Первые опыты по передаче электричества на расстояние

| Категория реферата: Рефераты по истории техники
| Теги реферата: реферат синдром, 5 баллов
| Добавил(а) на сайт: Zhikin.

В работе Лемонье мы впервые встречаем двухпроводную линию (изображенную в "Мемуарах" Парижской академии за 1746 г.). В правой руке Лемонье держал заряженный лейденский сосуд. Выводом внутренней обкладки Лемонье мог касаться провода длиной в 1800 м. В левой руке Лемонье держал провод такой же длины, проложенный параллельно первому. Другие концы обоих проводов держал в руках ассистент. Цель эксперимента состояла в определении скорости распространения электричества. Лемонье прикасался выводом внутренней обкладки к первому проводу, при этом оба экспериментатора испытывали электрический удар. Ассистент должен был определить промежуток времени между моментом образования искры при замыкании цепи и моментом ощущения электрического удара. Лемонье и его ассистент менялись местами. В результате был сделан вывод, что электричество распространяется со скоростью, по крайней мере в 30 раз превышающей скорость звука. Лемонье высказал предположение о непостоянстве скорости распространения электричества.

Обрывая провода в некоторых местах, Лемонье убеждался, что электричество распространяется действительно по проводам, а не по земле: при обрыве электрический удар не ощущался.

Работа Лемонье побудила Ватсона и других предпринять в более крупных масштабах совместные исследования с целью определения скорости распространения электричества. 14 июля 1747 г. английские ученые проложили металлический провод по мосту через Темзу с одного берега на другой. На "приемном конце" один из экспериментаторов, стоя на каменном спуске, держал в одной руке этот провод, а в другой - металлический стержень, погруженный в реку. На "передающем конце" второй экспериментатор, также стоя на каменном спуске, держал в руке тот же провод, а в другой - заряженную лейденскую бутылку, обернутую свинцовой фольгой и наполненную металлическими опилками. Третий экспериментатор, стоявший рядом, одной рукой окунал в воду металлический стержень, а другой - касался вывода внутренней обкладки лейденской бутылки, при этом все три экспериментатора испытывали электрический удар. Зарядка лейденской бутылки производилась от электризационной машины в соседнем доме. Там, где проводился опыт, расстояние между берегами, составляло 370 м. "Длина этой цепи, по которой распространялось электричество, - пишет Ватсон, - была не менее 750 м, из которых больше половины составлял поток реки". Ватсон отмечал, что металлы наилучшим образом проводят электричество, но и вода - тоже отличный проводник.

14 августа 1747 г. исследователи провели опыт, подобный только что описанному, но в качестве обратного провода использовалась земля. Длина металлического провода была равна 32 км. Участники эксперимента держали провод, стоя на изолирующих ковриках из воска.

В 1747 и 1748 гг. исследователи успешно экспериментировали с двухпроводной воздушной линией, общая длина проводов которой составила 3,7 км. Провода подвешивались на сухих (Ватсон подчеркивает это!) деревянных стойках. На основании проведенных опытов был сделан вывод, что электричество распространяется мгновенно.

Опыты английских исследователей вызвали оживленную дискуссию среди специалистов по электричеству того времени. Летом 1748 г. оригинальные опыты по передаче электричества проводил Бенджамин Франклин (1706-1790 гг.). На противоположных берегах реки Скулкилл у самой воды было воткнуто по металлическому прутку длиной около 1 м. К верхушке одного прутка был прикреплен кусок проволоки с шариком на конце, свисавшим над спиртом, налитым в ложку. "Тонкая проволока, прикрученная одним концом к ручке ложки со спиртом, - пишет Франклин, - была переброшена через реку и поддерживалась над водой паромным канатом. Другим концом этой проволоки была обвязана обкладка банки, при зарядке которой искра из крюка (вывода внутренней обкладки) проскакивала к верхушке прутка, воткнутого на этом берегу реки. Одновременно пруток на другом берегу давал искру в ложку со спиртом, который при этом воспламенялся, на потеху филадельфийцев, наблюдавших за опытом. Вторым проводом линии передачи служила вода реки".

