Валентин Азерников - Физика. Великие открытия

Рис. 46. Электромагниты часто используют для извлечения черных металлов на свалках металлического лома.

Рис. 47. В электроизмерительных приборах используется катушка (I), врашаюшаяся в магнитном поле (2), стрелка (3) показывает силу тока на шкапе (4), волосковая пружина (5) возвращает стрелку в исходное состояние.

Реле позволяет с помощью маломощного источника тока включить цепь высокого напряжения. Когда через катушку (1) проходит небольшой ток, магнитный поток, возникающий между полюсами сердечника (2) притягивает якорь (3). Затем подвижный контакт (4) соединяет фиксированные контакты (S), замыкая высоковольтную цепь. При отключении балансный противовес (6) преодолевает слабеющее магнитное поле и размыкает цепь.

Рис. 48. В электрическом звонке при нажатии выключателя (А) ток от батарейки протекает по магниту, сдвигая удерживаемый пружиной якорь, а вместе с ним и молоточек (Б); это приводит к размыканию цепи в точке контакта и отключению электромагнита. Пружина оттягивает якорь назад, восстанавливает цепь (В), и все повторяется.

Рис. 49. Громкоговоритель обычно имеет постоянный магнит (1), создающий пате, которое удерживает в равновесии катушку (2), присоединенную к бумажному конусу (3), но позволяет ей свободно двигаться взад-вперед. Переменный электрический ток подается в катушку с выхода усилителя, создавая в катушке изменяющийся магнитный поток. Взаимодействуя с полем постоянного магнита, он заставляет катушку, а следовательно, и конус колебаться, создавая звук.

Рис. 50. В бытовом электросчетчике потребляемый ток протекает по катушкам электромагнитов, заставляющих вращаться диск. Диск связан со счетчиком, проградуированным в киловатт-часах.

Рис. 51. Электрический ток возникает при движении магнита и электрического проводника относительно друг друга. При движении магнита (I) окружающие его силовые линии пересекаются с проводником катушки (2) и индуцируют в нем напряжение. Чем быстрее движение, тем выше индуцируемое напряжение. При вдвигании и выдвигании магнита ток между концами катушки течет сначала в одном, а потом в противоположном направлении — это переменный ток.

Рис. 52–53. Трансформатор — наиболее простое и эффективное устройство для повышения или понижения переменного напряжения — состоит из трех основных элементов: железного сердечника (I), который обеспечивает магнитное сцепление между первичной, или входной (2), и вторичной, или выходной (3), катушками. Отношение величин напряжений на входе и на выходе определяется соотношением числа витков в первичной и вторичной катушках. Уменьшение числа витков во вторичной катушке приводит к соответствующему уменьшению напряжения, и наоборот.

Рис. 54–55. Электродвигатели по своему устройству в принципе аналогичны генераторам. Ток, поданный в якорь или в катушку, создающий электромагнит нос поле, заставляет якорь вращаться. Параллельное соединение катушек и якоря (А) обеспечивает почти постоянную скорость при любом вращательном моменте (Б). Последовательное соединение (Г) приводит к большому вращательному моменту (В) при низких скоростях.

Иенс Якоб Берцелиус 1779–1848

И Дэви вновь взвинчивает темп работы, как тогда, в Пневматическом институте. И меньше чем через год, 20 ноября 1806 года, на традиционном заседании Королевского общества он выступил с докладом «О некоторых химических действиях электричества».

Это был отчет о том, что сделано другими и что сделал он сам, это был анализ достигнутого, анализ детальный, точный и, как всегда, вдохновенный. В докладе впервые фигурировало понятие «отрицательное и положительное электричество». В докладе впервые высказывалась идея о причинах электрического и химического сродства, о механизме притяжения между химическими вещами и заряженными телами. В докладе впервые очерчивались перспективы применения электролиза в промышленности и медицине.

Доклад произвел огромное впечатление. И не только на слушателей, и не только в Англии. В Швеции Берцелиус поначалу не поверил Дэви на слово; он повторил его опыты и проанализировал гипотезы и все же вынужден был признать: «Они являются ценнейшим вкладом в сокровищницу мировой науки».

Во Франции доклад Дэви изучает академия и принимает неожиданное решение: присудить английскому химику премию в три тысячи франков, учрежденную пять лет назад, как вы помните, по рекомендации Наполеона. Ситуация складывается весьма щекотливая. Между Францией и Англией идет война, в битве у Трафальгара гибнут тысячи моряков обеих стран, Англия теряет своего национального героя — адмирала Нельсона, но выигрывает сражение; взбешенный Наполеон блокирует европейские гавани и призывает к открытому грабежу всех английских судов; императора трясет от одного только упоминания об Англии, и в этот момент Французская академия выносит вроде бы совершенно непатриотическое решение. И, несмотря на шум, поднятый во французских газетах, Наполеон благословляет это награждение: он не забыл доклада Вольты и то впечатление, которое произвело на него новое открытие, и коль исследование Дэви — вклад не только в английскую, но и в мировую науку, значит, его следует наградить — слово надо держать.

Теперь английские газеты начинают кампанию против своего соотечественника: не смей принимать премии из рук французских бандитов. Дэви раздумывает некоторое время, а потом сообщает, что все же принимает награду, ибо ее присудила ему лучшая в мире академия и никакого отношения к политике эта акция не имеет. Газеты еще долго не могут успокоиться, но Дэви не обращает на них никакого внимания, ему не до того — у него появилась новая идея, и он снова стал рабом только ее одной. Он уже высказал эту мысль публично в лекции, не смог удержаться, теперь надо доказать ее экспериментально.