Рычаг, блок и наклонная плоскость 13 страница

В первый раз патент на применение железобетона забрал в первой половине 50-ых годов XIX века британский штукатур Вильям Уилкинсон. В будущем он обширно использовал железобетон при постройке перекрытий, а в 1865 году возвел в Ньюкастле?на?Тайне маленькой домик, полностью из бетонных конструкций Из железобетона тут были выполнены не только перекрытия и стены, вместе с тем лестницы, ступени и дымовая труба. По всей видимости, это первенствовалв истории бетонный дом.

Но открытие Уилкинсона не взяло широкого распространения и осталось незамеченным. В один момент с Уилкинсоном собственные испытания с железобетоном начал во Франции подрядчик Куанье. Он выстроил с применением этого материала пара строений, а в первой половине 60-ых годов XIX века опубликовал маленькую брошюру «Использование бетона в строительном мастерстве», в которой, например, писал, что металлические стержни, включенные в бетон, увеличивают несущую свойство бетона.

Но открытие Куанье также не имело продолжения. Его компания разорилась.

Честь открытия железобетона связывается исходя из этого с именем другого француза — Жозефа Монье. Имеется какая?то необычная ирония в том, что два опытных строителя, не обращая внимания на все усилия, не смогли внедрить в строительную практику железобетон, но это удалось сделать человеку, очень далекому от строительства, что и изобретение собственный сделал совсем случайно. Монье трудился садовником в садоводческой компании «Братья Флер» в Версале.

С 1861 года он начал проводить испытания по изготовлению из цемента и песка садовых кадок. Скоро ему удалось сделать цементную кадку, в которой было посажено апельсиновое дерево. Спустя некое время Монье нашёл трещины в стенках данной кадки. Тогда он укрепил ее металлическими обручами из проволоки. Железо скоро начало ржаветь, образуя грязно?подтёки и бурые пятна на поверхности кадки.

Дабы улучшить ее внешний вид, Монье обмазал ее сверху цементным раствором.

Оказавшаяся так железоцементная кадка была так хороша, что Монье пришел к мысли в дальнейшем делать кадки подобным образом.

Существует вывод, что Монье действовал не только умелым методом, но был знаком с работой Куанье и заимствовал его идею. Но, как бы то ни было, ему повезло больше. Монье не только заслужил официальную славу создателя железобетона, но и сумел извлечь из собственного изобретения кое-какие материальные пользы.

Во второй половине 60-ых годов XIX века он забрал собственный первый патент на переносные садовые кадки из цементного раствора и железа. Не успокоившись на этом, он начал создавать с этим материалом новые опыты. В 1868 г. Монье выстроил в Майсонс?Алфорте небольшой железоцементный бассейн и в том же году забрал патент на железоцементный трубы и резервуар.

В 1869 г он сделал патентную заявку на железоцементные перегородки и плиты и выстроил железоцементное перекрытие над собственной мастерской. Строго говоря, с современной точки зрения, все эти изобретения еще не были железобетоном. Монье, не будучи опытным строителем, имел очень смутные понятия о том, как взаимодействуют между собой железо и бетон.

Он, например, советовал укладывать проволочную сетку в плите строго посередине ее сечения, тогда как рациональнее всего было располагать ее в нижней части конструкции. Но это ни в коей мере не принижает его славы как первооткрывателя одного из самых превосходных и обширно применяемых стройматериалов XX века.

Вправду — до Монье над созданием железобетона трудилось пара изобретателей, но как раз ему в собственности заслуга его разностороннего использования на практике. Раз добившись успеха, Монье в будущем всегда думал над расширением сферы применения собственного изобретения. В первой половине 70-ых годов девятнадцатого века он взял патент на бетонный мост, а в 1875 году представил экспертной группы его модель, которая выдержала опробование нагрузкой.

В том же году изобретатель выстроил по данной модели пешеходный мостик с пролетом 16 м и шириной 4 м. Во второй половине 70-ых годов XIX века ему был выдан патент на шпалы и железобетонные балки, а в первой половине 80-ых годов XIX века — объединенный патент на все заявленные им ранее конструкции. Тогда же он сделал заявки на собственные изобретения в России и Германии.

