НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ
БИБЛИОТЕКА
Э.И АДИРОВИЧ
Электрический
ТОК

НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ БИБЛИОТЕКА
ВЫПУСК 48
Э. И. АДИРОВИЧ
доктор физико-математических наук
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
ТОК
ИЗДАНИЕ ТРЕТЬЕ
ДОПОЛНЕННОЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ТЕХНИКО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
МОСКВА 1952
16-2-1
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ............................................ 3
I.	Электрические заряды и электрическое поле .... 6
Как построены окружающие	нас	тела.............6
Как устроен атом..................................8
Электрические заряды ............................ 8
Электризация тел трением ........................ 9
Электрическое поле...............................11
Металлы, изоляторы и полупроводники..............12
Электризация тел влиянием........................14
I!. Электрический ток...............................16
Мгновенные токи..................................16
Постоянный ток в металлах........................17
Как направлен электрический	ток? ............... 20
Электрический ток в растворах .................. 21
Электрический ток в вакууме......................25
Электрический ток в газах........................27
Сила тока и напряжение...........................29
Сопротивление .................................. 32
Работа и мощность тока...........................34
Ш. Три действия электрического тока..................37
Выделение тепла .................................37
Химические процессы..............................40
Магнитное поле...............................  .	41
Магниты и электромагниты.........................44
Как действует электродвигатель...................46
Электродвигатель и генератор.....................49
Несколько слов о переменных токах................53
IV. Электричество на службе советского народа ... 57
Электрификация Советского Союза..................57
Великие стройки коммунизма.......................60
Редактор В, Л. Мезенцев.
Техн, редактор Н. А. Тумаркина.	Корректор С, Н. Емельянова.
Подписано к печати 18/Х 1952 г. Бумага 82ХЮ8/33. 1 бум. л. 3,28 печ. л.
3,28 уч.-изд. л. 40 000 тип. зн. в печ. л. Тираж 100 000 экз. Т-07694.
Цена книги 1р. Заказ № 1527. Номинал по прейскуранту 1952 г.
3-я типография «Красный пролетарий» Главполиграфиздата при Совете Министров
Союза ССР. Москва, Краснопролетарская 16.
ВВЕДЕНИЕ
Наша жизнь и деятельность были бы совершенно
иными, не такими, как сейчас, если бы мы не поль-
зовались запасами энергии, существующими в природе.
В трудовой деятельности современного человека его му-
скульная сила играет ничтожную роль.
Энергия — это работоспособность. Всякое тело, спо-
собное совершать работу, обладает определённой энер-
гией. В нефти и в угле, в торфе и в древесине заключена
химическая энергия. Водопады и реки, ветер и морской
прибой таят в себе запасы механической энергии. Лишь
в незначительной степени эта энергия используется чело-
веком непосредственно. В основном же она преобразуется
в тепловую и электрическую энергию.
Наш век не даром называют веком электричества.
Даже топливо часто предпочитают сжигать теперь не в
двигателе, а в топках теплоэлектростанций. Отсюда энер-
гия топлива, превращённая в электроэнергию, поступает
на заводы и фабрики, в жилые дома, на электрифициро-
ванные железные дороги. На водопадах построены гидро-
электростанции, преобразующие энергию падающей воды
в электрическую энергию. Там, где нет водопадов, они
создаются искусственно с помощью плотин, запруживаю-
щих реки.
В основу социалистического строительства в нашей
стране был положен план электрификации (план
ГОЭЛРО) *). Владимир Ильич Ленин назвал план
ГОЭЛРО «Второй программой партии».
*) ГОЭЛРО — Государственная Комиссия по электрификации
России, созданная в 1920 г. План этот, рассчитанный на 10—15 лет,
к 1935 году был значительно перевыполнен.
3
Электрификация составляет основу создания мате-
риальной базы великого будущего человечества — ком-
мунизма. В 1950 году по инициативе Иосифа Виссарионо-
вича Сталина в Советском Союзе началось строительство
гигантских электростанций и гидротехнических сооруже-
ний на Волге, Днепре, Дону и Аму-Дарье.
Почему же именно электричество служит основной
движущей силой современной передовой техники?
Паровая машина непрерывно требует топлива. Хорошо
если вблизи есть леса либо залежи нефти, угля или торфа.
А если их нет? Тогда к заводам, работающим с помощью
паровых машин, день и ночь должны итти издалека эше-
лоны с топливом. Огромный расход топлива, трудности
его доставки во все уголки страны — всё это исключает
возможность создания современной промышленности на
базе одних тепловых машин. Электрическая же энергия
с ничтожными потерями передаётся на большие расстоя-
ния по проводам.
Для получения электроэнергии не обязательно сжигать
дорогое и дефицитное топливо — нефть и каменный уголь.
Современные тепловые электростанции работают на низ-
косортном горючем — на буром угле, торфе, сланцах, —
не имевшем раньше промышленного значения. Гидро-
электростанции позволяют использовать огромные коли-
чества механической энергии водопадов и рек, пропадав-
шей бесполезно до изобретения электрических машин.
Благодаря электричеству стали возможны многие от-
крытия нашего времени, возникли и развились многие
важнейшие отрасли техники. Радиосвязь и радиолокация,
проникновение в недра атома и разрушение его — всем
этим мы обязаны электричеству. Электричество — бу-
квально «мастер на все руки». Оно освещает квартиры
и улицы, приводит в движение поезда, трамваи и трол-
лейбусы, движет станки, плавит металл, поднимает тяже-
сти, позволяет нам слышать за тысячи километров, лечит
болезни, находит руды, уголь и нефть в недрах земли,
даёт возможность видеть в полной темноте и на большом
расстоянии, открывает глазу работу внутренних органов
человеческого тела. Чтобы только перечислить всё, что
делает электричество, понадобилось бы не мало страниц.
Разумеется, электричество само по себе ничего не в
состоянии сделать. Всё перечисленное смогли сделать
люди, изучившие законы электрических явлений. Это было
4
достигнуто в результате работы многих людей в течение
нескольких столетий. В слепых, не управляемых челове-
ком явлениях природы электрический разряд — молния —
либо проходит бесследно, либо приводит к пожарам и раз-
рушениям.
Как и в другие области мировой науки и культуры,
большой вклад в учение об электричестве и в электротех-
нику сделан русскими учёными и инженерами. Радио,
электрическое освещение, первая практическая высоко-
вольтная передача энергии, трёхфазный двигатель, давле-
ние электромагнитных волн, трансформатор, обратимость
электродвигателя и генератора, электрическая дуга,
гальванопластика — таков далеко не полный перечень
открытий и изобретений русской научной и электротехни-
ческой мысли. Имена А. С. Попова, В. В. Петрова,
П. Н. Лебедева, П. Н. Яблочкова, А. Н. Лодыгина,
М. О. Доливо-Добровольского, Б. С. Якоби, Э. X. Ленца
и многих других замечательных русских учёных и электро-
техников известны всему миру.
Для того чтобы электроэнергетика стала основой ма-
териального благосостояния народа, недостаточно та-
ланта учёного или изобретательности инженера. В усло-
виях капиталистического общества невозможно рацио-
нальное использование электростанций. В США, Англии
и других капиталистических странах они служат целям
подготовки к войне, ещё большей эксплуатации и обнища-
ния трудящихся. Электрификация в условиях капита-
лизма приводит ко всё большему обогащению кучки ка-
питалистов и к усилению их гнёта над трудящимися.
В условиях капитализма механизация и автоматизация
приводят к деквалификации и истощению рабочих и к уве-
личению армии безработных. Крестьяне и фермеры не
имеют средств, чтобы пользоваться электроэнергией
в сельском хозяйстве. В колониальных странах, где рабо-
чие руки часто дешевле электродвигателей, капиталисты
предпочитают наживаться на тяжёлом, изнуряющем фи-
зическом труде рабочих, а не применять электроэнергию.
Успехи СССР в области электрификации красноречиво
говорят о преимуществах социалистической системы хо-
зяйства, о могуществе Советского государства, о силе и
жизненности советского строя, о мудрости великой партии
Ленина — Сталина. Только при социализме электрифика-
ция создаёт неограниченные возможности для развития
5
производительных сил страны и служит на пользу всего
общества, всего народа. Только в стране социализма
электроэнергетика служит делу улучшения благосостоя-
ния и условий жизни трудящихся.
У нас в стране механизируются в первую очередь са-
мые тяжёлые и трудоёмкие процессы — земляные работы,
добыча угля, лесозаготовки, погрузо-разгрузочные работы
и др. Интенсивно проводится электрификация сельского
хозяйства.
Электрическая энергия в руках советских людей не
только во много раз увеличивает масштабы промышлен-
ного производства. С её помощью осуществляется вели-
кий ленинско-сталинский план преобразования природы,
обводнения и орошения засушливых районов.
Замечательный путь, пройденный СССР под руковод-
ством партии Ленина — Сталина, показывает, какие не-
ограниченные возможности развития производительных
сил и роста благосостояния создаёт электрификация в ус-
ловиях социализма. На великом опыте СССР учатся тру-
дящиеся стран народной демократии, ставшие на путь со-
циалистического строительства при братской помощи
народов великого Советского государства.
Что же такое электрический ток, такое могучее и вме-
сте с тем тонкое орудие, намного увеличившее власть че-
ловека над природой?
I. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ
И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
КАК ПОСТРОЕНЫ ОКРУЖАЮЩИЕ НАС ТЕЛА
Цтобы разобраться в природе электрического тока, нам
 придётся прежде всего совершить экскурсию в недра
вещества и посмотреть, как устроены окружающие нас
тела. Все тела в природе состоят из мельчайших части-
чек— атомов. Атомы слишком малы, чтобы их можно
было увидеть даже в самый сильный микроскоп. На длине
в один сантиметр, то-есть на протяжении вот этой чёр-
точки
помещается сто миллионов атомов!
Несколько атомов, соединённых вместе, образуют
молекулу.
6
(рис. 1). Здесь они уже
Рис. 1. Самородок золота.
Показано, как в нём распо-
ложены атомы.
Мы не видим отдельных атомов и молекул, но все
свойства окружающих нас тел определяются ими.
Если молекулы находятся далеко одна от другой, то
они свободно движутся по всем направлениям, сталки-
ваются друг с другом и вновь расходятся в разные сто-
роны. Такое тело— газ. Как бы ни был велик сосуд,
молекулы газа разойдутся по всему его объёму.
В жидкостях атомы или молекулы тоже быстро
и хаотически движутся. Но здесь они гораздо ближе друг
к другу, чем в газах. Молекулы удерживаются вместе осо-
быми силами взаимодействия. Поэтому каждая жидкость,
в отличие от газа, имеет определённый объём. Можно на-
лить полбутылки воды, но нельзя набрать половину бу-
тылки воздуха.
Атомы, образующие твёрдые тела, расположены в про-
странстве в определённом порядке (рис. 1). Здесь они уже
не могут перемещаться по все-
му объёму, как в жидкости или
в газе. Силы взаимодействия
между атомами удерживают
каждый из них на своём месте.
Атомы совершают лишь неболь-
шие колебания, подобно гирь-
кам, закреплённым на пружи-
нах. Поэтому твёрдое тело,
в отличие от жидкостей и га-
зов, имеет определённую форму.
Если атомы или молекулы
в теле движутся медленно, тело
кажется нам холодным; если
быстро—горячим. Температура
тела определяется энергией дви-
жения его молекул. Эту энер-
гию мы называем теплотой.
Нагревая тело, мы увеличиваем скорости и энергию
движения составляющих его частиц, а следовательно, по-
вышаем его температуру. Атомы в куске железа, поме-
щённом в печь, колеблются всё быстрее и быстрее. Раз-
мах их колебаний становится всё больше и больше.
Наконец, энергия атомов становится так велика, что
силы взаимодействия между атомами уже не в состоя-
нии удержать их на прежних местах. Атомы уходят со
своих мест, порядок нарушается, железо плавится.
7
КАК УСТРОЕН АТОМ
Долгое время думали, что атомы — это простейшие
частицы, из которых построена вся вселенная, весь мир.
Их так и называли «кирпичи мироздания». Теперь мы
знаем, что это не так. Маленький атом — не простая ча-
стица. В центре атома находится атомное ядро, а вокруг
ядра движутся электроны.
Схематически строение атома изображено на рисун-
ке 2. Это самый простой атом — атом водорода. В нём
Рис. 2. Схема атома водорода.
только один электрон. В других атомах — по несколько
электронов. В атоме урана, например, их девяносто два.
Но во всех атомах электроны одинаковы.
И электроны, и ядра ещё в согни тысяч раз меньше,
чем атом. На рисунке 2 ядро и электрон изображены не-
померно большими по сравнению с размерами атома. Да
мы и не можем нарисовать их в правильном масштабе.
Если условно изображать ядро атома водорода в виде
такого шарика, как на рисунке 2, то размер атома (то-
есть диаметр электронной орбиты) должен равняться
в таком случае 200 километрам!
Другие атомы отличаются от атомов водорода не
только числом электронов, но и строением ядер. Ядра
других атомов значительно больше ядра атома водорода,
но во всех случаях их размеры остаются ничтожными по
сравнению с размерами атома.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ
Что же удерживает электроны в атоме? Почему они,
находясь на таких относительно огромных расстояниях от
ядра, движутся вокруг него? Причина в том, что и у ядер
и у электронов есть электрический заряд.
Электрически заряженные частицы взаимодействуют
между собой. Они отталкиваются, если знаки их зарядов
одинаковы, и притягиваются, если заряды различны по
знаку. Заряд любого ядра положителен, заряд электро-
8
на — отрицателен. Поэтому ядро удерживает электроны
в атоме; сила притяжения к ядру заставляет электроны
двигаться вокруг него.
