П. Н. Яблочков - слава і гордість російської електротехніки

Для Яблочкова характерно те, що його винаходи завжди були наслідком численних фізичних досліджень і експериментів. Він не просто вигадував, він вивчав спостережувані ним явища і давав їм своє, іноді своєрідне тлумачення.

Свою думку про неможливість використання для електричного освітлення ламп розжарювання Яблочков обгрунтовував оригінальним міркуванням, що витікали з його уявлення про процеси електричної дуги. У зв'язку з тодішнім рівнем розвитку фізики Яблочков представляв явища, які відбуваються в електричній дузі і в лампі розжарювання, не як проходження електричного струму через гази - електричного розряду, в першому випадку, і проходження електричного струму через тверді тіла, у другому випадку, а відповідно : як розжарювання зі згорянням вугілля і розжарювання без згоряння. Кисню повітря і пов'язаним з останнім хімічним реакціям Яблочков приписував особливо значну роль в дузі. Енергію, що виділяється при цих реакціях, він вважав головним джерелом випромінюваної світлової енергії дуги.

Ніби на підтвердження або для ілюстрації цієї думки Яблочков декількома роками пізніше винаходу знаменитої «свічки» побудував «свічку» такого вигляду. Стрижень із залізного дроту був оточений хлорокисью магнію. Два таких стержня були розташовані один проти іншого. Між їх кінцями виникала електрична дуга. Залізо розжарюються до краю і відновлювало магній з окису. Металевий магній згорав в кисні повітря яскравим блискучим полум'ям. Електроди такої свічки коротшали дуже повільно - не більш 1 сантиметра на годину. Абсолютно ясно, що в цьому випадку джерелом випромінювання світла дійсно служила хімічна реакція.

Під час своїх дослідів з дробленням електричного світла за допомогою конденсаторів Яблочков задався питанням про проходження електричного струму через конденсатор. Йому вдалося експериментально показати, що на зарядку конденсатора потрібен певний час. Опис цих дослідів і виклад теоретичних міркувань можна знайти в публічному доповіді, прочитане Яблочкова в Петербурзі.

Всьому цьому питанню, сутність якого Яблочков визначав як перехід динамічного електрики, в статичну електрику і назад, він надавав великого проблемне значення.

Це цілком зрозуміло, якщо згадати, що в 70-х роках минулого століття ще не існувало сучасної теорії змінних струмів. Були відсутні уявлення про запізненні струму в порівнянні з напругою в ланцюзі змінного струму, про можливість проходження струму через ємність, про активної та реактивної складової потужності змінного струму і т. Д уявлення, що є тепер азбукою для кожного »електрика, починаючи з інженера і кінчаючи грамотним монтером.

У наш час питання про статичному і динамічному електриці не виникає, але за часів Яблочкова він ще хвилював уми вчених-новаторів, і відображення цього можна знайти в роботах навіть такого великого фізика, як А. Г. Столетов.

П. Н. Яблочков був не тільки великим освіченим винахідником, а й серйозним, вдумливим фізиком-дослідником, глибоко аналізували всі явища, з якими йому доводилося мати справу, і незмінно вдавалися до ретельного експерименту для вирішення у нього сумнівів.

Крім своїх основних робіт, які принесли йому світову популярність, Яблочков зробив чимало винаходів. Його лампи розжарювання з тілом напруження з каоліну, про які мова була вище, були практично здійснені винахідником і застосовані для освітлення кают в трьох судах російського військового флоту.

Електричними машинами Яблочков почав займатися ще в майстерні Бреге. У журналі «Електрика» за 1881 рік можна знайти опис вельми досконалих на той час динамо, побудованих Яблочкова. Переваги машин Яблочкова перед іншими, поширеними тоді динамо-машину Сіменса і Грамма були досить значними.

У машині Сіменса змінний електричний струм виходив в обертовому якорі, це призводило до зношування колекторних щіток і іскроутворення через порівняно високої напруги в ланцюзі. У машині Грамма обмотки, в яких індукувався ток, нерухомі, але вони мали складну кільцеподібну форму. Ця частина машини вносила значні незручності при виготовленні машини або виправленні будь-яких пошкоджень обмоток.

У динамомашини Яблочкова обмотка, в якій індуковані струми, також була нерухома, але вона була проста за своїм устроєм і складалася з окремих котушок. Поєднання цих котушок паралельно або послідовно можна було змінювати будь-яким чином і отримувати таким способом від однієї і тієї ж машини струми різної напруги. Можна було також, не зупиняючи машину, вимкнути пошкоджену котушку, вийняти її і замінити іншою. Система динамо Яблочкова не уявляла таких перешкод до збільшення розміру та потужності, як система Грамма.

