанавливало магнийиз окиси. Металлический магний сгорал в кислороде воздуха ярким блестящим пламенем.Электроды такой свечи укорачивались очень медленно — не больше 1 сантиметра в час. Совершенно ясно, что в этом случае источником излучения света действительно служилахимическая реакция.
Во время своих опытов с дроблением электрического света при помощиконденсаторов Яблочков задался вопросом о прохождении электрического тока черезконденсатор. Ему удалось экспериментально показать, что на зарядку конденсаторатребуется определенное время. Описание этих опытов и изложение теоретических соображенийможно найти в упомянутом уже мною публичном докладе, прочитанном Яблочковым в Петербурге.
Всему этому вопросу, сущность которого Яблочков определял какпереход динамического электричества в статическое электричество и обратно, он придавалбольшое проблемное значение.
Это вполне понятно, если вспомнить, что в 70-х годах прошлоговека еще не существовало теории переменных токов. Отсутствовали представления: озапаздывании тока по сравнению с напряжением в цепи переменного тока, о возможностипрохождения тока через емкость, об активной и реактивной слагаемой мощности переменноготока и т.д. — представления, являющиеся теперь азбукой для каждого электрика, начинаяс инженера и кончая грамотным монтером.
В наше время вопрос о статическом и динамическом электричествене возникает, но во время Яблочкова он еще волновал умы ученых новаторов, и отражениеэтого можно найти в работах даже такого крупного физика, как А.Г. Столетов.
Кроме своих работ, принесших Яблочкову мировую известность, онсделал немало изобретений. Его лампы накаливания с телом накала из каолина, о которыхречь была выше, были практически осуществлены изобретателем и применены для освещениякают в трех судах русского военного флота. Электрическими машинами Яблочков началзаниматься еще в мастерской Бреге. В журнале «Электричество» за 1881 годможно найти описание довольно-таки совершенных по тому времени динамо-машин, построенныхЯблочковым. Преимущества машин Яблочкова перед другими, распространенными тогдадинамо-машинами Сименса и Грамма были весьма значительными. В машине Сименса переменныйэлектрический ток получался во вращающемся якоре. Это приводило к изнашиванию коллекторныхщеток и искрообразованию из-за сравнительно высокого напряжения в цепи. В машинеграмма обмотки, в которых индуцировался ток, неподвижны, но они имели сложную кольцеобразнуюформу. Эта часть машины вносила значительные неудобства при изготовлении машиныили исправлении каких-либо повреждений обмоток. В динамо-машине Яблочкова обмотка,в которой индуцировались токи, также была неподвижна, но она была проста по своемуустройству и состояла из отдельных катушек. Соединение этих катушек параллельноили последовательно можно было изменить любым образом и получать таким способомот одной и той же машины токи различного напряжения. Можно было также, не останавливаямашину, выключать поврежденную катушку, вынуть ее и заменить другой. Система динамо-машинЯблочкова не представляла таких препятствий к увеличению размера и мощности, каксистема Грамма.
В 1882 году Яблочков подал патентную заявку на динамо-машину,отличавшуюся тем, что у неё ось статора (неподвижной системы катушек) и ось ротора(системы подвижной обмотки) были наклонены к оси вращения, что должно было привестик увеличению электродвижущей машины при той же скорости вращения. Запатентованныйв том же году электродвигатель Яблочкова был рассчитан на очень малое число оборотов.Необходимость в таком двигателе вызывалась тем, что употреблявшиеся в то время механизмыбыли приспособлены к тихоходным паровым машинам.
Динамо-машины Яблочкова не получили широкого распространения.Это объясняется тем, что после создания совершенных конструкций в руках Яблочковауже не было достаточных материальных средств для быстрого налаживания производстваэтих машин, а в то время очень быстро развивались теория и практика построения электрическихмашин. В области электрических машин переменного тока Яблочков выдвинул ряд новыхблестящих идей.
В поисках дешевого и надежного источника электрического токаЯблочков не ограничивался изучением и усовершенствованием динамо-машин. Его сильноинтересовали также и гальванические элементы, бывшие когда-то единственным источникомэлектрического тока.