Этими же электрическими силами определяются раз-
меры атомов. При очень тесном сближении двух атомов
возникают огромные силы отталкивания между их элек-
тронами. Эти силы препятствуют дальнейшему сближе-
нию и определяют объём, занимаемый атомом; внутрь
этого объёма не может проникнуть другой атом.
Силы отталкивания между атомами возникают тог-
да, когда пересекаются орбиты (пути) их электронов.
Поэтому размеры атома приблизительно определяются
диаметром его самой большой электронной орбиты
(см. рис. 2).
ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТЕЛ ТРЕНИЕМ
Почему же мы не наблюдаем электрических сил при-
тяжения и отталкивания между окружающими нас те-
лами? Ведь все тела состоят из атомов, а атомы — из
частиц, обладающих электрическими зарядами.
Причина в том, что атомы в целом — нейтральны.
Общий отрицательный заряд всех электронов в атоме
равен положительному заряду ядра. Суммарный заряд
атома — нуль. А раз нейтрален атом, — нейтральна и мо-
лекула. И тело, состоящее из атомов или молекул, тоже
нейтрально; оно не обладает электрическим зарядом.
Возьмите стеклянную палочку и сильно потрите её
куском сухого шёлка. При этом часть электронов отры-
вается от молекул стекла и переходит к молекулам шёлка.
Происходит так называемая ионизация некоторых
молекул стекла, превращение их из нейтральных частиц
в электрически заряженные частицы — ионы. Молекулы
стекла, потерявшие один или несколько электронов, уже
не нейтральны. Положительный заряд ядер в такой моле-
куле больше, чем отрицательный заряд оставшихся в ней
электронов. Молекула заряжена положительно —
это положительный ион. Атом или молекула, за-
хватившие один или несколько лишних электронов, назы-
ваются отрицательными ионами.
Если прикоснуться этой палочкой к двум листоч-
кам папиросной бумаги, подвешенным на нитках, то
часть электронов с листочков притянется положительно
9
заряженной палочкой и перейдёт на неё. Листочки заря-
дятся положительно и станут отталкиваться друг от
друга, как это изображено на рисунке 3.
Листочки можно зарядить и отрицательно. Для этого
вместо стеклянной надо взять эбонитовую или сургучную
палочку, а вместо шёлка — мех или шерстяную ткань.
При натирании сургуча или эбонита мехом часть электро-
нов переходит с меха на палочку и она заряжается отри-
цательно. Электроны отталкиваются друг от друга. По-
этому, когда палочка касается листка папиросной бумаги,
Рис. 3. Две одинаково заря- Рис. 4. Две различно заряженные
женные бумажки отталки-	бумажки притягиваются,
ваются,
часть электронов переходит на него. Два листочка, кото-
рых мы коснёмся эбонитовой или сургучной палочкой,
заряжаются отрицательно. Между собой они отталки-
ваются так же, как показано на рисунке 3, а к положи-
тельно заряженным листочкам притягиваются (рис. 4).
Впервые люди познакомились с электричеством, на-
тирая янтарь шерстью. Было это в древней Греции две
с половиной тысячи лет назад. Янтарь по-гречески назы-
вается «электрон». Так родилось слово «электричество».
Мы видим теперь, что электрические свойства янтаря,
стекла, эбонита и других тел, с которыми люди познако-
мились на опыте, суть лишь проявление электрических
сил, действующих между электронами и ядрами.
Названия «положительный» и «отрицательный» заряды
были даны тогда, когда о строении атома, об электронах
10
и ядрах ещё ничего не знали. Впоследствии оказалось,
что положительным был назван заряд ядра, а отрицатель-
ным — заряд электрона.
Положительно заряженное тело — это тело, потеряв-
шее часть своих электронов. Отрицательно заряженное
тело — это тело, приобретшее избыточные электроны.
Электризация тел при трении вызвана переходом части
электронов от одного тела к другому.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
Если бы атомное ядро не обладало зарядом, то на
электрон ни вдали, ни вблизи от ядра не действовали бы
силы. Заряд ядра — вот причина того, что на другие за-
ряды, попадающие в пространство, окружающее ядро,
действуют силы притяжения или отталкивания. И чем
ближе к ядру, тем эти силы больше.
Таким образом, в пространстве, окружающем ядро
или любой иной электрический заряд, обнаруживаются
совершенно особые явления. На попадающие в это про-
странство другие заряды действуют силы. Причина этих
сил — электрическое поле, созданное электриче-
ским зарядом.
Каждый электрический заряд окружён
создаваемым им электрическим полем.
Вокруг нейтрального тела мы не обнаруживаем
электрического поля. Это происходит потому, что поле,
создаваемое ядрами всех атомов тела, уравновешивается
противоположным полем всех его электронов. Силы, с ко-
торыми оба поля действуют на любой заряд, равны по
величине и противоположны по направлению, то-есть
сумма их равна нулю.
Атом в целом, как уже говорилось, также нейтрален.
Поэтому на расстояниях, значительно больших, чем раз-
меры атома, поле атома практически равно нулю; иначе
говоря, атом не притягивает и не отталкивает электриче-
ских зарядов. Но так как положительный и отрицательный
заряды в атоме не совпадают (первый связан с ядром,
а второй — с электронами), то вблизи атома поля их не
одинаковы и не уравновешиваются. Благодаря этому
между нейтральными атомами на малых расстояниях воз-
никают электрические силы.
11
В тех случаях, когда это силы отталкивания, два
атома, случайно встретившихся, расходятся вновь. Когда
же это силы притяжения, то они могут удержать атомы
вместе. Так образуется молекула. Силы, действующие
внутри молекулы и удерживающие вместе составляющие
её атомы, также имеют электрическое происхождение,
также, в конечном счёте, обусловлены электрическим
взаимодействием электронов и ядер.
При электризации тел трением осуществляется тесный
контакт между атомами двух тел. В результате электроны
одних атомов попадают в поля ядер других атомов и от-
рываются ими. Трение при этом играет несущественную
роль. Важно сближение атомов на близкие расстояния.
В учении об электричестве принято говорить «поле
действует» вместо «силы поля действуют», «поле направ-
лено», подразумевая «сила поля направлена», «поле от-
рывает» вместо «сила поля отрывает» и т. д. Мы будем
говорить так же.
МЕТАЛЛЫ, ИЗОЛЯТОРЫ И ПОЛУПРОВОДНИКИ
Мы уже знаем, что атомы в твёрдом теле расположены
в определённом пространственном порядке (см. рис. 1).
Правильнее сказать, что в пространстве расположены в
порядке не атомы, а атомные ядра. Что же касается элек-
тронов, то они в разных телах ведут себя по-разному.
В некоторых телах все электроны прочно удержи-
ваются вблизи ядер. Такие тела называются изолято-
рами или диэлектриками. В других телах — в
металлах — часть электронов свободно или почти сво-
бодно странствует по всему объему, занимаемому телом.
Чтобы понять причину столь различного поведения
электронов в металлах и в изоляторах, надо учесть, что
расстояния между атомными ядрами в твёрдых телах
таковы же, как размеры самих атомов. Поэтому каждый
электрон находится здесь не только в поле ядра его собст-
венного атома, но и в поле соседних ядер. Если располо-
жение атомов таково, что поля соседних ядер сравнительно
малы, электрон удерживается в определённом атоме. Если
же поля соседних ядер велики, то силы, действующие на
электрон, уравновешиваются и электрон больше не удер-
живается ядрами, а странствует по всему телу. Такие
электроны называются свободными.
12
В атомах, где много электронов, одни электроны всё
время движутся близко от ядра, другие находятся от
ядра значительно дальше. Очевидно, что электроны,
близкие к ядру в изолированном атоме, будут продолжать
удерживаться им и в том случае, когда этот атом нахо-
дится в твёрдом теле. Ядра соседних атомов гораздо
дальше от них, поля этих ядер значительно слабее, чем
поле ядра собственного атома. Эти внутренние элек-
троны не покидают атомов. Отрываются и путешествуют
по металлу лишь самые внешние, самые далёкие от
ядер, слабо удерживаемые ими электроны.
Эти же внешние электроны переходят от одного атома
к другому и при сближении двух разных атомов, напри-
мер при встрече атома водорода с атомом хлора. В этом
случае поле ядра атома хлора отрывает электрон от атома
водорода. Теперь и водород и хлор уже не нейтральные
атомы, а ионы. Положительный ион водорода и отрица-
тельный ион хлора притягиваются и образуют молекулу.
Из таких молекул состоит соляная кислота.
Кроме металлов и изоляторов в природе существует
много тел, занимающих промежуточное положение по
своим электрическим свойствам. Эти тела называются
полупроводниками.
По своему строению полупроводники стоят гораздо
ближе к изоляторам, чем к металлам. Все электроны
в них связаны с атомами, удерживаются полями ядер.
Однако некоторые электроны связаны слабо. Вследствие
теплового движения частиц тела такие электроны от-
рываются от атомов и становятся свободными. Правда,
они остаются свободными недолго. Очень скоро они при-
тягиваются теми же или другими ядрами и удерживаются
ими. Однако в это же время отрываются другие элек-
троны, и т. д. В полупроводнике всегда имеется некоторое
количество свободных электронов, оторвавшихся от ато-
мов вследствие теплового движения.
Свободные электроны в полупроводниках делают их
похожими на металлы. Однако между металлами и полу-
проводниками имеется глубокое различие.
Как бы сильно ни был охлаждён металл, в нём всегда
останутся свободные электроны. Силы притяжения сосед-
них ядер в куске металла не дают возможности внешним
электронам удерживаться в определённых атомах. Со-
всем по-иному обстоит дело в полупроводниках. Не элек-
13
трические поля ядер, а тепловые колебания атомов —
причина появления в полупроводниках свободных элек-
тронов. Но чем ниже температура тела, тем меньше энер-
гия теплового движения его частиц. При низких темпе-
ратурах эта энергия становится недостаточной для того,
чтобы отрывать даже слабо связанные электроны. По-
этому при охлаждении полупроводники утрачивают свои
металлические свойства и превращаются в изоляторы.
В меди, серебре, железе, алюминии часть электронов
свободна. Эти тела — металлы. В стекле, парафине, фар-
форе, эбоните все электроны связаны. В этих телах нет
свободных электронов. Это—изоляторы.
В закиси меди, сернистом свинце, в элементах — гер-
мании и селене — некоторые электроны связаны так
слабо, что отрываются от своих мест вследствие тепло-
вого движения. Эти тела — полупроводники.
ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТЕЛ ВЛИЯНИЕМ
Проделаем такой опыт. У меня в руках незаряженный
медный стержень, состоящий из двух плотно прилегающих
Рис. 5. Поле пластин электризует металлический стержень. Заряды,
возникающие на концах стержня, создают в нём противоположное
поле, уравновешивающее электрическое поле пластин.
друг к другу половинок. У каждой половинки стеклянная
ручка. Я вношу стержень в электрическое поле (рис. 5),
14
созданное двумя разноимённо заряженными пластинами,
и там разделяю половинки стержня. Вынося каждую по-
ловинку в отдельности, я обнаруживаю с помощью пред-
варительно заряженных папиросных бумажек, что обе
Рис. 6. Мы видим, что каждая из половинок стержня заряжена.
Левая зарядилась отрицательно (она отталкивает отрицательный
листок и притягивает положительный). Правая зарядилась положи-
тельно. После соединения их вместе стержень снова нейтрален
(он не притягивает и не отталкивает заряженных листочков).
половинки стержня зарядились (рис. 6). Складываю обе
половинки вместе, — стержень оказывается попрежнему
нейтральным. На протяжении всего опыта я ничем не
прикасался к стержню, ничем не натирал его, чтобы
15
наэлектризовать. Откуда же появились заряды на поло-
винках стержня и куда они исчезли после того, как я
сложил обе половинки вместе?
В меди, как и во всяком металле, есть свободные элек-
троны. В электрическом поле и на электроны и на ядра
действуют силы. На ядра действуют силы, направленные
к отрицательной пластине; на электроны — силы, направ-
ленные к положительной пластине. Но и ядра и внутрен-
ние электроны атомов удерживаются на определённых
местах и не могут перемещаться по металлу. Напротив,
свободные электроны придут в движение в том направле-
нии, в каком на них действуют силы поля (это направле-
ние изображено на рисунке 5 стрелкой). В результате
часть свободных электронов перейдёте одной половинки
стержня на другую. Левая половинка, на которой нахо-
дятся лишние электроны, окажется заряженной отрица-
тельно; правая, на которой недостаёт электронов, —
положительно. При соединении их вместе электроны
возвращаются обратно и стержень становится, как и
был, нейтральным.
Такой способ электризации тел называется электри-
зацией влиянием. Наэлектризовать в поле (то-
есть влиянием) можно только металл. Если бы вместо
медного стержня мы взяли фарфоровый или стеклянный,
его половинки остались бы нейтральными. Ведь в фар-
форе и стекле нет свободных электронов, которые могли
бы перейти с одного конца стержня на другой.
И. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
МГНОВЕННЫЕ ТОКИ
Рассмотрим подробнее только что проделанный опыт.
Электрическое поле заставило часть свободных элек-
тронов перейти с одной половины стержня на другую.
Но ведь и раньше свободные электроны двигались по
всему объёму металла. Что же изменилось после внесения
стержня в поле?
Раньше движение электронов было хаотическим. Впра-
во и влево, вверх и вниз — по всем направлениям летели
они в металле, многократно сталкиваясь с ионами.
Сколько электронов переходило с правой половины
стержня на левую, столько же в среднем переходило и
16
обратно. Поэтому обе половинки стержня и оставались
незаряженными.
