/
Текст
П. Н. ЯБЛОЧКОВ
К ПЯТИДЕСЯТИЛЕТИЮ СО ДНЯ СМЕРТИ
ГОСЭНЕРГОИЗДАТ 1944
П. Н. ЯБЛОЧКОВ
К ПЯТИДЕСЯТИЛЕТИЮ СО ДНЯ СМЕРТИ
(1894—1944)
Под редакцией проф. Л. Д. Белъкинда
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МОСКВА — 1944 - ЛЕНИНГРАД
СОДЕРЖАНИЕ
От редакции 3
Л. Д. Белькинд—Павел Николаевич Яблочков
(Краткий биографический очерк) 5
Л. Д, Белькинд — Электрическое освещение све¬
чами Яблочкова 23
Е. Ф. Комарков — Изобретения П. Н. Яблочкова
в области гальванических элементов 32
Ю. С. Чечет — Электрические машины Яблочкова 46
Приложения
1. П. Н. Яблочков — Об электрическом освещении
(Публичная лекция в Русском техническом
обществе 4 апреля 1879 г.) 58
Примечания к ней 74
2. Привилегия от 6 апреля 1878 г. ст. ст. на эле¬
ктрическую лампу и на способ распределения
в оной электрического тока 78
3. Привилегия от 2 июля 1880 г. ст. ст. на систему
канализации электричества 82
4. Письмо П. Н. Яблочкова в редакцию „Corres¬
pondance Scientifique" от 29 сентября 1878 г. 84
Редактор инж. Л. Н. Баптиданов Техн. ред. О. В. Залышкина
Сдано в набор 6/VI 1944 г. Подписано к печати 21/Х 1944 г. Цена 3 руб.
А11585 Формат бумаги 84X110 1/32 Тип. зн. в 1 печ. л. 38880 Заказ 668
Объем 5 1/4 печ. л., 5,19 уч.-авт. л., Тираж 6000
13-я тип, треста „Полиграфкнига" ОГИЗа при СНК РСФСР
Москва, Денисовский, 30
ОТ РЕДАКЦИИ
Предлагаемый вниманию читателей сборник содержит до¬
клады, прочитанные 31 марта 1944 г. в Научно-техническом
обществе при Московском ордена Ленина энергетическом
институте им. В. М. Молотова на торжественном заседании,
посвященном пятидесятилетию со дня смерти П. Н. Яблоч¬
кова. Редакция считала нужным, поместить в сборнике кроме
докладов также и некоторые другие материалы, которые ха¬
рактеризовали бы деятельность П. Н. Яблочкова. В этом от¬
ношении для широких кругов может представлять интерес
публичная лекция П. Н. Яблочкова об электрическом осве¬
щении, прочитанная им в Петербурге 4/16 апреля 1879 г.,
главнейшие привилегии, полученные им в России, а также
мало известное письмо Яблочкова в журнал «Correspondance
Scientifique» от 29 сентября 1878 г., в котором излагаются
результаты, достигнутые к этому времени в экоплоатации
электрических свечей.
Вошедшие в настоящий сборник доклады принадлежат
следующим авторам:
Л. Д. Белькинду—«Павел Николаевич Яблочков» (био¬
графический очерк) и «Электрическое освещение свечами Яб¬
лочкова».
Е. Ф. Комаркову — «Работы Яблочкова в области гальва¬
нических элементов».
Ю. С. Чечету — «Электрические машины Яблочкова».
Все даты в сборнике кроме тех, которые приводятся
в лекции П. Н. Яблочкова и в русских привилегиях, а также
тех, которые имеют особую оговорку, относятся к новому
стилю.
П. Н. ЯБЛОЧКОВ
1847 — 1894
ПАВЕЛ НИКОЛАЕВИЧ ЯБЛОЧКОВ
(Краткий биографический очерк)
Последняя треть прошлого столетия ознаменовалась появ¬
лением на научно-техническом горизонте созвездия больших
светил электротехники, трудами которых практическое приме¬
нение электричества было поднято на небывалый уровень.
Именами Чиколева, Лодыгина, Яблочкова, Доливо-Добро¬
вольского справедливо гордится не только русская, но и ми¬
ровая техника. Среди этих замечательных людей Павлу Ни¬
колаевичу Яблочкову принадлежит особо почетное место, как
создателю первого, получившего широкое практическое при¬
менение электрического источника света, как основополож¬
нику применения переменных токов в электротехнике, как
выдающемуся конструктору электрических машин, аппаратов
и других устройств. В электротехнической литературе, изда¬
вавшейся в разных странах, мы встречаем, начиная с семи¬
десятых годов прошлого века и вплоть до нашего времени,
единодушное, никогда и никем не оспаривавшееся признание
большого значения работ Яблочкова для своего времени и их
громадного влияния на последующее развитие электротехни¬
ки. Благодаря П. Н. Яблочкову интерес к применению элек¬
тричества для целей практики стал всеобщим.
Пятьдесят лет тому назад — 31 марта 1894 г.— перестало
биться сердце этого замечательного нашего предшественника
по работам в области практической электротехники.
Великие мирового значения работы П. Н. Яблочкова вы¬
зывают в нас чувство восхищения. Его жизнь вдали от ро¬
дины, полная творческой инициативы, борьбы за осуществле¬
ние своих технических идей и горьких разочарований, равно
как и преждевременная его смерть в бедности, покинутого
всеми, вызывают у нас неподдельное чувство обиды и скорби.
Мачехой была для Яблочкова царская Россия времени Алек¬
сандра III и бесплодны были его стремления отдать ей свои
5
силы, знания и опыт: он оказался ненужным ей, не нужны
были ей и плоды его упорных трудов.
Богатое научное и техническое наследство Яблочкова на¬
чало изучаться только при советской власти. В результате
изучения жизни и деятельности Яблочкова он представляется
нам во всем богатстве, многообразии и оригинальности сво¬
его технического мышления. Далеко не все, связанное с его
работами, изучено, но и того, что пока нам известно о его
деятельности, достаточно, чтобы по справедливости отнести
его к числу наиболее замечательных инженеров XIX века,
которыми гордится мировая техника.
Павел Николаевич Яблочков родился 26 сентября 1847 г.
в с. Батьи Сердобского уезда Саратовской губ., где находи¬
лось небольшое родовое имение семьи Яблочковых. Это было
время, непосредственно предшествовавшее крестьянской ре¬
форме; сравнительно небольшое, но налаженное хозяйство
обеспечивало Яблочковых необходимыми средствами, и семья
могла дать П. Н. хорошее по тому времени образование.
Сведения о семье Яблочковых скудны и относящиеся к
ней архивные материалы еще не разработаны. Очень ограни¬
чены также сведения и о детских годах П. Н. Известно, что
склонность к конструированию пробудилась в нем рано.
В юношеском возрасте он построил землемерный прибор,
которым соседние крестьяне пользовались при разных земель¬
ных переделах; сделал он также приспособление к колесу
экипажа для отсчета пройденного расстояния. Сущность этих
конструкций не известна; указание на их существование мо¬
жет служить лишь свидетельством очень рано появившейся
у П. Н. склонности конструировать.
Получив вначале домашнюю подготовку, П. Н. был отве¬
зен в Саратов и помещен в гимназию; его гимназические за¬
нятия продолжались до 1862 г., а в 1863 г. он переезжает в
Петербург и поступает в подготовительный пансион, руководи¬
мый известным впоследствии композитором и крупным воен¬
ным инженером Ц. А. Кюи. В пансионе П. Н. должен был
подготовиться к поступлению в Военно-инженерное училище.
Можно предполагать, что это изменение в направлении обра¬
зования П. Н. произошло потому, что инженерным наклон¬
ностям его не соответствовал дух классического и гумани¬
тарного образования, которое давали гимназии того времени.
Поступив в 1863 г. в Николаевское инженерное училище,
П. Н. окончательно и бесповоротно стал на путь подготовки
6
к деятельности в качестве инженера. Однако Военно-инже¬
нерное училище оказалось прежде всего школой военной.
Строевых занятий было много, а собственно технические дис¬
циплины имели специальное направление — для фортифика¬
ции и других военно-инженерных назначений.
Уже в это время Яблочков был полон разнообразных тех¬
нических интересов, и учение, повидимому, его не захватыва¬
ло. Необходимо отметить, что среди преподавателей училища
был ряд наших выдающихся ученых — акад. Остроградский,
Паукер, Вышнеградский и др. Присутствие этих лиц в учили¬
ще делало некоторые из преподаваемых предметов необычай¬
но интересными, и это сглаживало общие недостатки обуче¬
ния. 12 августа 1866 г. Яблочков по окончании училища был
произведен в подпоручики, получил назначение в инженер¬
ную команду Киевской крепости (5-й саперный батальон) и
отправился к месту своей службы, Эта служба, однако, не
только не создала для Яблочкова возможностей самостоя¬
тельного творчества и работы над теми вопросами, которые его
интересовали, а являлась своего рода тормозом для развития
его способностей. Прослужив немногим более года в Киеве,
П. Н. в конце 1867 г. выходит в отставку по болезни, полу¬
чив при этом производство в следующий чин — поручика.
Среди многочисленных вопросов, которые занимали в
это время техников, вопросы электротехнические были особо
интересными: только что появилась динамоэлектрическая ма¬
шина Сименса и получило некоторое распространение (прав¬
да, еще не очень широкое) электрическое освещение при по¬
мощи дуговых ламп; довольно широко уже применялись
электрический телеграф, первые модели которого были по¬
строены русским изобретателем П. Л. Шиллингом (1832 г.),
и гальванопластика, изобретенная акад. Якоби в 1837 г. Не
приходится удивляться тому, что Яблочков подобно многим
другим заинтересовался нарождавшейся отраслью — электро¬
техникой. Яблочков при своих незаурядных способностях не¬
сомненно мог бы сам изучить те сравнительно ограниченные
данные, которые в науке имелись в то время об электричест¬
ве и его применениях. Он, однако, пошел по пути системати¬
ческого изучения электротехники в школе. Не прошло года
после выхода в отставку, как П. Н. поступает в единствен¬
ную в то время школу (если не считать Телеграфного учили¬
ща), где велось обучение электротехнике — в Офицерские
гальванические классы, впоследствии преобразованные в Выс¬
шую военно-электротехническую школу. В этих классах обу¬
чали военно-минному делу, применениям электричества в под¬
7
рывном деле, военной телеграфии и т. п. Задача гальваниче¬
ских классов—«исследование, развитие и усовершенствова¬
ние всех практических приложений гальванизма к инженер¬
ному искусству». В 1869 г. Яблочков по окончании гальвани¬
ческих классов был назначен в гальваническую команду Киев¬
ской крепости. Одновременно Яблочков исполнял там обя¬
занности батальонного адьютанта, сводившиеся к некоторым
военно-хозяйственным функциям и к ведению отчетности.
Вторично пришлось П. Н. Яблочкову столкнуться с несо¬
ответствием обязанностей, которые лежали на нем, его стрем¬
лениям, как инженера. Изучив в гальванических классах
основы современной ему электротехники, П. Н. видел, как
разнообразны ее применения и какие коренные изменения
электричество может внести не только в военное искусство,
но и в обыденную жизнь, промышленность и т. д. Трудно
было рассчитывать, чтобы в гальванической команде Яблочков
получил возможность дальнейшего изучения электричества,
экспериментирования и разработки приборов и аппаратов.
Жизнь гальванической команды была довольно монотонной и
жестко регламентированной. Функции офицера этой команды
были твердо установлены. Нужно было либо примириться с
этим и не рассчитывать на прогресс и усовершенствование,
либо порвать со службой и искать иных условий, при кото¬
рых техническим замыслам был бы должный простор. Яблоч¬
ков решительно пошел по второму пути. В 1870 г. он выходит
вновь в отставку и уже после этого никогда не возвращается
к военной деятельности. С этого момента деятельность П. Н.
буквально до самой смерти была связана с электротехникой
В России того времени не существовало предприятий (да¬
же в виде небольших мастерских), которые занимались бы
построением устройств, связанных с электротехникой. Исклю¬
чение составляли ремонтные телеграфные мастерские. Оче¬
видно, возможности приложения знаний для Яблочкова были
ограничены. В 1870 г. он поступает в Управление Московско-
Курской железной дороги на должность начальника телегра¬
фа и приходит в соприкосновение с вопросами практической
телеграфии и электротехники.
В Москве в это время было уже немало лиц, которые как
любители интересовались электротехникой. В университете,
Высшем техническом училище и Петровско-Разумовской ака¬
демии ряд ученых работали в лабораториях над изучением
электрических явлений. Все эти лица группировались, с одной
стороны, вокруг Московского общества любителей естество¬
знания, антропологии и этнографии, являвшегося крупным
8
центром московской научной общественности, а с другой —
вокруг Московского политехнического музея, который уже
тогда был своеобразной школой для изобретателей. В прото¬
колах Общества любителей естествознания имеются сведения
о ряде докладов, посвященных электротехническим темам.
Часть докладов была сделана В. Н. Чиколевым (1845—1898),
известным впоследствии изобретателем и военным электро¬
техником, который был одним из наиболее энергичных про¬
пагандистов применения электричества; свои работы ой вел в
направлении усовершенствования электрического освещения
и построения электрических машин и электрического приво¬
да. В это время Чиколевым немало было сделано в направ¬
лении усовершенствования регуляторов для дуговых ламп;
к этому времени он построил также первый в мире электри¬
ческий привод к станку (швейную машину с электродвигате¬
лем). В. Н. Чиколев пользовался в это время репутацией
своеобразного старосты московских электротехников-практи¬
ков. Встреча его в 1873 г. с Яблочковым имела для Яблоч¬
кова большое значение: от В. Н. Чиколева П. Н. узнал под¬
робности удачных работ А. Н. Лодыгина по электрическому
освещению в СПБ и о других новинках электротехники. Как
известно, уже в 1873 г. Лодыгин публично демонстрировал
свою лампу в СПБ, вынес ее из лаборатории, так сказать, на
улицу, создав первую в мире осветительную установку на¬
ружного освещения при помощи ламп накаливания. Успех
опытов Лодыгина, как известно, был отмечен присуждением
ему Академией наук Ломоносовской премии в сумме 1 000 р.
У П. Н. после встречи с Чиколевым еще сильнее развился
интерес к проблемам электрического освещения, и он начи¬
нает усиленно работать в этой области.
Увлечение, с которым Яблочков всегда отдавался работе,
делают понятным, что уже в конце 1874 г. он настолько по¬
грузился в свои опыты, что ему стало трудно совмещать эти
увлекательные эксперименты со службой на телеграфе Мо¬
сковско-Курской железной дороги. Должность начальника те¬
леграфа была связана с массой мелочных забот и с админи¬
стративными функциями. Такого рода деятельность не могла
не мешать творческой работе Яблочкова. Он оставляет служ¬
бу на железной дороге, чтобы полностью отдаться своим
научным занятиям, опытам и конструкторской работе.
Личные средства П. Н. были достаточно ограничены. Он
не имел возможности обходиться без заработка. Нужно было
обеспечить себе этот заработок после ухода со службы на
телеграфе. В сущности говоря, у Яблочкова почти не было
9
возможностей устроиться так, чтобы основное время отдавать
своим личным работам над электротехническими вопросами.