Запрещено, но, заявить, что новый материал сходу взял повсеместное признание. Широкомасштабное использование железобетона началось лишь в следующем веке, в то время, когда бетонные конструкции Монье были усовершенствованы вторыми инженерами и в то время, когда было создано фундаментальное учение о железобетоне, раскрывшее его превосходные особенности. В десятнадцатом веке к этому был сделан лишь первый ход.

Во второй половине 70-ых годов девятнадцатого века германский инженер Вайс, имевший собственную строительную компанию, заинтересовался железобетоном и приобрел у Монье патентное право на использование его совокупности в Германии. За тем он скупил и все остальные его патенты. Как раз благодаря Вайсу новый материал стал широко известен.

Во второй половине 80-ых годов девятнадцатого века по указанию Вайса были совершены научные испытания по изучению особенностей железобетона, давшие самые блестящие результаты. Но вправду независимым и новым стройматериалом железобетон стал только по окончании того, как Вайс во второй половине 80-ых годов XIX века перенес арматуру из середины сечения, куда ее укладывал Монье, в нижнюю территорию балки либо плиты, испытывавших в данной части громаднейшую нагрузку на растяжение.

Как мы знаем, что Монье, заметив изготовление плиты на одной из берлинских строек, запротестовал против новой разработки, со злобой спросив: «Сообщите, кто изобретатель данной конструкции — вы либо я?» На это Вайс нормально ответил: «Вы первый соединили железо с бетоном, и исходя из этого я именую эту конструкцию совокупностью Монье, но я первый верно расположил бетон и железо, не смотря на то, что, к сожалению, я не имел возможности взять на это патента». Благодаря новшеству Вайса пролет бетонной плиты был увеличен до пяти метров. С этого времени бетонные плиты начали получать все более многогранное использование в строительных работах.

Железобетон, к примеру, произвел настоящую революцию в мостостроении, разрешив дать добро множество затруднений, до этого казавшихся непреодолимыми. Раньше для сооружения мостов использовали тесаные камни правильных размеров и железо особых марок. Для укладки на место тяжелых элементов и камней железных конструкций требовались замечательные подъемные механизмы и особенные транспортные приспособления.

В это же время использование бетонных конструкций не потребовало больших средств, поскольку солидную часть их компонентов составляли обширно распространенные в природе гравий и песок, каковые возможно было добывать на месте строительства. Укрытое в бетон железо не ржавело и сохраняло собственную прочность намного продолжительнее. Вместе с тем железобетон продемонстрировал высокую огнестойкость.

Тогда как металлические балки скоро разрушались при сильном пожаре, бетонные конструкции выдерживали воздействие сильного огня в течение 4?5 часов. Громадный интерес к железобетону показался по окончании грандиозного пожара в Балтиморе в 1904 году, в то время, когда сгорело и разрушилось около 300 громадных строений, выстроенных с применением открытых металлических конструкций. С этого времени все несущие конструкции делали лишь из железобетона.

Широчайшее использование взял железобетон и в фортификации, потому, что продемонстрировал в четыре раза громадную прочность если сравнивать с простым бетоном.

ПРОКАТНЫЙ СТАН

Прокатка — одно из наиболее значимых изобретений, сделанных человеком за время его многовекового знакомства с металлами. Уже давно было увидено, что изделия, имеющие однообразное сечение по всей собственной длине (к примеру, рельсы, уголки, балки, страницы, пруты) значительно несложнее приобретать пропуская их между двумя валками, чем методом классической ковки. Возможно кроме того заявить, что таковой метод не только самый эргономичный, но и по большому счету наилучший.

Без него не могло быть и речи о постройке недорогих железных дорог, металлических мостов, металлических судов и еще многого и многого другого. Так как как раз благодаря прокатке стало возмможно придавать металлическим и металлическим заготовкам полное единообразие. Нетрудно представить, какое количество упрочнений настойчиво попросила бы от кузнеца, к примеру, отковка каждого рельса либо колеса ЖД вагона.

В это же время, посредством проката взять такие изделия несложно, притом много и большого качества. Исходя из этого уже в конце XVIII века прокатка стала одним из главных звеньев производственного цикла металлургических фабрик, неспешно вытесняя ковку. А зародилась она еще в средние века при изготовлении узких страниц мягкого металла (к примеру, свинца), каковые возможно было прокатывать вручную без предварительного нагрева.

