Генератор электрических искр – генератор новых идей

Ученый предположил, что наведение электрического тока во второй катушке происходит только в момент изменения магнитного состояния железного стержня. Как это проверить?

На прямой железный стержень Фарадей наматывает только одну катушку, в цепь которой включает гальванометр, и быстро этим стержнем замыкает полюса подковообразного магнита. Происходит то же самое. При приближении стержня к магниту стрелка отклоняется, при удалении тоже, но опять в другую сторону. Предположение подтверждается. Кстати, эта установка является моделью первого электромагнитного генератора [7].

Тор Фарадея был первым устройством, позволяющим преобразовывать постоянный электрический ток химического источника в переменный ток другого напряжения, т. е. первым электромагнитным индуктором. Правда, прерывание электрического тока приходилось делать вручную, но все остальные части устройства были налицо – магнитопровод, первичная и вторичная обмотки.

Магнитопровод состоял из мягкого железа диаметром 22 мм; согнутый в кольцо, он имел наружный диаметр 150 мм. Обмотки выполнялись медным проводом сечением 1,25 м2. Число витков катушек никто тогда не думал считать, но длина проволоки первичной составляла 7 м, вторичной – 18 м.

Описываемые события происходили в 1831 г., но уже в следующем году оказалось, что можно построить индуктор с такими же свойствами на несколько иных принципах. Любопытна история ознакомления первооткрывателя электромагнитной индукции с этими принципами.

Изучая термоэлектрические явления Зеебека, Фарадей никак не мог получить от термопары обыкновенной электрической искры. На одном из таких опытов присутствовал прибывший в Европу американский ученый Дж. Генри.

Экспериментатору он объяснил, что может вызвать искру. Не откажем себе в удовольствии процитировать А.М. Уилсона, американского физика и писателя, бывшего ассистента Э. Ферми, – настолько красочен этот рассказ: «Американец стал наматывать на палец проволоку плотной спиралью. Затем он просто присоединил эту спираль, надетую на небольшой железный стержень, к одному из проводов термопары. На этот раз при разъединении концов проволоки можно было совершенно отчетливо видеть искру. Фарадей восхищенно зааплодировал и воскликнул:

– Ура эксперименту янки! Но что же вы такое сделали?

И Джозефу Генри пришлось объяснять самоиндукцию ученому, который был известен на весь мир как человек, открывший индукцию» [8].

Действительно, все оказалось не таким уж и сложным. Обмотка, навитая на железный сердечник, нржня резко падала, что и наводило в этой же катушке значительный электрический потенциал, в сотни раз превышавший напряжение питания. Этот электрический импульс и пробивал воздушный промежуток между выводами. Возникала искра.

Как ни странно, но именно открытие Генри сразу же нашло практическое применение. Еще в 1815 г. Г. Дэви изобрел безопасную рудничную осветительную лампу. Широко известно, что открытый огонь под землей часто вызывает взрывы присутствующего там метана. Чтобы этого не случалось, Дэви оградил огонь светильника металлической сеткой. Этого оказалось достаточно для решения вопроса. Но зажигать такой светильник все равно надо было на поверхности.

С изобретением индукционной катушки устройство для зажигания такой лампы можно было легко поместить также под защитной сеткой и в нужный момент зажечь (рис. 1). Кнопку для зажигания можно вывести из-под сетки. Интересно отметить, что в настоящее время, когда существуют взрывобезопасные шахтерские электрические светильники, лампа Дэви продолжает нести свою охранную службу. Правда, в несколько иной роли. Электрический фонарь в канализационном колодце будет гореть, даже если колодец напрочь наполнен углекислым газом, что тоже смертельно опасно. А вот керосиновая лампа Дэви потухнет и этим даст сигнал о прекращении работ.

Другое по технологическим наукам

Научные проблемы создания высокоточного оружия флота
Объективно обусловленный законами цивилизации прогресс научной мысли и производительных сил, в развитии которого проходили образование, становление и эволюция отечественного регулярного военного флота, определил не только предпосылки, но и научно-производственную базу создания в XVIIIв. одного из ...