Яблочкову пришлось оборудовать в Москве небольшую ма¬
стерскую для изготовления физических приборов. Здесь на¬
ряду с выполнением заказов для клиентов П. Н. мог вести
свои собственные опытные работы. И хотя дела в ней с са¬
мого начала пошли без особого материального успеха, а да¬
же наоборот, она затребовала затраты личных средств П. Н.,
тем не менее мастерская давала возможность Яблочкову вы¬
полнять задуманные им конструкции. Здесь удалось Яблочко¬
ву, между прочим, построить электромагнит оригинальной
конструкции, который и являлся первым его изобретением.
Работа над своими конструкциями должна была у Яблочкова
чередоваться с выполнением клиентских заказов, в частности
с оборудованием установок электрического освещения. Каж¬
дое такое устройство было связано с необходимостью уста¬
новки отдельного источника электроэнергии — батареи галь¬
ванических элементов или электрической машины; эти работы
были для Яблочкова интересны в том отношении, что давали
ему возможность знакомиться с рядом практических вопро¬
сов и, что особенно важно, с эксплоатацией дуговых ламп —
единственного электрического источника света, имевшего
тогда применение. Из работ этого периода, производившихся
Яблочковым, следует упомянуть об устройстве им прожектор¬
ной установки на паровозе поезда царской фамилии, кото¬
рая была предназначена для освещения железнодорожного
полотна при следовании поезда в Крым (1874 г.). Эта была
первая в мире установка электрического освещения на же¬
лезнодорожном транспорте.
Работа по оборудованию этого освещения была прове¬
дена успешно и результаты были весьма положительны, но
они были достигнуты тем, что Яблочкову самому пришлось
все время находиться при прожекторе на паровозе и от ру¬
ки направлять погрешности регулирования вольтовой дуги
в лампе с регулятором Фуко, называвшимся «автоматиче¬
ским», а по существу представлявшим собой весьма несо¬
вершенное устройство, требовавшее постоянного ухода и
присмотра.
Работа в мастерской над дуговыми лампами, а особенно
опыт, полученный при осуществлении описанной выше уста¬
новки прожекторного освещения на паровозе, позволили
П. Н. Яблочкову с полной отчетливостью понять, что прак¬
тическое применение дуговых ламп получит широкое распро¬
странение только тогда, когда будет удовлетворительно ре¬
шена проблема регулятора для них. Как известно, над этой
проблемой работали очень многие как в России, так и за гра¬
ницей. В России эти работы были связаны с именем В. Н.
Чиколева, давшего конструкцию так называемой диферен¬
циальной дуговой лампы, сохранившейся в практике до сего
времени. Еше ранее В. Н. Чиколева над построением регу¬
ляторов к дуговым лампам работал другой наш выдающийся
инженер А. И. Шпаковский (1823—1881), создавший регуля¬
тор для дуговых ламп, применявшийся в нашей стране (на¬
пример, в день коронации 1856 г. при электрической иллюми¬
нации на площади перед Лефортовским дворцом в Москве).
Но все эти регуляторы не получили массового применения в
отсталой России. Не ждал Яблочков успеха на родине и
своим работам. Из заграницы же все время поступали све¬
дения о сильном росте там интереса к электротехнике, о по¬
явлении более или менее крупных мастерских, изготовлявших
машины и дуговые лампы. Яблочков решил поехать за гра¬
ницу, ознакомиться с состоянием зарубежной электротехники
и с направлением электротехнической мысли. В Америке в
Филадельфии готовились к открытию Всемирной выставки.
Осенью 1875 г. Яблочков уезжает за границу, имея целью
прежде всего съездить на Филадельфийскую выставку, по¬
смотреть все технические новинки, которые на ней будут экс¬
понированы, и заодно показать там свой электромагнит.
К этому времени дела мастерской Яблочкова пришли в упа¬
док, она поглотила много его личных средств. Ликвидировать
ее было нетрудно, но от ликвидации ее было получено так
мало денег, что вопрос о дальней поездке в Америку ставил¬
ся под сомнение.
До Парижа Яблочков действительно доехал, а от поездки
в Филадельфию из-за отсутствия средств пришлось отказаться.
В Париже велось в это время много разнообразных и ин¬
тересных работ в области электротехники. Большой крут весь¬
ма авторитетных лиц (в том числе крупных ученых) занимал¬
ся применениями электричества. Среди них довольно замет¬
ное место занимал проф. Ниоде, с которым П. Н. встретился.
Ознакомившись с кругом интересов Яблочкова как электро¬
техника, а в частности с его электромагнитом, Ниоде принял
участие в судьбе русского изобретателя и помог ему встре¬
титься с крупнейшим французским механиком и конструкто¬
ром приборов Луи Франсуа Клеманом Бреге (1803—1883).
Это был чрезвычайно важный момент в жизни Яблочкова, так
как решил по существу его судьбу. Бреге, не заинтересовав¬
шись показанным ему электромагнитом, определил сразу в
11
Яблочкове незаурядные конструкторские способности, хоро¬
шее знание теоретических основ и законов электричества и
магнетизма. Сам П. Н.— ему было 28 лет — в этот период
жизни производил впечатление полного энергии, настойчиво¬
го, неутомимого, жизнерадостного и в высшей степени куль¬
турного человека. Бреге без размышления пригласил П. Н. на
работу в свои мастерские, в которых в это время велось
главным образом конструирование телеграфных аппаратов и
электрических машин. С конца 1875 г. Яблочков приступил к
работе в мастерских Бреге и занялся теми заказами, к ко¬
торым его привлекла фирма. Но своей основной для этого
периода работы — усовершенствования дуговых ламп — П. Н.
не прекращал и вел ее у себя на дому, где оборудовал не¬
большую мастерскую. Работая над регуляторами для дуго¬
вых ламп, Яблочков пошел по новому пути, которым не шли
его предшественники: это создание такой конструкции дуго¬
вой лампы, которая действовала бы совершенно без регуля¬
тора. В конце 1875 г. Яблочков вполне оформил и проверил
ту конструкцию дуговой электрической лампы, которая нашла
в последующие годы широкое применение под именем «элек¬
трической свечи» или «свечи Яблочкова». Это изобретение
произвело полный переворот в технике электрического осве¬
щения и в то же время имело громадное влияние на электро¬
технику вообще, создав возможность широкого применения
электрического тока для целей освещения.
23 марта 1876 г. есть формальная дата рождения свечи
Яблочкова: в этот день ему была выдана первая французская
привилегия (№ 112024), за которой последовал ряд других
привилегий во Франции и в других странах на ее усовершен¬
ствование. Простота устройства (по сравнению с дуговыми
лампами), ровный свет без мерцаний, возможность изготов¬
ления свечей на разные силы света — все это составляло бес¬
спорные преимущества электрической свечи перед дуговыми
лампами с регуляторами. Поэтому успех свечи Яблочкова был
блестящим и, можно сказать, шумным.
Весть об этом изобретении быстро облетела весь мир,
а когда в апреле 1876 г. в Лондоне была открыта выставка
физических приборов, свеча Яблочкова оказалась «гвоздем»
этой выставки. Вся мировая пресса (техническая в особенно¬
сти) была полна сведениями о новом источнике света. В тех¬
нических кругах царила уверенность в том, что началась но¬
вая эпоха в развитии электротехники. Прием, который был
оказан свече Яблочкова на Лондонской выставке, имел своим
последствием то, что Яблочкова по его возвращении из Лон¬
12
дона встретили в Париже особенно гостеприимно как пред¬
ставители технической и научной мысли, понимавшие громадное
значение этого изобретения и его последствия для жизни и
культуры, так и представители коммерческих и деловых кругов.
Теперь не представляло труда найти средства для эксплоата¬
ции изобретения и широкого внедрения электрической свечи
в практику. Яблочков был уверен, что фирма Бреге возьмет
на себя эксплоатацию нового изобретения. Но сам Бреге был
уже стар и не захотел заниматься новыми делами, с которы¬
ми ранее не встречался в своей практической деятельности.
Бреге никогда не занимался до этого вопросами электриче¬
ского освещения. Поэтому он отказался приняться за орга¬
низацию производства и продажи свечей Яблочкова, но на¬
шел для Яблочкова подходящего предпринимателя в лице
Луи Денейруза, инженера по образованию, имевшего ряд
изобретений (респираторы, водолазные приборы) и распола¬
гавшего средствами и широкими знакомствами в финансовых,
коммерческих и промышленных сферах. Была создана ком¬
пания для эксплоатации патентов Яблочкова под наименова¬
нием «Syndicat d’étude d’éclairage éléctrique procédés Jab¬
lochkoff», которая не только организовала производство элек¬
трических свечей, но вела работы по установке первичных
двигателей и динамомашин для осветительных установок со
свечами Яблочкова и полное их оборудование.
К концу 1876 г. положение электрической свечи уже на¬
столько упрочилось, что сообщение о ней было сделано на
заседании Французской академии наук. 30 октября 1876 г.
Денейруз доложил мемуар о свече Яблочкова в присутствии
таких блестящих представителей науки, как Сен-Клер Де¬
виль, Эдм. Беккерель, Бреге, М. Вертело и др.
Вслед за первой установкой электрического освещения
свечами Яблочкова в универсальном магазине Лувр (1876)
последовало большое число установок в Париже и других
городах, в зданиях и сооружениях разного характера: иппод¬
ром, площадь и ул. Оперы, театр Шатлэ в Париже, морской
порт в Гавре, набережная Темзы, Вестиндские доки, Бри¬
танский музей в Лондоне и многие другие. В Англии была
организована особая компания для распространения свечей
Яблочкова.
Успеху распространения свечи способствовало еще и то,
что Яблочков сделал ряд усовершенствований, имевших
большое значение для эксплоатации. Яблочкову удалось раз¬
решить несколько основных электротехнических вопросов в
части питания ламп накаливания.
13
Постоянный ток был менее подходящим для питания све¬
чей, чем переменный. При питании постоянным током либо
один из углей выгорал вдвое быстрее, чем другой, либо
для равномерного их сгорания следовало один из углей —
положительный — делать более толстым. что усложняло кон¬
струкцию свечи, несколько осложняло эксплоатацию и т. д.
Переменный ток для эксплоатации электрических свечей был
более подходящим. Но среди техников было распространено
предубеждение против переменного тока; машины перемен¬
ного тока имелись только в качестве лабораторных приборов,
никто их не строил и не проявлял к ним интереса. Яблочко¬
ву, энергично принявшемуся за внедрение переменного тока,
пришлось быть в этом деле пионером и настойчиво бороться
за признание за переменным током прав на существование в
технике. Яблочков не встретил сочувствия этим своим идеям
даже и среди руководящих электротехников того времени.
Интересна в этом отношении позиция Ипполита Фонтена, ди¬
ректора электромашиностроительной мастерской Зиновия
Грамма в Париже. Поскольку это предприятие никогда не
строило машин переменного тока и не было подготовлено к
их производству, Фонтен публично выступал против распро¬
странения переменного тока и против совершенно обоснован¬
ных стремлений П. Н. Яблочкова ввести питание свечей пе¬
ременным током. Но через сравнительно короткое время ма¬
стерские Грамма при непосредственном участии Яблочкова
приспособились к производству машин переменного тока, и
Фонтен стал пропагандировать широкое применение перемен¬
ного тока для целей практики. Таким образом одна из суще¬
ственных задач — обеспечение питания электрических свечей
переменным током — получила свое разрешение. Значение ра¬
боты Яблочкова по переводу электрических свечей на пита¬
ние переменным током оказалось гораздо более глубоким:
это первое применение переменного тока дало такой большой
толчок и другим его применениям, что мы вправе считать
П. Н. Яблочкова основоположником применения переменных
токов.
Дуговые лампы имели ряд таких особенностей, которые
делали невозможным включение нескольких ламп в цепь
одного генератора. При параллельном включении дуговых
ламп требовалось устанавливать большие балластные сопро¬
тивления, потреблявшие значительные мощности. При после¬
довательном включении нарушалась работа регуляторов. По¬
этому проблема «дробления» электрического света, т. е. воз¬
можность включения произвольного числа источников света
14
разной мощности в цепь одного генератора, занимала очень
многих электротехников. В. Н. Чиколев, например, сделал
попытку обойти эти трудности, применив оптический метод
разделения света 1 сосредоточенного источника на множество
мелких при помощи линз, призм, зеркал, труб и пр. В 1878 г.
В. Томсон также высказывался о выгодах оптического дроб¬
ления электрического света. Но такого рода методы были
лишь паллиативом, не давая общего решения важной техни¬
ческой проблемы. Яблочков дал полное решение, предложив
применение индукционных катушек (французская привилегия
№ 115703 от 30/Х 1876 г.) и конденсаторов (французская при¬
вилегия 11/Х 1877 г., № 120684).
Применив переменный ток, индукционные катушки и кон¬
денсаторы, Яблочков столкнулся с вопросом о суммировании
переменных токов в цепях с емкостью и самоиндукцией. Со¬
стояние теоретической электротехники в то время было та¬
ково, что ни Яблочков, ни его современники не могли дать
этому вопросу правильного научного объяснения, но Яблочков
на этот вопрос обратил внимание, занялся его изучением. Сам
этот факт свидетельствует о глубине технического мышления,
о серьезном анализе, которому он подвергал разнообразные
вопросы, с которыми сталкивался в своих работах.
К этому же периоду его работы в Париже относятся его
опыты над построением электрического источника света, в
котором излучение получалось от пластинок из изолирующего
огнеупорного материала, накаливаемых электрическим током.
Идея построения такой лампы возникла у П. Н. в связи с
подробным изучением поведения разных материалов, приме¬
нимых в свече в качестве изолирующего слоя между углями.
Эти опыты увенчались построением так называемой каолино¬
вой лампы, в которой каолиновая пластина помещалась меж¬
ду двумя медными или угольными электродами и накалялась
электрическим током. Яблочковым были построены также
«линейные» источники света в виде каолиновых стержней или
пластинок разной формы, которые, будучи кратковременно
нагреты током высокого напряжения, становились проводни¬
ками тока и, накаливаясь, излучали значительный световой
поток. Яблочкову принадлежит таким образом приоритет при¬
менения проводников второго рода в качестве тела накала в
источниках света. Как известно, к этой идее изобретатели
возвратились позднее, уже после смерти Яблочкова. Так, в
1897 г. в первых конструкциях лампы Нернста телом накала
1 "Электричество", 1880 г., стр. 168.
15
служили стерженьки из магнезии, подогревавшиеся зажжен¬
ной спичкой; позже в 1898 г. Нернст применил для тела на¬
кала другие проводники с отрицательным температурным
коэфициентом—оксиды редких земель (эрбия, иттрия, цирко¬
ния, церия и тория) и после длительных опытов осуществил
автоматическое подогревание стерженьков.
В конце 1876 г. Яблочков, окрыленный успехами своей
свечи, попытался применить свое изобретение в России. Нуж¬
но отметить, что Яблочков никогда не считал себя эмигран¬
том, порвавшим связи с родиной. Желание отдать свои силы
родине никогда его не покидало. Во время своего пребыва¬
ния за границей он живо интересовался тем, что происходит
в России. Он поддерживал связь с некоторыми политически¬
ми русскими эмигрантами, оказывал им материальную под¬
держку в те годы, когда блестящие успехи свечи сделали
Яблочкова независимым и материально обеспеченным. Не изу¬
чен вопрос о характере этой его связи; известно, что отно¬
шения П. Н. с некоторыми русскими эмигрантами, например
Г. А. Лопатиным, отличались большой сердечностью.
