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

 

 

 

 


Первые электрические генераторы и электродвигатели




Первая половина XIX века отмечается также первыми попытками практического применения электричества в качестве движущей силы. В 1822 году англичанин Барлоу построил прототип электродвигателя — «звездное колесо» или «колесо Барлоу». Прибор Барлоу состоял из звездообразного металлического колеса с горизонтальной осью, край которого погружен в ванночку с ртутью и помещенного между полюсами подковообразного железного магнита. Если от оси колеса к его периферии и далее через ртуть течет ток, колесо вращалось.

В 1831 году Сальваторе даль Негро (1768—1839) построил первый электромотор, а в 1832 году Ипполит Пиксий, парижский конструктор физических инструментов, построил небольшую электромагнитную машину, в которой подковообразный магнит вращался перед электромагнитом в виде U-образного куска железа, обвитого длинным (30 м) медным проводом в шелковой изоляции. Концы провода шли в две чашечки, с которых начиналась внешняя цепьпеременного тока. Машина Пиксия имеет историческое значение, поскольку показала, что получающийся за счет нового явления электромагнитной индукции ток обладает значительной силой, о чем свидетельствовали опыты с химическим разложением и образованием искр. Но то, что ток во внешней цепи все время менял свое направление, казалось недостатком этой машины, поэтому Пиксий сразу же стал работать над тем, чтобы получить однонаправленный ток, и подсоединил к машине известный коммутатор Ампера, который автоматически менял соединения концов внешней цепи при каждой перемене направления тока.

В 1834 году Якоби описал электродвигатель, состоящий из системы железных стержней с проволочными обмотками на неподвижных и вращающихся частях мотора. Электродвигатель Якоби был использован в 1838 году для приведения в движение лодки на Неве. Источником питания в двигателе Якоби служили батареи гальванических элементов.

 

 

Одновременно с появлением электродвигателя возникает задача конструирования электромагнитных генераторов электрического тока. Первый генератор тока был построен самим Фарадеем. Фарадей был первым физиком, которому удалось получить вращение проводника с током в магнитном поле, был Фарадей. В 1821 году он сконструировал очень простое приспособление: конец подвешенного проводника был опущен в резервуар с ртутью, в который снизу входил слегка выступающий над поверхностью ртути вертикальный магнит. При пропускании тока через ртуть и проводник последний начинал вращаться вокруг магнита. Опыт Фарадея, блестяще модифицированный Ампером, бесчисленными способами варьировался затем на протяжении всего XIX века.

Прототип генератора электрического тока был построен и описан Фарадеем вместе с первыми опытами по электромагнитной индукции. Этот генератор состоял из медного диска, вращающегося между полюсами постоянного магнита; при этом в диске индуцировалась э. д. с. Полюсами генератора служили ось диска и неподвижная щетка, имеющая скользящий контакт с краем диска.

Говоря о первых попытках применения электричества на практике, следует упомянуть изобретенную Якоби гальванопластику. В 1837 г. Якоби сообщил о своем изобретении, а в 1839 г. в России применяли гальванопластинку при печатании кредитных билетов.

В 1844 году появилось описание «земно-электрической машины» (или «круга») Луиджи Пальмьери (1807—1896) как генератора переменного тока.

Конструкция генератора Пиксия была улучшена Кларком, Пэйджем, Молле и другими, после чего этот генератор получил практическое применение в гальванопластике, а с 1862 году в Англии стал использоваться для электрического освещения маяков.

Индукционные машины с прерыванием тока нуждались в быстром прерывателе тока, первая модель которого была изобретена в 1837 году Антуаном Массоном (1806—1860). В 1851 году Генрих Даниил Румкорф (1803—1877), известный парижский конструктор физических аппаратов, усовершенствовал аппарат Массона Так возникла «индукционная катушка», названная в честь Румкорфа его именем. Начиная с 1838 г. американец Чарльз Пэйдж (1812 — 1868) постепенно совершенствовал конструкцию индукционных катушек, но в Европе о его работах ничего не было известно.

