Появление гальванопластики и динамомашины

 

По теме "электричество"

Cпециальные проекты

Реклама

Партнеры и спонсоры

Что еще?

Опыты Якоби с медью. Открытие гальванопластики. Провал идеи создания электрохода. Появление диномомашины.

В 1837 году в Петербурге была создана «Комиссия приложения электромагнетизма к движению машин по способу Б. С. Якоби» под председательством адмирала Крузенштерна, известного путешественника. Царь согласился и на отпуск средств изобретателю для постройки электромагнитного бота.

Б. С. Якоби
Одновременно Борис Семёнович в качестве адъюнкта Академии наук был переведён в Петербург, где с величайшим воодушевлением и принялся за осуществление своего электромагнитного бота.
Конечно, сам изобретатель отлично понимал, что электродвигатель останется бесполезной вертушкой, если для питания его не найдётся дешёвого и мощного источника электрической энергии. Так как известные к этому времени магнито-электрические машины не оправдали возлагавшихся на них надежд, то Якоби, естественно, обратился к старым гальваническим элементам, соединяемым в «батареи», где электрический ток возникает при происходящем здесь электрохимическом процессе. В то время уже существовало довольно много разных гальванических элементов, и Якоби стал искать среди них самый выгодный. Когда они были все перепробованы и оказались малоподходящими, учёный принялся сам испытывать различные вещества, чтобы найти наиболее дёшево обходящийся процесс.
Однажды он испробовал в батарее раствор медного купороса с медным же электродом и совершенно неожиданно сделал открытие, стяжавшее ему мировую известность: из раствора на электроде выделялась химически чистая металлическая медь, причём на этой полученной таким способом меди повторились с замечательной точностью всё очертания и углубления, бывшие на поверхности электрода, как будто бы это был его собственный отпечаток. Стоит подробнее рассказать о том, как это всё произошло. Зайдя утром в лабораторию, Борис Семёнович, переходя от одной испытуемой батареи к другой, с недоумением остановился перед батареей с раствором медного купороса. Осторожно, чтобы не запачкать своего форменного сюртука с золочёными пуговица ми, он наклонился над стеклянным ящиком и стал разглядывать медный электрод. Он казался двойным, точно склёпанным из двух листов меди. Не подозревая, что имеет дело с совершенно новым явлением, Якоби решил, что склёпанный из двух медных листов электрод просто раздвоился от действия раствора, и возмутился небрежностью рабочего, которому было поручено изготовление электрода.
Покачав головой и оставив разговор с рабочим до вечернего посещения лаборатории, Борис Семёнович, как всегда, провёл свой день в занятиях, и мысли его были очень далеки от странного явления, замеченного им в лаборатории. Ему просто не пришло в голову искать причину раздвоения медного электрода в чём-нибудь ином, кроме как в дурной работе мастера.
Вечером, вызвав рабочего, Якоби стал его бранить. «До сих пор, — признавался Якоби впоследствии, — я не могу понять, каким образом, глядя на этот слой меди, я мог сомневаться в его происхождении и допускать, что он образовался от дурного плющения меди, или что рабочий, не имея достаточно толстых листов, умышленно сдвоил их. Повинуясь первому влечению чувства, я призвал его и стал упрекать за дурное исполнение поручения, но энергичные возражения с его стороны навели меня на мысль, что спор можно разрешить, тщательно сравнив соприкасающиеся поверхности. Начав это исследование, я заметил почти микроскопические оттиски малейших шероховатостей и царапин, причём выпуклостям на одном диске соответствовали углубления на другом».
Якоби повторил опыт, заменив медный электрод гравированной медной пластинкой, и через несколько дней получил с неё медную копию — такой точности, которая не могла быть достигнута никаким иным способом.