После внесения стержня в поле в нём возникло упо-
рядоченное движение электронов. Электроны, летящие
справа налево (см. рис. 5), поле ускоряет; встречные элек-
троны, наоборот, замедляет, тормозит. В результате справа
налево перемещается больше электронов, чем слева на-
право. Таким образом, поле вызывает в стержне по-
ток электронов — электрический ток. Электри-
ческий ток в металлах — это упорядоченное дви-
жение электронов. Далее мы увидим, что в
жидкостях и газах электрический ток может быть создан
и другими движущимися зарядами.
Можем ли мы обнаружить электрический ток, возни-
кающий в стержне, при внесении его в электрическое поле?
Простыми средствами — нет, не можем, так как он суще-
ствует очень недолго, малые доли секунды.
Электрический ток, то-есть поток электронов, устре-
млённый в нашем опыте справа налево, приводит к тому,
что на левом конце стержня накопляется отрицательный,
а на правом — положительный заряды. Эти заряды со-
здают своё собственное электрическое поле, направленное
против внешнего поля пластин (рис. 5). Левый отрица-
тельный заряд отталкивает электроны, а правый положи-
тельный заряд притягивает их. Чем дольше идёт ток, тем
больше становятся заряды на концах стержня, тем больше
они ослабляют электрическое поле пластин. Наконец,
поля уравновешиваются. В стержне больше нет поля;
на электроны стержня не действуют силы. Но как только
исчезает электрическое поле, исчезает и вызванный им
электрический ток.
Весь процесс этот протекает очень быстро. При внесе-
нии металла в поле обычно не успевают заметить пробе-
гающий в нём мгновенный ток. Обнаруживают лишь его
результат — появление зарядов, то-есть, иными словами,
электризацию металла влиянием.
ПОСТОЯННЫЙ ТОК в МЕТАЛЛАХ
В опыте, изображённом на рисунке 5, электрическое
поле действует и на заряды, находящиеся на пластинах.
Но электроны не могут перейти с правой пластины на ле-
вую, так как пластины разделены воздухом, а воздух —
2
Э. И. Адирович
17
изолятор. Внесём теперь в поле вместо стержня длинную
металлическую проволоку и соединим ею пластины. Эта
проволока послужит для электронов мостом, переброшен-
ным через изолятор. Электроны, гонимые полем, устре-
мятся по проволочке, и электрический ток будет продол-
Рис. 7. Аккумуляторы. Внизу изображена схема их устройства.
На электродах находятся заряды, создающие поле. На практике
несколько аккумуляторов соединяются в аккумуляторную батарею.
жаться до тех пор, пока обе пластины не станут нейтраль-
ными, не разрядятся.
Разорвём проволочку и вновь зарядим пластины,
то-есть перенесём каким-либо способом часть электронов
с левой пластины на правую. Соединяя затем разорван-
ные концы проволочки, мы снова получим мгновенный
электрический ток. Этот опыт можно повторять сколько
угодно раз.
Если же мы сумеем каким-либо способом переносить
электроны на правую пластину с такой же скоростью, с
какой они уходят с неё по проволочке, то разрывать про-
волоку каждый раз для зарядки пластин уже не нужно.
На пластинах будут всё время поддерживаться постоян-
ные заряды. Поле их также будет постоянным, а значит,
и ток в проволочке не будет прекращаться.
18
Если поддерживать постоянными заряды двух разно-
имённо заряженных тел, соединённых проводником, то по
проводнику будет итти постоянный ток.
Аккумуляторы, сухие элементы, динамомашины и дру-
гие генераторы (устройства, создающие электри-
ческий ток) постоянного тока выполняют именно
Рис. 8. Заряженные электроды вынуты из аккумулятора. Стоит нам
включить рубильник, т. е. соединить их проводником, и электроны
под действием поля устремятся с катода на анод. Электроды разря-
дятся и поле исчезнет. Без поля не будет и тока.
эту задачу. Они поддерживают постоянными заряды, со-
здающие электрическое поле, непрерывно восполняя ухо-
дящие электроны.
На рисунке 7 изображены два различных аккумуля-
тора, применяемых на практике. Внизу схематично пока-
зан принцип устройства аккумулятора. Две свинцовые
пластины (электроды), одна из которых покрыта пере-
кисью свинца, опущены в сосуд с серной кислотой. Хими-
ческие процессы, протекающие в аккумуляторе, приводят
к тому, что на одной пластине (катод) оказываются избы-
точные электроны, а на другой (анод) — нехватает элек-
тронов. Заряды катода и анода создают вокруг аккумуля-
тора и внутри него электрическое поле.
Соединим катод и анод аккумулятора проводником —
образуется электрическая цепь. Поле вызо-
вет в проводнике упорядоченное движение электронов:
с*	19
возникает электрическим ток — поток электронов с катода
на анод. Если бы не было никакого аккумулятора, а элек-
троды были бы просто заряженными пластинами (рис. 8),
то по проводнику пробежал бы уже известный нам мгно-
венный ток и пластины разрядились бы. Но благодаря
химическим процессам, происходящим в аккумуляторе,
Рис. 9. Рубильник включён, но ток не прекращается. Внутри акку-
мулятора электроны возвращаются обратно на катод против сил поля.
Па это затрачивается химическая энергия. Когда она вся израсхо-
дуется, аккумулятор «разрядится».
электроны внутри него переходят обратно с анода на
катод, и заряды электродов поддерживаются, таким об-
разом, постоянными.
Поэтому поле не исчезает, и в цепи аккумулятора про-
текает не мгновенный, а постоянный ток (рис. 9).
КАК НАПРАВЛЕН ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК?
Этот вопрос наверное уже задали себе многие чита-
тели, посмотрев на рисунок 9.
Обычно считают и рисуют на схемах, что ток в цепи,
присоединённой к генератору электрического тока, идёт
от анода к катоду, от плюса к минусу. А на ри-
сунке 9 указано обратное направление.
Что же правильно?
Что такое ток в металле? Поток электронов. А как
действуют на электроны силы в электрическом поле? По
20
направлению от отрицательного заряда к положитель-
ному, то-есть от катода к аноду. Значит, и электрический
ток идёт от катода к аноду.
Когда ещё ничего не знали ни об электронах, ни об
атомных ядрах, а знали лишь, что в проводнике «ч т о-т о»
движется, пытались угадать направление движения этого
неизвестного «ч е г о-т о». Как оказалось теперь, угадали
неправильно. В направлении от анода к катоду могли бы
двигаться под действием поля лишь положительные за-
ряды. Но положительные заряды в металле — это его
ионы. Они закреплены в определённых местах и переме-
щаться под действием поля не могут. Электрический ток
в металле — это движущиеся от катода к аноду свобод-
ные электроны.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В РАСТВОРАХ
На рисунке 9 электроды аккумулятора были соеди-
нены, или, как говорят, замкнуты металлами — медными
проводами и вольфрамовой спиральной проволочкой элек-
трической лампочки. Присоединим провода, идущие от
аккумулятора, к двум металлическим или угольным пла-
стинам, опущенным в воду. В цепь включим ампер-
метр-прибор, показывающий ток. Его стрелка будет
стоять на нуле. Цепь разорвана, так как между пласти-
нами находится изолятор — вода.
Так будет, если в сосуд, куда погружены пластины,
налита химически чистая, то-есть не содержащая раство-
рённых примесей вода. Но стоит прибавить к ней не-
сколько капель соляной кислоты или щепотку соли, как
стрелка амперметра отклонится. В цепи пойдёт ток. Вода,
в которой растворена кислота, соль или щёлочь, уже не
изолятор, а проводник.
Однако это совсем иной проводник, нежели металлы.
В растворах движутся не электроны, а ионы.
Мы уже знаем, что молекула соляной кислоты со-
стоит из двух ионов — водорода и хлора, связанных си-
лой электрического притяжения. При растворении моле-
кулы воды разрывают молекулу соляной кислоты на со-
ставляющие её ионы. Таким образом, в водном растворе
соляной кислоты появляются положительные ионы водо-
рода и отрицательные ионы хлора.
Такой распад молекул на ионы при растворении на-
зывается электролитической диссоциацией.
21
В чистой воде нет свободных зарядов. Поэтому элек-
трическое поле не вызывает в ней тока. Но в воде, где
растворена соляная кислота, находятся ничем не связан-
ные ионы водорода и хлора. Под действием поля они при-
ходят в движение. При этом отрицательные ионы хлора
устремляются к положительно заряженной пластине —
аноду, а положительные ионы водорода поле гонит к ка-
тоду. В растворе возникает упорядоченное движение за-
рядов — электрический ток.
Однако ток в растворе не похож на ток в металле.
Вместо лёгких электронов здесь движутся в тысячи и де-
сятки тысяч раз более тяжёлые ионы. Не один, а два
потока зарядов образуют ток: поток положительных ио-
нов, идущих к катоду, и поток отрицательных ионов, иду-
щих к аноду.
Подходя к катоду, ионы водорода забирают у него
недостающие им электроны и превращаются в атомы во-
дорода. Ионы хлора отдают аноду свои лишние электроны
и превращаются в атомы хлора.
В результате электроны, приходящие на катод из гене-
ратора электрического тока, уходят в раствор, а на анод
выделяются электроны из раствора. В цепи идёт ток.
Таким образом, ионы как бы «перевозят» электроны
через раствор, где электроны не могут двигаться самостоя-
тельно. Правда, на аноде «высаживается» совсем не тот
«пассажир», который «сел на ион» с катода. Но пасса-
жиры эти все одинаковы. Сколько электронов приходит
в секунду на катод от генератора, столько же уходит с
анода обратно в генератор. Так поддерживается в цепи
постоянный ток.
Образующиеся на катоде атомы водорода соединяются
в молекулы водорода. Из молекул образуются пузырьки
водорода, всплывающие и улетающие из раствора. Точно
так же на аноде выделяется газ — хлор. Таким образом,
в результате прохождения гока через раствор в растворе
происходят химические процессы. Соляная кислота, кото-
рую мы растворили в воде, превращается в два газа —
водород и хлор.
Электрический ток в растворах всег-
да сопровождается химическими пре-
вращениями. Здесь вместе с зарядами переме-
щаются и ионы растворённых веществ. Под действием
электрического поля ионы, на которые распадаются мо-
22
лекулы, уходят: одни — к катоду, другие — к аноду. По-
этому вещества, входившие в состав молекул, разде-
ляются полем и выделяются на различных электродах.
Тот же механизм прохождения тока можно наглядно
показать на опыте, где носителем электрических зарядов
служат не ионы, а хорошо видимые глазом частицы.
К двум металлическим цилиндрам, заключённым один
в другой (рис. 10), подведены провода от аккумуляторной
Рис. 10. Электропроводность с применением пылинок в качестве
носителей электричества. Внутренний металлический цилиндр служит
катодом, внешний металлический цилиндр — анодом.
батареи; в пространстве между цилиндрами создано
электрическое поле. Но тока в цепи нет, так как, подобно
чистой воде, воздух, находящийся между цилиндрами, —
изолятор; в нём нет свободных зарядов.
Начнём теперь вдувать в пространство между цилинд-
рами смесь пшеничной муки и порошка серы. Крупинки
муки вследствие трения о металл заряжаются положи-
тельно, а крупинки серы — отрицательно. Попадая в поле,
они ведут себя так же, как ионы в растворе. Крупинки
муки притягиваются к катоду и забирают с него элек-
троны. Крупинки серы идут к аноду и отдают ему элек-
троны. Таким образом, электроны уходят с катода и по-
являются на аноде. Амперметр показывает, что в цепи
идёт ток.
Раскроем установку. Внутренний цилиндр, служив-
ший катодом, оказывается покрытым слоем муки. На
23
внутренней поверхности внешнего цилиндра (анода) ле-
жит слой серы. Ток разделил смесь муки и серы подобно
тому, как он разделяет вещества в растворах.
Ионы могут перемещаться не только в растворах, но
и в расплавах, а также в твёрдых телах. Однако движе-
ние ионов в твёрдом теле очень затруднено; заметные
ионные токи возникают лишь при высоких температурах.
Выше мы говорили об электронах в твёрдых телах, от-
рывающихся от атомов благодаря тепловому движению.
Такие тела являются электронными полупро-
водниками. По той же причине в некоторых твёр-
дых телах при высокой температуре отрываются от своих
мест и ионы. Такие тела являются ионными полу-
проводниками. Обыкновенная каменная соль — ти-
пичный ионный полупроводник. Большинство твёрдых по-
лупроводников имеет смешанную проводимость — и элек-
тронную и ионную.
Возьмём платиновую чашку, в которой находится
иодистое серебро. Йодистое серебро было залито в чашку
в расплавленном состоянии, а затем при охлаждении
закристаллизовалось. Ещё до того, как оно затвердело,
в него была опущена серебряная игла.
Подведём теперь к игле и к чашке провода от батареи.
Амперметр покажет, что через кристаллическое иодистое
серебро идёт ток. При этом игла служит анодом, а пла-
тиновая чашка — катодом.
Вытащим через некоторое время иглу и взвесим. Она
оказывается легче, чем была до опыта. Внутри плати-
новой чашки мы обнаружим кристаллы металлического
серебра. При прохождении тока часть серебра перешла
с анода на катод. Это значит, что через иодистое серебро
шёл не электронный, а ионный ток, перемещались ионы
серебра.
Отрицательные ионы иода в иодистом серебре связаны
гораздо прочнее, чем положительные ионы серебра. По-
этому перемещения их и выделения иода на аноде не об-
наруживается.
В металлах электрические токи создаются только элек-
тронами, в растворах — только ионами. Твёрдые неме-
таллические тела ведут себя при низких температурах как
изоляторы, а при достаточном повышении температуры
приобретают некоторую проводимость, обусловленную
высвобождаемыми теплом электронами и ионами.
24
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ВАКУУМЕ
Из лампы, изображённой на рисунке 11, воздух тща-
тельно откачан. Физики говорят в таком случае, что в
лампе создан вакуум.
В лампу впаяны два металлических электрода. Одним
из них служит спираль из тонкой проволочки, другим —
Рис. 11. Так устроена простейшая радиолампа.
