Анатолий Томилин - Рассказы об электричестве

Изобретатели уже давно заметили, что для некоторых целей, главным образом для питания дуговых ламп, можно пользоваться невыпрямленным, первоначальным током переменного направления. При этом, поскольку коллектор становился ненужным, конструкция машины сильно упрощалась.

Сначала генераторы переменного тока находили себе применение только для нужд освещения, и динамо-машины, вырабатывавшие постоянный ток, держали первенство. Но скоро в действие вступили и другие факторы, стимулировавшие развитие машин, вырабатывающих переменный электрический ток.

Создание экономичного генератора электрического тока оживило усилия изобретателей, искавших области практического применения электрической силе помимо телеграфии. Уже первые исследователи гальванизма заметили, что проволока, по которой идет электрический ток, нагревается, накаливается и может даже раскалиться до яркого свечения и расплавиться. Кроме того, в 1802 году В. В. Петров указал на возможность освещения «темных покоев» с помощью электрической дуги. Он же исследовал электроразрядное свечение в разреженном пространстве под колпаком. Те же явления позже были изучены Дэви и Фарадеем…

Освещение!.. Сейчас даже трудно представить себе, что всего полтораста лет тому назад оно являлось проблемой общественной жизни. С начала XIX века в дома горожан проникает газовое освещение, пришедшее на смену свечам и лампам с жидким горючим. Сначала газовый свет казался великолепным. О лучшем нечего было и мечтать. Однако этот триумф газа был недолгим. Уже к середине века газовое освещение перестало удовлетворять людей из-за своих многочисленных недостатков. Оно было тусклым, небезопасным в пожарном отношении и вредным для здоровья.

На фабриках и на заводах, где трудовой день длился по четырнадцать часов в сутки, отсутствие яркого освещения тормозило рост производительности труда и замедляло технический прогресс. Все это способствовало усилению работы изобретателей над новыми видами электрического освещения: над дуговыми лампами, лампами накаливания и газоразрядными лампами.

Раньше других появились достижения в разработке дуговых ламп, хотя первое время их прогресс сдерживался отсутствием надежных источников тока, не было и хороших углей. Древесные угли, которыми пользовались Петров и Дэви, быстро сгорали и были непрочны. Выход нашел Роберт Бунзен — известный химик, изобретатель цинко-угольного элемента. Он предложил использовать твердый нагар, остающийся на раскаленных стенках газовых реторт. Из отбитых кусков этого нагара удавалось выпиливать короткие стержни, которые хорошо проводили ток и сгорали значительно медленнее. Позже этот нагар стали молоть и из порошка формовали стержни требуемого размера и необходимой однородности.

Вторая трудность, назовем ее «проблемой регулятора», заключалась в том, что угли сгорали — и расстояние между ними увеличивалось. Дуга становилась «неспокойной», свет из белого превращался в голубой, начинал мигать и гас. Нужно было придумать механизм, поддерживающий между концами углей одинаковое расстояние.

Изобретатели предложили много устройств. Большинство из них имело тот недостаток, что в одну цепь невозможно было включить несколько ламп. Поэтому каждый источник энергии первое время работал на один светильник.

Но вот в 1856 году в Москве изобретатель А. И. Шпаковский осуществил осветительную установку с одиннадцатью дуговыми лампами, снабженными оригинальными регуляторами. Правда, и они не решали проблему «дробления света».

Первым разрешил ее изобретатель В. Н. Чиколев, применивший в 1869 году в дуговой лампе дифференциальный регулятор. Этот принцип регулирования, развитый в дальнейшем многими инженерами и изобретателями, применяется и в настоящее время в прожекторных установках.

Примерно к тому же времени относятся и удачные опыты по применению ламп накаливания и даже первых газосветных трубок. Но самую важную и решающую роль в переходе от опытов по электрическому освещению к его широкому внедрению в практику сыграли работы русского электротехника П. Н. Яблочкова…

В 1875 году Яблочков вместе с другим изобретателем, Н. Г. Глуховым, организовал в Петербурге мастерскую физических приборов. Компаньоны с увлечением конструировали электротехнические новинки, ставили опыты, обсуждали грандиозные проекты… К сожалению, оба оказались плохими предпринимателями и финансовые дела их «предприятия» шли из рук вон плохо.

Однажды, получив заказ на изготовление установки для электролиза поваренной соли, Яблочков занялся поисками наивыгоднейшего расположения угольных электродов в растворе. Случилось так, что, укрепляя параллельно угли, он случайно коснулся концом одного конца другого. Вспыхнула дуга. Она не прерывалась до тех пор, пока угли не сгорели. Павел Николаевич, мысли которого были заняты обдумыванием устройства дуговой лампы, сразу же понял, что перед ним простое и безусловное решение проблемы…

Финансовый крах оторвал его от занятий. В октябре того же года Яблочков уезжает во Францию, где поступает в Париже в электротехнические мастерские, изготавливающие телеграфные аппараты и электрические машины. Здесь он доводит свое изобретение и получает на него патент. Два параллельно поставленных угольных стержня с прокладкой из каолина присоединялись к клеммам гальванической батареи или машины постоянного тока. Наверху стояла угольная перемычка — «запал», который быстро сгорал при включении. Немало пришлось поэкспериментировать Павлу Николаевичу. Угли сгорали неравномерно. Положительный электрод уменьшался быстрее, и пришлось его делать толще…

Простота конструкции и безотказность в работе «электрической свечи» Яблочкова привели к тому, что успех изобретения превзошел самые смелые ожидания. Технические журналы и мировая пресса пророчили наступление новой эпохи…

В 1876 году русский изобретатель представил свою удивительную «свечу» на Лондонской выставке. И там она стала гвоздем программы. А год спустя предприимчивый француз Денейруз добился учреждения акционерного «Общества изучения электрического освещения по методам Яблочкова», в котором предложил изобретателю солидный пакет акций. Благодаря изворотливости предпринимателя одна из самых посещаемых знатью парижских улиц — Авеню де ль’Опера и площадь Оперы, а также магазин «Лувр» сменили тусклое газовое освещение на яростный блеск электрической дуги, пылающей на концах параллельных углей. Чтобы смягчить нестерпимый блеск дуги, каждую свечу заключили в матовый колпак. И молочно-белые шары сияли на улицах Парижа, как спустившиеся с неба звезды.