 Тут нам снова надо вернуться в XIX в., к знаменитым опытам Фарадея (1791—1867).
Сразу после опытов Эрстеда, где электричество порождало магнетизм, Фарадей
записал в своем дневнике девиз: «Превратить магнетизм в электричество». 11 лет
Фарадею это не удавалось. Много лет подряд ученый постоянно носил с собой
спираль из медной проволоки и железный сердечник, проделывая с этими предметами
самые невероятные манипуляции. Но ничего путного не выходило, и в его
лабораторном журнале «О возбуждении электричества посредством магнетизма» снова
появлялась запись: «Никакого результата». Каждому опыту Фарадей посвящал особый
параграф, и последний параграф в журнале помечен номером 16041!
Баснословная работоспособность и одержимость Фарадея была наконец
вознаграждена, и 29 августа 1831 г. он «напал на след». Весь сентябрь и октябрь
были сплошным повторением в разных вариантах одного и того же опыта, который
положил начало всему электромашиностроению. Вот как описал этот опыт сам Фарадей
в своем журнале:
«Я взял цилиндрический магнитный брусок и ввел один его конец в просвет
спирали из медной проволоки, соединенной с гальванометром. Потом я быстрым
движением втолкнул магнит внутрь спирали на всю его длину, и стрелка
гальванометра испытала толчок. Затем я также быстро вытащил магнит из
спирали, и стрелка опять качнулась, но в противоположную сторону. Эти качания
стрелки повторялись всякий раз, как магнит вталкивался или выталкивался…» Дальше
следовал гениальный вывод ученого: «Это значит, что электрическая волна
возникает только при движении магнита, а не в силу свойств, присущих ему в
покое».
Сейчас мы отлично понимаем, что если положить магнит около обмотки или даже
вдвинуть его в спираль и оставить там, то ожидать появления тока при неподвижном
магните равносильно вере в появление энергии из ничего. Действительно, лежит
себе магнит внутри обмотки, ничего не теряет, а там течет ток, совершая работу
хотя бы на нагрев этой обмотки. Так и до «вечного двигателя» недалеко! Правда,
как мы уже видели, такой случай возможен, когда обмотка сверхпроводящая – там
ток, возникший при введении магнита, будет течь вечно – потерь-то никаких нет! А
ведь такого же эффекта в те времена ждали, и не кто-нибудь, а сам Ампер и,
возможно, поначалу и Фарадей.
 Одновременно с Фарадеем опыты по вдвиганию магнитных сердечников в проволочную спираль проводил и Ампер. Чтобы избежать влияния магнита на
чувствительный гальванометр и Фарадей, и Ампер помещали прибор в другую комнату.
При этом Ампер сначала помещал сердечник внутрь спирали и потом уже шел в
соседнюю комнату проверить, не появился ли ток. Но, увы, спираль была
изготовлена не из сверхпроводника, а из обычной медной проволоки, и ток
практически мгновенно затухал, стоило сердечнику прекратить движение. А Фарадей
поручил наблюдение за прибором ассистенту, который и заметил появление тока во
время движения магнита. Казалось бы, что стоило Амперу воспользоваться чьей-либо
помощью или, на худой конец, поставить гальванометр в другом углу той же комнаты
и самому наблюдать за ним!
Такие досадные случаи достаточно часты в истории науки, что и дало повод
великому немецкому физику Герману Гельмгольцу воскликнуть: «И от этих случайных
обстоятельств зависело великое открытие!»
Это изречение Гельмгольца в полной мере относится и к самому Фарадею. Еще за
9 лет до открытия им электромагнитной индукции (а именно так стали называть
возбуждение магнитом электричества) Фарадей был необычайно близок к нему.Наблюдая за проволокой с током, проделывая с ней замысловатые манипуляции,
Фарадей неожиданно обнаружил, что магнит начинает движение вблизи проволочки с
током. Сохранился собственноручный рисунок Фарадея, иллюстрирующий этот опыт. В чаше с налитой туда ртутью плавает магнитик. Ртуть подсоединена к
одному полюсу источника тока, причем в той же ртути находится конец проволочки,
подсоединенный к другому полюсу. Когда электрическая цель замыкалась через
ртуть, магнитик или конец проволоки приходили во вращение. Эта была первая
униполярная электромашина, принципа действия которой тогда не понял сам автор. И
не в этом дело – работу такой машины ученые смогли объяснить лишь гораздо позже.
Но так или иначе, именно Фарадей связал магнит и движение, получив и первый
электромотор – магнит вращается при пропускании тока, – и первый
электрогенератор – обмотка дает ток при движении около нее магнита. Начало эры
электромашиностроения, без которого немыслима современная техника, было
положено!
|