Старейшее изображение для того чтобы несложного прокатного станка возможно видеть на картине 1615 года.

Прокатка в тёплом состоянии стала известна только в начале XVIII века, причем сперва этим методом подготовились более либо менее узкие металлические страницы, но уже с 1769 года начали подобным образом прокатывать проволоку. Первый прокатный стан для металлических болванок был предложен британским изобретателем Кортом, в то время, когда он трудился над собственным способом пудлингования.

Корт первый сообразил, что при изготовлении некоторых изделий рациональнее поручить молоту лишь отжимку шлаков, а окончательную форму придавать методом прокатки. В первой половине 80-ых годов XVIII века он взял патент на изобретенный им метод проката фасонного железа посредством особенных вальцов. Из пудлинговой печи крица действовала под молот, тут она проковывалась и приобретала начальную форму, а после этого пропускалась через вальцы.

Данный метод взял позже громадное распространение.

Но лишь в десятнадцатом веке техника проката была поставлена на должную высоту, что во многом было связано с интенсивным постройкой железных дорог. Тогда были изобретены прокатные станы для производства рельсов и вагонных колес, а позже и для многих вторых операций.

Прокатный стан — это машина для обработки металлов давлением между вращающимися валками. Устройство прокатного стана в десятнадцатом веке было несложным. Вращающиеся в противоположные стороны валки захватывали добела раскаленную железную полосу и, сжимаясь большей либо меньшей силой, проводили ее между собственными поверхностями.

На протяжении прохода заготовки происходили два тесно связанных между собой процесса. Во?первых, металл изделия подвергался сильному обжатию при большой температуре, и, во?вторых, заготовка получала нужную форму. Наряду с этим, к примеру, железо приобретало свойства, каковые не имело от природы.

Отдельные зерна металла, каковые до прокатки размешались в его массе в беспорядке, в ходе сильного обжатия вытягивались и образовывали долгие волокна.

Мягкое и ломкое железо становилось затем упругим и прочным.

Валки помещались между замечательными станинами. Цапфы валков помещались в подшипники. В большинстве случаев нижний подшипник m был неподвижным.

Верхний подшипник имел возможность передвигаться вверх и вниз посредством болтов h. Винт e, благодаря которому устанавливался вкладыш, брал на себя все давление, оказываемое на него. Между ним и вкладышем обыкновенно вставлялся предохранительный колпачок i, лопавшийся когда давление на вал достигало страшного предела.

Данный недорогой колпачок, что легко заменить, действовал как предохранитель от поломки вторых, более серьёзных частей механизма (поломка имела возможность легко случиться в том случае, если валки захватывали через чур толстую заготовку и не выдерживали давления). При прокатке верхний валок лежал цапфами на хомуте d, снабженном вкладышем e и подвешенном на двух болтах.

Для связи двух таких станин между собой помогали четыре толстых болта, проходившие через отверстия n поперечины и закладываемые за углубление b. Для сцепления валков с двигателем служила муфта. Нижний валок приводился в перемещение конкретно от паровой машины, и ось ее совпадала с основной осью ее вала. К верхнему валку перемещение передавалось посредством зубчатой передачи.

Форма изделия зависела от формы валков. Валки с ровной поверхностью использовались для того чтобы изготовить плоское железо, к примеру страниц. Для прокатки фигурных сортов их снабжали соответствующими цели углублениями — калибровали.

Проходя между ними, заготовка приобретала нужную форму, другими словами преобразовывалась в полосу округлого, квадратного, продолговатого, четырехугольного либо другого сечения. Необходимый профиль придавался изделию не сходу, а неспешно. Болванка последовательно проходила через множество валков, из которых только последний имел форму готового сортового железа.

Черным цветом продемонстрирован профиль, что получал неспешно сырой металл по мере прокатки в различных валках.

К концу столетия техника проката так усовершенствовалась, что этим методом начали получать не только целые, но и пустотелые изделия. В 1885 году братья Меннесманы изобрели метод прокатки бесшовных металлических труб. До этого трубы приходилось изготовлять из металлического страницы, — их сгибали и сваривали.

Это было и продолжительно, и дорого. На стане Меннесманов круглую болванку пропускали между двумя косо друг к другу поставленными валками, действовавшими на нее неоднозначным образом. Во?первых, благодаря сил трения между заготовкой и валками последняя начинала вращаться.

