692 патента профессора Томсона — 4

Автор: admin   
января 26,
2013

Продолжение  692 патента профессора Томсона — 3

 

Пока кипели страсти вокруг осветительных систем, Томсон продолжал свои разработки, вспомнив об одном наблюдении, поразившем его еще в 1877 году. Тогда Франклинский институт предложил ему прочитать несколько лекций по электричеству. И вот желая показать слушателям, какой огромной силы ток можно получить в индукционной катушке, Элиху присоединил к концам первичной обмотки два провода, привел их в легкое соприкосновение и через вторичную обмотку разрядил мощную лейденскую банку. Яркая искра в месте соприкосновения проводков дала зрителям представление об эффекте. Но когда профессор попытался показать опыт еще раз, он не смог получить искры. Внимательно присмотревшись, он обнаружил, что проводки накрепко сварились. Он сразу понял важность этого наблюдения. Но понимая, что еще нет мощных генераторов, решил отложить его изучение до лучших времен. И вот теперь, в 1886 году, эти лучшие времена настали.

Обмотав массивный свернутый кольцом медный брус тонкой изолированной проволокой, Томсон получил великолепную сварочную машину, на которой за несколько секунд легко сваривал стальные стержни диаметром до25 мм. Взявшись оформлять патент на стыковую сварку, он с изумлением обнаружил, что до него никто не додумался до этой очевидной идеи. Может быть, потому, что успех сварочной машины был столь ошеломляющим, ее долгое время считали крупнейшим вкладом Томсона в технологию.

 

Продолжая опыты с трансформаторами, Томсон открыл явление магнитного отталкивания, положившее начало работе над двигателями переменного тока. Однажды, взглянув на трансформатор, в кольцевом сердечнике которого был сделан зазор, Элиху вспомнил опыт Фарадея с медным диском, вращающимся в магнитном поле. «А что произойдет, если поместить диск в поле переменного тока?» — подумал он. Взяв толстую медную пластину, он вставил ее в зазор и включил ток. В то же мгновение пластина вырвалась из его руки и полетела по комнате. Поднимая ее с пола, он уже знал, в чем дело: токи, наводимые в теле пластины переменным магнитным полем, взаимодействуют с ним самим и выталкивают пластину из зазора. Пораженный огромной силой, с которой пластина вырвалась у него из рук, Томсон тут же начал серию экспериментов, понимая, на какое важное открытие он напал. До него никто, никогда не получил механической силы от переменного тока. Явление, обнаруженное Томсоном, открывало колоссальные возможности перед переменным током. Он быстро набросал схему двигателя и, спустя некоторое время, получил патент на первый в мире «индукционный мотор».

Но само явление не переставало интересовать его. Он проводил все новые и новые эксперименты и в 1887 году прочитал в Американском институте инженеров-электриков доклад «Новый эффект переменного тока». Скромное название не соответствовало сенсационному успеху доклада. Медное кольцо стремительно взлетало в воздух над полюсом магнита переменного тока; лампа накаливания ярко горела, плавая в сосуде с водой над этим магнитом; диски и шары вращались, будучи поднесены к полюсу магнита переменного тока, заэкранированному тяжелым медным кольцом. Самые серьезные и остроумные изобретения не способствовали пропаганде переменного тока так, как эти необычные опыты. Когда в 1889 году Томсон показал магнитное отталкивание английским коллегам, они, пораженные, выпросили у него один из аппаратов и торжественно водрузили в музее рядом с индукционной катушкой самого Фарадея.

Следуя наступательной политике Коффина, «Томсон— Хоустон электрик компани» непрерывно расширяла сферу своих исследований и в 1888 году вступила в область, в которой ее давно опередили другие — в область электропривода. К этому моменту положение здесь было поистине катастрофично. Ободренные успехом первых экспериментов, изобретатели ринулись строить электромоторы для привода поездов, лифтов, станков и т. д. Казалось, ничто не предвещало неприятностей, ибо принципиальная работоспособность таких машин подтверждалась многочисленными ранними экспериментами.

Но выяснилось, что все эти ранние эксперименты проводились на динамо-машинах, работающих в режиме двигателя, всякое изменение расчетной нагрузки резко ухудшало их к. п. д. Кроме того, мощности этих установок были сравнительно невелики. Как только изобретатели попробовали построить электромоторы, обнаружился поразительный парадокс: нетрудно построить мощный двигатель, нетрудно подвести к нему по проводам ток, нетрудно даже сделать это, если он движет по рельсам вагон. Но трудно, то есть просто невозможно, подвести ток к обмоткам якоря через щетки и коллектор. Во время запуска и перемены направления вращения коллектор буквально вспыхивал от искр и охваченный «круговым огнем» через несколько минут рассыпался в прах. За восемь лет изобретатели Спрэг, Ван-Деполе, Бентли Найт и другие, работая вместе и порознь, практически разрешили все проблемы — но искрение щеток нависло домокловым мечом над будущим электропривода.