металлический диск. Провода соединяют диск с анодом,
а спираль — с катодом аккумуляторной батареи. Значит,
в лампе создано электрическое поле. Это поле создано
положительным зарядом, находящимся на диске, который
25
называют анодом лампы, и отрицательным зарядом на
спирали, служащей катодом.
Амперметр, разумеется, не показывает тока. Ведь в
пространстве между катодом и анодом лампы нет веще-
ства, нет электронов и ионов, нет никаких электрических
зарядов. Катод и анод лампы разделены вакуумом, а ва-
куум — самый лучший изолятор.
Однако стоит нам подогреть катод, как стрелка ампер-
метра отходит от нуля: в цепи идёт ток. Ток проходит
через вакуум, через лампу, из которой откачан воздух.
Чтобы понять, как это возможно, зададим себе один
вопрос. Свободные электроны странствуют в металле по
всем направлениям. Почему же они не вылетают из него?
Потому что их удерживают ионы.
Пока электрон находится внутри металла, он со всех
сторон окружён ионами. Поля ионов практически урав-
новешены, и электрон движется свободно. Но вот элек-
трон подлетает к поверхности металла. С одной стороны
над ним уже нет ионов, а с другой стороны есть. Силы их
притяжения тянут его обратно. Электрон замедляется,
останавливается и возвращается внутрь металла.
Однако, чем больше скорость электрона, тем труднее
ионам затормозить его у поверхности. Чем быстрее элек-
трон, тем дальше он выходит из металла, прежде чем оста-
новится. Очень быстрые электроны вылетают на та-
кие расстояния, где поля ионов уже не действуют. Такие
электроны не вернутся обратно. Они покидают металл.
Теперь нетрудно понять результат нашего опыта, по-
казавшего, что электрический ток может итти в вакууме.
Надо только вспомнить, что чем выше температура тела,
тем больше энергия, тем больше скорости составляющих
его частиц — атомов, ионов, свободных электронов. Пока
катод был холодным, свободные электроны двигались
в нём недостаточно быстро, чтобы преодолеть тормозя-
щие их у поверхности силы и вылететь наружу. Нагре-
вая катод, мы увеличиваегл скорости свободных электро-
нов, и теперь уже многие из них легко покидают металл.
Но, вылетая из катода, они попадают в созданное в лампе
электрическое поле, которое влечёт их к аноду, разгоняя
всё быстрее и быстрее. Попадая на анод, электроны по
проводу уходят в генератор — аккумуляторную батарею.
Итак, цепь замкнута. По проводу от генератора на ка-
тод лампы, через вакуум на анод и снова по проводу в ге-
26
нсратор гонит поле электроны. Вакуум — самый лучший
изолятор. Но если вводить электроны извне, то вакуум
становится самым лучшим проводником, так как ничто
в нём не препятствует свободному полёту заряженных
частиц.
Явление вылета электронов из нагретого металла на-
зывается термоэлектронной эмиссией. Ва-
куумные лампы, подобные описанной, применяются очень
широко. В частности, на этом принципе устроены р а-
д и о л а м п ы. Электроны вылетают из нагретого катода
радиолампы и под действием электрических сил поля
устремляются к аноду. Обычно нагревание катода произ-
водится идущим по нему электрическим током. Для этого
к концам спирали или нити, служащей катодом лампы,
присоединяется аккумуляторная батарея (батарея на-
кала). Через радиолампу идут обычно два тока. Один,
создаваемый батареей накала, идёт вдоль по проволоке,
служащей катодом, и раскаляет её. Второй ток, назы-
ваемый анодным током, идёт через вакуум с катода на
анод. Он создаётся анодной батареей (см. рис. И).
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ГАЗАХ
Полного вакуума нельзя получить никаким насо-
сом. Сколько бы мы ни откачивали лампу, следы газа
всегда в ней останутся. Поэтому в лампе электрический
ток, с которым мы только что познакомились, про-
ходит фактически не в вакууме, а в очень разрежен-
ном газе.
Современные насосы дают столь высокое разрежение,
что остающиеся в разрядной трубке молекулы практи-
чески не влияют на движение электронов и ток проходит
так же, как и в полном вакууме. Однако в некоторых слу-
чаях лампа сознательно не откачивается до такой сте-
пени. В такой лампе электроны на своём пути много-
кратно сталкиваются с молекулами газа. При ударах они
передают молекулам газа часть своей энергии. Обычно
эта энергия идёт на нагревание газа, но при определённых
условиях молекулы или атомы газа излучают её в виде
света. Такие светящиеся трубки можно увидеть над две-
рями метро, на витринах и вывесках магазинов.
Прохождение электрического тока в газе — чрезвы-
чайно сложное и многообразное явление. Одной из форм
27
его является электрическая дуга, применяемая
при электросварке и плавлении металлов.
Температура в ней при атмосферном давлении около
3700 градусов. В дуге, горящей в газе, сжатом до 20 атмо-
сфер, температура доходит до 5900 градусов, то-есть
Рис. 12. Электрическая дуга,
становится настолько большим,
до температуры по-
верхности Солнца.
Электрическая ду-
га испускает яркий
белый свет и поэто-
му применяется ещё
как мощный источ-
ник света в проекци-
онных фонарях и в
прожекторах.
Другой формой
электрического раз-
ряда служит про-
бой газа. Будем
сближать два разно-
имённо заряженных
металлических шара
(см. рисунок на об-
ложке). При этом
электрическое поле
между ними возра-
стает. Наконец, оно
что вырывает элек-
троны из молекул воздуха, находящихся между шарами.
Происходит ионизация воздуха. Образовавшиеся свобод-
ные электроны и ионы устремляются к шарам. На своём
пути они разбивают новые молекулы, создают новые
ионы. Воздух на мгновение становится проводящим.
Подходя к шарам, ионы нейтрализуют заряды шаров;
поле исчезает. Оставшиеся ионы вновь соединяются в мо-
лекулы. Воздух снова изолятор.
Всё это происходит в доли секунды. Пробой сопрово-
ждается искрой и треском. Искра — результат свечения
молекул, возбуждаемых ударами летящих зарядов. Треск
вызван расширением воздуха вследствие его нагревания
на пути искры.
Это явление напоминает в миниатюре молнию и гром.
Действительно, молния — это такой же электрический
28
разряд, происходящий при сближении двух разноимённо
заряженных облаков или между облаком и Землёй.
Будем сближать теперь не два предварительно заря-
женных шара, а два угольных или металлических элек-
трода, присоединённых к достаточно мощному генератору.
Возникающий между ними разряд не прекращается, так
как благодаря генератору электроды не нейтрализуются
попадающими на них ионами. Вместо очень кратковре-
менного пробоя воздуха создаётся устойчивая электриче-
ская дуга (рис. 12), о которой мы уже говорили выше.
Высокая температура, развивающаяся в дуге, поддержи-
вает ионизованное состояние воздуха между электродами,
а также создаёт значительную термоэлектронную эмиссию
из катода.
СИЛА ТОКА И НАПРЯЖЕНИЕ
Повернём выключатель. Над столом загорается элек-
трическая лампочка. Второй поворот выключателя — и
лампочка гаснет. Задумывались ли вы когда-нибудь над
тем, почему это происходит?
Многие, вероятно, скажут, что тут и думать-то нечего.
Почти каждый видел разобранный выключатель и знает,
Рис. 13, При таком положении
выключателя электрическая цепь
разорвана.
Рис. 14. Цепь замкнута; через
лампочку идёт ток.
что при одном его положении цепь разорвана (рис. 13),
а при другом — замкнута (рис. 14). Когда цепь разорвана,
через лампочку ток не идёт. Поворачивая выключатель,
мы замыкаем цепь, включаем ток, и лампа вспыхивает.
29
Так, часто говорят: «включить ток», «выключить ток».
Но что это значит? Мы знаем, что электрический ток в
металле — это упорядоченное движение свободных элек-
тронов. Но свободные электроны в нити лампы имеются и
тогда, когда электрическая цепь разорвана, когда лам-
почка «выключена». Ведь свободные электроны имеются
в любом куске металла. Значит, отсутствие тока в лам-
почке при таком положении выключателя, как это изо-
бражено на рисунке 13, вызвано не тем, что в её нити нет
электронов, а тем, что движение электронов здесь неупо-
рядоченное, хаотическое. А не упорядочено движение
потому, что в нити лампочки нет электрического поля.
Когда мы вкручиваем лампочку в патрон при разом-
кнутом выключателе, то при этом один конец нити лам-
почки соединяется с одним из проводов, протянутых в
нашу квартиру от электростанции, а второй конец нити
присоединяется к проводу, идущему к выключателю, где
цепь разорвана (рис. 13). В течение очень малого вре-
мени, значительно меньшего, чем секунда, через нить идёт
«мгновенный» электрический ток, но затем электрическое
поле заряда, накопляющегося на конце провода в месте
обрыва цепи, уравновешивает внешнее поле (поле,
созданное генератором). Электрическое поле в лампе и в
подводящих к ней проводах исчезает, а поэтому исчезает
и ток.
Значит, в «выключенной» лампочке нет тока потому,
что в нити её нет электрического поля.
Как только мы поворачиваем выключатель, заряд с
места, где прежде был обрыв цепи, уходит по второму
проводу в генератор, стоящий на электростанции. В лам-
почке и в подводящих к ней проводах появляется электри-
ческое поле, которое приводит электроны в упорядоченное
движение. Так возникает электрический ток.
Таким образом, поворачивая выключатель, мы «вклю-
чаем», по сути дела, не ток, а поле.
Итак, причиной создания и поддержания электриче-
ского тока служит электрическое поле. Ясно, что вели-
чина тока, или, как обычно говорят, сила тока,
должна зависеть от величины поля. Чтобы понять, как
зависит ток от поля, надо уметь характеризовать ток и
поле количественно.
Сила тока—это одно из многих неудачных названий
в учении об электричестве, данных ещё тогда, когда яс-
30
кого понимания того, что такое ток, не было. Это вовсе
не с и л а в обычном понимании этого слова, а количе-
ство электричества, протекающее через поперечное
сечение провода за одну секунду. Её можно было бы вы-
ражать просто числом электронов, пролетающих через
сечение проводника в секунду. Но заряд электрона —
слишком малая величина для измерения токов, приме-
няемых в технике. Например, через сечение нити лам-
почки карманного фонаря проходит в секунду около
2 000 000 000 000 000 000 электронов. В качестве единицы
электрического заряда принят заряд, которым обладают
6 250 000 000 000 000 000 электронов. Этот заряд назы-
вается кулоном. За единицу силы тока принят такой
ток, при котором за секунду через сечение проводника
проходит заряд в один кулон. Эта единица силы тока
называется ампером, а приборы для измерения силы
тока — амперметрами.
Чтобы найти количественную зависимость тока от
поля, надо уметь измерять не только силу тока, но и вели-
чину поля.
Поле правильнее всего было бы характеризовать силой,
действующей на какой-нибудь определённый электриче-
ский заряд, например на один электрон или на один ку-
лон. Ведь именно существование этих сил и характерно
для поля. Но, не говоря уже о трудности измерения сил
внутри провода, это неудобно ещё и по другой причине.
Ведь в разных точках проводника поле может быть не-
одинаковым. Значит, чтобы знать, каково поле в провод-
нике, надо было бы измерить силы в разных точках его,
то-есть для каждого куска провода проводить множество
труднейших измерений.
Поэтому величину поля в проводнике принято харак-
теризовать не силой, которая действует в нём на электри-
ческие заряды, а той работой, которую эта сила совер-
шает, перемещая один кулон электричества от одного
конца проводника до другого. Эта работа поля при пере-
мещении им единичного заряда по проводнику назы-
вается напряжением, или разностью потен-
циалов поля на концах проводника.
Единицу напряжения называют вольтом, а при-
боры, измеряющие напряжение, — вольтметрами.
О силе тока и о напряжении слышал каждый, кто
имеет дело с электрическими приборами. Теперь должно
31
быть ясно, почему электрический ток характеризуют не
одной, а двумя величинами. Только одна из них — сила
тока — относится непосредственно к току, напряжением
же измеряется величина электрического поля, создаю-
щего ток.
Ток создаётся полем. Значит, сила тока в проводнике
зависит от напряжения поля на концах его.
На рисунке 12 мы видим амперметр и вольтметр, вклю-
чённые в цепь электрической дуги. Амперметр включён
непосредственно в цепь: ток, идущий через дугу,
проходит и через амперметр. Мы видим, что он равен пяти
амперам. Вольтметр присоединён к зажимам дуги. Он
показывает, что напряжение поля между углями в элек-
трической дуге 55 вольт.
Амперметр всегда включается непосредственно в цепь.
При этом ток, идущий в цепи, идёт и через амперметр
и измеряется им. Вольтметр не включается в цепь. Его
присоединяют к концам какого-либо участка цепи, чтобы
измерить напряжение поля между ними.
СОПРОТИВЛЕНИЕ
Сила тока в проводнике зависит не только от напря-
жения электрического поля в нём. Она зависит ещё от
самого проводника: от его формы, размеров, от того, из
какого материала он сделан. При одном и том же напря-
жении поля токи в разных проводниках будут различ-
ными.
Возьмём кусок медной проволоки длиной в 100 метров
с поперечным сечением в 4 квадратных миллиметра. Со-
здадим на концах её напряжение в один вольт. Амперметр
покажет в этом случае силу тока в 2,2 ампера.
При том же напряжении, в таком же куске желе з-
н о й проволоки ток будет равен только 0,44 ампера,
а в такой же проволоке, но сделанной из нихрома
(сплав никеля, железа и хрома) — всего лишь 0,03 ам-
пера.
Медь, железо и нихром обладают различным элек-
трическим сопротивлением. Сопротивление
меди мало, железа — больше, а нихрома — очень велико.