Во?вторых, благодаря формы валков точки средней их поверхности вращались стремительнее крайних. Исходя из этого, из?за косого размещения валков заготовка как бы ввинчивалась в пространство между ними. Если бы болванка была жёсткой, она бы не смогла пройти.

Но так как ее предварительно очень сильно разогревали до белого каления, металл заготовки начинал скручиваться и вытягиваться, а в осевой территории проходило его разрыхление — появлялась полость, которая неспешно распространялась на всей протяженности заготовки. Пройдя через валки, заготовка насаживалась на особый стержень (оправку), благодаря чему внутренней полости предавалось верное круглое сечение. В следствии выходила толстостенная труба.

Дабы уменьшить толщину стенок, трубу пропускали через второй так называемый пилигримный прокатный стан. Он имел два валка переменного профиля. При прокатки трубы расстояние между валками сперва неспешно уменьшалось а после этого делалось больше диаметра трубы.

Цикл прокатки складывался из двух периодов — рабочего и холостого. На протяжении рабочего периода труба, в которую была введена спиральная оправка, захватывалась валками и обжималась до диаметра готовой трубы.

Наряду с этим стены ее делались уже, а сама она вытягивалась (валки как бы снимали слой кольцевого металла и раскатывали его до заданной толщины). После этого начинался холостой период, в то время, когда диаметр калибра превышал диаметр трубы. Сейчас заготовка выходила из контакта с валками и обработка данного участка заканчивалась.

Заготовка продвигалась вперед и поворачивалась около оси на 90 градусов (для более равномерной отделки).

Цикл так повторялся на последующих участках трубы.

НЕФТЕПРОВОД

Во второй половине XIX века приобрел новое развитие старый трубопроводный транспорт. Превосходной была сама мысль применять трубопровод для транспортировки нефти и газа. Так была разрешена неприятность доставки нефти с далеких месторождений на нефтехимические фирмы, очень остро находившаяся в свое время.

В первый раз с ней столкнулись в Соединенных Штатах.

Из?за поразительно стремительного развития нефтедобычи в Калифорнии, тут появились затруднения с транспортировкой нефти. Мелководные реки, которые содержат нефть, имели возможность обслуживаться лишь плотами. Одно время пробовали повысить их уровень посредством горных источников. Воды их планировали в особом водохранилище и раз?два в неделю направлялись в мелководную речку, содержащую нефть.

Тогда вниз по течению пускались целые караваны барж, число которых доходило до 500.

Они доставляли совместно 20?25, кроме того 40 тысяч бочек нефти. Но таковой метод был неудобен и потребовал громадных затрат. Более экономично было бы перевозить нефть по железной дороге.

Но в течение многих лет полагали, что местораждения нефти смогут иссякнуть в любую секунду, и исходя из этого не прокладывали к ним железных дорог.

Это было сделано только большое количество позднее. Сначала нефть отправляли в бочках, потом стали употреблять для данной цели особые вагоны?цистерны (сначала древесные, а позже — металлические).

В те же годы сходу у нескольких инженеров появилась мысль применять для перекачки нефти трубопровод. Но многим данный метод казался рискованным и трудноосуществимым. В первой половине 60-ых годов девятнадцатого века инженер Кернс внес предложение проложить нефтепровод с диаметром трубы в 150 мм на протяжении реки Огайо на расстояние около 50 км.

Это предложение не было поддержано хозяевами месторождений. Три года спустя был совершён нефтепровод меньшего диаметра, но трубы его были соединены не хватает прочно, так что его было нужно остановить. Данный первый нефтепровод, функционировавший на практике, имел 6 км длины и пропускал каждый день 80 бочек нефти.

В 1866 г. был выстроен нефтепровод длиной 16 км.

Его конструктор Чарльз Гетч думал, что достаточно одного насоса для нагнетания нефти на всей протяженности трубы. Многие сомневались, что это вероятно. Сначала кроме того сама идея проводить нефть на целые мили через овраги и горы посредством насоса казалась нелепой и забавной.

Но Гетч, не прислушиваясь к досужим рассуждениям, доверился своим расчетам. В то время, когда сооружение трубы было закончено, он расположился у одного финиша нефтепровода и телеграфировал инженеру на втором его финише, дабы тот включил насос и начал медлительно нагнетать нефть. Трубопровод имел 50 мм в диаметре и мог вместить 180 бочек нефти. Гетч ожидал, но нефть не оказалась. Так прошло пара часов.