Томсон готов был взяться за дело сам. Но Коффин считал, что правильнее и полезнее привлечь на службу одного из тех изобретателей, которые уже знакомы с делом. Он спросил Томсона, кто из них кажется ему наиболее подходящим. И Томсон без колебаний назвал Ван-Деполе — бельгийца, который хотя достиг наименьшего коммерческого успеха, обладал тем не менее наиболее оригинальными идеями. В марте 1888 года ударная бригада в составе Ван-Деполе, Томсона, Райса и Роре-ра ринулась на штурм. Но скоро решимость и уверенность в благоприятном исходе начала улетучиваться. Через несколько месяцев Райс писал: «Профессор Томсон и я были обескуражены и встревожены. Мы перепробовали бесчисленное множество разных щеток, но ни одна из конструкций не помогла делу. Ситуация быстро становилась безнадежной».

Томсон снова и снова атаковал проблему. По своему опыту он знал: когда положение становится абсолютно безнадежным, задача близка к разрешению. Но даже он не уловил, что все решилось в тот момент, когда совершенно выдохшийся Ван-Деполе предложил сделать щетки из графита. Райс только всплеснул руками: медь, лучший электропроводник сгорает, а бельгиец предлагает графит, сопротивление которого в 1000 раз больше! Тем не менее Ван-Деполе настаивал, он говорил, что когда-то очень давно он испытал такие щетки на маленьком электромоторе, и он работал неплохо. Томсон тоже сомневался в предложении Ван-Деполе. «Я все-таки попытаюсь,— настаивал Ван-Деполе.— Хуже, чем сейчас, все равно не будет».

Спустя несколько часов вся группа в изумлении стояла перед мотором с графитовыми щетками, работавшими на любых режимах без всяких искр. Наконец Томсон произнес: «Ван-Деполе, вы показали нам нечто, что в течение нескольких лет лежало у всех перед глазами. Это самое важное изобретение из всех, когда-либо сделанных в электротехнике». Оказывается, зеркально гладкий графит не изнашивал коллектора, а только полировал его. И хотя действительно сопротивление его в 1000 раз больше, чем у меди, но ведь ничего не стоит сделать площадь контакта графитовой щетки в 1000 раз больше медной.

У каждого изобретателя есть изобретение, которым он гордится больше всего. Таким изобретением у Томсона был электрический счетчик. Сейчас трудно поверить, что к 1890 году отсутствие этого прибора стало серьезно сдерживать развитие электротехники. Без счетчика было невозможно строительство центральных электростанций. Не случайно Эдисон, который построил первую в мире электроцентраль, прежде должен был изобрести и счетчик. Верный своему обычаю идти напролом, он и здесь не изменил себе. В его счетчике количество отпущенной электроэнергии измерялось по увели* чению веса электрода, погруженного в электролит. Грубость такого счетчика нередко приводила к тому, что небольшая ошибка при взвешивании оборачивалась огромной суммой для потребителя.

Однажды в Линн приехал соперник-союзник Томсона Джордж Вестингауз, который хотел приобрести лицензию на стыковую сварку. Томсон сказал ему, что эти патенты не для продажи, но любезно провел своего гостя по цехам предприятия. Потом столпы американской электротехники засели в конторе Томсона и неторопливо обсуждали перспективы. Когда речь зашла о счетчике, Вестингауз не удержался и раздраженно сказал:

«Это должен быть механический прибор, с которого сам потребитель мог бы считывать показания».

Томсон кивнул головой, соглашаясь с ним. Конечно, счетчик должен быть именно таким.

«И ведь в один прекрасный день какой-нибудь балбес изобретет именно такой счетчик»,— прорычал Вестингауз.

«В один прекрасный день какой-нибудь балбес сделает это»,— кротко признал Томсон.

Он не стал говорить Вестиигаузу, что в мастерских фирмы уже изготавливались детали именно такого счетчика, на который у него ушло два года упорнейшего труда.

Окончание   692 патента профессора Томсона — 5

Tags: , ,

Эта статья была опубликована: Суббота, января 26, 2013 в 11:30 в категории Техника. Вы можете читать любые ответы через RSS 2.0 feed. You can leave a response, or trackback from your own site.

Ваш комментарий

Имя (*)
email (*)
вебсайт
Комментарий
Перед отправкой формы:
Human test by Not Captcha