У 1882 році Яблочков подав патентну заявку на динамо-машину, відрізнялася тим, що у неї вісь статора (нерухомої системи котушок) і вісь ротора (системи рухомого обмотки) були нахилені до осі обертання, що повинно було привести до збільшення електрорушійної сили машини при тій же швидкості обертання. Запатентований в тому ж році електродвигун Яблочкова був розрахований на дуже мале число обертів. Необхідність в такому двигуні викликалася тим, що вживалися в той час механізми були пристосовані до тихохідних парових машин.

Динамомашини Яблочкова не набули широкого поширення. Це пояснюється тим, що після створення досконалих конструкцій в руках Яблочкова вже не було достатніх матеріальних засобів для швидкого налагодження виробництва цих машин, а в той час дуже швидко розвивалися теорія і практика побудови електричних машин. В області електричних машин змінного струму Яблочков висунув ряд нових блискучих ідей.

У пошуках дешевого і надійного джерела електричного струму Яблочков не обмежувався вивченням і удосконаленням динамо. Його сильно цікавили також і гальванічні елементи, що були колись єдиним джерелом електричного струму.

У техніці сильних струмів гальванічні елементи за часів Яблочкова не могли конкурувати з електричними машинами. В даний час двадцятирічна робота П. Н. Яблочкова над електричними елементами (з 1870 по 1890 рік) стає особливо цікавою в світлі того значення, яке тепер гальванічні елементи придбали в радіотехніці і в інших областях техніки слабких струмів.

Розробку нових типів гальванічних елементів Яблочков вів дуже систематично, виходячи кожен раз з певної ідеї. У перших типах своїх елементів Яблочков прагнув отримати електричну енергію шляхом безпосереднього витрачання вугілля в гальванічному елементі, минаючи застосування парової машини. Це так звані «елементи горіння», засновані на спостереженнях одного вченого над виникненням електрорушійної сили при зіткненні палаючого вугілля з холодним металом.

Катодом в елементі Яблочкова слугувало вугілля, електролітом служила розплавлена ​​селітра, що була в той же час джерелом кисню для горіння вугілля і деполяризатором. Внесення в селітру солей деяких металів дозволяло регулювати інтенсивність всього процесу. В іншому елементі Яблочкова джерелом кисню служила вода.

Дещо пізніше Яблочков перейшов до елементів, в яких замість вугілля застосовувався натрій або інші лужні метали. Ці елементи не вимагали присутності рідини і були названі Яблочкова «сухими елементами» в більш точному значенні цього слова, ніж сучасні нам «сухі батарейки», так як в останніх є тирса, просочені електролітичним розчином.

Дія сухих елементів Яблочкова засноване на окисленні натрію при кімнатній температурі. Натрій, службовець катодом, відділений від пористого вугілля або від будь-якого іншого пористого провідника платівкою пористого ізолятора. Повітря, що окисляє натрій, проникає до останнього через пористий анод і пористий ізолятор. Задня поверхня натрієвої пластинки покрита шаром лаку, що перешкоджає Безпосередньо окислення її повітрям. В руках Яблочкова елемент з натрієм пройшов кілька різних модифікацій.

Досліди з натрієвими елементами в Парижі в 1884 році мало не коштували Яблочкова життя, так як під час цих дослідів від займання водню сталася пожежа. Яблочков став задихатися і вже лежав непритомний, коли до нього прийшли на допомогу.

Шкідливим процесом в гальванічних елементах є так звана поляризація анода, що представляє собою накопичення близько анода водню, що заважає проходженню струму. Яблочков скористався поляризацією анода для створення особливого трьохелектродної елемента з електродами з натрію, цинку і вугілля. У центральній частині цього циліндричного елемента катодом служить сильно окислюється штабик з натрію, анодом - порівняно слабо окислюється цинковий циліндр. У зовнішній частині того ж елемента анодом служить не окислюється вугілля, катодом - цинк. Вугілля постійно поляризується, але разом з тим поглинає кисень з повітря, що призводить до безперервного знищення поляризації шляхом з'єднання кисню з поляризующим вугілля воднем. Цей тип гальванічного елемента був названий Яблочкова «автоакумулятора» і є прототипом запропонованих набагато пізніше елементів з «повітряної деполяризацией».