Практически никто уже не верил в успех предприятия. Наконец послышалось легкое громыхание.

Шум все усиливался, и внезапно нефть показалась у финиша трубы. Ей потребовалось четыре часа на то, дабы дойти до приемной станции. Это был исторический момент. Так, Гетч доказал, что передача нефти по трубам на далекое расстояние не безлюдная химера, а в полной мере посильная для разрешения техническая задача.

По нефтепроводу Гетча возможно было доставлять до 2000 бочек в день. Скоро были проложены и другие нефтепроводы, причем протяженность их все возрастала.

Принцип работы первых нефтепроводов был весьма несложен. Они складывались из двух основных станций — приемной и сдаточной, между которыми прокладывалась металлическая труба. На приемной станции устанавливались насосы, назначение которых было в том, чтобы брать нефть из отборных резервуаров и нагнетать ее по трубам к резервуарам достаточной станции.

В случае если расстояние было большим, предусматривались промежуточные станции со собственными насосами.

В первой половине 70-ых годов девятнадцатого века был сооружен нефтепровод из Пенсильвании в Питтсбург. Он имел трубу 100 мм в диаметре и 90 км в длину — что-то большое для того времени — и пропускал 7500 бочек в сутки.

ВЕЛОСИПЕД

Прототипом велосипеда был самокат финиша XVII века, представлявший собой брус на двух колесах — переднем и заднем. Сидя на таком «селерифере» (другими словами быстроходе), ездок отталкивался ногами от почвы, а позже поджимал их, некое время балансируя, дабы не упасть, и ехал по инерции. В 1814 году германский изобретатель барон Драйс фон Зауербронн усовершенствовал данный самокат, снабдив брус седлом.

Он же ввел такое серьёзное усовершенствование, как руль над передним колесом.

В 1815 году Драйс приехал на своем детище в Вену, где тогда проходил Венский конгресс. За это легкомысленное изобретение он лишился звания княжеского лесничего в Карлсруэ. Но, потом он занял место доктора наук механики и десятилетний патент на собственный изобретение и удачно занялся изготовлением «беговых автомобилей».

Не обращая внимания на то что велосипед Драйса был еще весьма далек от совершенства, он демонстрировал хорошую скорость. В 1817 году отставной лесничий на спор за четыре часа покрыл расстояние от Карлсруэ до Келя (около 70 км). Пишут, что почтовый дилижанс тратил на эту поездку в четыре раза больше времени.

Француз Динер забрал в 1818 году патент на «дрезину» в собственной стране, в первый раз назвав ее «велосипедом», другими словами «быстроногим» (от латинских слов «velox» — стремительный и «pedis» — нога). Опоздали велосипеды показаться на свет, как во всех европейских государствах началось повальное увлечение данной новинкой. франты и Щеголи из самого высшего общества с увлечением гоняли на них по проспектам либо демонстрировали собственный мастерство на особых площадках.

В конце 20?х годов данный первый «велосипедный бум» убывает. Но усовершенствование конструкции велосипеда длилось.

В 1845 году германский изобретатель Милиус выстроил первый велосипед с педалями на переднем колесе. С этого времени ездоки не должны были больше отталкиваться ногами от почвы. Продолжительное время велосипеды изготавливались из дерева. Во второй половине 60-ых годов XIX века Каупер придумал весьма легкие колеса со ступицей, висящей на проволочных спицах.

Во второй половине 60-ых годов XIX века показались велосипеды с железной рамой. Тогда же француз Мишо в первый раз организовал фабричное изготовление велосипедов.

Соотечественник Мишо Тевенона придумал велосипедные шины из каучука, а французский фабрикант Сюрирей в первый раз применил в велосипедах шарикоподшипники. Это было крайне важное усовершенствование. Годом позднее, в 1870?м, британский изобретатель Лоусон ввел цепную передачу от педалей на заднее колесо.

Скорость велосипедиста по окончании этих новшеств так возросла, что он имел возможность соревноваться с верховой лошадью.