Гальванопластическая установка
«В результате тщательных исследований и появилась гальванопластика», — заключает свой рассказ Якоби.
Гальванопластический снимок Якоби представил петербургской Академии наук в октябре 1838 года вместе со своим докладом о сделанном им открытии. Доклад назывался: «Гальванопластика, или способ по данным образцам производить изделия из медных растворов с помощью гальванического тока».
При опубликовании своей работы о гальванопластике Якоби подчеркнул, что «гальванопластика исключительно принадлежит России: здесь она получила своё начало и образование».
Открытие гальванопластики положило начало новой отрасли промышленности. При помощи гальванического элемента стали не только получать медные копии, но также золотить и серебрить разные металлические изделия.
Сам Якоби не принимал никакого участия в промышленном использовании своего изобретения. Он был добродушный, прямой человек и постеснялся даже взять патент на свою гальванопластику. Предоставив практическим людям извлекать доходы из своего открытия, Якоби всецело занялся изготовлением электродвигателя для электромагнитного бота. Этот знаменитый бот был спущен на Неву в 1839 году. На дне шлюпки помещалось 320 медно-цинковых элементов- Током их питался электродвигатель системы Якоби. Электродвигатель непосредственно соединялся с гребнем винтом. Мощность электродвигателя равнялась примерно одной лошадиной силе.
Первые опытные плавания сулили успех. И вот, посадив в этот первый в мире электроход двенадцать пассажиров, главным образом членов комиссии, изобретатель предпринял довольно большое путешествие по Неве, против течения. Сначала всё шло отлично, но огромного количества элементов, загружавших лодку, всё-таки не хватило на слишком долгий путь. Бот прошёл около 40 километров, когда элементы начали иссякать, и Якоби повернул обратно.
Члены комиссии в своём отзыве по поводу электромагнитного бота справедливо заключили, что опыты Якоби более содействуют познанию загадочных явлений электромагнетизма, нежели решают вопрос об извлечении из них практической пользы.
Действительно, при всех достоинствах электродвигателя, практическое применение его наталкивалось на непригодность для производственных целей существующих источников тока. Гальванические элементы действовали недолго. Впоследствии Якоби испробовал элементы, заменяя в них свинец цинком, но это не помогло делу, и в конце-концов электромагнитный бот пришлось бросить.
Мечта о покрытой электромагнитными ботами Неве оказалась неосуществимой. Но опыты с электродвигателем Якоби обогатили науку об электричестве целым рядом новых законов, установленных, совместно с Якоби, русским академиком Ленцем.
Надо заметить, что уже Якоби и занимавшийся вместе с ним исследованием электромагнитных явлений академик Ленц установили обратимость электромагнитного цикла, когда Якоби питал электрическим током свой электродвигатель, то получал вращательное движение дисков с катушками, а когда сам вращал эти диски, то в катушках появлялся электрический ток. Значит, электродвигатель можно превратить в генератор тока, и наоборот. Стало быть, и всякое усовершенствование, вносимое в магнито-электрическую машину, вырабатывающую ток, совершенствовало в то же время и питающийся им электродвигатель.
Первую магнито-электрическую машину выпустил из лаборатории на практическую работу инженер Нолле. Он установил её в 1849 году для освещения маяка. Приводил в действие машину паровой двигатель.
А вскоре после этого англичанин Уайльд сообразил, что стальные магниты, применявшиеся до сих пор в этих машинах, можно заменит электромагнитами. Предложение Уайльда само по себе не внесло существенных изменений в конструкцию машин, но навело учёных на новые мысли.
Электромагниты «возбуждались» обычно от электрохимического источника, но то же воздействие мог, конечно, оказывать на них и ток от маленькой магнито-электрической машины. А раз так, то почему бы не воспользоваться для возбуждения электромагнитов не отдельной, а той же самой машиной?
Додуматься до этого легко, но ведь сначала надо возбудить электромагниты, чтобы машина давала ток. Откуда же взять, не прибегая к отдельной машине или гальваническому элементу, ток для электромагнитов, хотя бы и самый, слабый?
Но тут-то изобретатели и вспомнили, что железо, если оно раньше было намагничено, очень долго, хотя и в слабой мере, сохраняет свойства магнита. Значит, если вращать кольцо из мягкого железа, обмотанное проволокой, между полюсами подковообразного электромагнита, сохраняющего в железном стержне своём «остаточный магнетизм», то в обмотке кольца должен появиться ток, хотя бы и самый слабый. Вернер Сименс решил этот слабый ток пустить в обмотку электромагнита, правильно предполагая, что это усилит его, а значит, и индукционный ток на кольце, благодаря чему можно получать ток любой величины простым повышением скорости вращающегося железного кольца с обмоткой между полюсами электромагнита.

Первая динамомашина
Эта «динамомашина» положила начало электротехнической промышленности. Настоящий переворот во всей индустрии динамо-машина произвела после того, как обратимость электромагнитного цикла превратила динамомашину в электромотор.
Простейшая динамомашина состоит из якоря, вращающегося между двумя электромагнитами; возникающий при этом сначала очень слабый ток, проходя по изолированной проволоке в электромагниты, усиливает их магнитные свойства, вследствие чего в обмотке якоря усиливается индукционный ток. Якорь вращается приводом от паровой машины.
Если в обмотку пустить ток, то якорь сам будет вращаться, и приводом от него можно пользоваться, как движущей силой всякого другого мотора.
Однако этим свойством «обратимости» динамомашины, способностью её превращаться в электромотор из электрогенератора, техника воспользовалась позднее.

Рекомендовать эту статью

Термины, пояснения и исторические справки

Новости из интернета

  

Места на карте, упоминающиеся на сайте 1520mm.ru

Будьте в курсе наших новостей


© 2002—2017 Nicos
Страница сгенерирована за 0,004 сек.
Rambler's Top100 Яндекс.Метрика