Михаил Шателен - Русские электротехники
Наконец, Курский областной исполнительный комитет постановил: 1) соорудить на родине В. В. Петрова в гор. Обояни памятник акад. В. В. Петрову; 2) присвоить его имя б. базарной площади в Обояни и Тракторно-механической школе там же и 3) выделить из средств Горсовета 2 стипендии имени В. В. Петрова для лучших студентов-ударников Обоянского политехникума.
Замечательным памятником Петрову служит также труд «Академик В. В. Петров», изданный Академией наук СССР под редакцией акад. С. И. Вавилова, в котором с исключительной всесторонностью выявлена личность этого замечательного деятеля русской науки, девизом всей научной деятельности которого был «священный закон: быть всегда правдивым повествователем физических явлений, которые будут представляться его чувствам».
Таким образом, хотя и через 100 лет после его смерти сбылись надежды Петрова, писавшего: «Я надеюсь, что просвещенные и беспристрастные физики, по крайней мере некогда, согласятся отдать трудам моим ту справедливость, которую важность сих последних заслуживает».
Яблочков Павел Николаевич
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ПАВЕЛ НИКОЛАЕВИЧ ЯБЛОЧКОВ
(1847–1894)
Оба крупнейших физика своего времени — и проф. В. В. Петров, открывший вольтову дугу в Петербурге в 1802 г., и Гемфри Дэви, демонстрировавший ее десять лет спустя в 1813 г. в Лондоне, — были прежде всего поражены яркостью светового явления, сопровождающего дугу, и оба указали на возможность применения ее для освещения. Между угольными электродами дуги, писал Петров, появляется «свет или пламя, от которого темный покой освещен быть может». Дэви также указывает на возможность применения вольтовой дуги для получения мощных источников света, нужных, например, для маяков и т. п. Однако, потребовалось несколько десятков лет для того, чтобы вольтова дуга получила действительно практическое применение в качестве источника света. Причин к этому было, конечно, много, но главными были две: отсутствие достаточно простого, надежного и экономичного источника тока и отсутствие удобной и простой «дуговой электрической лампы».
Не только вольтов столб, которым пользовались и Петров и Дэви, но и непрерывно совершенствовавшиеся гальванические элементы не могли служить удобным, надежным и экономическим источником тока. Сложность ухода, малый коэффициент полезного действия, громоздкость сколько-нибудь мощных батарей, а главное, высокая стоимость расходовавшегося в батареях цинка, делали широкое применение этого рода источников тока неприемлемым.
Однако, потребность в ярких мощных источниках света была так велика, что в отдельных случаях мирились со всеми недостатками громоздких гальванических батарей и применяли их для питания тех дуговых ламп — «регуляторов», как их называли, которые специально для этих целей и изобретались. Уже в 1846 г. таким «солнцем», помещенным на башне Адмиралтейства в Петербурге, пытались осветили три уличные магистрали, идущие от Адмиралтейства. — Невский и Вознесенский проспекты и частью Гороховую улицу.
В 1856 г. в Москве, во время торжеств по случаю коронования императора Александра II, во время иллюминации горели «электрические солнца». Эти «солнца» были устроены русским изобретателем Шпаковским, придумавшим специальную конструкцию электрических дуговых ламп, которые питались от большой батареи в 600 элементов Бунзена.
Приблизительно в то же время Фуко и Физо применили регулятор Фуко, питаемый от батареи в 48 элементов Бунзена, для своих исследований над светом, определили, что дуга в 7 мм длины дает 572 свечи, и пришли к заключению, что яркость солнца относится к яркости дуги, как 3:1.
Значительно позже электрическое освещение дуговыми регуляторами, питаемыми тоже от батареи бунзеновских элементов, было устроено в Париже.
Были, конечно, и другие случаи освещения электрическими дуговыми лампами, питаемыми от гальванических батарей, но все это были единичные случаи. Для широкого практического применения электрического освещения нужны были другие, более совершенные источники тока, и они, конечно, явились.
Открытие в 1831 г. Фарадеем явления электромагнитной индукции, позволявшего простейшим путем, вращая систему проводников в магнитном поле, превращать любой вид механической энергии в электрическую, дало новый путь для изобретения источников тока, приведший постепенно к изобретению тех электрических генераторов (магнитоэлектрических машин, динамоэлектрических машин, альтернаторов), которыми электротехника пользуется и теперь.