Сопротивление зависит не только от материала про-
водника, но и от формы и размеров его. У толстой прово-
локи сопротивление меньше, чем у тонкой, у длинной —
32
больше, чем у короткой. Чтобы понять, почему это так,
надо выяснить, чем вызвано сопротивление проводников
электрическому току. Об этом мы расскажем дальше.
За единицу сопротивления принято сопротивление та-
кого проводника, в котором напряжение в один вольт
создаёт ток в один ампер. Такое сопротивление назы-
вается один ом.
Итак, сила тока в проводнике зависит от
напряжения поля на концах его и от со-
противления проводника. Чем больше напря-
жение, тем больше сила тока. Чем больше сопротивление,
тем сила тока меньше.
Чтобы узнать, какова сила тока, надо разделить на-
пряжение, созданное полем на концах проводника, на со-
противление этого проводника.
На практике силу тока обычно не вычисляют, а изме-
ряют амперметром. Напряжение тоже измеряют. А зная
напряжение и силу тока, не трудно уже вычислить со-
противление проводника.
Так как
напряжение
сила т о к а =--------------,
сопротивление’
ТО
напряжение
соп ротивле н ие =-------------,
г	силатока
На зажимах дугового фонаря, изображённого на
рис. 12, создано напряжение в 55 вольт. Через дугу идёт
ток в 5 ампер. Значит, сопротивление горящей дуги равно
55	. .
—=11 ом.
о
Электрическим сопротивлением обладают не только
металлы, но и все другие тела.
Особенно велико сопротивление изоляторов (кварц,
резина, стекло, фарфор и др.). Если бы в изоляторах аб-
солютно не было свободных зарядов (электронов, ионов),
то сопротивление их было бы бесконечным. Самое высо-
кое напряжение не вызывало бы в изоляторах тока.
На самом деле таких идеальных изоляторов не суще-
ствует. В любом изоляторе имеется небольшое число ото-
рвавшихся от своих мест электронов и ионов. Поэтому и
в изоляторах при наложении поля возникает ток.
3 Э. И. Адирович	33
Токи в изоляторах так малы, что даже при высоких
напряжениях их удаётся обнаружить лишь с помощью
специальных, очень чувствительных приборов. Число сво-
бодных зарядов в изоляторах ничтожно — гораздо мень-
ше, чем в полупроводниках, и несравненно меньше, чем
в металлах. Поэтому сопротивление реальных изоляторов
хотя и не бесконечно, но колоссально велико.
Вырежем из полистирола — одного из лучших совре-
менных искусственно изготовленных изоляторов — пла-
стинку сечением в 1 квадратный сантиметр и толщиной
в 1 миллиметр. Сопротивление этой пластинки —
10 000 000 000 000 000 ом. Чтобы обладать таким же со-
противлением, провод из меди того же сечения должен
был бы иметь в длину свыше 10 000 000 000 000 000 кило-
метров. Его хватило бы на сто миллионов линий протя-
жённостью от Земли до Солнца.
Этот пример показывает, как различна у разных ве-
ществ способность проводить электрический ток.
В современной электротехнике находят своё примене-
ние и металлы, и изоляторы, и полупроводники. Металлы
используются как проводники тока. Но для нормальной
передачи электроэнергии недостаточно связать электро-
станцию и потребителя металлическим проводом. Надо
ещё закрыть для тока обходные пути. Иначе ток пойдёт
через опорные столбы электрических линий, через землю,
через металлические корпуса генераторов, электродвига-
телей и т. д. Чтобы этого избежать, электрическую цепь
необходимо изолировать. Для этого-то и используются
изоляторы.
На полупроводники раньше смотрели как на плохие
изоляторы. Поэтому ими вообще не пользовались. Сейчас
в электротехнике и радиотехнике полупроводники приме-
няются очень широко. Они позволяют выпрямлять и уси-
ливать электрические токи, а также превращать тепло и
свет в электрическую энергию.
РАБОТА И МОЩНОСТЬ ТОКА
Любые машины, установки и приборы, приводимые в
движение электричеством, являются потребителями элек-
трической энергии.
Чем больше электрической энергии потребляет еже-
секундно установка, тем больше масштаб производимых
34
ею работ. Важнейшей характеристикой электрической ма-
шины, установки, прибора является мощность — ко-
личество потребляемой в секунду электрической энергии.
Чтобы узнать мощность установки, надо умножить
электрическое напряжение, при котором она работает, на
силу проходящего через установку тока. Почему это так —
понять нетрудно. Как мы уже знаем, напряжение, подве-
дённое к установке, показывает, какую работу совершает
поле, перемещая через установку один кулон электриче-
ства. Сила тока в амперах выражает число кулонов, про-
шедших за 1 секунду. Если мы умножим работу, совершён-
ную над каждым зарядом, на число зарядов, прошедших
за секунду, то узнаем полную работу, совершённую элек-
трическим полем за 1 секунду. А это и есть поглощён-
ная в установке мощность. За счёт этой затрачиваемой
ежесекундно электрической энергии совершается полез-
ная работа установки.
Итак,
мощность=напряжение хсила тока.
Мощность измеряется в ваттах и киловаттах.
1 ватт — это такая мощность, которая выделяется в
проводнике в том случае, когда напряжение поля* на кон-
цах проводника равно одному вольту, а сила тока в про-
воднике— одному амперу. 1000 ватт составляет 1'кило-
ватт.
Через дуговой фонарь, который мы видим на рис. 12,
идёт ток в 5 ампер. Этот ток вызван электрическим полем
напряжением в 55 вольт. Перемножая напряжение и силу
тока, узнаем, что мощность дуги равна
55x5=275 ватт=0,275 киловатта.
Чем больше мощность дуги, тем больше даёт она
тепла и света.
Мощность лампочки карманного фонаря равна при-
мерно 1 ватту, т. е. 0,001 киловатта. Мощность советского
шагающего экскаватора около 7000 киловатт.
Замечательным и очень важным для практики свой-
ством электрической энергии является лёгкая возможность
её концентрации и дробления. Современный советский теп-
ловой генератор (турбогенератор) развивает мощность в
100 000 киловатт. Эта мощность равна мощности 40 тяжё-
лых паровозов ФД. От сети, питаемой этим генератором,
3*
35
черпает энергию огромный стан для прокатки метал-
ла мощностью свыше 25 000 киловатт, и электрические
часы, мощность которых всего лишь 0,000003 киловатта.
Мощность электрического прибора или установки по-
казывает, сколько электроэнергии потребляется в одну
секунду. Общее количество энергии, поступившей в уста-
новку за какое-то время, мы узнаем, если умножим мощ-
ность установки на время её работы:
энергия = мощность х время.
Эта величина характеризует объём работы, совершён-
ной установкой.
Если бы вся поглощаемая электроэнергия шла на со-
вершение полезной работы, то, умножая мощность на
время, мы узнали бы величину работы, которую выпол-
нила установка (например, подъёмный кран). Однако
часть электроэнергии затрачивается на преодоление тре-
ния движущихся частей самой установки, на нагрев об-
мотки и другие непроизводительные работы. Поэтому
полезная работа установки меньше, чем потребляемая ею
электроэнергия. Отношение полезной работы к поглощён-
ной энергии называется коэффициентом полез-
ного действия установки. Электрические маши-
ны обладают высоким коэффициентом полезного дей-
ствия.
В технике энергия и работа измеряются в кило-
ват т-ч асах. 1 киловатт-час — это такая энергия, ко-
торая потребляется за час прибором мощностью в 1 ки-
ловатт. В качестве более мелкой единицы применяют
1 гектоватт-час, равный 0,1 киловатт-часа.
Представление о том, чему равна энергия в один кило-
ватт-час, дают следующие цифры, приведённые известным
советским энергетиком академиком А. В. Винтером.
Для выплавки 1 тонны чугуна или стали нужно затра-
тить 20 киловатт-часов. На добычу каждой тонны нефти —
28 киловатт-часов. 40 киловатт-часов электроэнергии за-
трачивает электротрактор на вспашку 1 гектара.
Энергия в 1 киловатт-час позволяет выполнить любую
из следующих работ:
1)	добыть и доставить на поверхность земли 75 кило-
граммов угля;
2)	прокатать 50 килограммов металлических изделий;
3)	изготовить 10 метров хлопчатобумажной ткани;
36
4)	выпечь 88 килограммов хлеба;
5)	вывести в инкубаторе 30 цыплят.
В 1951 году советские электростанции дали нашей со-
циалистической промышленности, транспорту и сельскому
хозяйству более 100 миллиардов киловатт-часов электро-
энергии, что превосходит производство электроэнергии в
Англии и Франции, вместе взятых.
Прирост выработки электроэнергии за один только
1951 год—первый год пятой сталинской пятилетки—•
составил более 13 миллиардов киловатт-часов. В 1955 году,
в конце новой пятилетки, общая мощность электростанций
в СССР увеличится примерно вдвое по сравнению
с 1950 годом, а производство электроэнергии возрастёт
примерно на 80 процентов.
III.	ТРИ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
О се практические применения электричества основаны
на трёх действиях, вызываемых электрическим то-
ком: тепловом, химическом и магнитном,
О них мы и расскажем в этой главе.
ВЫДЕЛЕНИЕ ТЕПЛА
Только в полном вакууме электроны движутся беспре-
пятственно. Проходя через вещество, они сталкиваются
с атомами, молекулами или ионами. При этом электроны
тормозятся и передают свою энергию частицам того
тела, по которому идёт ток. Энергия частиц вещества уве-
личивается, скорость движения их возрастает, проводник
нагревается.
Чем большее сопротивление оказывают частицы про-
водника прохождению электрического тока, тем больше
энергии теряют электроны, тем сильнее нагревается про-
водник, так как вся потерянная электронами энергия
превращается в тепло. Теперь нам понятно, почему спи-
раль электрической печки сделана из нихрома, а шнур,
протянутый к ней от штепселя, — из меди. При таком
выборе материалов ток сильно разогревает спираль, об-
ладающую большим сопротивлением, и почти совсем не
нагревает подводящие провода.
Посмотрим на электрическую лампочку. Её вольфра-
мовая нить обладает большим сопротивлением. Проходя
37
по нити, электроны передают ионам вольфрама много
энергии. Нить разогревается добела—лампочка светит.
Если ток слишком сильный, энергия, передаваемая
ионам вольфрама, так велика, что ионы не удерживаются
больше на своих местах. Правильное расположение их
нарушается, нить плавится. Мы говорим, что лампочка
«перегорела». Вольфрам применяется для изготовления
нитей электрических лампочек потому, что это один
из самых тугоплавких
металлов. Он выдерживает
температуру в 3000 гра-
дусов. Температура нити
горящей лампочки зна-
чительно ниже — около
.. 2100 градусов.
Чем длиннее провод-
ник, тем больше столкно-
вений испытывают в нём
электроны, тем больше
энергии они теряют. По-
этому сопротивление про-
водника тем больше, чем
больше его длина.
Кроме того, сопротив-
ление проводника зависит
П1г	. и от толщины его. Чем
Рис. 15. Сопротивление проводника
зависит от его толщины тоньше провод, тем боль-
ше его сопротивление.
Чтобы понять, почему это так, проделаем следующий
опыт. Припаяем к куску тонкой проволоки кусок толстой
проволоки и присоединим их к полюсам аккумулятора
(рис. 15). Сила тока и в толстом и в тонком проводе оди-
накова; и через ту и через другую проволоку проходит за
секунду одинаковое число электронов. Но при этом в тон-
ком проводе скорость упорядоченного движения электро-
нов больше, чем в толстом, подобно тому как скорость
реки в узком месте больше, чем в широком. Но ведь чем
быстрее движется поток электронов, тем больше энергии
отдаёт он при столкновениях частицам проводника. Зна-
чит, и сопротивление тонкого провода больше, чем сопро-
тивление толстого. Благодаря этому в нашем опыте тон-
кий провод раскаляется током, а толстый — остаётся
тёмным и едва тёплым.
38
Таким образом, если по проволоке идёт большой ток,
то во избежание сильного нагревания проволоки надо,
чтобы она была достаточно толстой.
Когда мы включаем какой-нибудь электроприбор —
плитку, электрическую лампочку или утюг,— то сила тока
в электропроводке в квартире определяется напряжением
в сети и общим сопротивлением электрического прибора
и подводящих проводов. Допустим, что включён утюг.
Главную роль в этом случае играет сопротивление утюга,
так как сопротивление проводов очень мало. Но иногда
бывает так, что из-за плохой или нарушенной изоляции
провода соединяются друг с другом и ток идёт по ним,
минуя электроприборы. Такое соединение проводов назы-
вается коротким замыканием. При этом сила
тока становится огромной, так как сопротивление про-
водов очень мало. Вследствие этого провода сильно на-
греваются и может возникнуть пожар.
Чтобы предотвратить пожар от короткого замыкания,
в цепь обычно включают предохранители, или, как их ещё
называют, «пробки». В них имеется тонкая проволочка,
по которой проходит электрический ток. Как только ток
становится слишком большим, проволочка перегорает и
разрывает цепь раньше, чем провода успевают разо-
греться.
Выделение тепла при прохождении тока широко ис-
пользуется для разнообразных целей (освещение, обогре-
вание, плавка, сушка, закалка, сварка и др.).
Отдавая свою энергию частицам проводника, заряды,
образующие ток, тормозятся. В промежутках между
столкновениями поле снова ускоряет эти заряды, восста-
навливает их прежнюю энергию. Значит, тепло выделяется
за счёт работы электрического поля.
Но в случае постоянного тока поле не изменяется, так
как постоянной остаётся величина создающих поле заря-
дов на электродах генератора.
Откуда же черпает поле энергию, расходуемую на пе-
ремещение электрических зарядов, на поддержание элек-
трического тока?