Собственный современный вид велосипед принял в 80?90?е годы XIX века. Дублинский ветеринар Данлоп в 1885 году снабдил колеса велосипеда собственного 12?летнего сына пневматическими шинами из гуттаперчевого шланга, крепившимися к ободу посредством полотняной ленты. Он же придумал клапан, разрешавший легко и скоро накачать колесо, но не производивший воздушное пространство наружу.

Мальчик ездил на этом велосипеде, довольно продолжительное время не завлекая ничьего внимания, пока один заезжий коммивояжер, пораженный легкостью хода велосипеда, не оценил его по преимуществу и не указал изобретателю на сокровище его находки. Лишь тогда, во второй половине 80-ых годов девятнадцатого века, Данлоп забрал патент и скоро наладил производство пневматических шин. Они скоро распространились по всему свету.

Сперва, для повышения скорости велосипеда, переднее колесо у него делали большим, но езда на таковой высокой машине была сопряжена с некоей опасностью. По окончании изобретения цепной передачи необходимость в таковой конструкции отпала.

Громаднейшее увлечение велосипедом падает на 80?е годы XIX века, в то время, когда человечество пережило новый «велосипедный бум». С 1890 года началось бурное развитие велосипедной индустрии. Количество автомобилей, производимых тогда в мире, составляло пара миллионов штук.

ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР

В главе, посвященной изобретению телеграфа, уже рассказывалось о том, что в первой половине 20-ых годов XIX века было открыто сотрудничество между электрическим током, протекающим в проводнике, и магнитной стрелкой. Это явление было верно растолковано и обобщено французским физиком Ампером, что установил, что магнитные особенности любого тела являются следствием того, что в него протекают замкнутые электрические токи. (Либо, говоря современным языком, любой электрический ток формирует около проводника магнитное поле.) Так, каждые магнитные сотрудничества возможно разглядывать как следствия электрических.

Но, в случае если электрический ток приводит к магнитным явлениям, конечно было высказать предположение, что и магнитные явления смогут привести к появлению электрического тока. Продолжительное время физики в различных государствах пробовали найти эту зависимость, но терпели неудачу. В действительности, в случае если, например, рядом с проводником либо катушкой лежит постоянный магнит, никакого тока в проводнике не появляется.

Но в случае если мы начнем перемещать данный магнит: приближать либо удалять его от катушки, вводить и вынимать магнит из нее, то электрический ток в проводнике появляется, и его возможно замечать в течение всего того периода, на протяжении которого магнит движется. Другими словами электрический ток может появляться лишь в переменном магнитном поле. В первый раз эту ответственную закономерность установил в первой половине 30-ых годов девятнадцатого века британский физик Майкл Фарадей.

Совершив серию опытов, Фарадей открыл, что электрический ток появляется (индуцируется) во всех тех случаях, в то время, когда происходит перемещение проводников относительно друг друга либо относительно магнитов. В случае если вводить магнит в катушку либо, что то же самое, перемешать катушку довольно неподвижного магнита в ней индуцируется ток. В случае если подвигать одну катушку к второй, через которую проходит электрический ток, в ней кроме этого появляется ток.

Того же результата возможно добиться при размыкании и замыкании цепи, потому, что в момент включения и выключения ток увеличивается и убывает в катушке неспешно и формирует около нее переменное магнитное поле. Исходя из этого в случае если поблизости от таковой катушки находится вторая, не включенная в цепь, в ней появляется электрический ток.

Открытие Фарадея имело огромные последствия для техники и всей людской истории, поскольку сейчас стало очевидным, как механическую энергию превращать в электрическую, а электрическую — обратно в механическую. Первое из этих преобразований легло в базу работы электрогенератора, а второе — электродвигателя.

Но, сам факт открытия еще не означал, что все технические задачи на этом пути разрешены: около сорока лет ушло на создание работоспособного генератора и еще двадцать лет на изобретение удовлетворительной модели промышленного электродвигателя. Но основное: принцип действия двух этих наиболее значимых элементов современной цивилизации сделался очевиден как раз благодаря открытию явления электромагнитной индукции.

Первый примитивный электрогенератор создал сам Фарадей. Для этого он поместил бронзовый диск между полюсами N и S постоянного магнита. При вращении диска в магнитном поле в нем наводились электрические токи.

В случае если на периферии диска и в его центральной части помещали токоприемники в виде скользящих контактов, то между ними оказалась разность потенциалов, как на гальванической батарее. Замыкая цепь, возможно было замечать на гальванометре постоянное прохождение тока.

