Владимир Кучин - Популярная история — от электричества до телевидения

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.»

В 1866 году инженер из Манчестера Вильде представил электрическую машину постоянного тока, которая имела существенное отличие от всех прототипов — в ней в качестве устройства возбуждения применялся электромагнит , который в свою очередь возбуждался небольшим магнитом. Т. о. Вильде совместил две машины — малую и основную — большую. Замена магнита на электромагнит вошла во все конструкции последующих динамо-машин. Конструкция Вильде, возможно, натолкнула Сименса на полный отказ от магнитов — и это он изложил в своем сообщении на следующий год.

В 1867 году, 17 января, в Берлинской академии Эрнст Вернер фон Сименс впервые изложил теорию динамо-машины. Его идея состояла в использовании тока самоиндукции внутри машины для ее возбуждения и тем самым полном отказе от магнитов. Тонкости автор объяснять не будет, что бы не пугать читателя — но идея была великолепна. Сименс отрицал влияние на его гениальную догадку машины Вильде, и опирался на обратимость пары «генератор-двигатель», которая, якобы, уже была ему известна.

Всего 14 дней спустя 31 января 1867 года сходные идеи высказал англичанин Уитстон , но он опоздал, впрочем, вскоре опоздал и Сименс — первое настоящее «динамо» построил бельгиец Грамм (см. 1871 год).

В 1870 году британский физик Джон Тиндаль первым объяснил и продемонстрировал принцип направления света через прозрачный проводник — тем самым он выступил предтечей для волоконно-оптических линийсвязи , широко используемых в 21 веке.

Летом 1871 года в Нью-Йорке в Центральном парке ветерану Сэмюэлу Морзе при жизни был установлен памятник. Морзе чествовали в Музыкальной Академии — были представители всех штатов, делегаты из Англии и других стран Европы. Когда Морзе вышел на сцену — все встали и долго рукоплескали великому американцу. Умер Сэмюэл Морзе в возрасте 81 год 22 апреля 1872 года в Нью-Йорке. [45].

Рис. 26. Модернизированный пишущий телеграф Морзе, по [23]

Осенью 1871 года, 19 октября, в Лондоне умер Чарльз Бэббидж — английский математик, специалист по почтовой связи, изобретатель первого механического вычислителя . В 1812 году — Чарльзу был 21 год — он стал реализовывать идею строительства механического вычислителя для математических таблиц. В 30 лет он получил правительственные субсидии для строительства 20-разрядной машины. В середине 40-х годов Бэббидж стал развивать план строительства аналитической машины — предшественника современного компьютера. Его машина включала все необходимые элементы ЭВМ, которые появились в 50-х годах 20-го века — ввод данных с перфокарт и исполнение инструкций по перфокартам, ячейки памяти, последовательный контроль операций. Машина Бэббиджа не была построена — идея не была подтверждена технологией. Математик Чарльз Бэббидж опередил в своих поисках насущные потребности телефонной связи, радио и телевидения на 70–80 лет — все современные телекоммуникационные системы работают на основе вычислительной техники. Другие направления работы Бэббиджа оказались более продуктивны — он изобрел один из типов спидометра и принял деятельное участие в создании новой системы почтовой связи в Англии.

В 1871 году в Париже бельгиец Зеноб Грамм опередил немецкого предпринимателя Сименса и первым представил практический генератор постоянного тока, — « динамо ». Грамм работал в компании Альянс столяром, познакомился с производством «машин Альянс» и оказался очень талантливым изобретателем. Приоритет в реальном создании кольцевого якоря возможно имеет итальянец Пачинотти (см. 1860 год), но бельгиец запатентовал свою независимо созданную конструкцию и стал производить свои машины.

«ГРАММ (Gramme) Зеноб Теофиль (4.4. 1826, Жеэ-Боденье, Бельгия, — 20.1. 1901, Буа-Коломб, Франция), бельгийский электротехник. Работал во Франции. В 1869 запатентовал схему кольцевого якоря, обеспечивающего получение электродвижущей силы и тока постоянного направления. В 1870 организовал „Общество производства магнито-электрич. машин Грамма“, выпускавшее электрич. машины различных типов с кольцевым якорем. В 1871 представил Академии наук в Париже первую динамомашину.» [14].

Рис. 27. Модернизированная «динамо» конструкции Грамма, по [23] /

Открытию электрической обратимости «динамо» и первой передаче энергии, произведенной паровой машиной, на большое расстояние, которое выполнили Фонтен и Грамм, помог невероятный случай. Дело было на Венской выставке 1872 года. Из двух машин Грамма одна работала от паровой машины, а другая ждала своей очереди на включение. Рабочий хотел подать ток с работающей машины на гирлянду осветительных ламп, но перепутал провода, и подключил выход одного «динамо» к входу другого «динамо» — и второе динамо пришло в движение! Это увидел работавший у Грамма техник Фонтен, он немедленно повторил опыт — ситуация повторилась. Экспериментаторы увеличили длину проводов от одного «динамо» до другого до 1000 метров и подключили ко второму «динамо» центробежный насос. Паровая машина вращала первую машину, ток от нее шел по проводам длиной в 1000 метров и поступал на вторую машину — она работала как мотор (!!!) и вращала центробежный насос. Бельгийцы Фонтен и Грамм с помощью австрийского невнимательного электрика совершили промышленный переворот — установили обратимость «динамо» как генератора и мотора научились передавать энергию с паровой машины по проводам на большое расстояние. По [10].