Анатолий Томилин - Мир электричества

После долгих рассуждений решили взять вторую аналогичную машину Грамма, поставить ее в режим двигателя, соединить с центробежным насосом и перекачивать воду в резервуар, установленный на высоте нескольких метров, откуда вода будет низвергаться эффектным водопадом.

Вы можете улыбнуться: странный, дескать, способ демонстрации. Но здесь, по-видимому, вступали в силу национальные привязанности – немцы обожают водопады. Я был свидетелем, как почтенные обыватели выезжают в субботу за город, чтобы выпить кружку пива под шум падающей воды. Время от времени ее спускает из накопителя бармен с помощью обычного поплавкового затвора от бачка, веревка к которому спрятана за пивной стойкой. Вы бы видели, как радуются эти люди, когда начинает работать искусственный водопад – «вассерфалль». Почтенные бюргеры кричат «ура» и высоко поднимают кружки с пивом, приветствуя чудо – падающую с высоты 2–3 м струю воды. Миллер собирался перекачивать воду на высоту даже четырех метров!..

К сожалению, машина Грамма на шахтах Мисбаха была старой, а шелковая изоляция ее проводов – сомнительной. Депре тянул и тянул с началом эксперимента, пока из Нью-Йорка не пришло известие о пуске Эдисоном первой в мире «фабрики электричества» – электростанции, обеспечивающей энергией несколько тысяч ламп, шестьсот семнадцать подъемных машин и пятьдесят пять лифтов. Правда, длина линии была небольшой… И Эдисон не боялся потерь в подземных кабелях. Но дольше оттягивать демонстрацию было нельзя.

15 сентября 1882 года, вечером, когда последние посетители покинули выставку, у бетонного ложа искусственного водопада, декорированного зеленью и снабженного вывеской «Марсель Депре. Силовая электропередача Мисбах – Мюнхен. Расстояние – 57 километров», собрались приглашенные. Миллер послал по телеграфу сигнал, и. двигатель заработал. Прошло несколько минут, и по бетону вниз полились первые струи воды. Браво!.. 57 километров! Такого еще не бывало в мире. Что из того, что установка работала с перебоями, а передача энергии шла с КПД всего двадцать два процента. Все понимали, что стали свидетелями начала начал и что впереди еще будут многие дальнейшие работы в этой области…

В тот же день Миллер послал телеграмму:

«Париж, Академия наук. Мы счастливы сообщить вам, что опыт Марселя Депре, имевший целью передачу силы по обыкновенной телеграфной проволоке из Мисбаха в Мюнхен на расстояние 57 километров, полностью удался.

Комитет специальных электрических исследований.

Секретарь О. Миллер».

В общем-то он, конечно, слегка лукавил. Потому что, несмотря на ликование, результаты опыта были ничтожны. Изоляция машины Грамма оказалась настолько ненадежной, что Депре не решился поднять напряжение выше полутора тысяч вольт. Паровая машина сломалась на следующий же день. А большое сопротивление проводов телеграфной линии съело большую часть мощности, вырабатываемой генератором. Но эффект все равно превзошел ожидания.

Главное заключалось в том, что Депре на опыте смог убедиться, что чем выше напряжение и меньше передаваемый по линии ток, тем меньше в ней потери. Это был важнейший вывод, к которому он пришел почти одновременно с русским электриком Лачиновым.

Получив финансовую поддержку от банкира Ротшильда, Депре построил еще несколько линий передач во Франции.

Несколько лет спустя соотечественник Депре Ипполит Фонтен повторил его опыт, взяв те же условия: передать сто лошадиных сил на пятьдесят километров при коэффициенте полезного действия 50 %.

Он не стал строить специальную машину на задуманное напряжение в 6000 В, а соединил последовательно четыре машины, каждая из которых развивала до 1500 В, и получил требуемое напряжение. Также и на приемном конце он соединил последовательно три двигателя.

И все-таки именно Депре дал толчок практикам-электрикам к их работам по передаче электроэнергии на большие расстояния. Однако низкий коэффициент полезного действия вызвал среди довольно значительной части электриков скептическое отношение вообще к возможностям передачи энергии на дальние расстояния. Появились даже теоретические попытки доказать, что 50 % – предел для электрических линий.

Но все трудности заключались, как мы сегодня понимаем, лишь в технических возможностях времени. Виновником больших потерь был прежде всего хорошо изученный и удовлетворяющий всем потребностям промышленности постоянный ток. Слишком трудно было поднять его напряжение до значительной величины. Оно было таким, какое снималось с клемм электрических машин. А повышать его более чем до 6000 В электрики боялись. Потребителям же работать с таким высоким напряжением было просто опасно. Последовательное соединение приемников оказывалось по большей части неудобным. Выход был один: требовалось перейти к переменному току. Его применение началось уже давно по инициативе П. Н. Яблочкова.

Я уже рассказывал, что для питания «свечей Яблочкова» переменный ток был удобнее, угли сгорали ровнее. Но самым замечательным свойством переменного тока являлась его способность к трансформации. И здесь, после работ Фарадея, после создания Якоби и Румкорфом первых индукционных катушек, Яблочков показал путь к практическому применению трансформаторов. У него они могли служить для разделения цепей генератора и потребителя и для так называемого «дробления света». Для линий передач переменного тока трансформаторы могли как угодно поднимать или опускать напряжение.

Правда, применялся переменный электрический ток пока только для освещения. Двигателей, работающих на нем, практически не существовало. Дело заключалось в трудностях принципиального характера. Однофазный двигатель не имел пускового вращательного момента, то есть не мог самостоятельно запускаться. Это обстоятельство затрудняло возможность его применения в технике электропривода. Решить проблему мог только переход к новой комплексной области электротехники – к технике трехфазного тока.

После введения в обиход электрического освещения, дающего яркий свет и избавляющего потребителей от массы хлопот, естественно, стали возникать многочисленные компании по эксплуатации новой техники. Они брали на себя постройку генераторных блок-станций, электропроводку в домах и обеспечение потребителей лампами накаливания или дуговыми светильниками. Причем с каждым годом – нет, не годом, потому что бурное развитие электротехники вело счет на месяцы и недели, – появлялись новые генераторы, двигатели, разрабатывалась технология изготовления и прокладки кабелей. Сегодня, пользуясь современной компьютерной терминологией, мы бы сказали: требовались «комплектующие и принадлежности», «периферийные устройства», «сетевое оборудование» и так далее и тому подобное. Новая техника потребовала огромного дополнительного оборудования. С этого начинается каждое новое дело, имеющее впоследствии широкое применение. Ведь даже простой выключатель и предохранитель надо было сначала изобрести.