Установка Фарадея годилась лишь для демонстраций, но за ней показались первые магнитоэлектрические автомобили (так нарекли электрогенераторы, в которых употреблялись постоянные магниты), рассчитанные на создание трудящихся токов. Самой ранней из них была магнитоэлектрическая машина Пиксии, сконструированная в первой половине 30-ых годов девятнадцатого века.

Принцип ее действия был весьма несложен: мимо неподвижных, снабженных сердечниками катушек E и E’ двигались при помощи зубчатой передачи и кривошипа лежащие против них полюсы подковообразного магнита AB, благодаря чего в катушках индуцировались токи. Недочётом автомобили Пиксии было то, что в ней приходилось вращать тяжелые постоянные магниты. В последующем изобретатели в большинстве случаев заставляли вращаться катушки, оставляя магниты неподвижными.

Действительно, наряду с этим приходилось решать другую задачу: как именно отвести во внешнюю цепь ток с вращающихся катушек? Это затруднение,впрочем , было легко преодолимо. В первую очередь, катушки соединяли между собой последовательно одними финишами их проводки.

Тогда другие финиши имели возможность являться полюсами генератора. Их соединяли с внешней цепью при помощи скользящих контактов.

Скользящий контакт устроен следующим образом: на оси автомобили крепились два изолированных железных кольца b и d, каждое из которых было соединено с одним из полюсов генератора. По окружности этих колец вращались две плоские железные пружины B и B’, на каковые была заключена внешняя цепь. При таком приспособлении уже не было никаких затруднений от вращения оси автомобили — ток переходил из оси в пружину в месте их соприкосновения.

Еще одно неудобство заключалось в самом характере тока электрогенератора. Направление тока в катушках зависит от того, приближаются они к полюсу магнита либо удаляются от него. Из этого направляться, что ток, появляющийся во вращающемся проводнике, будет не постоянным, а переменным.

По мере приближения катушки к одному из полюсов магнита сила тока будет увеличиваться от нуля до какого именно?то большого значения, а после этого — по мере удаления снова уменьшаться до нуля. При предстоящем перемещении ток поменяет собственный направление на противоположное и снова будет увеличиваться до какого именно?то большого значения, а позже убывать до нуля. На протяжении следующих оборотов данный процесс будет повторяться.

Итак, в отличие от электрической батареи, электрогенератор формирует переменный ток, и с этим приходится принимать во внимание.

Как мы знаем, большая часть современных электрических устройств созданы так, дабы питаться от сети переменного тока. Но в десятнадцатом веке переменный ток был неудобен по ряду причин, в первую очередь психотерапевтическим, потому, что в прошлые годы привыкли иметь дело с постоянным током. Но, переменный ток возможно было легко преобразовать в прерывистый, имеющий одно направление.

Для этого достаточно было посредством особого устройства — коммутатора — поменять контакты так, дабы скользящая пружина переходила с одного кольца на другой в тот момент, в то время, когда ток меняет собственный направление. В этом случае один контакт всегда получал ток одного направления, а второй — противоположного.

Подобное устройство контакта и пружины думается, на первый взгляд, весьма сложным, на деле же оно весьма легко. Каждое кольцо коммутатора делали из двух полуколец, финиши которых частично заходят приятель за приятеля, а пружины были такими широкими, что имели возможность скользить по двум рядом помещенным полукольцам. Половины одного и того же кольца помещались на некоем расстоянии друг от друга, но были соединены между собой.

Так, полукольцо a, прикасающееся к пружине c, было соединено с полукольцом a’, по которому скользила c’; совершенно верно так же соединялись между собой b и b’, так что при одном полуобороте пружина c, касающаяся a, переходила на b, а пружина c’ переходила с b’ на a’. Нетрудно было установить пружину так, дабы она переходила с одного кольца на второе в тот момент, в то время, когда в обмотке катушки изменялось направление тока, и тогда любая пружина все время давала ток одного и того же направления. Иначе говоря они воображали из себя постоянные полюса; одна — хороший, вторая — отрицательный, тогда как полюса катушек давали переменный ток.

Рычаг, блок и наклонная плоскость 13 страница

Удивительные статьи:

Похожие статьи, которые вам понравятся: