Все |0-9 |А |Б |В |Г |Д |Е |Ж |З |И |К |Л |М |Н |О |П |Р |С |Т |У |Ф |Х |Ц |Ч |Ш |Щ |Э |Ю |Я

Каталог статей Принципы действия устройств Другое

Первый электромагнитный генератор тока

Рейтинг 1.5/5 (20 голосов)

26 июля 1832 года Фарадей, вернувшись домой, нашел письмо. На конверте не было обратного адреса, подписи тоже не было: только две буквы «Р.М.» — то ли инициалы, то ли шифр.

«Сэр! — писал таинственный адресат. — Прочитав в отчетах института Ваш интересный доклад, я сделал попытку проделать эксперимент, который удался мне сверх моих ожиданий...



Я полагал, что можно было бы получить более значительный эффект, если вместо одного мощного магнита взять, как в батарее Вольта, несколько малых магнитов, соединенных проволокой или спиралью... Мне удалось сделать это весьма простым способом при помощи небольшой магнитной батареи. Я разложил воду. Надеюсь, что по этой причине Вы простите меня за то, что я обратился к Вам с моим сообщением...» Дальше шло описание прибора.

Фарадей не мог, узнать неизвестного автора. Единственное, что он мог сделать, — опубликовать письмо и описание прибора. Так он и поступил. Что же за машину соорудил неизвестный ученый?

За восемь месяцев до этого письма, 24 ноября 1831 года, Фарадей сделал доклад в Королевском обществе и рассказал об одном из самых удивительных открытий. Ему удалось решить задачу, намеченную девять лет назад: «Превратить магнетизм в электричество».

Фарадей стремился понять, почему, если ток порождает магнитную силу, магнитная сила не порождает тока. Девять лет напряженной работы, и в конце концов простой, очень простой и остроумный опыт решил задачу. Так всегда бывает: решение кажется удивительно простым, если не видеть долгого и трудного пути, который привел к нему.

Итак, Фарадей сделал последний опыт: изготовил электромагнит, представлявший собой катушку из проволоки, намотанную на сердечник в виде кольца. Катушек, собственно, было две, одна внутри другой, и они изолировались друг от друга шнуром, намотанным между двумя слоями проволоки. Одну обмотку подключили к батарее, а к другой подсоединили гальванометр. Что же оказалось? Стрелка гальванометра качнулась в первый раз, когда ток включили, а потом успокоилась. Второй раз она качнулась, когда ток выключили, но уже в другую сторону. И все. Надо было, однако, быть Фарадеем, чтобы понять, что изменение магнитного поля вызвало ток во второй обмотке. Изменения поля, а не само магнитное поле. Если в катушку вставлять или вынимать из нее магнит, то в ней будет возникать ток, а когда магнит лежит неподвижно, ток в катушке не возникает. Такой опыт тоже был сделан и увенчался успехом. Стало быть, если, скажем, крутить катушку в магнитном поле, то есть вблизи магнита, в ней будет все время протекать ток! А если эту катушку вращать с помощью паровой машины, то... Но не будем забегать вперед.

Посмотрим, что же сделал Фарадей. Он изготовил небольшой медный диск, укрепленный на латунной оси, за которую его можно было крутить; он вводился между полюсами подковообразного магнита. К краю диска между полюсами присоединялась щетка, провод от которой шел к гальванометру; второй провод от гальванометра присоединялся к щётке, прикасавшейся к оси диска. Если диск крутили, то стрелка гальванометра отклонялась, и тем сильнее, чем быстрее вращался диск.

«Если одиночный провод двигать наподобие спицы колеса около магнитного полюса, — объяснял это сам Фарадей, — то по нему от одного конца к другому пойдет электрический ток. Если же представить себе колесо, составленное из большого числа подобных радиусов, и вращать его около полюса, наподобие медного диска, то в каждом радиусе будет иметь место ток, возбуждаемый в нем во время его прохождения мимо полюса

Это был первый электромагнитный генератор тока. Правда, он был очень слабым: от него нельзя было получить искру, нагреть проволоку и даже заставить сокращаться лапку лягушки; только чувствительный гальванометр отмечал, что по проводам идет электрический ток. Но самое главное, что отличало этот генератор,— он вырабатывал электроэнергию непрерывно из механической энергии с помощью магнитного поля.

И вот по горячим следам Фарадея неизвестный ученый, замаскировавшийся инициалами «Р.М.», пробует усовершенствовать этот генератор.

Его прибор состоял из колеса, по краю которого были расположены магниты, один наружу северным полюсом, другойюжным.

На неподвижной доске, тоже по окружности, были закреплены стерженьки из мягкого железа, обмотанные проволокой, причем если на одном стержне проволока наматывалась справа налево, то на другом обмотка шла слева направо, и начало каждой спирали соединялось с концом следующей.

«Соединив оба конца проволоки с наконечниками и опустив последние в пробирку с водой, мы получим разложение воды, когда начнем вращать колесо», — писал «Р.М.».

Что же происходило в этом новом приборе? Когда колесо крутилось, магниты проходили мимо спиралей, намотанных на железные стерженьки, и в этих спиралях возникал ток. Так как все они были соединены последовательно, их напряжение складывалось и было куда больше, чем в первом генераторе Фарадея.

Когда мимо обмотки проходил северный полюс магнита, наведенный в ней ток был направлен в одну сторону; когда на его место приходил южный полюс, ток менял направление. В обмотке этого генератора, как говорят электрики, протекал переменный ток. Так происходит во всех без исключения электромагнитных генераторах. Невозможно сделать магнит таких размеров, чтобы все время тянуть мимо обмотки только северный или только южный полюс; нельзя сделать и магнит с одним полюсом. Поневоле приходится чередовать северные и южные полюсы магнита, и ток в обмотках электромагнитных машин меняет свое направление столько раз за один оборот, сколько полюсов установлено на индукторе (так называется часть машины, на которой расположены магниты или электромагниты).

Есть такие машины, которые вырабатывают постоянный ток; в этих машинах обмотка соединена с коллектором, а этот коллектор «выпрямляет» переменный ток, протекающий в обмотке.

Неизвестный ученый был человеком на редкость талантливым, он предугадал все основные части машины переменного тока: вращающийся индуктор и неподвижный якорь (та часть машины, где расположена ее обмотка), соединил отдельные катушки обмотки последовательно для повышения напряжения. К сожалению, его изобретение было вскоре забыто.



 
Что мы знаем о землетрясениях: мифы и реальность Принцип действия и назначение кондиционера