Владимир Кучин - Популярная история — от электричества до телевидения
В 1853 году французский физик сотрудник Политехнической школы в Париже Арманд-Ипполит Луи Физо (1819–1896), который получил известность в 1849 году, когда измерил скорость света по своему методу Физо, разработал электролитический конденсатор, с помощью которого существенно повысил добротность работы индукционной катушки в колебательном контуре.
В 1853 году профессор университета в Глазго Уильям Томсон (1824–1907) (в 1892 году получил титул лорд Кельвин) существенно развил теорию электрических колебаний и вывел свою знаменитую формулу Томсона для периода Т электрических колебаний в контуре — основополагающую формулу для всех разделов радиотехники и теории связи.
Рис. 21. Формула Томсона.
1855 г. фигуры Лиссажу, телеграф Юза
В 1855 году профессор Коллеж Сан-Луи в Париже Жан Луи Лиссажу (1822–1880) разработал метод оптического исследования сложения колебаний при помощи т. н. «фигур Лиссажу». В 20-м веке «фигуры Лиссажу» стали непременным элементом лабораторных работ в институтах.
Рис. 22. «Фигуры Лиссажу» на экране осциллографа.
В 1855 году патент на свой синхронный телеграфный аппарат получил американский инженер Давид Юз (1831–1900). Его аппарат печатал буквы на ленту, при этом колеса приемного и передающего аппаратов синхронно вращались, а печать нужной буквы требовала всего одного электрического импульса. Передача сообщений велась с помощью удобного клавишного механизма фортепианного типа, вскоре печатающие аппараты Юза стали применяться в США, в 1862 году во Франции, в 1865 году на телеграфной линии Москва — Петербург. Бедой замечательного скоростного (200 знаков в минуту) буквопечатающего аппарата Юза, которую изобретатель до конца так и не устранил, была возможная не синхронность передающего и приемного аппаратов — в этом случае приемник выдавал телеграфную ленту с абсолютной билебердой. В Москве с 1865 года боролись с эти явлением, и лучшей была система синхронизации главного механика Московского телеграфа Краевского, которую он внедрил в 1872 году, но иногда «билеберда» вновь появлялась на ленте приемного телеграфного аппарата Юза.
1857 г. Кирхгоф
В 1857 году ГуставКирхгоф построил полную теорию движения тока в проводниках, он получил общее уравнение для воздушного коаксиального кабеля, которое впоследствии было использовано для построения телеграфных уравнений Оливером Хевисайдом. Кирхгоф первым обратил внимание, что волна распространяется по проводнику со скоростью близкой со скоростью света.
1859 г. свинцовый аккумулятор Планте
В 1859 году французский физик Раймонд Гастон Планте (1834–1889) решил проблему дешевого вторичного гальванического элемента для науки и практики — он изготовил первый свинцовый аккумулятор. Аккумулятор Планте представлял собой свернутые в трубочку две свинцовые пластины с припаянными выводами, которые были переложены сукном. Трубочка опускалась в стеклянный стакан с подкисленной водой, и через некоторое время аккумулятор был готов к заряду. Аккумулятор Планте был настолько же дешев и прост в эксплуатации насколько дорог и сложен был платиновый элемент Грове — это был настоящий технический прорыв. Многие инженеры пошли по пути французского изобретателя Планте, менялись формы, менялись размеры, менялась кислота, применялись пористые пластины, оксидирование и т. п., одно оставалось неизменным — аккумуляторы делались на основе свинцовых элементов. Появились целые производства, компании, развивались техпроцессы, например дуговая сварка угольным электродом создавалась при изготовлении и ремонте свинцовых пластин аккумуляторов (см. 1881 год). Имя Планте постепенно забылось, и мы говорим просто «аккумулятор», появились новые технологии, появились литиевые и иные аккумуляторы, но дешевле и проще свинцового аккумулятора Планте вряд ли что-то можно и придумать.
Рис 23. Конструкция аккумулятора Планте, по [46].
Глава 10. 1860 г. — 1880 г.
Поле Максвелла, элемент Лекланше, «динамо» Грамма, телефон Белла, фонограф Эдисона, лампы Свана и Эдисона
1860 г. «якорь Пачинотти», частотный телеграф Лабарда
В 1860 году 19-летний студент Пизанского университета Антонио Пачинотти (1841–1912) построил электрическую машину, у которой конструкция якоря была такой, что при вращении электрические полюса машины были в пространстве неподвижны. Такое интересное решение юного итальянского таланта позволяло изготовить машину постоянного тока — «динамо» — которую на основании своего патента 1869 года и представил бельгиец Грамм. Идея итальянца осталась в истории техники как «якорь Пачинотти» или «якорь Пачинотти-Грамма». [27, 46].
