ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2024
Просмотров: 25
Скачиваний: 0
торов П. Н. Яблочков включал последовательно в цепь, а ко вторичным обмоткам он присоединял светильники «различной силы света».
Индукционные катушки были известны до изобрете ния П. Н. Яблочкова. Например, железное кольцо Фара дея имело две обмотки. По первой обмотке проходил пре рывистый ток, при этом на концах второй обмотки возни кали электрические искры. Конечно, это кольцо нельзя назвать трансформатором, как нельзя назвать трансфор маторами и индукционные катушки, изобретенные позд нее: катушки давали индукционные токи мгновенного вы сокого напряжения и предназначались для медицинских опытов. Наиболее совершенная катушка — катушка Румкорфа, изобретенная в 1848 г., также питалась постоян ным током и предназначалась для получения при помощи прерывателя тока повышенного напряжения. Она исполь зовалась в военном деле для взрывания мин и в узконауч ных целях для постановки опытов. Индукционные катуш ки П. Н. Яблочкова впервые предназначались для транс формации переменного тока в промышленных целях.
Изобретение П. Н. Яблочкова открыло широкие воз можности практического применения электроэнергии. С помощью трансформаторов «электрические свечи» Яб лочкова осветили Париж, «из Парижа электрическое ос вещение распространилось по всему миру, дойдя до двор цов шаха Персидского и короля Камбоджи» [.
В 1876 г. П. Н. Яблочков получил патент на свое изо бретение во Франции, а в 1877—1879 гг. и в ряде других стран.
Трансформаторы П. Н. Яблочкова применялись толь ко для электрического освещения и не могли использо-
1 П. Н. Я б л о ч к о в, Труды. Документы. Материалы. Изд-во АН
СССР, М., 1954, стр. 75—77.
Аг В,
М д
щ
В. -Шгл
Е
Рис. Г. Схема цепи с катушкой Румкорфа.
Ключ Р замыкает цепь с источником тока Е . Ток идет по первичной обмотке А 1В 1 через прерыватель М й . Во вто ричной обмотке А гВ 2 , имеющей большее, чем в первич ной, число витков, индуктируется ток повышенного нап ряжения. Конденсатор С уменьшает искрение в прерыва*
теле. УУМ—сердечник.
ваться в других промышленных целях. Трансформатор, служащий для общего промышленного пользования, был изобретен И. Ф. Усагиным.
И. Ф. Усагин постоянно совершенствовал технику де монстрации физических опытов. Обладая пытливым умом, он стремился найти способы показать новое в каж дом физическом явлении при помощи создаваемых или реконструируемых им физических приборов. Демонстри-
3* |
15 |
|
руя опыты с катушкой Румкорфа и с осветительной си стемой П. Н. Яблочкова, Усагин напряженно думал над изобретением более совершенного прибора, при помощи которого было бы возможно экономично передавать элек трическую энергию на любые расстояния не только для освещения, но и для других потребностей.
И. Ф. Усагин решил создать трансформатор промыш ленного типа. Необходимость создания такого аппарата вызывалась как развитием электротехники, так и хозяй ственными потребностями. И он целиком погрузился в эту работу.
Врезультате упорных усилий, настойчивости и воле,
врезультате многих бессонных ночей И. Ф. Усагину уда лось создать такой трансформатор.
Летом 1882 г. в Москве открылась Всероссийская про мышленно-художественная выставка. Выставка показа ла достижения русской науки и техники. В павильоне электричества экспонировались открытия и изобретения выдающихся русских ученых-электротехников — Лодыги на, Лачинова, Яблочкова, Чиколева и др. В этом павильо не демонстрировал свое изобретение и И. Ф. Усагин.
Изобретение И. Ф. Усагина представляло собой индук ционные катушки, названные изобретателем «бобинами». Каждая бобина имела незамкнутый сердечник, состав ленный из пучка железных прутьев. На сердечник были навиты первичная и вторичная обмотки. Первичная об мотка подключалась к цепи, вторичная обмотка питала по требители электроэнергии, независимо от других бобин.
Если в индукционных катушках Румкорфа и П. Н. Яб лочкова число витков вторичной обмотки в несколько раз превышало число витков первичной обмотки, то бобины И. Ф. Усагина имели в первичной и вторичной обмотках одинаковое число витков из проволоки одинаковой тол
щины. Длина сердечника бобины составляла 300 мм, тол-
16
щина — 48 мм, а вместе с обмотками — 80 мм. В отличие от катушки Румкорфа и трансформатора П. Н. Яблочко ва бобины И. Ф. Усагина не имели ни прерывателей, ни конденсаторов. Подключенные к цепи высокого напря жения, они понижали напряжение до расчетной величины, а главное — разветвляли цепь переменного тока. Следова тельно, бобины выполняли роль трансформаторов. При помощи трансформатора Усагина был освещен павильон электричества промышленно-художественной выставки.
И. Ф. Усагин назвал свой трансформатор «вторичным генератором». Термина «трансформатор» в то время еще не было в электротехнике, люди еще не имели достаточ ных сведений о трансформации тока.
Демонстрируя на выставке изобретение, И. Ф. Уса гин последовательно подключил к цепи, питаемой гене ратором переменного тока, первичные обмотки, а вторич ные обмотки питали потребители — четыре свечи Яблоч кова, платиновую проволоку, маленький электродвига тель, изобретенный И. Ф. Усагиным, лампу Ренье (рис. 2).
