Владимир Кучин - Популярная история — от электричества до телевидения
5-й комментарий — уравнения Максвелла — что это?
Труд изданный профессором Джеймсом Максвеллом в 1873 году не содержал в цельном и привычном виде «уравнений Максвелла», которыми так любят преподаватели мучить студентов радиотехнических специальностей. Экзаменационный вопрос «Напишите уравнения Максвелла!» не имеет точного ответа. Студент должен смело ответить «А что это?» и будет удален из аудитории. Скажем же спасибо за дешифровку и редактуру гениального трактата Максвелла его гениальным ученикам, в первую очередь английскому гению Хевисайду и немецкому гению Герцу и еще многим-многим физикам, которые привели все в порядок, убрали лишнее, удалили из труда Максвелла «эфир» (не придется ли его возвращать?), удалили механические представления о вихрях поля (в труде Максвелла вихри нарисованы как шестеренки) и в таком виде эти уравнения студенты должны выучить, чтобы удовлетворить желание строгого преподавателя поставить вам на экзамене оценку выше «троечки».
1873 г. лампы Лодыгина
В 1873 году русский изобретатель Александр Лодыгин в Петербурге первым в мире применил лампы накаливания для уличного освещения. Но опыт оказался неудачным — лампы не имели надежной нити накаливания, были сложны в откачке, массивны и ненадежны — быстро перегорали. Первый блин ламп накаливания «вышел комом».
«Одними лабораторными демонстрациями А. Н. Лодыгин не ограничивался. Он применял свои лампы и для уличного и для внутреннего освещения. Так, в том же 1873 г., по свидетельству Н. В. Попона, на Одесской улице на Песках (ныне Советские улицы), в двух фонарях керосиновые лампы были заменены лампами Лодыгина. Лампы имели калильные тела, состоящие из стерженьков ретортного угля 2 мм в диаметре, помещенных в стеклянных баллонах, из которых был выкачан воздух. Лампы питались от магнитоэлектрической машины Альянс системы Ван Мельдерна. „Освещение своей яркостью привлекало внимание многочисленной публики, сравнивавшей электрическое освещение с керосиновым“. Это был первый в мире опыт уличного электрического освещения несколькими электрическими лампами.» [25].
1874 г. выпрямители Брауна, телеграфный код Бодо
В 1874 году немецкий ученый Карл Фердинанд Браун — профессор физики в университете Страсбурга, обнаружил, что контактная пара между металлом и различными колчеданами и сульфидами (например, пара металл-галенит) производит выпрямляющее действие при пропускании через нее переменного тока — тем самым Браун стал первооткрывателем технологии для изготовления диодов.
В 1874 году офицер французской телеграфной службы Жан-Морис Эмиль Бодо изобрел систему, основанную на использовании 5-позиционного двоичного кода, когда каждая буква алфавита была представлена уникальным сочетанием из пяти элементов. «Система Бодо» или «код Бодо» были впоследствии официально приняты телеграфными ведомствами во многих странах мира. Имя Бодо, в сокращенном виде бод в настоящее время используется в качестве единицы скорости передачи данных. Например, скорость 1000 бод означает передачу по линии связи 1000 символов в секунду.
1876 г. телефон Белла, ультразвук Кёнига
В 1876 году, 10 марта, изобретатель уроженец Канады Александр Белл позвонил со своего телефонного аппарата своему помощнику Томасу Ватсону, который находился у своего аппарата в соседней комнате и попросил его зайти к себе. Белл сказал: «Mr. Watson. Come here. I want to see you» — это первое распоряжение, данное по телефону — началась эра телефонной связи. Патент на изобретение телефона Александр Белл получил накануне — 7 марта.
В 1876 году, 7 марта, одновременно с Александром Беллом, но на 2 часа (!) позже, патентное предостережение на передачу звука посредством стальной мембраны и электромагнита по проводам подал американский физик Элиша Грей. Патентное ведомство США закрепило приоритет на изобретение телефона в 1876 за Александром Беллом, но оказалось издалека виднее (см. 4-й комментарий автора).
Телефон быстро захватил просторы Америки — к концу 19-го века в стране было 1500000 аппаратов, количество патентов выданных по этой тематике превысило 2000.
В 1876 году немецкий физик Карл Рудольф Кениг первым открыл ультразвуковые колебания, когда сумел настроить звуковую аппаратуру на излучение 90000 колебаний в секунду (т. е. 90 кГц).
1877 г. угольный передатчик и фонограф Эдисона, первая запись
В 1877 году 30-летний американский гений Томас Эдисон (1847–1931) изобрел угольный передатчик для телефона (термин микрофон тогда не употреблялся), а летом 1877 года Эдисон изобрел «Talking Machine» — аппарат для записи звука — фонограф.
В декабре он сам сделал на нем первую запись, прочитав стишок «Mary had a little lamb» — «У Мэри был маленький барашек», которая сохраняется до сих пор. В 1878 году фонограф Эдисона был оснащен электродвигателем, 19 февраля Томас Эдисон получил на «фонограф» американский патент.
«Независимо от Шарля Кро знаменитый Томас Алва Эдисон летом 1877 г. провел первые опыты по записи звука и его воспроизведению. По эскизу Эдисона, датированному 29 ноября 1877 г., механик Джон Крузи изготовил аппарат, названный Эдисоном (так же, как и аббатом Ленуаром) — „фонограф“. В декабре Эдисон продемонстрировал его действие. Заявка на патент была подана Эдисоном 24 декабря 1877 г. дата получения патента — 19 февраля 1878 г.,». [48].
1878 г. «динамо» де Меритена, альтернатор Фонтена-Грамма, «трансформатор Яблочкова»
В 1878 году барон Огюст де Меритен (1834–1898) получил два патента на улучшенный по сравнению с «машиной общества Альянс» (см. 1849 г.) и машиной Грамма (см. 1871 г.) магнито-электрический генератор — «магнето»:
10 апреля — французский патент №. 123766;
17 сентября — британский патент №. 3658.
Генераторы Огюста де Меритена по сравнению с генераторами Грамма давали более равномерный ток в нагрузку, т. к. обмотки у Меритена были намотаны на единый сегментированный сердечник из железа. Качество постоянного тока, генерируемого «динамо» Меритена, позволяло эффективно использовать эту машину с капризными дуговыми лампами, которые применялись на морских маяках.
В 1878 году французский инженер и изобретатель Ипполит Фонтен и бельгийский электрик и изобретатель Зеноб Теофиль Грамм изобрели альтернатор, — генерирующее устройство, которое превращало постоянный ток в переменный ток (преобразование DC/AC). Альтернаторы на повышенные частоты широко применялись на заре радиосвязи как источники высокой частоты для передатчиков.
В течение почти 30 лет высоковольтная катушка Румкорфа (см. 1851 год) не находила применения. В 1878 году русский изобретатель Яблочков применил эту катушку для зажигания своей дуговой лампы, сделанной на основе каолина. На каждую свечу Яблочкова требовалась одна катушка Румкорфа, которую хитрый самородок Яблочков замаскировал под «трансформатор Яблочкова». Цена оригинальной катушки Румкорфа была очень велика — на вторичную обмотку шло несколько десятков километров (!) тончайшего провода оплетенного натуральным шелком, намотка должна была вестись очень тщательно, чтобы избежать дальнейшего пробоя. Обмотка заливалась специальным компаундом и ремонту не подлежала. Трансформатор Яблочкова был дешевле, но лампы Эдисона вообще не требовали трансформаторов. Применение трансформаторов Яблочкова для зажигания дуговых ламп Яблочкова это пальба из пушки по воробьям (извини читатель, но такое мнение автора!). Конкурировать с лампами Эдисона и Свана (см. 1879 год) такие конструкции не могли.
1879 г. эффект Холла, лампа Эдисона, лампа Свана
В 1879 году 22-летний выпускник Бодойнского колледжа американец Эдвин Герберт Холл (1855–1938) открыл явление, заключающееся в том, что в проводнике с током, помещённом в магнитное поле, вектор напряжённости которого перпендикулярен направлению тока, возникает электрическое поле в направлении, перпендикулярном направлениям тока и магнитного поля. Этот неочевидный эффект был назван впоследствии «эффект Холла». В 20-м веке разнообразные датчики на основе эффекта Холла нашли широкое применение в науке, технике и приборостроении — начиная от создания амперметров на сотни тысяч ампер до головок воспроизведения в бытовой звуковой аппаратуре.