Когда знакомишься с работой П. Н. в Париже и с его
поездками в Россию, то чувствуешь, что его деятельность в
Париже протекала как бы в промежутках между его поезд¬
ками в Россию, на родину. Яблочков не оставлял мысли, что
в конце концов ему удастся перенести свою деятельность в
Россию. Он приезжал в Россию и тогда, когда был в зените
своей славы, когда был богат и знаменит; приезжал и тогда,
когда его постигали неудачи, разочарования. И во всех слу¬
чаях, убедившись, что время для плодотворной его работы
на родине еще не наступило, он вновь возвращался за грани¬
цу, как бы стараясь использовать в это время более благо¬
приятные условия работы в Париже и как бы ожидая момен¬
та, когда улучшатся перспективы его деятельности в России.
По приезде в СПБ в конце 1876 г. Яблочков был встре¬
чен равнодушно; никто не проявил особенного интереса к его
изобретениям. Это было тяжелое для России время перед
русско-турецкой войной 1877 г.; инициатива в стране была не¬
достаточной; предприниматели воздерживались от организа¬
ции крупных дел со значительными капиталовложениями.
Яблочков рассчитывал, что ему удастся заинтересовать казен¬
ные учреждения и ведомства, в частности Министерство путей
сообщения. Ему было, правда, разрешено устроить опытные
осветительные установки на железнодорожной станции Бир¬
зула. 15 и 16 декабря 1876 г. он произвел там удачные опы¬
ты освещения железнодорожной станции, но и эти опыты,
16
описанные подробно в газетах, не привлекли внимания. Яблоч¬
ков вновь вернулся в Париж, убедившись в невозможности в
это время разбить косность русских коммерческих и финан¬
совых кругов, без помощи которых новое дело не получило
бы своего развития.
В Париже в это время началась подготовка к Всемирной
выставке 1878 г. Свеча Яблочкова получила широкое распро¬
странение и обошла весь свет, находя себе все более и бо¬
лее широкое применение. Яблочков стал не только одним из
самых популярных лиц промышленной Франции, но и одной
из наиболее популярных фигур во всем мире, где «русский
свет», «свеча Яблочкова» были символом прогресса и куль¬
туры. Вокруг Яблочкова сгруппировался ряд русских электро¬
техников, как и он, приехавших за границу для более успеш¬
ной творческой работы; среди них Кременецкий, известный
впоследствии организатор производства электрических ламп в
Австрии, Штернфельд и пр.
Парижская выставка 1878 г. была подлинным триумфом
электрической свечи, закрепившим за ней славу величайшего
для своего времени изобретения. Этот триумф еще не был
омрачен появлением ламп накаливания удачной конструкции,
которые, обладая многими и важными преимуществами перед
дуговыми лампами, вытеснили впоследствии свечу из практи¬
ки буквально в 1—2 года. Акционерная компания по экспло¬
атации патентов Яблочкова после выставки сильно увеличила
масштабы своей деятельности, увеличились ее прибыли и ди¬
виденды.
Получив в 1878 г. привилегию на электрическую свечу в
России 1, Яблочков рассчитывал, что ему удастся получить
содействие Военного министерства на ее эксплоатацию. Одна¬
ко министерство не откликнулось, и Яблочков передал Фран¬
цузскому обществу по эксплоатации его патентов также и
право установки освещения электрическими свечами в России.
Можно сделать вывод, что триумф электрической свечи на
выставке 1878 г. породил в Яблочкове прежде всего надежду
на то, что теперь ему удастся встретить в России поддержку
и организовать широкое распространение нового способа осве¬
щения. Обнадеженный к тому же некоторыми русскими вы¬
сокопоставленными посетителями его павильона на Парижской
выставке, П. Н. решил, что настало время всерьез и на¬
всегда расстаться с заграницей и вернуться в Россию, где
после подписания Сан-Стефанского мирного договора с Тур¬
1 См. приложение, стр. 78.
2 П. Н. Яблочков
17
цией создавалась более благоприятная конъюнктура для его ра¬
боты. Для совершения такого решительного шага Яблочкову
нужно было пойти на большие жертвы материального поряд¬
ка. Дело в том, что незадолго до этого П. Н. передал Акцио¬
нерному обществу по эксплоатации его изобретений права на
русскую привилегию. Поэтому применять свое изобретение в
России П. Н. мог только после выкупа русской привилегии у
Общества. Это было связано с уплатой приблизительно
одного миллиона франков. Наличными деньгами Яблочков не
располагал: его средства были помещены в акции этой ком¬
пании. Биржевые курсы на эти акции были высокие. Оплата
права беспрепятственной работы на родине не деньгами, а
весьма ценными акциями Общества могла иметь те последст¬
вия, что П. Н. выбывал из числа пайщиков Общества, а кро¬
ме того оставался без средств. Но патриотизм взял вверх над
коммерческими соображениями. Яблочков пожертвовал своим
начавшимся благосостоянием и получил право эксплоатации
своих изобретений в России. Во второй половине 1878 г.
П' Н. приезжает в Россию, где встретил на сей раз больше
внимания, чем прежде. Нашлись и средства для финансиро¬
вания его планов. Без особого труда создал он «Товарище-
ствоП. Н. Яблочков и Ко», начал организовывать мастерские,
налаживать финансовую и производственную деятельность то¬
варищества. Все это требовало от Яблочкова большой орга¬
низационной работы, мелких хозяйственных хлопот и других
утомительных занятий. Коммерческое по преимуществу на¬
правление деятельности не доставляло Яблочкову удовлетво¬
рения. Не облегчала его неудовлетворенного состояния даже
успешная работа над конструированием динамомашины, кото¬
рым П. Н. в это время занимался. Приезд П. Н. в Россию
и организация им промышленного Товарищества имели боль¬
шое значение для отечественной электротехники вообще и для
технической общественности в частности. Русское техниче¬
ское общество занялось организацией электротехнического
(VI) отдела, который начал работать с 11 февраля 1880 г. в
составе сравнительно ограниченном (около тридцати членов),
но объединявшем всех крупных русских электротехников (Ве¬
личко, Яблочков, Чиколев, Лачинов, Флоренсов, Славянов,
Хотимский, Шпаковский и др.). Вице-председателем отдела
был избран П. Н. Яблочков. Как известно, в этот период по
инициативе В. Н. Чиколева Русское техническое общество ста¬
ло готовиться к изданию постоянного научно-технического
органа, посвященного вопросам теоретической и прикладной
электротехники. Среди лиц, которые энергично помогали со¬
18
зданию журнала, был и П. Н. Яблочков. С июля 1880 г. стал
выходить журнал «Электричество».
В этот период своего пребывания в России П. Н. уделял
много внимания популяризации электрического освещения.
Он делал доклады в Русском техническом обществе в СПБ,
в отделении физических наук Общества любителей естество¬
знания, антропологии и этнографии в Москве и др.
Русское техническое общество присудило Яблочкову золо¬
тую медаль за разрешение им проблемы электрического осве¬
щения.
Практическая деятельность Товарищества, организованно¬
го Яблочковым, была плодотворна: устроив несколько пока¬
зательных осветительных установок (Литейный мост, Екате¬
рининская пл; перед Александринским театром и др.), Това¬
рищество в короткий срок установило большое число свечей
Яблочкова; так, к началу 1880 г. в СПБ действовало более
пятисот фонарей со свечами Яблочкова.
Почти двухлетнее пребывание Яблочкова в России (1878—
1880 гг.) не принесло ему удовлетворения. Яблочкову уда¬
лось закончить работу над своей электрической машиной с
вращающимся индуктором. Трудно установить, под влиянием
каких причин П. Н. Яблочков в 1880 г. ликвидирует свои дела
в России, отказывается от звания вице-председателя электро¬
технического (VI) отдела РТО и возвращается в Париж. Мож¬
но предполагать, что известную роль в этом сыграло стремле¬
ние реализовать изобретенную электрическую машину (па¬
тент на которую он затем действительно продал Обществу по
эксплоатации его изобретений в Париже), а с другой сторо¬
ны — принять участие в организации Первой всемирной элек¬
тротехнической выставки, открытие которой было назначено
на 1881 г. Разве можно было представить себе эту выстав¬
ку— первый смотр успехов молодой отрасли, каковой тогда
являлась электротехника — без непосредственного участия
Яблочкова? В организации этой выставки приняли участие
крупнейшие научные силы всех стран и все выдающиеся элек¬
тротехники. Среди них Яблочкову принадлежало почетное
место. Это почетное место было за ним закреплено и на са¬
мой выставке. Французское правительство ввело П. Н. Яблоч¬
кова в качестве представителя Франции в Международное
жюри, присуждавшее награды экспонентам. Почетное место
занимал П. Н. и среди организаторов выставки. Признанием
экспонатов Яблочкова «вне конкурса» была еще раз публич¬
но выражена высокая оценка его высокополезной деятель¬
ности в области электротехники.
2* 19
Но эта выставка имела еще другую сторону, которую
прекрасно понял П. Н. и сделал свои правильные, хотя и
очень для себя обидные, выводы. На этой выставке были экс¬
понированы электрические лампы накаливания Эдисона, Мак¬
сима, Свана и др., конструкция которых была достаточно со¬
вершенно разработана и практическая применимость показа¬
на во всей полноте. Яблочкову яснее, чем кому-либо другому,
было видно, что конкурировать с лампой накаливания усовер¬
шенствованной конструкции электрическая свеча уже не мо¬
жет. Объективная оценка условий обязывала Яблочкова сло¬
жить оружие, т. е. не бороться более за распространение
освещения электрическими свечами. Электрической свече
пришлось и ранее встречаться с серьезными конкурентами:
так, на выставке 1878 г. в павильоне Яблочкова нужно было
доказывать преимущества освещения электрическими свечами
перед освещением газовым. Тогда вопрос о конкуренции
между электрической свечей и газовым освещением стал во
весь рост. Дороговизна электрических машин и вообще всего
оборудования для освещения, заставляла тогда многих при¬
ходить к выводу, что электрическое освещение получит огра¬
ниченное распространение. Так, например, уже ранее упоми¬
навшийся электротехник И. Фонтен в предисловии к своей
книге об электрическом освещении 1 говорил следующее:
«Для жилых помещений газовое освещение является са¬
мым приятным, удобным и дешевым. Электрическое освеще¬
ние возможно найдет некоторый доступ для отдельных боль¬
ших комнат или для особо шикарных квартир, но это будет
таким редким исключением, что является излишним на него
обращать внимание. Несмотря на конкуренцию, которая воз¬
никнет в отдельных случаях между газовым и электрическим
светом, газовая промышленность в своем развитии никогда не
понесет ущерба от электрического освещения. Никогда элек¬
трический свет не нанесет вреда газу, масляным лампам или
свечам».
Каким диссонансом звучат эти слова прогрессивным, до
непонятности смелым для своего времени мыслям П. Н.
Яблочкова, изложенным им в публичной лекции об электриче¬
ском освещении 16 апреля 1879 2 г. о том, что электрическое
освещение будет осуществляться так, как пользуются газом
или водой (т. е. получая энергию не от специально постав¬
ленного электрического генератора, а от центральной стан¬
ции); кстати сказать, когда эти мысли высказывал Яблочков,
1 Fontaine. Eclairage â l'électricité, 1880.
2 См. приложение, стр. 57—74.
20
еще ни одной центральной электрической станции не сущест¬
вовало во всем мире.
Там же Яблочков говорит, что в некоторых случаях элек¬
трическое освещение действительно может оказаться более
дорогим, чем газовое. Но в этих случаях получится косвен¬
ная польза от увеличения освещения тем, что возрастет про¬
изводительность труда на заводах, облегчится маневровая ра¬
бота на железнодорожных станциях и т. п. А ведь эти сооб¬
ражения стали истинами, проверенными на большом числе
опытов, только в первой четверти нашего века!
Выставка 1881 г. была поворотным пунктом в деятель¬
ности П. Н. Яблочкова. Он уступил без боя место тем, кто
работал над усовершенствованием ламп накаливания, а сам
больше никогда не возвращался к работам по электрическо¬
му освещению, посвятив свои исследования изысканию более
дешевых способов производства электроэнергии. Работу в
Обществе эксплоатации своих изобретений, которую он во¬
зобновил с 1880 г., он прекращает и полностью погружается
в новые опыты и конструкторские разработки—над электри¬
ческими машинами и гальваническими элементами. Им был
получен ряд новых патентов на разные электрические маши¬
ны (машина переменного тока без вращательного движения
частей, к принципу которой позже вернулся Н. Тесла, магни¬
тодинамоэлектрическая машина переменного тока с индукто¬
ром, полюсы которой были расположены по винтовой линии»
электродвигатель, могущий работать на переменном и на по¬
стоянном токе, могущий одновременно служить генератором,
«клиптическая» машина и др.). Работы его в области гальва¬
нических элементов обнаруживают прогрессивность его тех¬
нической мысли, глубину исследования процессов и явлений, с
которыми он столкнулся. Его работы в области «элементов
горения» являются чисто пионерскими и заслуживают глубо¬
кого внимания. Его работа над построением автоаккумуля¬
тора обещала привести к интересным практическим
результатам. Ему удалось даже получить некоторые средства
для расширения этих опытов. Так, до самой смерти
П. Н. Яблочков все время работал над новыми проблемами.
Эта напряженная работа велась без отдыха; только такие
события, как взрыв во время его опытов над натриевым галь¬
ваническим элементом или как подготовка им Русского от¬
дела на Парижской выставке 1889 г., отрывали его от рабо¬
чего стола и верстака. Материальное положение П. Н. все
время ухудшалось. Здоровье его, подорванное непрерывным
21
многолетним трудом и ослабленное травмой, полученной
в результате взрыва, ухудшалось. Работа над построением
автоаккумулятора, которая могла облегчить его тяжелое ма¬
териальное положение, подвигалась относительно медленно.
Единственным источником, который мог бы обеспечить на
короткое время существование Яблочкова и его семьи, могло
быть его саратовское имение, если бы его удалось выгодно
продать.
В июле 1893 г. Яблочков выезжает вновь в Россию. Это
была печальная поездка. Он ехал больным, сознающим не¬
способность свою к дальнейшей творческой работе. Сейчас
же по приезде в СПБ он сильно захворал. Через короткое
время он переехал в с. Батьи, где все хозяйство было найде¬
но в таком запущенном состоянии, что даже и жить там
осенью было негде, так как родовой дом сгорел, и П. Н.
пришлось поместиться временно у соседей. С наступлением
осени Яблочковы переехали в Саратов, поселились в более
чем скромном номере гостиницы. Тяжелая сердечная болезнь
усиливалась. Началась водянка, которая все прогрессиро¬
вала.
До самой последней минуты П. Н. порывался работать за
столом, который был поставлен перед диваном, где он лежал.
31 марта 1894 г. в 6 час. утра П. Н. скончался. Он похоронен
в родовом имении — с. Батьи Сердобского уезда.
Пятьдесят лет прошло со дня смерти Яблочкова. Ни одно
из его изобретений не применяется теперь в технике в таком
виде, как они были им разработаны. Электротехника совер¬
шила большое движение вперед, став базой мирового энерге¬
тического хозяйства, основой благосостояния и культуры че¬
ловечества. Громадный толчок развитию электротехники дали
труды Яблочкова. Из детского возраста вывел Яблочков
электротехнику в юношескую ее пору, полную сил и надежд.