История развития этих генераторов интересна и поучительна [12]. Изобретателям и конструкторам пришлось преодолеть множество всякого рода затруднений при разработке и конструировании машин Мешало разработке машин и то, что, особенно в период изобретения первых машин, учение об электрических и об электромагнитных явлениях было еще очень мало развито. Во многих случаях изобретателям приходилось решать вопросы чисто интуитивно, основываясь на каких-либо своих априорных соображениях. Это часто приводило к ошибочным решениям, к конструкциям столь нерациональным, что теперь нам трудно даже понять, в результате каких соображений могли являться эти конструкции.
Но плохие или хорошие, все же новые типы генераторов электрического тока появились. Одно из главных достоинств новых генераторов было то, что при их помощи можно было простейшим способом превращать механическую энергию, хотя бы обычной паровой машины, в энергию электрического тока. Естественно, что сейчас же после появления этих генераторов начались попытки применить их для питания известных уже дуговых электрических ламп. Первыми были применены магнитоэлектрические машины. В качестве ламп применялись существовавшие уже типы дуговых электрических «регуляторов», главным образом, Фуко и Серрена.
Одной из первых установок электрического освещения от магнитоэлектрической машины была установка в Париже на набережной р. Сены. Работала машина «Аллианс», вращаемая паровым двигателем. В качестве источника света служил регулятор Серрена, дававший свет в 2000 свечей. Стоимость расходуемого под котлом кокса была 18 сантимов в час. Для доказательства экономичности работы ламп на токе, получаемом от электрической машины, было произведено сравнение стоимости получения 350 свечей от разных источников тока и разных источников света. При сравнении были получены следующие результаты:
Электрический регулятор, питаемый от машины „Аллианс" …………………. 0,63 франка/час
Газовая лампа, при цене газа 15 сан тимов за куб. метр………………………… 0,8
То же при обычной продажной цене газа…………………………………………………………………… 1,6 „
Электрический регулятор от галь ванической батареи…………………….. 3,0
Карсельская лампа* на сурепном масле……………………………………………. 3,03
* Лампы с искусственным дутьем, в которых горело растительное масло, очень распространенные во Франции, давали силу света около 10 свечей.
Таким образом, даже при пользовании весьма несовершенными машинами и лампами электрический свет оказался дешевым. В дальнейшем электрические машины непрерывно совершенствовались. Тяжелые и громоздкие постоянные магниты были заменены электромагнитами, был открыт принцип самовозбуждения машин. Был изобретен коллектор, позволявший получать от машин не только переменный, как было раньше, но и постоянный ток. Было сделано в машинах еще много других усовершенствований, улучшавших работу машин и повышавших их коэффициент полезного действия. Несмотря на это, электрическое освещение все же не развивалось.
Причиной стало уже не плохое качество генераторов тока, а несовершенство имевшихся дуговых ламп, по своей сложности, дороговизне и ненадежности мало стимулировавших широкое применение электрического света. Ясно, что при таких лампах вопрос о применении дуговых ламп для потребностей обычного освещения не мог быть решен. Решил его впервые Павел Николаевич Яблочков изобретением своей «электрической свечи».
Изобретение этой свечи дало толчок не только к быстрому развитию электрического освещения, но и к появлению целого ряда других изобретений, сделанных или самим Яблочковым, или другими изобретателями, изобретений, получивших в дальнейшем громадное значение в деле развития электротехники вообще.
П. Н. Яблочков происходил из помещичьей среды средней руки. Повидимому, члены его семьи имели некоторое образование и даже проявляли некоторый интерес к литературе. Имеются сведения, что бабка Павла Николаевича устраивала у себя в деревне спектакли и даже писала для них пьесы, которые и разыгрывались крепостными актерами. Эта бабушка Павла Николаевича была рожденная Бегичева, сестра двух Бегичевых: С. Н. Бегичева, известного друга Грибоедова, и Д. Н. Бегичева, автора популярного в свое время романа «Семейство Холмских». Семья была близка с поэтом-партизаном Денисом Давыдовым и с некоторыми декабристами, которые бывали у Яблочковых в имении. Все Яблочковы были, повидимому, инициативными и настойчивыми людьми. Дед Павла Николаевича, получив от отца небольшое имение и 150 душ крепостных в Ефремовском уезде Тульской губернии, развил широкую деятельность сначала по покупке, улучшению и перепродаже земельных угодий. Приобретя довольно большое состояние, он занялся самым прибыльным в то время, но и рискованным делом — откупами, взяв на откуп целую губернию. Он сам проектировал и строил водяные мельницы, винокуренные заводы и даже паровые котлы собственной конструкции. Правда, первый построенный им котёл взорвался, но это не испугало смелого строителя и он добился постройки хороших котлов. На этом откупном деле дед П. Н. Яблочкова разорился и умер в бедности.