В технике сильных токов гальванические элементы во времена Яблочковане могли конкурировать с электрическими машинами. В настоящее время двадцатилетняяработа П.Н. Яблочкова над гальваническими элементами (с 1870 по 1890 год) становитсяособенно интересной в свете того значения, которое теперь гальванические элементыприобрели в радиотехнике и в других областях техники слабых токов.
Разработку новых типов гальванических элементов Яблочков велсистематически, исходя каждый раз из определенной идеи. В первых типах своих элементовЯблочков стремился получить электрическую энергию путем непосредственного расходованияугля в гальваническом элементе, минуя применение паровой машины. Это так называемые«элементы горения», основанные на наблюдениях одного ученого над возникновениемэлектродвижущей силы при соприкосновении горящего угля с холодным металлом. Катодомв элементе Яблочкова служил уголь; электролитом служила расплавленная селитра, являвшаясяв то же время источником кислорода для горения угля и деполяризатором. Внесениев селитру солей некоторых металлов позволяло регулировать интенсивность всего процесса.В другом элементе Яблочкова источником кислорода служила вода.
Несколько позднее Яблочков перешел к элементам, в которых вместоугля применялся натрий или другие щелочные металлы. Эти элементы не требовали присутствияжидкости и были названы Яблочковым «сухими элементами» в более точномзначении этого слова, чем современные нам «сухие батарейки», Знакомыекаждому радисту, так как в последних имеются опилки, пропитанные электролитическимраствором.
Действие сухих элементов Яблочкова основано на окислении натрияпри комнатной температуре. Натрий, служащий катодом, отделен от пористого угля илиот какого-либо другого пористого проводника пластинкой пористого изолятора. Воздух,окисляющий натрий, проникает к последнему через пористый анод и пористый изолятор.Задняя поверхность натриевой пластинки покрыта слоем лака, препятствующим непосредственномуокислению ее воздухом. В руках Яблочкова элемент с натрием прошел несколько различныхмодификаций.
Опыты с натриевыми элементами в Париже в 1884 году чуть ли нестояли Яблочкову жизни, так как во время этих опытов от воспламенения водорода произошелпожар. Яблочков стал задыхаться и уже лежал без чувств, когда к нему пришли на помощь.
Вредным процессом в гальванических элементах является так называемаяполяризация анода, представляющая собой накопление около анода водорода, мешающегопрохождению тока. Яблочков воспользовался поляризацией анода для создания особоготрехэлектродного элемента с электродами из натрия, цинка и угля. В центральной частиэтого цилиндрического элемента катодом служит сильно окисляющийся штабик из натрия,анодом — сравнительно слабо окисляющийся цинковый цилиндр. Во внешней части тогоже элемента служит анодом неокисляющийся уголь, катодом — цинк. Уголь постояннополяризуется, но вместе с тем поглощает кислород из воздуха, что приводит к непрерывномууничтожению поляризации путем соединения кислорода с поляризующим уголь водородом.Этот тип гальванического элемента был назван Яблочковым «автоаккумулятором»и является прототипом предложенных намного позднее элементов с «воздушной деполяризацией».
Одним из наиболее удачных типов автоаккумулятора Яблочков запатентовалв 1885 году и тогда же представил доклад о принципах действия автоаккумулятора вПарижскую Академию наук.
В 1887 году Яблочков получил патент на гальванический элементс механической подачей в него под давлением газов, служащих для деполяризации. Впоследних типах разработанных им гальванических элементов Яблочков борется с засорениемпор угля путем устройства последним тонкой деревянной перегородки с очень малымипористыми отверстиями, не пропускающими засоряющих частиц солей к углю. Загрязнениецинкового катода окисью цинка Яблочков устранил в этом типе гальванических элементовпутем лужения поверхности цинка оловом.
Работы П.Н. Яблочкова над гальваническими элементами явилисьпростыми попытками подобрать наиболее удачную комбинацию путем очень большого числапробных опытов. Как и во всех других изобретениях. Яблочков шел и здесь по строгонамеченному пути, обусловленному имевшимися в его руках научными данными и его собственнымиисследованиями.