Энергию полю доставляет генератор.
Посмотрите ещё раз на рисунок 9. Внутри аккумуля-
тора электроны перемещаются от анода к катоду против
того направления, в котором на них действуют силы элек-
трического поля.
39
Чтобы поднять груз, надо совершить работу против
действующей на него силы тяжести, надо затратить энер-
гию. То же необходимо, чтобы перемещать заряды против
действующих на них сил электрического поля. Эта работа
осуществляется за счёт химической энергии аккумуля-
тора. В результате этой работы электроны возвращаются
на катод, заряды электродов поддерживаются постоян-
ными, потери энергии поля возмещаются.
В динамомашине в энергию поля превращается меха-
ническая энергия (об этом рассказано дальше, см. стр. 49),
в аккумуляторе и батарейке карманного фонаря — хими-
ческая. Таким образом, электрические гене-
раторы — это преобразователи энергии из
других форм её в энергию электрического
поля.
Выше мы говорили о работе и мощности тока. Ко-
нечно, ток совершает работу — вращает вал электромо-
тора, сваривает рельсы, превращает руду в металл. Но
собственная энергия тока — энергия движущихся электро-
нов — совершенно недостаточна для этого. Работа совер-
шается за счёт энергии электрического поля, вырабаты-
ваемой генератором.
ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Мы уже знаем, что прохождение электрического тока
через растворы вызывает в них химические изменения.
Такое разложение растворённого или расплавленного ве-
щества электрическим током называют электро-
лизом.
Вещества, выделяющиеся у электродов, часто всту-
пают в новые соединения и тогда химические процессы
становятся очень сложными.
При растворении веществ, в состав которых входят
металлы, ионы металлов всегда положительны. Если про-
пускать ток через раствор соли какого-либо металла, на-
пример никеля, то его ионы превращаются в атомы и
осаждаются на катоде. Катод покрывается слоем осаж-
дённого металла. На этом основано никелирование, хро-
мирование, золочение. Предмет, который хотят покрыть
каким-нибудь металлом, погружается в раствор соли этого
металла и служит катодом. Наносимое покрытие делает
предмет твёрдым, нержавеющим, неокисляющимся и т. п.
40
Иногда тот же приём используется для покрытия ме-
таллической проволоки тонким, невидимым глазу слоем
кислорода. Образуется поверхностный слой окисла, окру-
жающий металл; он изолирует металл и заменяет в не-
которых случаях изоляционную обмотку.
Ещё более важное значение имеет применение элек-
трического тока при производстве алюминия и других
цветных металлов. Электрический ток, проходящий через
алюминиевые руды, расплавляет их и выделяет на катоде
расплавленный металлический алюминий. Здесь исполь-
зуется одновременно и химическое и тепловое действие
тока.
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Тепловое и химическое действия тока становятся по-
нятными, когда знаешь, что такое электрический ток.
Понять магнитные свойства тока значительно сложнее.
Это совсем особый мир явлений, не связанный с механиз-
мом прохождения электричества через вещество. Только
Рис. 16. Магнит и электромагнит. С —северный полюс;
Ю — южный полюс.
в самых общих чертах мы познакомимся с ним в этой
книжке.
Магниты знает и видел каждый. Каждому известна
их замечательная способность притягивать железные
предметы. Но далеко не каждый знает, что всеми своими
свойствами магниты обязаны электрическому току.
На рисунке 16 слева мы видим обыкновенный магнит.
На концах (полюсах) его — гроздья железных опи-
41
лок. Рядом с ним второй такой же магнит. Но нет. Это
совсем не магнит. Это картонная коробка, внутрь кото-
рой уходят провода от аккумуляторной батареи. Почему
картонная коробка притягивает железные опилки?
Откроем её (рис. 17). Внутри мы находим проволоку,
скрученную в виде спирали. Такая проволочная спираль
называется в электротехнике катушкой, или соле-
ноидом. Ток, про-
ходящий по этой
проволоке, сообщил
ей магнитные свой-
ства. Стоит нам пре-
рвать ток, и коробка
с катушкой потеряет
способность притяги-
вать железо.
В пространстве,
окружающем элек-
трический ток, на
железные предметы
действуют магнитные
силы. Причина этих
сил — магнитное
Рис. 17. Что находится внутри коробки, поле, создаваемое
электрическим током.
Электрический ток окружён создан-
ным им магнитным полем.
Магнитное поле, создаваемое магнитами, также вы-
звано протекающими в них электрическими токами. Од-
нако магнит нельзя «открыть», как картонную коробку.
Не так просто увидеть спрятанные в нём токи.
Токи эти текут в атомах. Ведь в каждом атоме дви-
жутся электроны. А движущийся электрон — это элек-
трический ток.
Движение электронов в атомах сложное. Нам не
нужно, однако, вдаваться в детали его, чтобы понять, что
каждый электрон, движущийся в атоме, создаёт вокруг
атома магнитное поле, так же, как его создаёт каждый
виток провода в катушке.
В обычных веществах магнитные поля, создаваемые
атомами, направлены во все стороны и в сумме дают нуль.
Но в железе дело обстоит иначе. Кусок железа состоит
из многих малых областей, в каждой из которых все
42
атомы расположены так, что их магнитные поля совпа-
дают. Каждая такая область создаёт магнитное поле, то-
есть является маленьким магнитиком.
В ненамагниченном куске железа или стали эти магни-
тики расположены хаотически (рис. 18, справа). Поля их
направлены в разные стороны и в целом уравновеши-
ваются.
Если же магнитные поля направлены одинаково, они,
складываясь, усиливают друг друга — перед нами магнит
(рис. 18, слева).
Кроме железа, подобными же свойствами обладают
ещё металлы никель, кобальт и гадолиний, а также мно-
гие сплавы. Эти вещества называют ферромагнит-
ными (железо по-латыни называется феррум).
Если нагреть магнит до 700—800 градусов, то вслед-
ствие теплового движения расположение атомов стано-
вится таким, что их
стороны. При этом
то-есть превращается
остаётся в таком же
размагниченном со-
стоянии и после того
как остынет. Отдель-
ные малые области
вновь превращаются
при этом в микроско-
пические магнитики,
но в целом кусок
стали остаётся нена-
магниченным. Возни-
магнитные поля направлены во все
магнит размагничивается,
в ненамагниченный кусок стали. Он
Рис. 18. Намагниченный и ненамагни-
ченный куски железа. Стрелки показы-
вают, как направлены магнитные поля
отдельных областей.
кающие в нём маг-
нитики расположены
хаотически, как это
изображено на рисун-
ке 18 справа.
Размагнитить магнит можно и путём сильных ударов
по нему, что приводит к тому же результату.
Кусок стали можно не только размагнитить, но и на-
магнитить. Будем водить магнитом по куску стали или
поместим стальной стержень внутрь катушки, по которой
идёт ток. Внешнее магнитное поле ориентирует отдельные
магнитные области так, что их поля совпадут с внешним
полем. Кусок стали становится магнитом.
43
Свойства магнитов долго казались загадочными. Их
объясняли существованием особого «магнетизма», нахо-
дящегося в магнитных полюсах. Однако сколько ни пы-
тались, никак не удавалось обнаружить и выделить этот
предполагаемый магнетизм. Мы знаем теперь, что ника-
кого магнетизма нет. Магнитные свойства вызываются
электронными токами в атомах.
МАГНИТЫ И ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ
Поднесём магнит к железному ключу. «Невидимая
рука» магнита — магнитное поле — притянет ключ. С по-
Рис. 19. Заводской электромагнит.
мощью магнита можно поднимать железные предметы,
переносить их с одного места на другое.
44
Естественные магниты могут поднять только лёгкие
предметы. Магнитное поле их невелико. Значительно
сильнее искусственные электромагниты. Так, заводские
электромагниты поднимают многотонные железные де-
тали.
Электромагнит состоит из катушки, в которую вста-
влен железный стержень (сердечник). Ток, проходящий
по катушке, создаёт магнитное поле. Это поле ориен-
тирует атомы железного сердечника. Он становится
магнитом.
Таким образом, на окружающие железные предметы
действует не только магнитное поле тока, но и магнитное
поле, создаваемое сердечником. Сердечник увеличивает
силу электромагнита в тысячи раз.
Электромагниты широко применяются в технике в са-
мых разнообразных целях. На рисунке 19 показан мощ-
ный электромагнит. На рисунке 20 вы видите маленький
Рис, 20. Так устроен электрический звонок.
электромагнит, спрятанный в электрическом звонке у вас
дома. Нажимая кнопку у двери, вы замыкаете цепь. Через
обмотку электромагнита идёт ток. Сердечник намагничи-
вается и притягивает к себе молоточек. Но как только
молоточек отходит от острия, цепь разрывается и ток
45
прекращается. Электромагнит более не действует, упругая
ножка молоточка выпрямляется, и молоточек возвра-
щается в прежнее положение. Однако при этом он снова
касается острия, замыкает цепь, и всё повторяется сна-
чала. Молоточек колеблется между магнитом и остриём и
ударяет по звонку. Звонок звонит.
Любой электромагнит — и тот, который поднимает
тяжести, и тот, который заставляет звонить электрический
звонок, — должен не только ухватить, притянуть желез-
ную деталь, но и отпустить её. Поэтому сердечник надо
делать не из стали, а из мягкого железа. И вот почему.
Железо намагничено, пока идёт ток в катушке, пока есть
внешнее магнитное поле. Прекратился ток, нет внешнего
поля, атомы железа дезориентируются, и железо
размагничивается. Не то в стали. Однажды намагнитив-
шись, сталь остаётся магнитом и после прекращения тока
в катушке. Поэтому из стали изготовляют постоянные
магниты, а для сердечников она не годится.
КАК ДЕЙСТВУЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ
Электрический ток создаёт магнитное поле. Это зна-
чит, что электрический ток с определённой силой действует
на поднесённый к нему магнит. С такой же силой магнит
действует на провод, по которому идёт ток.
На рисунке 21 вы видите маленький электродви-
гатель (электромотор). Как и большие электродвига-
тели, он состоит из двух частей: неподвижной — ста-
тора и подвижной — ротора. У изображённого на ри-
сунке электромотора статором служит подковообразный
магнит, а ротором — проволока, намотанная на железный
сердечник.
На рисунке 22 схематически показано, как устроен и
как действует электродвигатель. Между полюсами по-
стоянного магнита — статора — находится простейший
ротор — один виток проволоки, по которому идёт электри-
ческий ток. Такой виток с током создаёт магнитное поле,
подобно магниту, сплющенному в тонкий листок. Поме-
стим над витком левую руку так, чтобы направление от
кисти к пальцам совпадало с направлением тока
(см. рис. 22). Тогда большой палец показывает, где у витка
северный полюс. Напомним, что направлением тока мы
называем направление, по которому движутся электроны.
46
Вследствие взаимодействия между витком (ротором) и
постоянным магнитом (статором) виток повернётся так,
что его северный полюс притянется к южному полюсу маг-
нита, а южный — к северному. Именно в таком положе-
нии виток изображён на рисунке 22, а. Если теперь изме-
нить направление тока в витке, то расположение полюсов
Рис. 21. Модель электродвигателя.
у витка также изменится на обратное. Возле северного
полюса статора окажется северный полюс витка, возле
южного — южный (рис. 22, б). Возникнут силы отталки-
вания, и виток повернётся на полоборота. Новое измене-
ние направления тока вызовет поворот ещё на полоборота
и т. д. Ротор будет вращаться вокруг своей оси.
Таким образом, магнитные силы вращают ротор и вал
электромотора. С помощью шкива и ремня, как на ри-
сунке 21, или другим способом вал мотора связывается
с любым механизмом и приводит его в движение.
Изменение направления тока в обмотке ротора осу-
ществляется с помощью особого устройства — коллек-
тора. Простейший коллектор — это металлическое
47
кольцо, разрезанное вдоль на две половинки. С каждой
половинкой кольца соединён один из концов обмотки
ротора. К половинкам колец прижимаются щётки —
металлические пластинки, соединённые с генератором (на
рис. 21 —с аккумулятором). Таким образом, обмотка ро-
тора оказывается присоединённой к генератору, и по ней
Рис. 22. Схема устройства и действия электродвигателя постоянного
тока. Рука показывает направление тока и положение полюсов
В кружке показано, как устроены кольца у электромотора переменного
тока.
идёт электрический ток. При таком положении ротора,
как это изображено на рисунке 22, щётки переходят
с одного полукольца на другое, направление тока в
обмотке ротора изменяется. Поэтому вращение ротора
происходит непрерывно.
Таковы физические принципы устройства и действия
электродвигателей постоянного тока. В моторах перемен-
48
кого тока нет надобности в коллекторе. На щётки такого
мотора подаётся переменное напряжение; щётки много
раз в секунду перезаряжаются. Каждая щётка прижи-
мается к отдельному неразрезанному кольцу, соединён-
ному с одним из концов обмотки ротора (рис. 22). Необ-
ходимое для вращения ротора изменение направления
тока в его обмотке происходит вследствие перезарядки
щёток.
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ И ГЕНЕРАТОР
Отсоединим электромотор от аккумулятора и подве-
дём провода, идущие от него, к патрону электрической
лампочки. На шкив намотаем нить, к концу которой при-
вязана гиря (рис. 23).
Отпустим гирю. Под действием силы тяжести гиря
опускается и, разматывая нить, вращает вал вместе с ро-
тором электромотора. Лампочка вспыхивает. Электромотор
превратился в генератор. Он преобразует механическую
энергию (потенциальную энергию гири) в электрическую.
Этот опыт демонстрирует замечательную обратимость
электродвигателя и генератора. Один и тот же механизм
может служить и для преобразования электрической
энергии в механическую и для превращения механиче-
ской энергии в электрическую.