И теперь мировая электротехника, возмужавшая и окрепшая,
почтительно вспоминает имя того, кто был одним из крупней¬
ших деятелей ее развития и становления. Для нас, граждан
СССР, Яблочков дорог не только как великий русский инже¬
нер, но и как глубокий патриот. Родная земля приняла прах
Яблочкова. На русских электротехниках лежит обязанность
сделать имя его столь популярным и дорогим народам Совет¬
ского Союза, сколь этого заслуживают великие дела этого
неутомимого изобретателя.
Проф. Л. Д. Белькинд
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
СВЕЧАМИ ЯБЛОЧКОВА
В историю электротехники П. Н. Яблочков вошел, главным
образом, как изобретатель электрической свечи. Его заслуги
в области практического разрешения вопроса об электри¬
ческом освещении не могут быть умалены; они всеми при¬
знаны и, собственно говоря, никем никогда не оспаривались.
Но было бы совершенно неверно ограничить значение
П. Н. Яблочкова в истории электротехники лишь этими его
изобретениями, практическая ценность которых уже в нача¬
ле 80-х годов прошлого века была сведена на-нет лампами
накаливания. Значение Яблочкова гораздо более велико.
Более полную и объективную оценку роли и значения
П. Н. Яблочкова дает его современник В. Н. Чиколев.
«Я не принадлежу к лицам, которые видят в электрической
свече совершенство, далее которого нечего искать, и я счи¬
таю, что главнейшая заслуга г. Яблочкова не в изобретении
свечи, а в том, что под знаком этой свечи он, неутомимой
энергией, настойчивостью, последовательностью, поднял за
уши электрическое освещение и поставил его на подобающий
ему пьедестал. Если затем электрическое освещение полу¬
чило кредит в обществе, если прогресс его, поддерживаемый
доверием и средствами публики, пошел затем гигантскими
шагами, если на усовершенствование этого освещения устре¬
мились тысячи работников, между которыми фигурируют зна¬
менитые имена Сименса, Жамена, Эдисона и др., то во всем
этом мир обязан нашему соотечественнику Яблочкову» 1.
Если к этому добавить значение работ П. Н. Яблочкова
по внедрению переменных токов в практику, учесть выдаю¬
щиеся пионерские его работы по «дроблению» света,
т. е. разработке приемов включения произвольного числа
источников света в цепь одного генератора, а также его
1 "Электричество", 1880, стр. 76.
23
в высшей степени оригинальные изыскания методов непо¬
средственного получения электрической энергии больших
мощностей при химических процессах, в частности при горе¬
нии, перед нами вырисовывается более полно облик пионера
электротехники и крупного ученого XIX века.
Настоящая статья посвящается изложению работ
П. Н. Яблочкова над источниками света.
В 1801—1802 гг. академик В. В. Петров наблюдал явле¬
ние вольтовой дуги между угольными электродами и дал опи¬
сание ее в своем мемуаре «Известие о гальванивольтовских
опытах, которые производил профессор физики Василий
Петров посредством огромной наипаче баттереи, состоявшей
иногда из 4200 медных и цинковых кружков и находящейся
при Санкт-Петербургской Медико-Хирургической Академии».
(СПБ, 1803, стр. 172—189). Тогда же В. В. Петров предска¬
зал применение вольтовой дуги для целей освещения, рас¬
плавления и сварки металлов. Позже в 1808—1812 гг. Дэви
также наблюдал это явление и докладывал о нем Королев¬
скому обществу в Лондоне. Однако почти в течение полусто¬
летия ничего не было сделано для практического применения
этого явления. Причина этого заключается в сравнительной
дороговизне установки для питания дуги—больших гальвани¬
ческих батарей — и в необходимости поддержания углей все
время на определенных расстояниях друг от друга, для того
чтобы дуга не прекращалась. При отсутствии автоматических
регуляторов дуга могла поддерживаться без перерыва своего
действия только от руки. Впервые удалось сконструировать
самодействующий регулятор Томасу Райту (1845 г.) и Стэйту
(1846 г.).
В дуговой лампе Райта электродам придавалась форма
угольных круглых шайб (их было пять), которые приводились
во вращение часовым механизмом, и этим приемом осу¬
ществлялось поддержание дуги между шайбами на их окруж¬
ности. Стэйт впервые применил стержневые электроды, раз¬
местив их под острым углом и устроив подачу их от особых
пружин по мере сгорания. В этих конструкциях подача углей
была механизирована, но она происходила вне зависимости
от сопротивления дуги. Лампы эти действовали неудовлетво¬
рительно и не получили распространения. Аршеро в 1848 г.
сконструировал лампу с вертикально расположенными друг
над другом углями; верхний уголь был закреплен неподвиж¬
но, нижний укреплен в железном стержне, служившем сер¬
дечником катушки, обтекаемой током. При изменении сопро¬
24
тивления дуги стержень выталкивался из катушки или втя¬
гивался в нее, чем и поддерживалось постоянство рас¬
положения углей. Эта дуговая лампа также не получила
большого распространения. Первой практически применимой
дуговой лампой была лампа с регулятором Фуко (1848 г.),
позднее видоизмененным Дюбоском. В этой лампе оба элек¬
трода были подвижными, причем положи¬
тельному углю обеспечивалось удвоенное
перемещение по высоте, необходимое при
питании ламп постоянным током. Регули¬
рование осуществлялось часовым пружин¬
ным механизмом, который мог приводить
оба электрода в соприкосновение, и элек¬
тромагнитом, который в зависимости от со¬
противления дуги либо освобождал часо¬
вой механизм, либо затормаживал его дей¬
ствие (фиг. 1 ).
Дуговая машина Фуко стала применяться
для иллюминационных целей. Кроме этой
дуговой лампы ко времени П. Н. Яблочко¬
ва применялись лампы Серрена (1857 г.).
В этой лампе (фиг. 2) нижний угледержа¬
тель а помещен в металлическую гильзу Ь,
которая, будучи соединена с рычагами 1-2
и 3-4, может перемещаться в вертикальном
направлении вверх и вниз; катушка с дей¬
ствует на железный сердечник d, который
соединяется посредством рычага 5-6 и тяги
6-7 с гильзой b. Верхний уголь укреплен
в тяжелой штанге с нарезной рейкой, ка¬
сающейся зубчатого колеса, на оси которо¬
го насажено другое колесо двойного диа¬
метра, по которому ходит цепь, перебро¬
шенная через ролик к нижнему угледержа¬
Фиг. 1.
телю; кроме колеса цепной передачи здесь имеется еще дру¬
гое зубчатое колесо, которое может приводить в действие
храповичок, собачка которого установлена на оси ролика.
При отсутствии тока сердечник d опускается, гильза b под¬
нимается, весь механизм освобождается и угли сходятся.
При включении тока сердечник d поднимается, гильза b
опускается, храповик застопоривается и дуга загорается. Все
колебания дуги регулируются подъемом или опусканием гиль¬
зы b, и только тогда, когда дуга становится слишком длин¬
ной, начинает действовать часовой механизм.
25
Регуляторы Серрена применялись на французских мая¬
ках, а также для военной сигнализации и на морских ко¬
раблях.
Все эти лампы были с регуляторами так называемого
сериесного типа; в них обмотка регулирующей катушки вклю¬
чалась последовательно с дугой, так что через нее проходил
весь ток, питающий дугу. По мере сгорания углей расстояние
между ними возрастает, что сейчас
же вызывает уменьшение тока, а в
связи с этим и ослабление втягива¬
ния сердечника катушкой; от этого
угли опять настолько сближаются,
что ток достигает нормальной вели¬
чины. Такие регуляторы называются
также регуляторами постоянной си¬
лы тока. Лампы Фуко и Серрена об¬
ладали следующими недостатками:
1) нельзя было включать в одну
цепь несколько ламп; 2) для дейст¬
вия дуги необходимы были боль¬
шие токи; 3) лампы действовали
удовлетворительно только при неиз¬
менном токе или при самых незна¬
чительных его колебаниях.
Других регуляторов ко времени
работ Яблочкова не было, если не
считать того, что В. П. Чиколев уже
практически построил тогда дифе¬
ренциальный регулятор; но в экс¬
плоатации ламп Чиколева еще не
было.
Существовал и еще один вид
дуговых ламп, который для нас ин¬
тересен при изучении генезиса кон¬
струкции электрической свечи. Это
дуговая лампа Бинкса (1853 г.),
в которой угли были расположены параллельно; отрицатель¬
ный электрод имел форму угольного цилиндра, внутри кото¬
рого помещался положительный электрод в виде угольного
стержня. Дуга получалась на верхней кромке цилиндра,
и для поддержания дуги нужно было регулировать положе¬
ние конца положительного угля. Действие такой дуговой
лампы напоминало действие свечи, и по форме она походила
на свечу. Эта лампа была снабжена пружинным регулятором
26
часового типа, т. е. принадлежала к группе тех же дуговых
ламп с регуляторами.
В 1874 г. Вердерман получил патент на электрический бу¬
ровой инструмент, состоявший из двух расположенных парал¬
лельно угольных стержней, между концами которых обра¬
зовывалась дуга. При помощи магнитного дутья пламя дуги
получало остроконечный вид и использовалось для прямоли¬
нейного прожога породы; лампа назначалась для рудничного
дела, но не для освещения.
Таким образом некоторые предшественники у Яблочкова
были, но их идеи в корне отличались от того, что было заду¬
мано им. Первая модель свечи Яблочкова, демонстрирован¬
ная им на выставке в Южном Кенсингтоне, Лондон, 1876 г.,
состояла из двух параллельно расположенных углей; для
того чтобы дуга горела только на конце углей, один из углей
окружался легкоплавкой фарфоровой трубкой или трубкой
из белого стекла, как это делалось для имитации свечей
в газовом освещении. При обгорании углей эта трубка посте¬
пенно расплавлялась. Положительный уголь при этом был
толще отрицательного, что соответствовало неодинаковому
сгоранию углей при питании постоянным током; более
толстый положительный электрод электрических свечей давал
довольно заметную тень. Уже тогда было ясно, что перемен¬
ный ток был бы более подходящим для питания электриче¬
ской свечи. Самое название свечи было дано этому источнику
света вследствие того, что внешне свечу напоминала фарфо¬
ровая оболочка угля и самое пламя находилось не между
расположенными друг над другом электродами, а на конце
белого стержня, как это было, например, у стеариновой све¬
чи. Вслед за этой конструкцией последовала другая, более
практично оформленная и рассчитанная уже на массовое рас¬
пространение. Яблочков отказался от трубки из фарфора и
заполнил промежуток между углями изоляционным материа¬
лом — каолином. Это была конструкция, изображенная на
фиг. 3. Об этой конструкции докладывал Денейруз на засе¬
дании Французской академии наук 30/Х 1876 г. Позднее ста¬
ли металлизировать (т. е. покрывать красной медью) нижние
края углей, для того чтобы получить более хороший контакт
при вставлении свечи в пружинный держатель. На верхнем
крае углей устанавливался замыкатель («коломбина») в виде
обугленной пластинки, прикрепленной посредством бумажной
полоски. Эта форма свечи оказалась жизненной и вошла
в практику; все другие изменения, которые вносились Яблоч¬
ковым и на которые он получал дополнительные привилегии,
27
свидетельствуют о большом масштабе его опытов, но не
внесли коренных изменений.
Большое значение имел характер изоляционного мате¬
риала, который помещался в свече между электродами. Оста¬
новившись вначале на каолине, П. Н. продолжал изыскивать
другие подходящие материалы. Кроме того Яблочков решил
использовать эту изоляционную прослойку, для того чтобы
скрашивать пламя дуги в разные цвета. Первая дополнитель¬
ная привилегия (к французскому патенту
№ 112024), датированная 16/IX 1876 г.,
закрепляет за Яблочковым приоритет в
замене каолина другими силикатообраз¬
ными веществами с присадками солей
металлов для окраски пламени. Одно¬
временно Яблочков запатентовал изго¬
товление свечей нескольких калибров по
силе света. Во второй своей дополни¬
тельной привилегии Яблочков (2/Х 1876 г.)
предусмотрел применение в качестве изо¬
лирующей прослойки таких смесей, кото¬
рые под влиянием нагрева могут превра¬
щаться в некоторое небольшое количе¬
ство полужидкой текучей массы и обра¬
зовывать дугу в том месте между элек¬
тродами, где эта полужидкая капля бу¬
дет касаться электродов; дуга при этом
может перемещаться при передвижении
полужидкой капли. Такие вещества спо¬
собны увеличивать длину дуги при том
же напряжении тока, что было Яблочковым использовано для
изготовления свечей на разные силы света. Третье дополне¬
ние к основному французскому патенту № 112024, взятое
23/Х 1876 г., предусматривает, что изоляционная масса де¬
лается не из твердых кусков, а из порошка, причем угли
окружаются оболочкой, наружная часть которой делается из
асбестового картона. Угли внутри оболочки окружены по¬
рошком, оболочки углей друг от друга также отделяются
порошком. По четвертому дополнению (21/XI 1876 г.) угли
заменяются трубками, содержащими ту же массу, которая
применяется для изоляции. В шестом (последнем) дополнении
к патенту № 112024 (11/III 1879 г.) Яблочков снова возвра¬
щается к массе, которая должна обеспечивать новое зажига¬
ние после потухания свечи. Для осуществления этого масса
должна быть достаточно проводящей для возобновления за¬
28
жигания. Это может быть достигнуто прибавлением к массе
до 10% цинкового порошка; самую же массу П. Н. делает
из смеси гипса с сернокислым барием.
В результате длительной работы Яблочкову удалось до¬
биться однородности качества углей и выпуска их в довольно
большом ассортименте силой света от 8 до 600 карселей,
т. е. от 76 до 5 760 свечей.
Для развития применения, а следовательно, для расшире¬
ния производства электрических свечей предстояло решить
несколько проблем, из которых главной была проблема обес¬
печения осветительных установок генераторами переменного
тока. Первым шагом в этом направлении было построение
мастерскими Грамма особого коммутатора, который при¬
соединялся к машине постоянного тока; но это было лишь
частичным разрешением задачи. Наконец, в 1877 г. Грамм
выпустил первые машины переменного тока для питания све¬
чей Яблочкова. При помощи этих машин удобно было питать
четыре обособленных цепи, в каждую из которых можно
было включать несколько свечей. Эти машины строились сле¬
дующего сортамента:
№
по
пор.
Число
свечей
Мощность,
л. с.
Цена,
франков
Вес,
кг
Габариты, см (высота
X ширина X длина)
Оборотов
в* минуту
1
16
16
10000
6$0
89X75X76
600
2
6
6
5 000
280
70Х42Х52
700
3
4
4
3 500
190
50X40X48
800
Машины были рассчитаны на электрические свечи
в 100 карселей, т. е. силой света 960 свечей.