Существенной задачей современной электротехники является передачаэнергии по проводам — та канализация электричества, которую предсказывал Чиколев.П.Н.Яблочков не мог оставить эту задачу без внимания.
В 1885 году он поделился в кругу близких ему специалистов-электротехниковсвоими мыслями по вопросу о наилучших методах передачи электрической энергии нарасстояние при помощи высоковольтного переменного тока. Слушатели записали предложениеЯблочкова. Он указал на выгодность и необходимость пользоваться для передачи энергиитоком высокого напряжения. Он предлагал пользоваться для передачи переменным током,повышая напряжение последнего при помощи трансформаторов («индукционных катушек»по его терминологии).
Эти мысли вскоре нашли блестящее подтверждение в работах другогорусского ученого-новатора — Михаила Осиповича Доливо-Добровольского.
Яблочков посвятил переменному току большое внимание. Он дал толчокк применению переменного тока и разработке машин переменного тока. Его идея применениятрансформаторов представляют собой одну из основных заслуг Яблочкова в области техническогопрогресса, наравне с достигнутым им впервые широким применением электрического освещения
Перечисленные изобретения Яблочкова далеко не исчерпывают всейсовокупности, но все разнообразие этих изобретений никак не может заслонить чрезвычайнуюцелеустремленность исследовательской и изобретательской деятельности Яблочкова.Несомненно, что динамо-машинами и экономичными гальваническими элементами он занималсяс целью найти наиболее подходящие и наиболее дешевые источники тока для электрическогоосвещения.
Для достижения своей цели и осуществления ее именно в РоссииПавел Николаевич Яблочков пожертвовал в жизни всем — и должностью военного инженера,и своим служебным положением начальника отдела крупной железной дороги, и своимиличными средствами.
Труд и жизнь Яблочкова, так же как и других славных его сподвижников- Лодыгина и Чиколева, отличаются от труда и жизни «знаменитых» иностранцевтой неимоверно тягостной обстановкой, в которой работали русские новаторы в царскойРоссии. В правящих кругах России и в дворянской верхушке русского общества преобладалоярко выраженное низкопоклонство перед иностранцами и раболепие перед культурнымии техническими достижениями Запада. Русских талантливых и умных людей правящие кругине ценили и не оказывали им поддержки. Их изобретениями и научными достижениямиинтересовались лишь тогда, когда эти изобретения и достижения получали лестную оценкуза границей.
Русским новаторам-изобретателям приходилось самим прокладыватьновые творческие пути и на весьма скудные средства осуществлять и проверять на делекрупные изобретения. Несмотря на все препятствия, русские люди со страстным увлечениемпосвящали науке и технике все свои мысли и силы, думая не о своих личных интересах,а лишь о прогрессе науки и техники на благо горячо любимой родины. Большинство изних овладело своей областью знаний самостоятельно. Самостоятельны и новы были ихидеи. Они умели и имели смелость дерзать. Таков был и Павел Николаевич Яблочков- краса и гордость русской электротехники.
Итак, в своей работе «Яблочков — слава и гордость русскойэлектротехники» с поставленными целями и задачами я справился. Я много интересногоузнал о русских ученых (физике В.В. Петрове, изобретателях А.Н. Лодыгине и В.Н.Чиколеве), познакомился с жизнью и деятельностью великого изобретателя-электротехникаП.Н. Яблочкова. Я низко преклоняю голову перед этим великим ученым-изобретателеми горжусь тем, что родился в России.
Используемая литература
1. Ю.А. Храмов «Физика», биологический справочник. «Наука»,1983г.
2. А.М. Прохоров «Большая советская энциклопедия». Т.14, М.«Советская энциклопедия», 1973г.
3. А.М. Прохоров «Большая советская энциклопедия». Т.29, М.«Советская энциклопедия», 1978г.
4. В.А. Чуянов «Энциклопедический словарь юного физика». М.«Педагогика»
5. Я. Голованов «Этюды об ученых». «Молодая гвардия»,1983г.
6. Н.А. Капцов «Яблочков — слава и гордость русской электротехники».
Приложение
/>
Рис.1. Регулятор электрической дуги.