Все потребители работали безукоризненно и, что осо бенно важно, не зависели друг от друга: при отключении одного или нескольких потребителей остальные работали по-прежнему, без перегрузки. Одновременная работа не скольких потребителей восхищала присутствовавших при демонстрации. В статье «Распределение электрической энергии через индукцию», напечатанной в № 18—19 журнала «Электричество» за 1882 г., читаем:
«28 августа члены технического съезда собрались на Всероссийской промышленной выставке в павильоне То варищества электрического освещения Яблочкова, чтобы присутствовать при опытах с новой системой распределе ния электрической энергии по способу И. Ф. Усагина...
Чтобы показать, как мало теряется энергии при распре делении тока по новой системе, изобретатель производил
17
ГО С . ПУБЛИЧНАЯ Н АУЧНО -ТПХ: :и ч е с к а я
Б И Б Л Ц О 'Е К А С С С Р
1—генератор переменного тока; 2—трансформаторы; 3—6 потребители тока.
свой опыт при следующих условиях: ничего не изменяя в расположениях машин, он ввел в цепь семь индуктивных бобин, в которых, собственно, и заключается суть его изо бретения. Из них четыре служили для питания четырех свечей Яблочкова, одна, поменьше, приводила в быстрое вращательное движение электродвигатель конструкции того же изобретателя (таким образом, впервые альтер нативный ток служит для передачи силы на расстояния) и, наконец, две маленькие — одна накаливала добела пла тиновую проволоку 5 см длины и 0,5 мм диаметра, дру гая— угли в лампочке системы Ренье... Свечи горели пре красно; лампа Ренье, платина и двигатель не хуже их ис полняли свое назначение, Изобретение заслужило
18
громкие и единодушные одобрения со стороны членов съезда. Изобретателя приветствовали аплодисментами».
В этой же статье автор подробно описал принцип уст ройства бобин И. Ф. Усагина, схему подключения к цепи, идущей от генератора переменного тока, и действие их на выставке.
И. Ф. Усагин, внешне спокойный, немногословный, уравновешенный, со свойственным ему увлечением уве ренно демонстрировал действие изобретения — результат упорного труда ума и золотых рук. Он то выключал один приемник, то два и более, сосредоточенно и убедительно объясняя каждый опыт.
Кончив демонстрацию, И. Ф. Усагин окинул внимате льным взглядом присутствовавших в павильоне электри чества, наклонил голову, словно в первый раз осматривая дорогое ему изобретение, его детище. Выражение его ли ца говорило: «Я свое дело исполнял добросовестно, не жа лея ни сил, ни времени, и показал вам результаты, а како вы эти результаты, это уж судите вы — вам виднее». И когда гробовую тишину внезапно разорвали аплодис менты и громкие возгласы одобрения, Иван Филиппович с благодарностью поклонился во'все стороны павильона, застенчиво и как-то сконфуженно улыбнулся. Когда он приступил к демонтажу системы, смонтированной им для демонстрации трансформатора, его работу прервали го рячие поздравления и крепкие рукопожатия русских уче ных.
Экспертная комиссия промышленно-художественной выставки, возглавляемая великим русским ученым К. А. Тимирязевым «на основании статей 7, 15, 19 Поло жения об экспертах и наградах» наградила И. Ф. Усаги на «дипломом II разряда, соответствующего серебряной медали, за успешные опыты электрического освещения че рез посредство отдельной индукции и в поощрение к даль-
19
Рис. 3. Диплом II разряда, присужденный И. Ф. Усагину «За успешные опыты электрического освещения через посредство отдельной индукции».
нейшей разработке этой методы»'. И. Ф. Усагину был выдан диплом за № 10565.
Трансформатор Усагина — прототип современных трансформаторов. Его изобретение открыло широкие воз можности для установки машин высокого напряжения, позволило смело применять переменный ток. До изобре-
1 |
Архив Московской промышленно-художественной выставки, |
л. 7— |
12. |
20
тения трансформатора попытки применения переменного тока встречали возражения со стороны многих ученыхэлектротехников из-за частых «случайностей», опасных последствиями. Эти случайности устранило изобретение Усагина.
Трансформатор открыл неограниченные возможности для передачи электроэнергии на любые расстояния. Это имело важное не только техническое, но и экономическое значение. С созданием трансформатора стала очевидной и практически доказанной эффективность применения пе ременного тока. По этому поводу выдающийся русский ученый А. Г. Столетов, ближайшим сотрудником которо го был И. Ф. Усагин, писал:
«Невольно вспоминается та травля, которой подверга лись трансформаторы в нашем отечестве, по поводу не давнего проекта фирмы Ганц и К° осветить часть Москвы. И в ученых докладах, и в газетных статьях система обли чалась как нечто еретическое, ненациональное и безус ловно гибельное. Защитники «национальности в электри честве» забывали, что первую идею о трансформации то ка в технике сами иностранцы приписывают Яблочкову, что на Всероссийской выставке 1882 г. в Москве ранее Голарда, Гиббса и др. весьма определенно демонстриро вал г. Усагин, за что награ.жден медалью. Знатоки запад ных порядков проглядели или замолчали, что в это са мое время «гибельная» система питала десятки тысяч ламп в лучших частях Лондона ( не говорим уже об Аме рике), а французы не задумывались применить ее к ос вещению жилища главы государства»
И. Ф. Усагин не смог взять патент на свое изобрете ние: для выкупа привилегии требовался взнос не менее
1 А. Г. С т о л е т о в , |
Второй конгресс электриков в Париже. |
«Электричество», 1889, № |
13— 14, |
21