Первая установка освещения свечами Яблочкова была
устроена в «Salle Marengo» магазина Лувр и состояла
из 6 свечей, питаемых двумя машинами Alliance; угли имели
диаметр 4 мм, длину 120 мм и горели по 3/4 часа. Сила света
свечей была 20—25 карселей, т. е. 190—240 свечей. Во время
действия их наблюдалось мерцание, объясняемое неоднород¬
ностью углей и колебаниями числа оборотов двигателя,
и дребезжание колпаков («пение» свечи). В фонарях прихо¬
дилось часто менять свечи после их выгорания, а для того,
чтобы помещение не оставалось при этом в темноте, оказа¬
лось нужным устроить особое приспособление для смены
ламп.
Яблочкову удалось на основе опыта освещения магазина
29
Лувр внести существенное изменение: срок службы свечей
был удвоен (доведен до полутора часов) благодаря улучше¬
нию материала, из которого они делались; каолин был заме¬
нен гипсом, благодаря чему возрос световой поток; длина
угля доведена до 275 мм, из которых 225 мм было полезной.
Была разработана конструкция фонаря на 4 свечи (фиг. 4
и 5), в котором помещалось кре¬
стообразно четыре держателя на
общей подставке; при этом че¬
тыре внутренних контакта соста¬
вляли одно целое, имея общую
клемму для подвода тока, а че¬
тыре наружных контакта были
обособлены и имели раздельные
клеммы. Центральная клемма присоединялась к одному полю¬
су машины, а каждая из наружных клемм — к контактам ры¬
чажного переключателя. Четыре таких светильника последо¬
вательно соединялись в одну цепь машины Грамма. Диаметр
шара обычно был равен 400 мм, вверху его делалось отвер¬
стие; высота фонаря до 700 мм, в цоколе фонаря имелись
дверцы для вентиляции.
Недостатки, присущие свечам Яблочкова, можно было бы
классифицировать так:
а) Короткий срок службы свечи; здесь Яблочков достиг
возможного технического предела (полтора часа). Увели¬
чивать длину углей было далее невозможно, так как это при¬
водило бы к большому увеличению диаметра колпаков. На
30
практике применялись фонари с 4 свечами и дополнительным
переключающим устройством.
б) Потухание одной лампы связано с потуханием всех
последовательно включенных свечей (как известно, этот
вопрос был разрешен для последовательно включенных ламп
только в наше время посредством фильмового замыкания
(film cutout) и трансформаторов постоянной силы тока
(constant current transformer).
в) Потухшую свечу вновь зажечь было невозможно.
Практического разрешения этого вопроса не было найдено,
хотя и были сделаны разные предложения (Нюстен, Сименс
и Гальске, Вильде и др.).
г) Для переключения перегоревших ламп требовалось
участие обслуживающего персонала. Этот недостаток также
практически не был устранен.
Как видно из изложенного, свеча Яблочкова была еще
весьма несовершенным источником света, но представляла
собой оригинальную по замыслу дуговую лампу и самую про¬
стую из всех, которые до тех пор существовали. Световая от¬
дача свечей колебалась примерно от 4,5 до 8 люмен на ватт,
в зависимости от силы тока в цепи. Лампы накаливания, при¬
меняемые в настоящее время, потребляют примерно
в 2—3 раза меньше мощности на каждый люмен светового
потока.
Проф. Л. Д. Белъкинд
ИЗОБРЕТЕНИЯ П. Н. ЯБЛОЧКОВА В ОБЛАСТИ
ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Гальванические элементы, как в отношении теории про¬
цессов, в них происходящих, так и в отношении их конструк¬
ций и производства, долгое время считались достигшими
своего предельного развития. Необычайный рост в наше
время применения слабых токов и токов высокой частоты —
радиотелефония и радиотелеграфия, телевидение, автоматика
и телемеханика — вновь пробудили интерес и внимание к галь¬
ваническим источникам электрической энергии. Этот интерес
особенно повысился в связи с мировыми войнами 1914—
1918 гг. и нынешней. Многие вопросы из этой области вновь
пересматриваются, уточняются или освещаются с новых точек
зрения; многое, ранее не привлекавшее к себе внимания,
теперь внимательно изучается и приводит к новым практи¬
ческим решениям.
Рассматривая вопрос с исторической точки зрения, следует
отметить особую роль в разработке этих вопросов талантли¬
вого русского изобретателя П. Н. Яблочкова, известного ши¬
рокой публике по другому своему изобретению — электри¬
ческой свече.
Изобретения П. Н. Яблочкова в области гальванических
элементов приходятся на 1870—1890 гг., т. е. на период
наиболее активной его деятельности, когда вопрос о получе¬
нии достаточно мощных источников электроэнергии для энер¬
гетических целей и в частности для освещения являлся
основным. Попытки создания такого источника были направ¬
лены главным образом по пути использования законов элек¬
тромагнитной индукции. П. Н. сделал несколько заявок на
разработанные им оригинальные конструкции электрических
машин; параллельно с этим он направил свое творчество и по
другому самостоятельному пути — по пути создания мощных
источников электроэнергии при помощи таких способов, кото¬
рые позволяли бы миновать промежуточную трансформацию
32
тепловой энергии топлива в механическую, а механической —
в электрическую. В материалах, оставшихся после П. Н., не
имеется автобиографических данных о причинах и соображе¬
ниях, направивших его творческую энергию на указанный
путь. Позволительно думать, что работа на Московско-
Курской железной дороге, а также достаточно широкое при¬
менение гальванических элементов в практике того времени
остановили внимание Яблочкова на элементах. Можно пред¬
полагать, что техническая простота и экономические выгоды
гальванических элементов были немалым основанием для на¬
дежд П. Н. осуществить мощный источник тока именно этим
путем.
Избранный им путь не привел, однако, к победе: победа
осталась за избравшими для использования принцип электро¬
магнитной индукции. Тем не менее все созданное П. Н. Яблоч¬
ковым в области гальванических элементов отличается необы¬
чайно богатым разнообразием принципов и конструктивных
решений, свидетельствующих об исключительных интеллекту¬
альных данных и выдающемся таланте изобретателя. Лишь
в последние десятилетия, когда снова пробудился интерес и
внимание к гальваническим источникам электроэнергии, стано¬
вится ясным, что многое, предлагаемое современными иссле¬
дователями этой области является воспроизведением за¬
мыслов, осознанных в свое время Яблочковым и уже исполь¬
зованных в ряде его изобретений. Но даже и в настоящее
время, спустя полстолетия после смерти Яблочкова, его твор¬
ческая интуиция еще не вполне раскрыта; дальнейшее изуче¬
ние его изобретений в этой области несомненно позволит об¬
наружить еще ряд новых соображений и поучительных кон¬
структивных принципов.
При внимательном рассмотрении работ П. Н. в области
элементов нетрудно обнаружить, что, несмотря на чрезвычай¬
ное разнообразие форм разработанных им элементов, приме¬
няемых в них материалов, основных процессов их работы,
они представляются по существу непрерывным прогрессом
простой и вместе с тем глубокой основной идеи. Химическое
истолкование процессов, протекающих внутри гальванического
элемента, отражено во всех изобретениях П. Н. Рассматри¬
вая всю группу патентов, полученных Яблочковым по гальва¬
ническим источникам, можно подметить несколько типичных
этапов его работы, из которых каждый самостоятелен
и вместе с тем является дальнейшим развитием основной
идеи.
Характерен сам ход развития изобретательской мысли
3 П. Н. Яблочков 33
Яблочкова, ее внешние оформления: положив в основу
своего предложения какую-либо идею, Яблочков, как прави¬
ло, некоторый отрезок времени — то больший, то меньший, но
обычно измеряемый годами, — занят комбинированием приме¬
няемых материалов, разработкой конструктивной стороны,
т. е. разработкой инженерного оформления. Оформив всесто¬
ронне избранную идею, уяснив новые для него стороны про¬
цесса, он приступает в своей лаборатории к борьбе за пре¬
одоление подмеченного вредного фактора работы, элемента.
В подавляющем большинстве случаев это приводит к новым
усовершенствованиям, к введению нового приема и использо¬
ванию его в работе элемента. За этим следует фаза раз¬
работки материалов и конструктивных модификаций на базе
того же принципа и приема работы, пока снова диалектиче¬
ски не выявится какая-либо новая сторона явления и условия,
его вызывающие. Тогда Яблочков делает новое по приему
работы изобретение, проводит тщательно и остроумно его
разработку со стороны конструкции и используемых материа¬
лов. Таким образом от раза к разу улучшается система рабо¬
ты элемента, расширяется практическое использование изу¬
ченной стороны основного принципа, обогащается конструк¬
тивная сторона изобретения.
Рассматривая под таким углом зрения изобретения П. Н.,
можно всю его творческую работу за период 1870—1890 гг.
расположить хронологически в следующем порядке: .
Период 1870—1881 гг. — время разработки элемента горе¬
ния и его модификаций. Исходная идея автора — создание
процесса с непосредственной выработкой электроэнергии за
счет процесса горения. П. Н. строит элементы, используя для
горения кислород воздуха или воды.
В 1882—1884 гг. Яблочков разрабатывает элементы с ще¬
лочными металлами. В новых его конструкциях кислород
воздуха и воды используется в роли окислителя. Окислению
подвергается металлический натрий, при этом в элементе не
применяются жидкости; уголь и другие пористые тела исполь¬
зуются в роли анода в элементе, который может работать
в качестве вторичного элемента. Разработка соответствующей
конструкции приводит к простейшей форме элемента.
Следующий период — 1884—1887 гг. — характеризуется
созданием нового трехэлектродного элемента — «автоаккуму¬
лятора», в котором утилизируется вредный эффект поляриза¬
ции. Основное внимание уделено конструктивной разработке
ряда его модификаций. Следует особо оттенить при этом
переход в конструкциях элементов к горизонтальному рас¬
34
положению электродов, позволяющему создать компактную
вертикально расположенную батарею из значительного числа
элементов.
Период 1887—1888 гг. уделяется Яблочковым главным
образом разработке конструктивной стороны элемента: им
предложен новый прием работы — использование в элементе
вынужденной механической поляризации; здесь кислород и
водород, как продукты, необходимые для работы элемента,
механически подаются к соответствующим электродам под
некоторым давлением, что повышает активность элемента.
Наконец, последний период работы Яблочкова над этими
проблемами относится к 1888—1891 гг. В этот и отчасти
в предшествующий период заметно некоторое сокращение
изобретательской работы в этом направлении, вызванное,
вероятно, пониманием больших успехов другого направления
работ по генерированию электроэнергии — при использовании
принципа индукции. Работы Яблочкова за это время харак¬
терны по замыслу борьбой с наступающим во времени ослаб¬
лением работы элементов. Изобретатель подмечает, что при¬
чиной этого является не столько поляризация, сколько за¬
грязнение пористого тела продуктами распада в элементе.
Для задержки их П. Н. вводит в свои элементы своеобраз¬
ный фильтр — пористый сосуд, в частности тонкую деревян¬
ную перегородку. Попрежнему используется кислород возду¬
ха, но функция его здесь — восстановление работоспособно¬
сти и насыщение другого окисляющего материала.
Своеобразной чертой изобретательской работы П. Н. на
всех ее этапах является отсутствие разработки количествен¬
ной стороны, расчета наблюдаемых и используемых им явле¬
ний и процессов. Можно искренне пожалеть, что работа П. Н.
по линии гальванических элементов, проводившаяся в на¬
правлении широкого и богатого экспериментирования и по¬
зволявшая уяснять тонкости процесса, не сопровождалась
разработкой количественных соотношений и теоретическим
объяснением и обоснованием основного принципа работы.
Есть основание полагать, что это обстоятельство приводи¬
ло к тому, что изобретения Яблочкова, не получившие широ¬
кого применения или не вполне завершенные разработкой,
забывались сравнительно скоро, поскольку не были до конца
ясны скрытые в них идеи; многие из его изобретений стали
появляться уже в более близкое к нам время в качестве но¬
вых самостоятельных и независимых предложений.
Несмотря на это, значение технических идей П. Н. весьма
велико и внимательное изучение его изобретений несомненно
35
позволит обнаружить в них все новые и новые особенности и
уяснить их практическую ценность в условиях новой техники.
Обратимся к рассмотрению конкретных изобретений и сде¬
лаем попытку оценить их с современной точки зрения. Это
даст нам возможность лишний раз подчеркнуть богатство
творческих идей Яблочкова.
К разработке элементов горения несомненно Яблочкова
толкнуло желание избегнуть промежуточной трансформации
тепловой энергии в механическую. Базой послужил известный
опыт Беккереля (1855 г.), в котором горящий уголь развивал
некоторую э. д. с. при соприкосновении с холодным метал¬
лом. Средой для горения Яблочков избрал расплавленную
селитру, а в качестве сгорающего тела уголь; в этом элемен¬
те уголь служил катодом, ванна с расплавленной селитрой —
анодом; рабочий процесс при этом сопровождался выделе¬
нием активных газов. Внесение в селитру солей некоторых
металлов позволило осуществить их электролиз или исполь¬
зовать для регулирования интенсивности процесса. Имея
в виду создание мощного источника, Яблочков придал своему
элементу следующее устройство (фиг. 1). Широкий цилиндри¬
ческий сосуд А служит вместилищем расплавленной селитры,
подаваемой через горловину Т', и является анодом устрой¬
ства. В центральной части этого цилиндра А помещается ме¬
36
таллический сосуд с отверстиями, заполняемый коксом и сое¬
диненный с покрывающей его пластиной С, служащей катодом.
Полушаровая крышка имеет в центре загрузочный колпак Т,
через который подается кокс без значительной утечки газа
и тепла. Выделяющиеся в устройстве при горении газы про¬
ходят в сборный котел через трубопровод, начинающийся
в крышке устройства. Газы могут быть использованы для
силовых целей; это позволило Яблочкову дать устройству
наименование «электродвижущий элемент». Устройство спо¬
собно развивать токи мощностью до 30 квт.
В этом элементе исполь¬
зуется химическая реакция
окисления углерода при горе¬
нии; источником необходимого
кислорода является селитра.
Яблочковым было разработано
несколько разновидностей это¬
го элемента, среди которых
приведенный выше является
наиболее мощным.
Работа с этими элементами
в лаборатории на квартире
изобретателя привела к взры¬
ву, при котором сам Яблочков
едва не погиб.
В дальнейших модификаци¬
ях элемента, на которые были
получены патенты в 1880 г., выделяющиеся газы не утилизи¬
руются. Один из таких элементов показан на фиг. 2. В нем
расход на селитру и ее расплавление устранен; необходимый
кислород для горения получается из воздуха. В этом элемен¬
те кокс, служащий катодом, закладывается в огнеупорную
цилиндрическую камеру Н сбоку и опирается на железную
решетку G; в поперечинах решетки сделаны углубления, за¬
полненные окисью железа. Решетка служит анодом; окись
железа используется как пористое тело для отдачи кислорода
горящему углю; нагреваясь, она снова поглощает и опять
отдает кислород, необходимый для горения. Катодом
служит пластинка угля I, накладываемая сверху на кокс.
Сосуд М предназначен для улавливания золы, выпадающей
из решетки при горении. Пуск в работу осуществляется
накаливанием кокса. Яблочков не ограничился использова¬
нием кислорода воздуха для элемента горения и разработал
37
в 1881 г. другое устройство, в котором источником кислорода
служит вода, разлагаемая при нагреве на составляющие ее
газы. На фиг. 3 котел А с водой подогревается снизу; пар из
котла переходит в металлический наклонный, подогреваемый
снизу же цилиндр D, связанный с котлом А трубой В с па¬
ровым вентилем С. В цилиндре D находился кокс или уголь.
