Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Развитие электротехники в XIX веке




Первое практическое применение открытия в электродинамике нашли в технике связи. Идея Ампера о возможности построения телеграфа, высказанная им в 1820 году, впервые была воплощена в жизнь в 1829 году русским изобретателем Павлом Львовичем Шиллингом (1786-1837), в 1832 году — К.Ф. Гауссом и в 1833 году — В.Э. Вебером.

Приемная часть телеграфа Шиллинга состояла из шести «мультипликаторов» — устройств, представляющих собой системы из двух подвешенных на тонкой нити магнитных стрелок, одна из которых помещалась внутри проволочной катушки. На нити имелся кружок, одна сторона которого была окрашена в белый цвет, а другая — в черный. Был еще седьмой мультипликатор для вызова. К приемному аппарату от передающей станции шло восемь проводов: шесть из них были соединены с первыми шестью мультипликаторами, один был предназначен для обратного тока и один был соединен с вызывным мультипликатором

При нажатии на передающей станции соответствующей клавиши электрический ток поступал в катушку определенного мультипликатора, под его действием поворачивалась магнитная стрелка, а вместе с ней поворачивался то белой, то черной стороной и кружок на нити. Каждой букве алфавита соответствовала определенная комбинация из черных и белых кружков. Телеграф Шиллинга был применен для связи между Зимним дворцом и зданием Министерства путей сообщения в Петербурге.

 

Через год Гаусс и Вебер построили электромагнитный телеграф другой конструкции, соединявший астрономическую обсерваторию и физическую лабораторию в Геттингене.

Американский физик Джозеф Генри (1797-1878) использовал для приема сигналов электромагнит, изобретенный 1825 году Уильямом Стёрдженом (1783-1850). Электромагнит при пропускании электрического тока притягивал специальный рычажок. Используя это устройство, Генри построил телеграф, который действовал на территории Принстонского университета.

Этим же принципом приема воспользовался Сэмюэл Финли Бриз Морзе (1791-1872), которому в 1832 году пришла удачная мысль создать телеграфный алфавит, состоящий всего из двух знаков.

В телеграфе Морзе при замыкании ключа электрический ток поступал в обмотки электромагнита, который притягивал висящий маятник с закрепленным на конце карандашом. При этом карандаш касался бумажной ленты, непрерывно передвигающейся (с помощью часового механизма) в горизонтальном направлении перпендикулярно плоскости качания маятника. Замыкание ключа на короткое время давало изображение точки на бумажной полосе, а на более длительное время — тире.

После многочисленных попыток Морзе в 1835 году наконец удалось построить частным образом первую грубую модель телеграфа в Нью-Йоркском университете. В 1839 году была проведена экспериментальная линия между Вашингтоном и Балтимором, а в 1844 году возникла организованная Морзе первая американская компания по коммерческой эксплуатации нового изобретения «Магнитная телеграфная компания». Это было также первое практическое применение результатов научных изысканий в области электричества.

 

Помимо телеграфа Морзе в первое время употреблялись и другие конструкции телеграфов. Например, в Европе в 40-х годах применялся так называемый стрелочный телеграф, изобретенный петербургским академиком Борисом Семеновичем Якоби (1801 — 1874), который впоследствии изобрел буквопечатающий аппарат.

В Англии изучением и усовершенствованием телеграфа занялся Чарльз Уитстон (1802—1875), бывший мастер по изготовлению музыкальных инструментов. в 1840 году Уитстон нашел способ измерения сопротивления независимо от постоянства электродвижущей силы и показал свое устройство Якоби. Однако статья, в которой это устройство описано и которую вполне можно назвать первой работой в области электротехники, появилась лишь в 1843 году В этой статье дано описание знаменитого «мостика», названного затем в честь Уитстона. Фактически такое устройство было описано еще в 1833 году Гюнтером Кристи и независимо от него в 1840 году Марианини; оба они предлагали метод сведения к нулю, но их теоретические объяснения, при которых не учитывался закон Ома, оставляли желать лучшего.

Уитстон же был поклонником Ома и очень хорошо знал его закон, так что данная им теория «мостика Уитстона» ничем не отличается от приводимой сейчас в учебниках. Кроме того, Уитстон, чтобы можно было быстро и удобно изменять сопротивление одной стороны мостика для получения нулевой силы тока в гальванометре, включенном в диагональное плечо мостика, сконструировал три типа реостатов (само это слово было предложено им по аналогии с «реофором», введенным Ампером, в подражание которому Пекле ввел также термин «реометр»). Первый тип реостата с подвижной скобкой, применяемый и сейчас, был создан Уитстоном по аналогии со схожим приспособлением, применявшимся Якоби в 1841 году. Второй тип реостата имел вид деревянного цилиндра, вокруг которого была намотана часть подключенного в цепь провода, который легко перематывался с деревянного цилиндра на бронзовый. Третий тип реостата был похож на «магазин сопротивлений», который Эрнст Вернер Сименс (1816—1892), ученый и промышленник, в 1860 году улучшил и широко распространил. «Мостик Уитстона» дал возможность измерять электродвижущие силы и сопротивления.

Создание подводного телеграфа, пожалуй, еще более, нежели воздушного телеграфа, потребовало разработки методов электрических измерений. Опыты с подводным телеграфом начались еще в 1837 году, и одной из первых проблем, которую предстояло разрешить, было определение скорости распространения тока. Еще в 1834 году Уитстон с помощью вращающихся зеркал произвел первые измерения этой скорости, но полученные им результаты противоречили результатам Латимера Кларка, а последние в свою очередь не соответствовали более поздним исследованиям других ученых.

В 1855 году Уильям Томсон (получивший впоследствии титул лорда Кельвина) объяснил причину всех этих расхождений. Согласно Томсону, скорость тока в проводнике не имеет определенной величины. Подобно тому как скорость распространения тепла в стержне зависит от материала, так и скорость тока в проводнике зависит от произведения его сопротивления на электрическую емкость. Следуя этой своей теории, которая в его времена подверглась ожесточенной критике, Томсон занялся проблемами, связанными с подводным телеграфом.

Первый трансатлантический кабель, соединивший Англию и Америку, функционировал около месяца, но затем испортился. Томсон рассчитал новый кабель, провел многочисленные измерения сопротивления и емкости, придумал новые передающие аппараты, из коих следует упомянуть астатический отражательный гальванометр, замененный «сифонным регистратором» его же изобретения. Наконец, в 1866 году новый трансатлантический кабель успешно вступил в действие. Созданию этого первого большого электротехнического сооружения сопутствовала разработка системы единиц электрических и магнитных измерений.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-10-30; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 3660 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Победа - это еще не все, все - это постоянное желание побеждать. © Винс Ломбарди
==> читать все изречения...

4337 - | 4098 -


© 2015-2026 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.