Применение генераторов было весьма ограничено, особенно из-за несовершенства коммутаторов. Устранение этих несовершенств стало одной из главных задач электротехники того времени. В 1860 году Антонио Пачинотти (1841 — 1912) дал гениальное решение этой задачи, применив свою «машинку», представлявшую собой мотор постоянного тока с коллектором. Эта машинка описана в статье в 1864 года, где указывается также возможность превращения мотора в динамомашину постоянного тока.

Современная электротехника начинается с изобретения Пачинотти. Начиная с 1871 года его изобретение получило широкое распространение после внесения практических изменений Зиновием Граммом (1826—1901), а также с введения трансформатора, который был предложен Гояаром в 1882 году. В 1888 году Галилео Феррарисом (1847—1897) изобрел мотор с вращающимся магнитным полем.

 

Остановимся теперь кратко на развитии экспериментальной техники. Первыми измерительными приборами была гальванометры, которые появились уже в начале 20-х годов. Одним из первых был гальванометр немецкого физика Поггендорфа. Он состоял из проволочной катушки, внутри которой помещалась магнитная стрелка. Прибор был снабжен шкалой для количественных отсчетов.

 

В 1825 году итальянец Нобили сконструировал более совершенный прибор, применив астатическую систему из двух магнитных стрелок с противоположно направленными полюсами. Гальванометр быстро совершенствовался. Для более точных измерений стали применять зеркальный отсчет.

В 1848 году Вебер построил электродинамометр — прибор для измерения силы тока, состоящий из двух катушек, соединенных последовательно, одна из которых помещалась внутри другой и могла вращаться относительно первой. При протекании тока внутренняя катушка поворачивалась и по углу поворота определялась сила тока. Электродинамометр применялся для измерения силы постоянного и переменного тока.

В первой половине XIX века разрабатывают методы измерения сопротивления. В начале 40-х годов были построены первые переменные реостаты с отсчетом (в произвольных единицах). Якоби предложил единицу сопротивления, изготовил эталон сопротивления и разослал его ряду ученых. Исследованиями в области измерения сопротивления много занимался английский физик Чарльз Уитстон. Как отмечалось в предыдущем разделе, он изобрел так называемый мостик Уитстона, ставший основным прибором для измерения сопротивлений.

Несмотря на совершенствование измерительной техники, постоянной системы единиц для электрических и магнитных величин не было. Правда, уже в 30-х годах Гаусс, занимаясь исследованием земного магнетизма, предложил «абсолютную систему» единиц. Однако общепризнанные единицы для электрических и магнитных величин входят в практику только во второй половине XIX века.

Краткого упоминания заслуживает еще одно применение явления электромагнитной индукции — телефон, о приоритете на изобретение которого велись ожесточенные споры и даже судебные процессы. Теперь уже представляется несомненным, что первым изобрел телефон Антонио Меуччи (1808—1889) в 1849 году, но первый телефонный аппарат был показан лишь в 1876 году на Филадельфийской выставке Александром Грехемом Беллом (1847—1922). Приемная часть телефона Белла осталась без изменений до наших дней, передающая же была очень несовершенной. Ее усовершенствовал Эдисон в том же 1876 году, введя угольный передатчик, но существенное улучшение в 1878 году внес Дэвид Юз (1831—1900), изобретя микрофон, в основных чертах сходный с тем, который применяется в наше время. Первый, кто применил телефон при физических исследованиях, был, пожалуй, Кольрауш, использовавший его в своих работах по измерению сопротивления электролитов.

Широкое применение телеграфной и телефонной связи имело большое значение для развития электродинамики. Под влиянием практических потребностей телеграфной, а затем и телефонной связи развивались теория квазистационарных токов, и теории электрических колебаний. Известно, например, что работы Уильяма Томсона (1824-1907), относящиеся к теории электрических колебаний, были непосредственно связаны с его практической деятельностью научного консультанта компании, которая вела работы по прокладке трансатлантического кабеля.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-10-30; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1475 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Начинать всегда стоит с того, что сеет сомнения. © Борис Стругацкий
==> читать все изречения...

4099 - | 3906 -


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

Ген: 0.009 с.