При соприкосновении пара из котла А с нагретым углем
в цилиндре D создается разложение пара на газы, причем
уголь становится катодом, а заряжающиеся положительно
пар и газы уходят для использования под колосники G и G'
этих котлов. Стенки котла D служат в качестве анода.
Группа Изобретений рассматриваемого периода построена
на использовании кислорода для горения и связана с поиска¬
ми дешевого кислорода для элементов. Понимание химизма
процесса гальванического элемента здесь у Яблочкова, пови¬
димому, еще недостаточно полное: кислород применен здесь
лишь для горения; дальнейшие работы показывают, что
Яблочков постепенно уясняет и другую роль кислорода, так
как применяет его в последующих изобретениях уже не для
горения. Второй период изобретений Яблочкова связан с раз¬
работкой элементов, в которых уголь заменен каким-нибудь
щелочным металлом, в частности натрием. Процесс горения,
как показал опыт, требовал громоздкой аппаратуры и не был
свободен от взрывоопасности в большинстве предлагавшихся
38
устройств. Элементы со щелочным металлом — натрием вме¬
сто угля, как не требующие присутствия активной жидкости,
названы изобретателем «элементами без жидкости». Действие
их основано на возбуждении э. д. с. за счет окисления натрия
или другого щелочного металла кислородом воздуха при
обычной окружающей температуре. Этот элемент состоит из
пластины пористого угля (или другого пористого проводника),
служащего анодом, и пластины щелочного металла (катода),
разделенных пористым гигроскопичным диэлектриком, способ¬
ным пропускать воздух, проникающий через пористый уголь
для окисления щелочного металла. Тыловая сторона пластин¬
ки щелочного металла покрывается изолирующим лаком, пре¬
пятствующим ее окислению. Этот элемент может быть осу¬
ществлен и в форме цилиндра. До употребления в работу
такой элемент хранится под маслом; перед употреблением
промывается и активизируется к работе спиртом. Действие
элемента усиливается, если его пропитать азотной кислотой.
Работавший элемент может быть возобновлен для действия
подобно аккумулятору зарядкой; особенности этого элемента:
простота производства, легкость, малые габариты и экономич¬
ность, превосходящая экономичность элементов из меди и
цинка.
Опыт работы с указанными элементами вскрыл некоторые
недочеты: образование корочки на поверхности катода при
работе элемента в сухом воздухе и появление паразитных
токов при недостаточной чистоте поверхности катода. Для
устранения этого Яблочков предложил амальгамировать
ртутью катод или сплавлять его с фосфором, дающим при
этом фосфористый натрий, активирующий работу элемента.
В последующих модификациях этого типа (1883 г.) пори¬
стый уголь заменяется зернистым или порошкообразным; эле¬
менту придается форма и построение, изображенные на
фиг. 4, где А — металлическая оболочка, непосредственно
закрывающая натрий, взятый в форме полого цилиндра В.
В его полость помещается зерно или угольный порошок
с введенным туда проводом анода. Уголь можно добавлять
по мере расхода натрия. Элемент сверху закрывается парафи¬
нированной бумагой для разобщения с кислородом воздуха
щелочного металла во избежание его окисления.
Следующий этап в работах Яблочкова над элементами —
это использование явления поляризации анода, заклю¬
чающееся в обогащении водородом среды, его окружающей.
Яблочков использует поляризованный анод как промежуточ¬
ный катод промежуточной гальванической пары — так возни¬
39
кает элемент с тремя электродами, названный автоакку¬
мулятором. Данное изобретение свидетельствует о глубо¬
ком и полном понимании явлений поляризации и по значимо¬
сти принципа устройства для современной техники является
наиболее важным среди всех изобретений Яблочкова в обла¬
сти гальванических элементов. Подбор материалов — натрия,
цинка и угля—обеспечивает удачное построение элемента.
Сильно окисляемый натрий образует гальваническую пару
с цинком, который окисляется весьма
слабо и служит анодом; в свою очередь
цинк в паре с углем, окисляясь сильнее
его, выполняет роль катода в этой паре,
придавая углю роль анода. Уголь непре¬
рывно поляризуется и вместе с тем на¬
капливает кислород воздуха, ослабляя
вредный эффект поляризации.
Понадобилось около тридцати лет,
чтобы снова притти к аналогичному по¬
ниманию процесса и представить явление
поляризации так, как оно понималось и
преодолевалось Яблочковым. В одной из
последующих конструктивных модифика¬
ций Яблочковым сделан дальнейший ло¬
гический шаг в борьбе с поляризацией,
понять и истолковать который удалось
только в наше время. Яблочков расположил электроды эле¬
мента горизонтально, использовав постоянство концентрации
во всех точках данной зоны расположения. К этому же при¬
ему пришел наш современник Шарль Фери в своем гальва¬
ническом элементе.
Как известно, при работе элемента к его аноду направ¬
ляется и отлагается водородный ион, вследствие чего обра¬
зуется обратная э. д. с. поляризации, снижающая э. д. с. эле¬
мента. Устранение и борьба с явлением заключаются в окис¬
лении водородного иона действием окисляющей активной
жидкости или окислами, отдающими свой кислород, или, на¬
конец, поглощением его веществами, родственными материалу
анода. Опыт показывает, что элемент действует все же и без
деполяризующих веществ — часть водородных ионов каким-то
образом уничтожается. Естественно предположить, что это
создается кислородом, поступающим из воздуха или раство¬
ренным в жидкости, окружающей анод, — таким образом под¬
сказывается наличие натурального автоматического деполяри¬
затора, ничем не ограничиваемого в непрерывности своего
40
действия. Не все слои и уровни жидкости, невидимому, оди¬
наково доступны для кислорода воздуха; ок главным образом
имеет доступ только в верхние слои. Поэтому по высоте ано¬
да образуется дополнительно водороднокислородный газовый
элемент, э. д. с. которого вызывает ток деполяризации с пе¬
реносом водородных ионов вверх, а кислородных — вниз.
Наличие тока деполяризации подтверждено, как известно,
опытами Фери с разрезанным по высоте анодом. В свете
такого разъяснения, данного лишь через тридцать лет после
изобретения Яблочкова, становится понятным его исключи¬
тельная по интуиции, логически-последовательная, глубокая
творческая изобретательность, приведшая его к применению
в качестве анода, подверженного поляризации, пористого
тела, поглощающего или пропускающего кислород воздуха.
Подобное явление, как
было доказано опытами
Фери, происходит несо¬
мненно и с катодом, с той
лишь разницей по сравне¬
нию с неразрушающимся
анодом, что от дейст¬
вия такого тока катод
разрушается и бесполез¬
но растрачивается даже
при разомкнутой цепи.
Предвосхищая эту особенность, Яблочков применил в свое
время горизонтальное расположение электродов, устранив
таким образом опасность бесполезного расходования мате¬
риала электрода.
В изобретенный автоаккумулятор в течение последующих
лет Яблочковым внесено много конструктивных видоизмене¬
ний, среди которых, как указано выше, характерным является
горизонтальное расположение электродов элемента. В 1885 г.
Яблочков делает заявку и получает патент на элемент,, изобра¬
женный на фиг. 5. В свинцовой ванне А, служащей катодом,
расположены цинковые полосы. Ванна заполняется пористыми
веществами В (песок, опилки и т. п.), смоченными раствором
хлористых солей примененного металла. На эту массу, по¬
крытую влажной тканью, накладывается угольная пластина С,
являющаяся анодом элемента. В качестве технически простой
для сборки модификации в 1885 г. предложена система,
позволяющая образовать батареи из таких элементов. На
фиг. 6 изображена батарея, составленная из угольных круглых
дисков А. Дно дисков имеет круговые углубления, заполнен¬
41
ные хлористым кальцием в виде зерен. На диск наклады¬
вается цинковый кружок В, на него влажный войлок С, и все
это накрывается диском из угля, имеющим радиальные впади¬
ны г. Указанные элементы крепятся центральной частью на
изоляционном стержне с продольными прорезами, опираю¬
щемся на угольный массивный диск G. На этот стержень
сверху надевается металлическая трубка с отверстиями Н и
все крепится с помощью болта F и гайки-клеммы К, опи¬
рающейся на изолирующую прокладку I. Трубка Н служит,
так же как и клемма F, электродом батареи.
Дальнейшая разработка этого типа имела целью устранить
экоплоатационные затруднения, вызываемые необходимостью
частых чисток. Это достигалось погружением видоизмененных
деталей в жидкость с периодическим нагнетанием в нее воз¬
духа для усиления действия.
Четвертый — предпоследний — период является и наиболее
42
кратким и менее оригинальным. В 1887 г. Яблочков получил
патент на устройство элемента, в котором осуществляется ме¬
ханическая подача деполяризующих газов под давлением для
борьбы с поляризацией.
Довольно типична для этого периода следующая конструк¬
ция (фиг. 7): сосуд С из угля служит анодом и заполнен зер¬
нистой массой из пористого вещества (уголь, губчатый свинец
и т. п.). Сосуд закрывается угольной крышкой D, на которую
в свою очередь насыпается пористая масса, покрываемая
металлической крышкой а, служащей катодом; от середины
этой крышки сделан трубчатый отвод Ь, через который подает¬
ся водород. В угольный сосуд с вводится кислород через
отросток с пористой решеткой f. Верхний и нижний газопро¬
воды изолированы диэлектрической прокладкой i. Из таких
элементов может быть составлена батарея.
Последний хронологически период в работах Яблочкова
связан опять с использованием кислорода, сознательно при¬
меняемым здесь в качестве воэобновителя окисляющей спо¬
собности взятого вещества. Кроме того в этой группе изобре¬
тений Яблочковым разработан вопрос о повышении деятель¬
ности элемента, нарушаемой загрязнениями активного угля
металлическими солями. Здесь по мнению Яблочкова вредно
проявляется не столько поляризация, сколько засорение пор.
Для устранения этого вводится в устройство тонкая деревян¬
ная (пористая) перегородка, устраняющая проникновение за¬
соряющих солей к пористому углю и не пропускающая к ка¬
тоду азотнокислую медь из раствора. В этих же элементах
Яблочков устраняет загрязнение цинка окисью путем лужения
его оловом, вызывающим дополнительно активизацию работы
элемента.
На фиг. 8 приведен один из типичных элементов этого
рода.
В керамический сосуд V погружен луженый цинковый
лист Z, служащий катодом. Внутрь его помещен деревянный
цилиндр Р, внутрь которого внесен кокс A, а в центре поме¬
43
щен уголь С, служащий анодом. В пространство между кера¬
мическим сосудом V и цилиндром Р налита кислота.
Последним патентом, выданным в 1891 г., является патент
на «электрические элементы с конденсацией азотистых паров»
(фиг. 9). В сосуд R помещается мешок S, наполненный каким-
либо пористым веществом, в частности торфом D. В центре
этой массы ставится угольный цилиндр С, имеющий дно и
заполненный коксом, торфяным углем и т. д. Угольный
цилиндр С является анодом.
В элемент между сосудом R и
мешком S помещается луже¬
ный цинк, служащий катодом,
и все пространство ото запол¬
нено раствором селитры.
Перед началом работы в угольный, цилиндр С наливается
разбавленная азотная кислота несколько ниже уровня пори¬
стой массы D. При работе элемента кислота теряет часть кис¬
лорода, образуя окислы азота, которые в среде угля снова
насыщаются кислородом, поступающим из воздуха, превра¬
щаясь снова в азотную кислоту.
Рассмотренный краткий перечень изобретений Яблочкова
в области гальванических источников показывает чрезвычайно
богатое и находчивое воображение образованного конструк¬
тора, редкостные, исключительные способности комбинирова¬
ния материала и формы и кроме того глубокое проникновение
изобретателя в существо процесса, богатую интуицию ученого.
Благодаря этому ценность его идей не только сохранилась до
наших дней, но многие из них только теперь и становятся
понятными, когда наука и техника ушли далеко вперед. Нет
сомнений в том, что многое и очень важное в технических
идеях П. Н. Яблочкова будет обнаружено и понято значитель¬
но позже.
Неудача Яблочкова в нахождении элемента, как мощного
источника электрической энергии, тем не менее оказалась
связанной с исключительными успехами в разрешении некото¬
рых других проблем, имеющих первостепенное значение
в деле изучения гальванических элементов.
Диалектика развития электротехники приведет нас вновь
к постановке тех же вопросов на базе новой науки и техники.
Тогда богатое научно-техническое наследие Яблочкова найдет
себе не только объяснение, но и самое широкое применение.
Проф. Е. Ф. Комарков
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ЯБЛОЧКОВА
Работы по применению электрической энергии для целей
освещения начались еще в первой половине XIX века, однако
широкому распространению электрического освещения меша¬
ли, с одной стороны, большая стоимость энергии и громозд¬
кость батарей, с другой — необходимость сложного регули¬
рующего устройства для поддержания неизменного расстоя¬
ния между углями. Первое обстоятельство отчасти потеряло
свою остроту после того, как были построены динамоэлектри¬
ческие машины (50—60-е годы XIX века); вторая же проб¬
лема была блестяще разрешена в изобретенной в 1876 г.
П. Н. Яблочковым электрической свече. Идея Яблочкова
заключалась не в каком-либо дальнейшем усовершенствовании
регулирующего механизма, а в полном отказе от него. Если
два угольных стержня поставить на небольшом расстоянии
параллельно друг другу и разделить их тонким слоем изоли¬
рующего материала, постепенно сгорающего вместе с углями,
то дуга между ними не погаснет до тех пор, пока стержни не
сгорят до основания. Однако, если питать дугу постоянным
током, то скорость сгорания стержней будет неодинаковой и
свеча быстро погаснет. Чтобы избежать этого, необходимей
либо применять стержни неодинакового сечения, что практи¬
чески усложняет всю конструкцию свечи, либо перейти на
питание свечи переменным током. Отказавшись вскоре от при¬
менения стержней различной толщины, Яблочков конструирует
целый ряд переключателей (коммутаторов), позволивших
периодически через короткие промежутки времени изменять
направление тока, протекающего через свечу. Однако все эти
попытки не дали положительных результатов, и тогда изобре¬
татель решительно становится на путь применения перемен¬
ного тока. Этот переход, который нам сейчас кажется вполне
естественным, в то время вызвал большие затруднения. Что¬
бы яснее представить себе эти затруднения, попытаемся дать
краткую сводку тех сведений по теории переменных токов и
46
тех достижений в области электромашиностроения, которыми
располагала электротехника к 1875 г.
Прежде всего отметим, что хотя возможность получения
переменного тока от вращающихся электрических машин была
к этому времени известна, его практическая ценность остава¬
лась ничтожной. Отсутствие трансформаторов и двигателей
переменного тока не вызывали в нем никакой потребности, и
переменный ток применялся в основном лишь для лаборатор¬
ных опытов и отчасти для освещения маяков. Не существо¬
вало в это время и теории переменных токов в современном
смысле этого понятия. Отсутствовали представления о сдвиге
фаз между током и напряжением, об активной и реактивной
мощности, о возможности прохождения тока через емкость
и т. д. В связи с этим оставалось непонятным, почему в слож¬
ных цепях величины токов не подчиняются обычным законам
арифметического суммирования. Обо всем этом мы не найдем
ни слова не только в книгах 1875 г., но даже, например, в ши¬
роко распространенном в свое время учебнике физика Гано,
изданном в 1885 г. 1
В качестве генератора переменного тока в 1875 г. приме¬
нялась магнитоэлектрическая машина фирмы Alliance, скон¬
струированная Нолле и представлявшая собой комбинацию
нескольких машин Кларка, соединенных подобно элементам
батареи. Эта машина была предназначена для питания освети¬
тельных установок на маяках и отличалась большими разме¬
рами и весом и высокой стоимостью.