Один з найбільш вдалих типів автоаккумулятора Яблочков запатентував в 1885 році і тоді ж представив доповідь про принципи дії автоаккумулятора в Паризьку Академію наук.

У 1887 році Яблочков отримав патент на гальванічний елемент з механічною подачею в нього під тиском газів, що служать для деполяризації. В останніх типах розроблених ним гальванічних елементів Яблочков бореться із засміченням пір вугілля шляхом влаштування перед останнім тонкої дерев'яної перегородки з дуже малими пористими отворами, які не пропускають засмічують частинок солей до вугілля. Забруднення цинкового катода окисом цинку Яблочков усунув в цьому типі гальванічних елементів шляхом лудіння поверхні цинку оловом.

Роботи П. Н. Яблочкова над електричними елементами не з'явилися простими спробами підібрати найбільш вдалу комбінацію шляхом дуже великого числа пробних дослідів. Як і у всіх інших винаходи, Яблочков йшов і тут по строго наміченим шляхом, зумовленого наявні в його руках науковими даними і його власними дослідженнями.

Суттєвою завданням сучасної електротехніки є передача енергії по проводах - та каналізація електрики, яку передбачав Чиколев. П. Н. Яблочков не міг залишити цю задачу без уваги.

У 1885 році він поділився в колі близьких йому фахівців-електротехніків своїми думками з питання про найкращі методи передачі електричної енергії на відстань за допомогою високовольтного змінного струму. Слухачі записали пропозицію Яблочкова. Він вказав на вигідність і необхідність користуватися для передачі енергії струмом високої напруги. Він пропонував користуватися для передачі змінним струмом, підвищуючи напругу останнього за допомогою трансформаторів ( «індукційних котушок» по його термінології).

Ці думки незабаром знайшли блискуче підтвердження в роботах іншого російського вченого-новатора - Михайла Йосиповича Доливо-Добровольського.

Те велику увагу, яку Яблочков присвятивши змінному струмі, а також той поштовх, який він дав застосування змінного струму і розробці машин змінного струму, а також ідея застосування трансформаторів являють собою одну з основних заслуг Яблочкова в області технічного прогресу, нарівні з досягнутим їм вперше широким застосуванням електричного освітлення.

Перераховані винаходи Яблочкова далеко не вичерпують всієї їх сукупності, але все розмаїття цих винаходів ніяк не може заступити надзвичайну цілеспрямованість дослідницької та винахідницької діяльності Яблочкова. Безсумнівно, що динамо-машину і економічними гальванічними елементами він займався з метою знайти найбільш підходящі і найбільш дешеві джерела струму для. електричного освітлення.

Для досягнення своєї основної мети і здійснення її саме в Росії Павло Миколайович Яблочков пожертвував в життя всім - і посадою військового інженера, і своїм службовим становищем начальника відділу великої залізниці, і своїми особистими коштами.

Праця і життя Яблочкова, так само як і інших славних його сподвижників - Лодигіна і Чиколева, відрізняються від праці і життя «знаменитих» іноземців тією неймовірно тяжкій обстановкою, в якій працювали російські новатори в царській Росії. У правлячих колах Росії і в дворянській верхівці російського суспільства переважало яскраво виражене підлабузництво перед іноземцями і раболіпство перед культурними і технічними досягненнями Заходу, панував так влучно зазначений А. С. Грибоєдовим в його безсмертної комедії «Горе від розуму» «дух сліпого, рабського, порожнього подражанья ». Російських талановитих і розумних людей правлячі кола і можновладці не цінували і не чинили їм підтримки. Їх винаходами і науковими досягненнями цікавилися лише тоді, коли ці винаходи і досягнення отримували втішну оцінку за кордоном.

Російським новаторам-винахідникам доводилося самим прокладати нові творчі шляхи і на досить мізерні кошти здійснювати і перевіряти на ділі свої великі винаходи. Незважаючи на всі перешкоди, російські люди з пристрасним захопленням присвячували науці і техніці всі свої думки і сили, думаючи не про свої особисті інтереси, а лише про прогрес науки і техніки на благо гаряче коханої ними батьківщини. Більшість з них опанувало своєї областю знань самостійно. Самостійні і нові були і їх ідеї. Вони вміли і мали сміливість дерзати. Такий був і Павло Миколайович Яблочков - краса і гордість російської електротехніки.

Капцов Н. А. "Яблочков - слава і гордість російської електротехніки"