Перенесемся теперь с берегов Скулкилла на берега Невы.

В 1753 г. М. В. Ломоносов сообщал И. И. Шувалову, что Г. В. Рихман выполнял лейденский опыт "с сильным ударом"; опыт, писал Ломоносов, "можно переносить с места на место, отделяя от машины в знатное расстояние около целой версты". Хотя описание и чертеж опыта утрачены, можно заключить, что петербургский академик соорудил линию передачи от электризационной машины "в знатное расстояние". Что представляла собой рихмановская линия передачи - не известно. Есть сведения, что Рихман устраивал довольно длинные электрические линии. Так, он подвесил на шелковых шнурах железную цепь длиной 40 м, которая соединяла между собой остроконечный железный прут, заряжавшийся атмосферным электричеством даже в ясную погоду, и электрический указатель (электрометр). Длина цепи, по данным Рихмана, не влияла на показания электрометра. В опыте, о котором сообщает Ломоносов, Рихман, по-видимому, заряжал и разряжал Лейденскую банку "с сильным ударом" в различных точках линии.

Вышеизложенные опыты стимулировали идею электрического телеграфа, но удивительно, что ее не высказал ни один из вышеупомянутых исследователей.

Первое достоверно известное предложение использовать электричество (статическое) для передачи сообщений содержится в письме некоего "С. М." из города Ренфрю от 1 февраля 1753 г., напечатанное в Шотландском журнале за 17 февраля. На это письмо ссылаются во многих работах по истории телеграфии. "С. М." предлагал провести между двумя пунктами параллельные провода с использованием изоляторов из стекла (или другого подходящего материала) на опорах, установленных через определенные промежутки. Проводов должно быть столько, сколько букв в алфавите. Передача каждой буквы должна осуществляться путем приведения в соприкосновение кондуктора электризационной машины и соответствующего провода. На приемном пункте, согласно предложению, следовало подвесить шары, к которым должны были притягиваться листки из бумаги и т. п. с нанесенными на них буквами "С. М.".

Таким образом, открытие электропроводности показало принципиальную возможность передачи электричества на расстояние, при этом в опытах были с успехом применены различные проводники: льняная нить (Герике, XVII в.), пеньковая бечевка, непросушенное дерево, металлическая проволока (Грэй, 1729 г.), влажный кетгут (Дезагюлье, 1738 г.).

Надежная передача электричества на расстояние стала возможной благодаря тому, что были найдены не только проводники, но и изоляторы: шелк (Уилер в опыте, поставленном Грэем, 1729 г.), конский волос (Грэй, 1729 г.), стекло и сургуч (Дюфе, 1733 г.), сухой кетгут (Дезагюлье, 1738 г.), сухое дерево (Ватсон и др., 1747 г.). С первой половины XVIII в. известны изолирующие подставки из смолы и воска.

В первой половине XVIII в. были проведены успешные опыты передачи электричества по линиям различных конфигураций благодаря:

распределению заряда от наэлектризованной стеклянной трубки или палочки по однопроводной линии и индуцированию заряда на противоположном конце линии, при этом длина линии достигала нескольких сотен метров (Грэй, Дюфе, Дезагюлье 1729-1738 гг.);

разряду лейденской банки через одно- и двухпроводную линию, при этом дальность передачи составляла несколько километров (Лемонье, а также Ватсон и др., 1746-1748 гг.). В качестве обратного провода использовалась проволока, земля и вода.

Из опытов с разрядом лейденской банки через длинные линии был сделан вывод, что электричество распространяется практически мгновенно. Опытами по передаче электричества на расстояние стимулировались идеи электрического телеграфа, выдвигавшиеся примерно с середины XVIII века и реализованные в 30-х годах XIX века.