Как действует электродвигатель, какие силы вращают
ротор — мы уже знаем. А как действует генератор, по-
чему возникает в обмотке ротора электрический ток?
Действие генератора электрического тока основано
на явлении так называемой электромагнитной
индукции. Это явление состоит в том, что в проводе,
движущемся в неоднородном магнитном поле, возникает
электрическое поле.
На рисунке 24 мы видим катушку, присоединённую
к амперметру. Возле катушки находится магнит. Пока
магнит неподвижен, амперметр показывает, что в цепи нет
тока. Тока не будет и в том случае, если поместить магнит
внутрь катушки.
Будем теперь быстро вдвигать магнит в катушку и вы-
двигать его обратно. Отклонение стрелки амперметра не-
медленно покажет нам, что в катушке возникает при этом
электрический ток. Но мы знаем, что электрический ток,
то-есть упорядоченное движение зарядов, может возник-
нуть только под действием электрического поля.
4
Э. И. Адирович
49
Проведённый опыт показывает, что при перемещении
магнита вблизи катушки и в ней возникает электрическое
поле.
Продумаем результаты проведённых опытов. В том
случае, когда проводник находится вне магнитного поля
Рис. 23. Модель генератора.
пли же в постоянном магнитном поле, в нём электриче-
ское поле не возникает. Если же поместить проводник в
изменяющееся магнитное поле, то это изменяющееся маг-
нитное поле создаст в проводнике электрическое поле.
50
В опыте, изображённом на рисунке 24, переменное
магнитное поле в катушке создавалось с помощью переме-
щения магнита. Можно поступить и иначе — закрепить
магнит и двигать относительно него катушку. Результат
будет тот же, что и в предыдущем опыте. Электромагнит-
Рис. 24. Опыт по электромагнитной индукции.
ная индукция возникает независимо от того, перемещается
ли магнит вблизи неподвижного провода, или же движется
провод в магнитном поле неподвижных магнитов.
Когда мы вращаем ротор в магнитном поле статора,
в обмотке ротора возникает электрическое поле. Это элек-
трическое поле вызывает упорядоченное движение элек-
тронов — электрический ток.
То же самое произойдёт, если магниты расположить на
роторе, а обмотку — на статоре. Вследствие движения
4*	51
магнитов появится электрическое поле в неподвижной
обмотке статора. На концах обмотки будет создаваться
напряжение. В цепи, присоединённой к этой обмотке, воз-
никнет электрический ток.
Та часть генератора, где находятся магниты, назы-
вается индуктором. Та часть, на которой располо-
Рис. 25. Мощный гидрогенератор.
жена обмотка, — якорем. В модели генератора, изобра-
жённой на рисунке 23, индуктором является статор (не-
подвижная часть), а якорем — ротор (движущаяся часть).
Мы видим, что возможна и иная конструкция, когда
индуктор вращается, а якорем служит статор. При этом
отпадает необходимость в скользящих контактах — щёт-
ках, — так как обмотка, в которой индуктируется электри-
ческое поле, неподвижна.
На щётках происходит искрообразование, ограничи-
вающее возможность повышения напряжения электриче-
ской машины. Поэтому большинство генераторов и мото-
52
ров переменного тока конструируется с неподвижным
якорем.
На электростанции стоит генератор (рис. 25). Вода
или пар вращают его ротор. Здесь механическая энергия
превращается в электрическую.
За сотни километров от электростанции в сеть её вклю-
чают электродвигатель (рис. 26). Магнитное поле тока
приводит в движение ротор двигателя. Здесь электриче-
Рис. 26. Электродвигатель постоянного тока.
ская энергия превращается в механическую и используется
для выполнения любой требуемой работы.
Благодаря электричеству оказалось возможным заста-
вить падающую воду или сжигаемое топливо совершать
работу за сотни километров от того места, где выделяется
их энергия. В недалёком будущем энергия будет переда-
ваться по проводам за тысячи километров.
НЕСКОЛЬКО СЛОВ О ПЕРЕМЕННЫХ ТОКАХ
Кроме токов, текущих всё время в одном направлении,
в технике широко применяются также так называемые
переменные токи. Направление переменного тока
в цепи изменяется обычно много раз за секунду.
Рассмотрим здесь в общих чертах вопрос о том, что
такое переменный ток, чем он отличается от постоян-
ного.
53
Генератор постоянного тока создаёт в окружающем
пространстве постоянное электрическое поле. В цепи,
присоединённой к его электродам, это поле гонит элек-
троны в одном направлении — от отрицательного элек-
трода к положительному. У генераторов переменного тока
заряды на электродах не остаются постоянными. Положи-
тельный электрод через малую долю секунды становится
отрицательным, затем снова положительным, опять отри-
цательным и так далее. Одновременно перезаряжается и
другой электрод.
При этом заряды на обоих электродах всё время про-
тивоположны.
У генераторов переменного тока, питающих освети-
тельную сеть и электродвигатели, электроды перезаря-
жаются сто раз в секунду. Столько же раз в секунду изме-
няется направление создаваемого ими в сети электриче-
ского поля. Вслед за полем изменяется и направление
электрического тока. В течение одной секунды через нить
лампы, горящей на вашем столе, ток пятьдесят раз про-
ходит в одном и пятьдесят раз в противоположном на-
правлении.
В остальном переменный ток не отличается от постоян-
ного. Это также упорядоченный поток электронов, но
только направление этого потока много раз за секунду
изменяется.
Широкое применение переменного тока в технике свя-
зано с тем, что его можно трансформировать.
С помощью специальных устройств — трансформа-
торов — напряжение в цепи переменного тока можно
повышать и понижать.
На рисунке 27 мы видим железный сердечник, на ко-
торый надеты две катушки. Создадим в одной из катушек
электрический ток, присоединив её к генератору. Вторую
катушку замкнём на электрическую лампочку. Когда в
первой катушке идёт постоянный ток, лампа не горит.
Если же ток в первой катушке переменный, то лампа, при-
соединённая ко второй катушке, где нет никакого гене-
ратора, загорается.
Здесь мы имеем дело с тем же явлением электро-
магнитной индукции, с которым познакомились,
когда речь шла о генераторах. Когда в первой катушке
идёт переменный ток, то создаваемое им магнитное поле
также будет переменным. Таким образом, в этом случае
54
вторая катушка, подобно якорю генератора, находится
в переменном магнитном поле. Благодаря этому в нём
создаётся электрическое поле и возникает электриче-
ский ток.
Две катушки, надетые на общий сердечник, — это про-
стейший трансформатор. Переменный ток в первой ка-
тушке (она называется первичной обмоткой
трансформатора) создаёт переменное магнитное поле.
Переменное магнитное поле вызывает ток во второй ка-
тушке (во вторичной обмотке).
Рис. 27. Простейший трансформатор.
Если увеличивать число витков вторичной обмотки, то
лампочка в нашем опыте с переменным током будет го-
реть всё ярче. Если уменьшать число витков, — лампа
будет гореть более тускло. Когда число витков во вторич-
ной обмотке больше, чем в первичной, напряжение на её
концах больше, чем напряжение, созданное генератором
на концах первичной катушки.
Трансформаторы, у которых во вторичной обмотке
больше витков, чем в первичной, называются повы-
шающими. Они позволяют получать более высокие на-
пряжения, чем то напряжение, которое создаёт генератор.
При этом сила тока во вторичной обмотке оказывается
во столько же раз меньше, во сколько напряжение на её
концах больше.
Трансформаторы, у которых во вторичной обмотке
меньше витков, чем в первичной, называются пони-
жающими. С помощью понижающих трансформато-
55
ров можно получать токи большой силы при низком на-
пряжении.
Между электростанцией и потребителем электрической
энергии — заводом, трамваем или квартирой — протя-
нуты провода. Они обладают значительным сопротивле-
нием. Ведь сопротивление тем больше, чем провод длин-
нее, а здесь длина проводов измеряется обычно километ-
рами, а то и сотнями километров. Если соединить этими
проводами генератор и, скажем, электродвигатель, то
Рис. 28. Схема передачи электрической энергии переменным током.
лишь незначительная часть энергии, вырабатываемой ге-
нератором, дойдёт до электродвигателя. Почти вся она
бесполезно растратится на нагревание проводов или, как
говорят, будет «потеряна на линии». Чтобы избежать
этого, генератор соединяют с первичной обмоткой повы-
шающего трансформатора, а провода, идущие к потреби-
телю, присоединяют к концам вторичной обмотки (рис. 28).
В таком случае сила тока в цепи очень мала, а значит,
малы и потери энергии даже на длинных проводах. Но
в сети создаётся высокое напряжение, опасное для жизни.
Стоящий в месте потребления электроэнергии понижаю-
щий трансформатор снижает напряжение.
Таким образом, благодаря трансформаторам можно
передавать электрическую энергию с малыми потерями
слабым током высокого напряжения, а потреблять её при
обычных напряжениях, не требующих особых условий изо-
ляции и не опасных для жизни. Это — одна из основных
причин широкого развития электротехники переменных
токов.
56
IV.	ЭЛЕКТРИЧЕСТВО НА СЛУЖБЕ
СОВЕТСКОГО НАРОДА
ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ СОВЕТСКОГО СОЮЗА
Дореволюционная Россия занимала 15-е место в мире
по выработке электроэнергии. В 1913 году мощность всех
её электростанций составляла около 1 миллиона киловатт,
а годовое производство электроэнергии не достигало и
2 миллиардов киловатт-часов.
Царское правительство не заботилось о создании элек-
троэнергетической базы для промышленности. Иностран-
ные концессионеры всячески тормозили развитие русской
энергетики, так как её развитие привело бы к ослаблению
зависимости хозяйства России от иностранного капитала.
До Великой Октябрьской социалистической революции
в России не было ни одной гидроэлектростанции крупного
промышленного значения.
6 лет мировой и гражданской войны сильно раз-
рушили электроэнергетическое хозяйство нашей Родины.
В 1920 году производство электроэнергии составляло всего
лишь полмиллиарда киловатт-часов. Именно в это время
на VIII Всероссийском съезде Советов Владимир Ильич
Ленин указал на электрификацию, как на основное и ре-
шающее звено в построении коммунистического общества.
«Коммунизм — это есть советская власть плюс электрифи-
кация всей страны» — эти слова Ленина определили глав-
ное направление в создании материальной базы коммуни-
стического общества.
Что такое электрификация? На этот вопрос исчерпы-
вающе отвечает товарищ Сталин: «...под электрифика-
цией страны Ленин понимает не изолированное построение
отдельных электростанций, а постепенный „перевод хо-
зяйства страны, в том числе и земледелия, на новую тех-
ническую базу, на техническую базу современного круп-
ного производствасвязанного так или иначе, прямо или
косвенно, с делом электрификации».
Ленин и Сталин учат, что народное хозяйство комму-
нистического общества — промышленность, транспорт,
сельское хозяйство — должно быть основано на высшей
технике. А энергетической базой высшей, передовой тех-
ники является электричество. Без электрификации нельзя
построить коммунизм.
57
Электрификация всей страны может быть осущест-
влена только при социалистическом общественном строе.
В условиях капитализма, при частной собственности
на средства производства, невозможно создание единой
энергетической базы, невозможно рациональное и ком-
плексное производство и распределение электрической
энергии.
Короли угля и нефти, компании, владеющие тепловыми
электростанциями, прилагают все усилия, чтобы сорвать
строительство гидроэлектростанций. Особенно ярко это
видно на примере США. Значительные гидроэнергетиче-
ские возможности остаются там неиспользованными из-
за частной собственности на землю и фантастического по-
вышения цен на земельные участки в районе возможного
гидротехнического строительства. Огромные суммы, кото-
рые необходимо было уплатить владельцам земель, зато-
пляемых при сооружении гидроэлектростанций, заставля-
ли в ряде случаев отказываться от самого строительства.
Всё это является неизбежным следствием капиталисти-
ческой системы хозяйства, в основе которого лежат част-
ные интересы предпринимателей, погоня за наживой.
Широкое производство и использование электроэнергии
могут быть последовательно осуществлены только при со-
циалистическом строе, когда не частные, а общественные
интересы руководят всеми мероприятиями по использова-
нию природных богатств.
Первым этапом электрификации нашей Родины было
осуществление плана ГОЭЛРО, о котором мы уже гово-
рили. Этот грандиозный по тем временам план, предусма-
тривавший создание 30 новых электростанций и рекон-
струкцию всего энергохозяйства страны, был выполнен
значительно раньше намеченного 15-летнего срока.
За годы первых сталинских пятилеток электроэнерге-
тическая база социализма продолжала бурно расти.
В 1940 году годовая выработка электроэнергии в Совет-
ском Союзе составляла уже 48,3 миллиарда киловатт-ча-
сов. Это в 5,5 раза больше, чем план ГОЭЛРО, в 25 раз
больше производства электрической энергии в царской
России (1913 г.) и в 100 раз больше, чем в 1920 году, когда
Лениным и Сталиным были заложены основы электрифи-
кации.
В годы Великой Отечественной войны гитлеровскими
разбойниками были разрушены на нашей территории
58
61 крупная электростанция и много электростанций мест-
ного значения. Фашисты уничтожили 10 тысяч километров
высоковольтных линий, разрушили более 12 тысяч зданий
электростанций и подстанций.
В эти тяжёлые для нашей Родины годы с особой силой
проявились огромные созидательные возможности, мощь
и жизненность социалистического общественного строя.
Реконструированная и электрифицированная за годы
предвоенных сталинских пятилеток промышленность была
в невиданно короткие сроки перебазирована в восточные
районы страны. На Урале, в Сибири, в Средней Азии были
расширены старые и построены новые крупные электро-
станции, размещены на новых площадках эвакуированные
предприятия, построены новые цехи и заводы.