Более совершенные динамоэлектрические машины Грамма
строились в это время только для постоянного тока. Таким
образом можно утверждать, что ни теоретическими сведения¬
ми по переменным токам, ни сколько-нибудь пригодными ма¬
шинами техника в то время не располагала.
Изобретенная в 1876 г. свеча Яблочкова уже в ближай¬
шие два года получила всеобщее признание. Под влиянием
этих успехов промышленная фирма Грамма занялась разра¬
боткой машины переменного тока для питания свечей
Яблочкова. В сущности переход на переменный ток упро¬
щал машину, так как избавлял ее от коллектора и, как
тогда говорили, «позволял более непосредственным образом
превращать механическую работу в электрическую». Эта ма¬
шина имеет уже все основные черты современного синхрон¬
1 "Полный курс физики с кратким обзором метеорологических яв¬
лений" А. Гано, профессора физико-математических наук. Перевод
с 19 французского издания Ф. Павленкова и В. Черкасова. СПБ, 1885 г.
47
кого генератора вплоть до многофазной обмотки на статоре,
хотя; конечно, о многофазных токах тогда ничего еще не зна¬
ли и отдельные фазы использовались раздельно для питания
небольших групп из нескольких свечей.
К этому же времени относятся первые работы П. Н. Яблоч¬
кова по конструированию машин переменного тока.
В 1877 г. Яблочков берет французский патент на изобре¬
тенную им магнитодинамоэлектрическую машину. Идея ее
устройства заключалась в использовании принципа униполяр¬
ной индукции. Судя по патентному описанию, машина была
сконструирована следующим образом (фиг. 1): на прямоуголь¬
ной раме размещены две обмотки в виде спиральных кату¬
шек, соединенных параллельно; внутри рамы расположен ин¬
дуктор, приводимый во вращение двигателем. Индуктор со¬
стоит из двух фигурных дисков Д1 и Д2, закрепленных на
валу и взаимно сдвинутых так, что против выступов одного
находятся выемки другого. Между дисками расположена
катушка К, которая при вращении индуктора остается не¬
подвижной. Если питать катушку постоянным током, то на
каждом из дисков образуются полюсы одной и той же по¬
лярности, а по окружности всего индуктора в целом поляр¬
ности будут чередоваться. При вращении индуктора в катуш¬
ках неподвижной рамы будет индуктироваться перемен¬
ная э. д. с., дающая возможность получить переменный ток
для питания свечей. Идея Яблочкова чрезвычайно интересна
тем, что она позволяет получить электроэнергию от вращаю¬
щейся машины без скользящих контактов и без вращаю¬
щихся обмоток. Однако большой вес этой машины заставил
вскоре изобретателя отказаться от ее практического исполь¬
зования.
В это же время П. Н. Яблочковым была предложена мо¬
дификация машины Грамма с вращающимся индуктором.
В этой машине поверхность полюсов не была параллельна
оси вращения, а расположена по принципу винтовой линии.
Идея была также скоро оставлена, так как особых преиму¬
48
ществ по сравнению с машиной Грамма здесь не было и не
представлялось необходимым при существовавшем тогда
уровне техники и ограниченном потреблении строить различ¬
ные машины почти одинакового типа.
В 1879 г. Яблочков берет патент на электростатическую
машину переменного тока, схематическое устройство которой
показано на Лиг. 2. На чертеже представлен один элемент
такой машины, состоящий из
четырех неподвижных секто¬
ров, соединенных в пары А-А и
В-В, и четырех вращающихся
секторов С-С и D-D, также
соединенных попарно. Все па¬
ры изолированы друг от друга
и от корпуса машины. Если
неподвижным секторам сооб¬
щать непрерывно заряды от
постороннего источника энер¬
гии, разноименные для каж¬
дой пары, то вследствие элек¬
тростатической индукции вра¬
щающиеся секторы будут не¬
прерывно отводить электриче¬
ские заряды через скользящие
контакты и зажимы К в сеть,
питающую приемники, т. е. в этой сети возникнет непрерыв¬
ный переменный ток. Машина Яблочкова представляет со¬
бой сочетание большого числа таких элементов, собранных
наподобие современного конденсатора переменной емкости,
применяемого в радиоустановках. Автором машины преду¬
смотрено также регулирование (с помощью особого винта)
расстояния между неподвижными и вращающимися сектора¬
ми для «установления выгодного действия машины».
Из других конструкций электрических машин, разработан¬
ных П. Н. Яблочковым, следует упомянуть о следующих.
Еще в 1876 г. он заявил патент на магнитоэлектрическую
машину с возвратно-поступательным движением, приводимую
в движение непосредственно от поршня парового цилиндра
без всякого кривошипного механизма. Идея машины заклю¬
чалась в том, что между двумя плоскими (дисковыми) элек¬
тромагнитами, возбуждаемыми постоянным током, движется
еще один плоский электромагнит, связанный с штоком порш¬
ня парового цилиндра. По другую сторону цилиндра располо¬
жено такое же устройство из двух неподвижных и одного
4 П. Н. Яблочков
49
движущегося плоских электромагнитов. При перемещении по¬
движных электромагнитов в их обмотках индуктируется пе¬
ременная э. д. с. При конструировании электромагнитов Яб¬
лочковым был использован полученный им в 1875 г. патент,
заключающий в себе предложение изготовлять обмотку из
гнутой на ребро медной ленты.
В 1882 г. Яблочков делает патентную заявку еще на две
машины: клиптическую динамомашину и тихоходный двига¬
тель. Клиптическая («наклоненная») машина отличалась тем,
что у нее ось статора и ось ротора наклонены к оси враще¬
ния, вследствие чего при вращении ротора он совершает не
только вращательное, но и качательное движение, что долж¬
но увеличивать индуктируемую э. д. с. Статор и ротор этой
машины представляли собой катушки (электромагниты), одна
из которых питалась постоянным током. Конструктивно ка¬
тушки были выполнены по принципу патента 1875 г., т. е. из¬
готовлялись из медной ленты, гнутой на ребро.
Электродвигатель системы Яблочкова должен был по за¬
явлению. изобретателя давать весьма умеренную скорость.
Это стремление снизить скорость вращения было вызвано
тем обстоятельством, что существовавшие в то время меха¬
низмы были приспособлены к тихоходным паровым машинам
и скорость 600—700 об/мин уже считалась недопустимо высо¬
кой. Дальнейшая судьба двигателя Яблочкова не известна,
но, повидимому, он построен не был.
Справедливость требует отметить, что все предложенные
П. Н. Яблочковым машины не нашли широкого распростра¬
нения. Объясняется это тем, что, начиная с восьмидесятых
годов прошлого столетия, электромашиностроение начинает
развиваться с головокружительной быстротой. Новые работы
в области расчета магнитной цепи, барабанные обмотки, улуч¬
шение технологии производства — все это приводит к новым
конструкциям, значительно более совершенным, чем машины
Яблочкова. Однако нельзя не отметить тех интересных и за¬
частую блестящих идей, которые были предложены нашим
соотечественником и которые иногда во многом опережали
идеи его современников.
Помимо проблемы получения надежного источника пита¬
ния для своих свечей — проблемы конструирования машины
переменного тока — П. Н. Яблочкову пришлось много и
упорно работать над разрешением другой, не менее важной
задачи о распределении энергии или, как тогда говорили,
о «дроблении света». Свеча Яблочкова требовала относи¬
тельно низкого напряжения (50—60 в) и поэтому вполне
50
естественным является примененное им последовательное
включение. Однако при этом погасание одной из свечей при¬
водило к отключению и всех остальных. Кроме того количе¬
ство свечей, включаемых в одну линию, было невелико. Пер¬
вым шагом на пути разрешения этих проблем было устрой¬
ство машины Грамма с раздельными обмотками на статоре.
Каждая из таких обмоток питала отдельную группу свечей и
была в этом отношении совершенно независимой. Но и это
усовершенствование нельзя признать радикальным, так как,
во-первых, и здесь прекращение горения одной свечи выклю¬
чало всю группу, а во-вторых, для питания сколько-нибудь
большой установки требовалось весьма большое число от¬
дельных линий (по одной на каждую группу). Все это застав¬
ляло Яблочкова искать новые пути и привело его к необхо¬
димости косвенного распределения энергии при помощи двух¬
обмоточных индукционных катушек (т. е. фактически транс¬
форматоров) и путем разделительных емкостей (конденса¬
торов).
Трансформатор с замкнутым магнитным сердечником тогда
еще изобретен не был, и Яблочкову пришлось воспользовать¬
ся идеей, положенной в основу устройства катушки Рум¬
корфа. На железном сердечнике Яблочков располагал две
обмотки: первичную, включаемую в линию, и вторичную, при¬
соединяемую к свече или группе свечей. Интересно отметить,
что автор предлагал пользоваться такими катушками как при
переменном, так и при постоянном токе и сконструировал
для последней цели особые прерыватели. Патент на примене¬
ние катушек для «дробления света» был заявлен в 1876 г. и
в описании к нему содержатся вполне определенные мысли,
позволяющие считать Яблочкова одним из изобретателей
трансформатора. Приведем некоторые выдержки из патент¬
ного описания.
«Предметом привилегии является приспособление для по¬
лучения электрического света, позволяющее питать от одного
источника тока неопределенное количество источников света,
как одинаковых по силе света, так и различных, и позволяю¬
щее, кроме того, по желанию, менять их силу света (путем
изменения числа витков — Ю. Ч.)».
«В любой точке цепи (соединяющей зажимы источника
тока) я включаю катушку, по индуктирующей (первичной
Ю. Ч.) катушке которой проходит ток от источника. Затем я
надлежащим образом помещаю вторую катушку, в которой
первая (индуктирующая) катушка вызовет появление индук¬
тированного тока. Зажимы этой последней катушки соединя¬
4* 51
ются проводом, образующим цепь, вполне не зависимую от
первой, в которую можно включить один или несколько
источников света.
Одним словом благодаря индуктирующему действию тока
от первичного источника создается, при помощи ряда кату¬
шек, ряд индуктированных токов, позволяющих получать све¬
товые явления отдельно от каждой катушки, которые стано¬
вятся, таким образом, отдельными источниками тока».
«Индукционные катушки помещаются около источников
света. Этими источниками служат свечи моей системы».
На чертеже, приложенном к патенту, показаны три индук¬
ционные катушки на одну, две и три свечи. Дальше Яблоч¬
ков пишет:
«Они (источники света — Ю. Ч.) различной силы и состоят:
первый из одной свечи, второй — из двух свечей и третий —
из трех свечей одной и той же силы света. Поэтому и (пи¬
тающие их) катушки также не равны по величине: они рас¬
считаны для получения индуктированных токов, напряжение
которых было бы пропорционально потребности света.
Каждая катушка может быть помещена на любом рас¬
стоянии от источника света».
«Это изобретение заключает распределение токов для
электрического освещения, характеризующееся, главным об¬
разом, применением индукционных катушек, включенных в об¬
щую цепь, имеющих целью образовать ряд индуктированных
токов, являющихся отдельными источниками тока и позво¬
ляющих питать отдельно несколько источников света различ¬
ной силы от одного общего источника электрического тока».
Таким образом, предложенный Яблочковым способ «дроб¬
ления света» кардинально решал обе поставленные выше
проблемы: выбор надлежащего напряжения и независимость
свечей друг от друга, так как даже при погасании свечи
основная цепь тока не прерывалась.
Интересно отметить, что свои индукционные катушки Яб¬
лочков включал в линию последовательно, а не параллельно,
как это принято для трансформаторов в настоящее время.
Нужно, однако, помнить, что даже значительно позже, в кон¬
це восьмидесятых годов, в силу укоренившейся традиции па¬
раллельное соединение считалось совершенно недопустимым.
В связи с изложенным здесь уместно упомянуть и другого
русского изобретателя, лаборанта Московского университета
И. Ф. Усагина, который в 1882 г. на Промышленной выставке
в Москве демонстрировал построенный им трансформатор
(также с незамкнутым сердечником), предназначенный также
52
для питания осветительной установки, состоящей из свечей
Яблочкова.
В 1877 г. Яблочков берет патент на изобретенный им дру¬
гой метод питания свечей под названием: «Система распре¬
деления и усиления атмосферным электричеством токов, по¬
лучаемых от одного источника тока, с целью одновременного
питания нескольких источников света». Здесь дело идет о пи¬
тании свечей через емкость 1.
Из чертежа к этой привилегии видно, что рассматривае¬
мая система распределения энергии применяет параллельное
соединение приемников. По тем временам эту идею нельзя
не признать чрезвычайно смелой. По своему устройству кон¬
денсаторы Яблочкова ничем не отличаются от современных.
Кроме того Яблочков предложил еще водяной конденсатор
с регулируемой емкостью, состоящей из нескольких стеклян¬
ных банок, погружаемых в общий бак с водой.
Что касается атмосферного электричества, которое якобы
усиливает ток, то здесь имел место результат незнания в то
время основных законов прохождения переменного тока
в разветвленных цепях, содержащих сопротивления разного
характера. Яблочков пишет: «Включение конденсаторов не
только позволяет распределить ток по разным направлениям,
оно имеет еще целью развить атмосферное электричество, ко¬
торое аккумулируется в конденсаторах, откуда оно в форме
тока направляется в источники света. Поэтому сумма коли¬
честв электричества, посылаемая в эти источники света,
больше, чем количество электричества, доставляемого перво¬
начальным источником тока».
Если для нас, имеющих в своем распоряжении строгую и
стройную теорию переменных токов, подобное утверждение
кажется абсурдным, то не следует забывать, как это было
уже указано в начале статьи, что в семидесятых годах прош¬
лого века никто и не подозревал о наличии реактивной мощ¬
ности, о сдвиге фаз и других вопросах, являющихся в на¬
стоящее время элементарными понятиями. Не знал об этом,
конечно, и Яблочков и ему казалось, что если сумма (ариф¬
метическая) токов в разветвлениях больше тока в линии, то
это противоречит первому закону Кирхгофа и может быть
объяснено каким-то добавочным накоплением атмосферного
электричества в конденсаторах.
Помимо работы над изобретением новых источников света
1 См. русскую привилегию Яблочкова от 2 июля 1880 г. ста¬
рого стиля, приложение стр. 82 настоящего сборника.
53
(свеча, каолиновая лампа и их модификации) и связанных
с этим изысканий в области конструирования генераторов пе¬
ременного тока, а также вопросов «дробления света», П. Н.
Яблочков уделял много внимания и другим проблемам элек¬
тротехники.
В начале восьмидесятых годов П. Н. Яблочков почти це¬
ликом оставляет работу над вопросами освещения, генериро¬
вания и распределения энергии и отдает все свои силы про¬
блемам, связанным с гальваническими элементами и электро¬
лизом.