Рис. 24. Машина Пачинотти (якорь сверху), по [22].
В 1860 году французский учитель Лабард доложил в Парижской Академии наук о своем изобретении, состоявшем в передаче по телеграфному проводу нескольких сигналов одновременно. Лабард пытался использовать явление механического резонанса, создавая пары передающий электромагнит — приемный электромагнит. Сигналы формировались металлическими резонансными пластинками с контактами, замыкавшими ртуть в чашках. Идея Лабарда по созданию частотного телеграфа осуществлена не была.
1862 г. Юный Эдисон, опыты феддерсена по разряду лейденской банки
В 1862 году 16-летний Томас Альва Эдисон (1847–1931) начинает обучаться телеграфии на станции Маунт-Клеменс. Вскоре он досконально изучил эту профессию и 6 лет работал телеграфистом в самых разных местах. [49]. В Америке с 1861 года идет Гражданская война и стране не до новации, в 1865 году война закончится, а через 18 лет имя Томаса Альвы Эдисона будет знать вся Америка, и вскоре и весь мир (см. 1880 год.).
В 1862 году немецкий физик доктор философии Беренд Феддерсен (1832–1918) завершил свои исследования по изучению разряда лейденской банки. Феддерсен доказал колебательный характер разряда и пропорциональность периода колебаний корню квадратному из емкости лейденской банки — т. е. экспериментально подтвердил формулу Томсона (см 1853 год). Феддерсен применял разряд банки через проводник, имевший малый искровой промежуток, при этом вел фотографирование искры с помощью вращающего зеркала. Этот замечательный метод дал Беренду Феддерсену возможность первому документировано изучить явление колебательного разряда, которое до него наблюдали Генри в 1842 году и Савари в 1827 году. По [27, 50].
Рис. 25. Фотография разряда, сделанная Феддерсеном, по [50].
1864 г. электромагнитное поле «по Максвеллу»
В 1864 году профессор Лондонского Королевского колледжа Джеймс Максвелл (1831–1879) в статье «Динамическая теория электромагнитного поля» дал общее определение электромагнитного поля. В 1865 году он постулировал существование электромагнитных волн. До главного труда Джеймса Максвелла оставалось 9 лет (см. 1873 год.).
1865 г. Телеграфный союз, «элемент Лекланше» — батарейка
В 1865 году, 17 мая, в Париже, после двух с половиной месяцев переговоров, было подписано 1-е международное Телеграфное Соглашение и создан Международный телеграфный союз. В память об этом в 2006 году ООН провозгласила 17 мая Всемирным днем электросвязи и информационного общества.
В 1865 году французский химик Лекланше предложил, а в 1868 году изготовил удачную конструкцию гальванического элемента, который получил наименование «элемент Лекланше». В 1877 году стали появляться первые «сухие элементы Лекланше», старая форма в виде параллелепипеда была вытеснена цилиндрической формой, менялся наполнитель элемента, но в главном применении двуокиси марганца и цинка идея Лекланше сохранялась. «Сухой элемент Лекланше» с годами утратил фамилию изобретателя и называется просто — «батарейка» — эта та самая батарейка цилиндрической формы на 1.5 вольта, которую мы применяем везде — в это году ей исполняется 150 лет!
«ЛЕКЛАНШЕ ЭЛЕМЕНТ, гальванич. элемент, в к-ром положительный электрод изготавливается из двуокиси марганца с добавкой графита и сажи, отрицательный — из цинка. Л. э. был предложен в 1865 франц. химиком Ж. Лекланше (G. Leclanche) и первоначально состоял из цинкового стаканчика, заполненного водным раствором хлористого аммония или др. хлористых солей (электролит), с помещённым в него конструкциях „сухих“ Л. э. электролит стали загущать крахмалистыми веществами. Начальное напряжение такого Л. э. — 1,4–1,6 в, конечное — 0,7–0,9 в, удельная энергия (w) 30–50 вт-ч/кг. В 30–40-х гг. 20 в. были разработаны Л. э. галетной конструкции с w 40–60 вт-ч/кг. В 60-х гг. появились Л. э. со щелочным электролитом — раствором едкого кали (1,4–1,6 в; 0,9–1,0 в; w 60–90 вт-ч/кг), которые стали постепенно вытеснять Л. э. с солевым электролитом. Л. э. — наиболее дешёвые и удобные химические источники тока: они хорошо сохраняются, транспортабельны, не требуют специального ухода, всегда готовы к действию. Широко применяются для питания переносной радиоаппаратуры, карманных фонарей, электрочасов, электроигрушек и т. п.»