В невиданно короткий срок — за 5 лет — было восста-
новлено народное хозяйство нашей Родины, были ликви-
дированы разрушения, причинённые войной. В 1950 году
общий объём валовой продукции промышленности уже на
73% превышал довоенный, а в 1951 году промышленная
продукция в два раза превысила продукцию 1940 года.
Как и в предшествующие годы социалистического
строительства, важное звено восстановления и развития
народного хозяйства СССР после Великой Отечественной
войны составляет электрификация. К 1950 году были вос-
становлены все электростанции. При этом электростанции
были расширены, реконструированы, снабжены лучшей
современной техникой. За годы войны и за послевоенное
время были построены новые электростанции. По плану в
1950 году выработка электроэнергии должна была состав-
лять 82 миллиарда киловатт-часов. Этот грандиозный план
был перевыполнен советскими людьми — в 1950 году
электростанции дали народному хозяйству нашей страны
90 миллиардов киловатт-часов, а в 1951 году—свыше
100 миллиардов. По производству электроэнергии Совет-
ский Союз занимает сейчас второе место в мире и первое
место в Европе.
Географическое размещение электростанций при плано-
вом социалистическом хозяйстве производится в соответ-
ствии с потребностями и перспективами хозяйственного и
культурного строительства районов, областей, союзных
республик.
Отдельные электростанции связываются в единые вы-
соковольтные кольца. Так, например, высоковольтными
59
линиями передачи связаны энергосистемы Донбасса, Ро-
стова и Приднепровья. Весной, во время паводков, когда
промышленность Приднепровья не в состоянии потреблять
всей энергии полноводного Днепра, часть её передаётся в
районы Донбасса и Ростова. В результате экономится
топливо на мощных теплоэлектростанциях в этих районах.
Зимой по тем же линиям высоковольтной передачи энер-
гия теплоэлектростанций поступает на заводы Придне-
провья. Так достигается более полное и эффективное ис-
пользование энергетических ресурсов природы, обеспечи-
вается бесперебойная работа промышленности огромных
районов страны, удешевляется электроэнергия.
Советские электростанции снабжены лучшим в мире
электрооборудованием, на них широко применяется авто-
матическое управление и управление на расстоянии (те-
лемеханика). Пуск и остановка генераторов осуще-
ствляются человеком, нажимающим кнопку на щите
управления за сотни километров от электростанции. Так
электрический ток управляет электростанциями — фабри-
ками электрической энергии.
Электрификация промышленности обеспечила огром-
ный масштаб работ, создание поточного производства, вы-
сокую механизацию и высокую производительность труда.
Ещё Ф. Энгельс указывал на электричество, как на
средство устранения противоположности между городом
и деревней в будущем социалистическом обществе. Ленин
и Сталин неоднократно подчёркивали, что электрификация
должна охватить не только промышленность, но и сельское
хозяйство. Сейчас в нашей стране электрифицированы
почти все МТС и совхозы и десятки тысяч колхозов.
Более 25% всей производимой в нашей стране электро-
энергии идёт на удовлетворение коммунально-бытовых
нужд трудящихся города и деревни. Электрический транс-
порт, освещение, радио, телеграф, телефон, кино, быто-
вые и медицинские электроприборы прочно вошли в жизнь
советских людей.
ВЕЛИКИЕ СТРОЙКИ КОММУНИЗМА
Мы живём в замечательное время, которое навсегда
войдёт в историю неразрывно связанным с именем
Иосифа Виссарионовича Сталина. Под руководством
коммунистической партии и её вождя товарища Сталина
60
советские люди построили социализм и осуществляют
переход к коммунизму.
Товарищ Сталин учит:
«Для того, чтобы подготовить действительный, а
не декларативный переход к коммунизму, нужно осуще-
ствить по крайней мере три основных предварительных
условия.
1.	Необходимо, во-первых, прочно обеспечить... непре-
рывный рост всего общественного производства с пре-
имущественным ростом производства средств произ-
водства...
2.	Необходимо, во-вторых, путём постепенных пере-
ходов, осуществляемых с выгодой для колхозов и,
следовательно, для всего общества, поднять колхозную
собственность до уровня общенародной собственности,
а товарное обращение тоже путём постепенных перехо-
дов заменить системой продуктообмена...
3.	Необходимо, в-третьих, добиться такого культур-
ного роста общества, который бы обеспечил всем членам
общества всестороннее развитие их физических и ум-
ственных способностей, чтобы члены общества имели
возможность получить образование, достаточное для
того, чтобы стать активными деятелями общественного
развития, чтобы они имели возможность свободно выби-
рать профессию, а не быть прикованными на всю жизнь,
в силу существующего разделения труда, к одной какой-
либо профессии...».
Осуществление столь величественной программы тре-
бует широкого внедрения электричества во все отрасли
народного хозяйства СССР. В 1950 году по инициативе
товарища Сталина Совет Министров СССР принял реше-
ния о строительстве грандиозных гидростанций и гидро-
технических сооружений на Волге, Днепре, Дону и Аму-
Дарье. Народ назвал эти стройки Великими ста-
линскими стройками коммунизма. Строи-
тельство величественных гидростанций и каналов, кото-
рое с энтузиазмом ведёт наш народ, означает крупный
шаг по пути создания материально-технической базы ком-
мунистического общества и дальнейшего подъёма благо-
состояния масс. Новые гидроэлектростанции будут распо-
лагать мощностью, превышающей 4200 тысяч киловатт,
что обеспечит ежегодную выработку электроэнергии в раз-
мерах около 23 миллиардов киловатт-часов. 250 милли-
61
ардов киловаттчасов — такова перспектива электроэнер-
гетики Советского Союза на ближайший исторический
период после завершения этих строек.
За пять лет будет построена и введена в действие
самая мощная в мире Куйбышевская гидроэлектро-
станция. Таковы строительные возможности страны
социализма. Крупнейшие американские гидроэлектро-
станции на реках Колумбии и Колорадо, значительно
уступающие Куйбышевской и Сталинградской по своим
показателям, строились несколько десятилетий, но до сих
пор ещё не введены в эксплуатацию на полную мощность.
В этих фактах воочию видно преимущество социалистиче-
ского общественного строя перед капиталистическим.
10,1 миллиарда киловатт-часов электрической энергии
будут давать ежегодно новые волжские электростан-
ции промышленности и коммунальному хозяйству сто-
лицы нашей Родины — Москвы. Энергосистема Москвы
будет величайшей в мире. 5,2 миллиарда киловатт-часов
будут поступать в районы Поволжья, 1,2 миллиарда
киловатт-часов — в районы Центрально-Чернозёмной
области.
Этот огромный поток энергии будет передаваться при
напряжении в 400 тысяч вольт на расстоянии до 1 000 ки-
лометров. До сих пор в технике не существовало линий
электропередач при напряжении, большем чем 287 тысяч
вольт.
На Днепре строится Каховская гидроэлектростанция
мощностью в 250 тысяч киловатт. Она будет вырабатывать
1 миллиард 200 миллионов киловатт-часов в год. Её основ-
ное назначение — обеспечить энергией систему ороси-
тельных и обводнительных сооружений на площади свыше
3 миллионов гектаров на Украине и в Крыму.
8 миллионов гектаров безводных земель возродит
к жизни Главный Туркменский канал, который пройдёт
от Аму-Дарьи до Красноводска (1100 км). Энергию для
орошения и обводнения этих земель, для сельского хо-
зяйства и промышленности в этих районах дадут гид-
роэлектростанция, строящаяся на Аму-Дарье, возле
Тахиа-Таш, и две гидроэлектростанции, возводимые на
трассе канала. Общая мощность этих электростанций
100 тысяч киловатт.
Гиганты гидроэнергетики — Куйбышевская и Сталин-
градская электростанции — будут вырабатывать в 18 раз
62
больше электроэнергии, чем все гидроэлектростанции
Англии.
В июле 1952 года были сданы в эксплуатацию пер-
венцы Великих сталинских строек — Волго-Донской судо-
ходный канал им. В. И. Ленина и Цимлянская гидроэлек-
тростанция. Канал, проложенный от Сталинграда до
Калача, замыкает сеть судоходных путей, связывающих
все моря Европейской части Советского Союза в единую
транспортную систему. Одновременно решается проблема
обеспечения водой засушливых земель в Ростовской
и Сталинградской областях.
Руководимые коммунистической партией, руководи-
мые гением Сталина советские люди меняют облик Земли.
С помощью электрической энергии, с помощью электри-
ческих машин в невиданно короткие сроки возводятся но-
вые стройки. Пустыни и степи получают воду. На засуш-
ливых сейчас землях раскинутся плодородные поля, вы-
растут сады, поднимутся леса. Расширение электроэнер-
гетической базы приведёт к дальнейшему росту промыш-
ленности, к ещё большей механизации работ, к повыше-
нию производительности труда. А труд рабочего в
условиях высокой электромеханизации, автоматики и теле-
механики, труд колхозника при электрифицированном
сельском хозяйстве — это уже не обычный физический
труд. Изобилие материальных и культурных благ создаст
все возможности для всестороннего развития творческих
запросов советских людей. Так постепенно социализм
перерастает в коммунизм.
По примеру Советского Союза проводится электрифи-
кация народного хозяйства стран народной демократии,
ставших на путь строительства социализма. Осущест-
вляются пророческие слова великого Ленина, сказанные
в 1920 году на VIII Всероссийском съезде Советов: «...если
Россия покроется густой сетью электрических станций и
мощных технических оборудований, то наше коммунисти-
ческое хозяйственное строительство станет образцом для
грядущей социалистической Европы и Азии».
Новый грандиозный план развития СССР разработан
в директивах XIX съезда нашей партии. Этот план
предусматривает повышение общего промышленного про-
изводства за пятилетие примерно на 70 процентов. Про-
изводство электроэнергии в 1955 году увеличится пример-
но на 80 процентов по сравнению с 1950 годом. Вдвое
63
возрастёт общая мощность электростанций, примерно
втрое — мощность гидроэлектрических станций.
В пятой пятилетке вступят в строй величайшая в мире
Куйбышевская ГЭС и ряд других гидроэлектростанций
общей мощностью в 4 миллиона киловатт. Широко раз-
вернётся строительство Сталинградской и Каховской ГЭС;
начинается строительство новых гидроэлектростанций на
больших реках — Волге, Каме, Иртыше, Немане и в дру-
гих местах; расширяется строительство теплоэлектро-
станций, а также строительство небольших и сред-
них электростанций для электроснабжения городов и
районов.
Директивы XIX съезда партии предусматривают меро-
приятия по дальнейшему внедрению автоматизации и теле-
механизации в производство и распределение электро-
энергии, по широкой теплофикации городов и промышлен-
ных предприятий, по более полному удовлетворению
растущих потребностей народного хозяйства и бытовых
нужд населения в электроэнергии.
Своей свободой, возможностью жить, творить, расти,
познавать новое, покорять силы природы мы обязаны
великой партии Ленина — Сталина.
Опираясь на новейшие достижения науки и техники,
смело преобразуя природу своей социалистической
Родины, советский народ, руководимый коммунистической
партией, идёт к победе коммунизма, указывая путь
к коммунизму народам всего мира. Вся эта грандиозная
созидательная работа направляется и вдохновляется вели-
чайшим гением человечества Иосифом Виссарионовичем
Сталиным.

Цена 1 р.
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ТЕХНИКО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ БИБЛИОТЕКА
Вып. 20. Проф. Б. Б. КУДРЯВЦЕВ. Движение молекул.
Вып. 21. Г. Н. БЕРМАН. Счёт и число.
Вып. 22. О. А. РЕУТОВ. Органический синтез.
Вып. 23. К. А. ГЛАДКОВ. Дальновидение.
Вып. 24. Н. Г. НОВИКОВА. «Необыкновенные» небесные
явления.
Вып. 26. Н. В. КОЛОБКОВ. Грозы и бури.
Вып. 26. А. И. ПОГУМИРСКИЙ и Б. П. К АВЕРИН. Производст-
венный чертёж.
Вып. 27. Проф. Р. В, КУНИЦКИЙ. День и ночь. Времена года.
Вып. 28. Е. В. БОЛДАКОВ. Жизнь рек.
Вып. 29. А. В. КАРМИШИН. Ветер и его использование.
Вып. 30. Г. А. ЗИСМАН. Мир атома.
Вып. 31. В. С. СУХОРУКИХ. Микроскоп и телескоп.
Вып, 32. Н. В. ГНЕДКОВ. Воздух и его применение.
Вып. 33. А. Н. НЕСМЕЯНОВ. Меченые атомы.
Вып. 34. В. Д. ОХОТНИКОВ. В мире застывших звуков.
Вып. 36. С. Г. СУВОРОВ. О чём говорит луч света.
Вып. 36. Г. В. БЯЛОБЖЕСКИЙ. Снег и лёд.
Вып. 37. М. С. ТУКАЧИНСКИЙ. Как считают машины.
Вып. 38. С. Д. КЛЕМЕНТЬЕВ. Управление на расстоянии.
Вып. 39. Л. К. БАЕВ и И. А. МЕРКУЛОВ. Самолёт-ракета.
Вып. 40. Д. О. СЛАВИН. Свойства металлов.
Вып. 41. Проф. В. П. ЗЕНКОВИЧ. Морской берег.
Вып. 42. Проф. С. Р. РАФИКОВ. Пластмассы.
Вып. 43. В. А. ПАРФЕНОВ. Крылатый металл.
Вып. 44. В. А. МЕЗЕНЦЕВ. Электрический глаз.
Вып. 45. Б. Н. СУСЛОВ. Вода.
Вып. 46. И. А. ВАСИЛЬКОВ и М. 3. ЦЕЙТЛИН. Кладовые
солнца.
Вып. 47. С. Д. КЛЕМЕНТЬЕВ. Электронный микроскоп.
Вып. 48. Э. И. АДИРОВИЧ. Электрический ток.