Михаил Шателен - Русские электротехники

Первая половина XIX в. была особенно богата результатами изучения электрического тока: была открыта электрическая дуга (Петров), были открыты явления термоэлектрические, был найден закон тепловых действий тока (закон Ленца-Джоуля), были определены законы химического действия тока (законы Фарадея), были установлены законы Ома и Кирхгофа, внесшие большую ясность в понимание явлений тока, были обнаружены свойства тока намагничивать железо и действовать на магниты, были найдены законы взаимодействия токов между собой и тока с магнитами, были открыты законы электромагнитной индукции и т. д. В этот же период особенно развились работы по приложению математики к изучению физических явлений. Работы математиков рассматриваемого периода, если и не дали непосредственных результатов для раскрытия сущности физических явлений, оказались исключительно полезными для всех расчетов, связанных с действиями тех или иных физических агентов. Громадное значение для прогресса учения об электрических и магнитных явлениях имело, конечно, установление закона сохранения энергии, положившего начало учению об энергетике, объединившего в единый энергетический комплекс такие различные виды энергии, как механическая, тепловая, электрическая и др.

Параллельно с изучением законов электрического тока шли и попытки применить ток для различных практических целей, прежде всего, для освещения и затем для нагревания, для разложения сложных химических тел, для покрытия металлами и получения металлических оттисков (гальванопластика акад. Якоби {2} ), для целей связи (Шиллинг {2} , Якоби), для двигателей (Ленц {2} , Якоби) и т. п.

Одновременно с изучением законов электрического тока и его применений шло усовершенствование способов получения тока. Примитивный вольтов столб постепенно заменили более совершенные гальванические элементы и термоэлектрические батареи, а затем магнитоэлектрические и электромагнитные генераторы (динамомашины). Кроме постоянного тока, который давали гальванические элементы, появился другого вида ток — ток переменный, получавшийся от электромагнитных генераторов, а затем и ток трехфазный (Доливо-Добровольский), являющийся особой комбинацией трех переменных токов. Все эти достижения относятся ко второй половине XIX в.

Вместе с ростом знаний об электрическом токе, увеличением числа его применений и усовершенствованием машин для его получения совершенствовались способы канализации тока, методы распределения тока между разного рода приемниками и, наконец, способы передачи электрической энергии на большие расстояния. Эти научные и технические достижения обусловили то развитие электротехники, которое мы наблюдаем теперь и которое дало возможность перехода к «электрификации» целых стран.

Начало всем этим достижениям было положено физиками и электриками XIX в., главным образом, второй его половины. Среди них было много русских ученых и изобретателей, пионерская деятельность которых оставила глубокий след в истории развития электротехники и во многих случаях положила начало отдельным ее отраслям. Так было с вольтовой дугой, с тепловыми действиями тока, с его химическими действиями и т. п.

Электрическая дуга была открыта русским ученым В. В. Петровым. Первое, действительно практическое ее применение для целей освещения было сделано П. Н. Яблочковым при помощи изобретенной им «электрической свечи». Следующее практическое применение вольтовой дуги, которое вызвало целый переворот в технологических процессах машиностроения, судостроения и т. п., именно, применение дуги для сварки и резания металлов, сделано было также русскими изобретателями Н. Н. Бенардосом и Н. Г. Славяновым.

Глубокое теоретическое и экспериментальное изучение тепловых действий тока было выполнено русским академиком Ленцем, а первое практическое их применение для электрического освещения было сделано Александром Николаевичем Лодыгиным, изобретателем первой лампы накаливания, получившей фактическое применение.

Первое практическое применение химического действия тока — гальванопластика было изобретено русским академиком Якоби, сделавшим очень много в других областях электротехники.

Электрические трансформаторы, без которых невозможны были бы современные методы распределения и передачи электрической энергии на дальние расстояния, изобретены также П. Н. Яблочковым.

Трехфазные токи, получившие теперь столь широкое распространение, впервые применил Михаил Осипович Доливо-Добровольский. Электромагнитный телеграф изобретен русскими учеными Шиллингом и Якоби, радиотелеграф — Александром Степановичем Поповым. И много других примеров пионерской работы русских электротехников — изобретателей и ученых можно было бы привести здесь вплоть до изобретений самых последних лет — изобретений Гусева и Лазаренко, предложивших совершенно новые способы обработки металлов, изобретений наших радиотехников, открытий наших физиков, получающих с каждым днем все большие и большие применения.

Памяти русских пионеров электротехники второй половины XIX в. и посвящен настоящий труд. В нем я касаюсь лишь работ ученых и изобретателей второй половины XIX в. Исключение сделано только для одного исследователя конца XVIII и начала XIX в. — акад. Василия Владимировича Петрова. Это сделано потому, что своим открытием вольтовой дуги он положил начало ряду изобретений в области электрического освещения, в области обработки металлов и в других областях, принадлежащих русским ученым и изобретателям второй половины XIX в.

Мой труд не является собранием биографий наших ученых и изобретателей. Биографические сведения даются в нем в очень ограниченном объеме. Составление подробных биографий наших пионеров-электротехников есть задача специальных исследователей. Задача же настоящего труда — познакомить советских читателей с деятельностью наиболее выдающихся русских электриков той эпохи, выявить значение их работ для того прогресса электротехники, плоды которого пожинает теперь все человечество.

ГЛАВА ПЕРВАЯ

СОСТОЯНИЕ УЧЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ЯВЛЕНИЯХ К СЕРЕДИНЕ XIX в.

К началу XIX в. из области электричества физикам были известны только явления, связанные с электрическим разрядом, вызывающим световые, звуковые и физиологические эффекты, да еще ряд явлений, связанных с механическими взаимодействиями (притяжение и отталкивание) между наэлектризованными телами. Существовали уже теории электрических явлений — унитарная и дуалистическая, конкурировавшие между собой. Каждая из них имела своих сторонников и своих противников. Уже были известны некоторые законы взаимодействия наэлектризованных тел (законы Кулона), были известны некоторые приборы для количественной характеристики электрического состояния тел (электроскопы). Для получения электричества кроме примитивных способов (трение, удары) были изобретены уже электрические машины разного рода, со стеклянными кругами и т. п. Для накопления электричества были уже изобретены лейденские банки. Уже было предложено разделение тел на проводники и непроводники электричества (изоляторы); уже было установлено тождество между электрическими разрядами и явлением молнии и т. д., но все имевшиеся сведения не удовлетворяли пытливые умы современников. Человеческий ум стремился познать сущность электричества. Во всех странах велись многочисленные работы по изучению электрических явлений. Они велись и у нас в России, главным образом, в Петербургской академии наук.