Если сравнить деятельность. П. Н. Яблочкова с деятель¬
ностью таких гениев, как Ампер, Фарадей, Максвелл, Герц
и др., то может показаться, что все результаты его работ
были мало продуктивными. Действительно, для настоящего
времени практического значения не имеют ни свеча Яблоч¬
кова, ни его машины, ни предложенные им системы «дроб¬
ления света». Однако, если проанализировать состояние науки
в ту эпоху, если вспомнить, что то многое, чем мы обладаем
сейчас, есть результат упорной деятельности пионеров техни¬
ческой мысли, людей, которые изобретали не «на век», а для
того, чтобы еще на один шаг подвинуть человеческие знания,
то мы несомненно в число таких пионеров должны включить
и нашего талантливого соотечественника П. Н. Яблочкова.
Результаты его работ не используются сейчас, но имели гро¬
мадное значение для развития практической электротехники.
Яблочков шел далеко впереди своего века и был одним из
тех людей, которыми по праву может гордиться русская и
мировая техника.
Проф. Ю. С. Чечет
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПУБЛИЧНАЯ ЛЕКЦІЯ
ИМПЕРАТОРСКАГО
РУССКАГО ТЕХНИЧЕСКАГО ОБЩЕСТВА
П. Н. Яблочковъ.
Объ электрическомъ освѣщеніи
Читана 4 Апрѣля 1879 года.
С. -ПЕТЕРБУРГЪ
Типографія брат. Пантелеевыхъ. Казанская ул., д. № 33.
1879.
П, Н. Яблочков
ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ОСВЕЩЕНИИ 1
Читана 4 апреля 1879 г.
Милостивые государи и государыни!
Вопрос об электрическом освещении в последние годы
стал сильно занимать общественное мнение. Оно начало уга¬
дывать, что в недалеком будущем электричество сделается
дешевым и удобным способом освещения. Много изобретате¬
лей и ученых направили свои труды на опыты по усовершен¬
ствованию приборов для этого света. С первых же шагов
ясно выказалась необходимость разрешить две задачи: с од¬
ной стороны, найти простой и удобный аппарат для произве¬
дения света — горелку, с другой — достигнуть разделения
света, т. е. иметь возможность получить от одного источника
тока несколько источников света.
В большинстве случаев изобретатели старались разрешить
обе эти задачи. Из всех попыток, клонившихся к этой цели,
наибольшего внимания заслуживают без сомнения опыты
г. Лодыгина 2, хотя его система и не дала ожидаемых от нея
в то время результатов. Во всяком случае работы его ока¬
зали несомненную пользу, еще более расшевелив начинав¬
ший уже интересовать вопрос, показав возможность деления
света и наталкивая умы изобретателей на идею об электри¬
ческом освещении без сложных аппаратов регуляторов.
Г. Лодыгин направил свои работы на произведение света
одним накаливанием углей без вольтовой дуги и сгорания и
вот явилась как за границей, так и в России, целая плеяда
подражателей, которые, варьируя на все лады раз данную
идею, рассчитывали достигнуть разрешения задачи измене¬
нием мелких деталей аппарата, расположением угольков, ка¬
ких-нибудь винтиков и пр.
Результатом этих попыток явились и еще продолжают яв¬
ляться целые массы аппаратов, то под скромным названием
усовершенствованных электрических лампочек, то под гром¬
58
ким именем систем, вполне, разрешающих вопрос об употреб¬
лении в практике электрического света.
Все они, имея за собой те же или еще большие недостат¬
ки, как и система Лодыгина, и не имея за собой оригиналь¬
ности идеи, позволяют, относясь с полнейшим уважением
к работам г. Лодыгина, пройти молчанием имена его подра¬
жателей и перейти к технической стороне вопроса.
До последнего времени представлялась возможность про¬
изводить электрический свет по двум резко отдельным систе¬
мам: во-первых, со сгоранием углей, концы которых нахо¬
дятся на некотором расстоянии один от другого, и вольто¬
вой дутой — пламенем между ними; во-вторых, накаливанием
без сгорания.
Первый способ был открыт еще в 1813 г. физиком Гемф¬
ри Дэви 3, и опыт производился с аппаратом, образец кото¬
рого находится перед вами. Эта вольтова дуга — пламя, ко¬
торое вы здесь замечаете, может поддерживаться только
тогда, когда угли находятся на некотором расстоянии. Но так
как при сгорании углей расстояние между ними увеличивает¬
ся и доходит до такого, при котором вольтова дуга не может
более удержаться, то был придуман целый ряд приборов, по¬
лучивших название регуляторов, имевших целью поддержать
расстояние между углями постоянным и достигавших этой
цели, до некоторой степени.
Систем регуляторов чрезвычайно много, но все они могут
быть подведены под два типа: регуляторы, действующие по¬
средством груза и действующие посредством пружин. Луч¬
шими представителями обоих типов следует признать дей¬
ствующий посредством груза регулятор Серрена и пружин¬
ный регулятор Фуко 4.
Устройство этих аппаратов было описано много раз и по¬
этому останавливаться на нем не буду, а сделаю лишь беглый
обзор их сравнительных достоинств и недостатков.
Регулятор Серрена дает свет более ровный, чем регулятор
Фуко, если прибор находится в вертикальном и совершенно
спокойном положении. При значительном наклонении он дей¬
ствовать совсем не может, а также не переносит и тряски.
Регулятор Фуко может действовать в наклонном положе¬
нии, более способен переносить тряску, но его устройство
очень сложно, регулировка производится помощью трех пру¬
жин и свет, даваемый им, довольно сильно мерцает.
Вообще в регуляторах при всяком изменении тока надо
менять и самую регулировку, и можно сказать, что если нуж¬
но получить ровный свет, то механик не должен отлучаться
59
от аппарата. Их механизм более или менее сложен, требует
довольно частой чистки и ремонта.
Указанные недостатки регуляторов значительно затруд¬
няли введение электрического освещения в практику. Давая
несравненно больший свет, чем система с накаливанием без
вольтовой дуги и сгорания при той же самой силе тока, они
давали всетаки возможность производить электрический свет,
и уже с ними электрическое освещение начинало появляться
во многих частных случаях, для освещения некоторых работ,
для -военных целей, на некоторых фабриках, где нужна была
сила света, а его качества не играли важной роли. Но они не
могли удовлетворять насущных потребностей освещения —
простоты и доступности осветительных аппаратов. Эти-то не¬
достатки регуляторов и направляли главным образом труды
изобретателей к горелкам с накаливанием.
Все исследования по этому вопросу все более и более
приводили к отрицательным результатам, показывая, что при
громадных затратах тока, посредством способов накаливания
получается лишь самый ничтожный свет. Единственно, что
они имели за себя, это надежду избегнуть регуляторов и да¬
вать свет умеренной силы. Но раз этот вопрос разрешен
иначе и найдена возможность давать свет с вольтовой дугой
без регуляторов, все сорта горелок и лампочек, назначенных
для накаливания углей без вольтовой дуги, потеряли свой
raison d’être.
Так как трудно расставаться с иллюзиями, и еще труднее
с заблуждениями, то встречаются еще массы поклонников и
искателей разрешения вопроса этими способами 5. Многочис¬
ленные опыты, производившиеся несколько лет, наглядно по¬
казали, что один и тот же ток, употребленный на освещение
с накаливанием, дает ничтожный результат против того, если б
он был употреблен для освещения с вольтовой дугой. Поста¬
раемся несколько выяснить причину этого явления.
Теория превращения одной физической энергии в другую
всем известна; так, например, механическая работа превра¬
щается в теплоту, теплота в электричество, электричество
в свою очередь может быть превращено в теплоту. При этих
превращениях не вся так сказать сумма одной энергии пере¬
ходит в другую; больший или меньший переход зависит как
от свойств самой энергии, так и от условий, которыми об¬
ставлен этот переход. Что мы делаем, утилизируя ток для
электрического освещения? Мы заставляем этот ток перейти
в тепловые явления и накалить добела материальные ча¬
стицы.
60
Посмотрим же теперь, какие условия будут наиболее вы¬
годными для этого перехода.
Если мы будем пропускать небольшое количество тока че¬
рез тоненькую палочку угля, то ток этот будет проходить,
даже не нагревая угля. Будем постепенно усиливать ток.
При некотором прибавлении уголь начнет нагреваться, при
еще большем накалится докрасна, наконец достигнет белого
каления, т. е. начнет давать свет. Таким образом часть тока,
проходя по проводнику, превращается в теплоту и остает¬
ся непроизводительной для света; и мы найдем в конце кон¬
цов, что для того, чтобы заставить уголь дать столько-то
световых единиц, мы должны, при способе накаливания,
истратить совершенно непроизводительно большую часть тока.
Представим себе теперь другой случай, именно с вольто¬
вой Дугой. Какой бы ток мы ни взяли, но в момент смыка¬
ния и размыкания цепи, т. е. именно при условиях появления
вольтовой дуги, явится искра, т. е. получится световое явле¬
ние. Чем большей силы будем мы брать ток, тем больше бу¬
дет вольтова дуга, тем больше самое количество света. Здесь
каждая часть тока утилизируется самостоятельно, переход
энергии совершается при наилучших условиях и непроизводи¬
тельное для света прохождение тока происходит в несрав¬
ненно меньшей степени 6.
Резюмируя все сказанное нами, мы можем выразиться
так: по нашему мнению электрическое освещение с помощью
накаливания углей не представляет шансов на успех в буду¬
щем, что показали и многочисленные опыты, приведшие к от¬
рицательным результатам, и теоретические соображения.
Практического разрешения вопроса приходилось искать
лишь в освещении с вольтовой дугой, но в этой области до
последнего времени оставались одни регуляторы.
Если помещать в вольтову дугу кусочки глины, извести и
других земель, то они накаливаются. Затем часть их плавится.
Эта расплавленная часть представляет возможность токам
большого напряжения проходить по ней; тогда она раскали¬
вается уже до ярко белого каления, издает свет и посте¬
пенно улетучивается. Если количество тока велико сравни¬
тельно с его напряжением, то по этой раскаленной части про¬
ходит лишь ничтожное его количество, а главным образом
она и испаряется в жару вольтовой дуги, и эти испаряю¬
щиеся частицы дают уже настоящее пламя, причем от раз¬
личных сортов земель зависит и большая или меньшая окра¬
ска пламени в тот или другой цвет.
Теперь представим себе, что каким-нибудь способом мы
61
поместили кусочек этой земли так, чтобы он поддерживал
одно и то же расстояние между углями и служил бы к удер¬
жанию тока на его поверхности 7. При расположении углей,
как это практиковалось прежде, поставленных один против
другого, такое помещение кусочка глины, удерживающего
62
между ними расстояние, было, очевидно, невозможно. Нужно
было их поместить так, чтобы улетучивающееся землистое ве¬
щество 8 уничтожалось по мере сгорания углей.
Такое построение очевидно явилось при помещении углей
один около другого с землистым веществом между ними, что
и дало горелку для электрического освещения, известную под
именем свечи моей системы. См. фиг. 1.
В этой свече, при сгорании углей, вольтова дуга накали¬
вает и испаряет изолировку; но, как я сказал выше, нака¬
ленные земли представляют некоторую проводимость для то¬
ков и потому вольтова дуга не перемещается так сильно на
оконечности углей, как это бывает при регуляторах, а дер¬
жится на тех точках, около которых находится накаленная
часть изолировки, вследствие чего свет становится несравнен¬
но ровнее; от свойства тела, употребляемого для изолировки,
зависит некоторая, окраска пламени, что может быть утилизи¬
ровано сообразно назначению освещения.
И так узкая полоска землистого вещества выполняет за¬
дачу держания углей на неизменном расстоянии гораздо
лучше, чем сложный, прибор регулятор, достигавший этого
лишь приблизительно. Полоска держит их абсолютно; кроме
того она придает известные качества свету, которые немыс¬
лимы при регуляторе.
Горелка такого устройства сделалась совершенно доступ¬
ной для употребления; она не боится ни передвижения, ни
тряски, не требует за собой никакого ухода и представляет
возможность вводить электрическое освещение там, где со
сколько-нибудь сложными аппаратами оно было немыслимо.
Но это еще не все. Свойства различных землистых ве¬
ществ удерживать при накаливании световую дугу на одном
и том же месте позволяет ввести в одну и ту же цепь не¬
сколько свечей; так как расстояние между углями не изме¬
няется, вольтова дуга не делает больших переходов и общее
сопротивление цепи не представляет вследствие этого значи¬
тельных изменений. Во время освещения при введении в цепь
нескольких. свечей замечается, что сумма света всех введен¬
ных свечей вместе взятых значительно больше, чем если бы
была взята одна свеча. Явление это объясняется различно и
причины его приписывают различным началам. По всей вероят¬
ности их несколько, как чисто физические, истекающие из
свойств тока, так и усиление света, на счет химического дейст¬
вия кислорода воздуха — сгорание свечи. Я остановлюсь
только на последнем, так как многочисленные опыты, произ¬
водившиеся по этому предмету, показали, что влияние кисло¬
63
рода воздуха на силу электрического света несравненно
больше, чем его полагали сначала, особенно при углях, сде¬
ланных искусственно, а не выпиленных из газовых реторт и
в данном случае очевидно, что вводя несколько свечей, дейст¬
вию кислорода воздуха представляется несравненно боль¬
шая накаленная поверхность, чем при одной свече. Но, по¬
вторяю, это не может быть сочтено единственной причиной.
Их вероятно несколько, но по недостаточности разработки
явлений тока и особенно альтернативного 9 дать вполне точ¬
ное объяснение в настоящее время было бы затруднительно.
Тем не менее факт существует и приносит практические ре¬
зультаты.
Свечи, сообразно их назначению, делают различной вели¬
чины и с различными изолировками 10. Так, например, для све¬
чей, которые назначены быть постоянно переносимыми, лучше
употреблять глиняные изолировки. Хотя такие свечи дают не¬
сколько менее света и оттенок его не так приятен для глаза
(фиолетовый), но оне гораздо прочнее. Эти же свечи дают
свет,, более выгодный для фотографий.
Свечи, назначенные для уличного, театрального и комнат¬
ного освещения, главным образом, делаются с изолировкой
из алебастра, дающего розоватый, более приятный свет. Ве¬
личина этой окраски, смотря по назначению, изменяется. Если
нужна меньшая розоватость, то подкладываются соли бария,
если большая — стронция.
Величина свеч тоже изменяется. Я делал свечи силой от 8
и до 600 карсельских ламп 11. Сообразно назначению свечи
давать больший или меньший свет ставится более широкая
или узкая изолировка и сообразная толщина углей. Понятно,
что свечи можно делать больше или меньше указанных пре¬
делов.
В практике мне не случалось делать их больше, потому
что не представлялось случаев такого освещения; делать же
меньше этой величины было затруднительно по хрупкости
тонких углей. Теперь же, когда начинают вводить угли, по¬
крытые гальванопластически осажденным слоем металла, го¬
раздо менее хрупкие, является возможность делать свечи и
меньшей величины.
Наибольшее количество свечей изготовляется тех разме¬
ров, которые вы видите перед собой. См. фиг. 1. Угли диа¬
метром в 4 мм. Расстояние между ними 3 мм, длина около
25-ст 12. Свечи эти, назначенные для света силой от 40 до
60 карсельских ламп, горят не менее полутора часов. Ко¬
64
вечно, горение зависит от длины свети и этот тип вырабо¬
тался не столько по техническим, сколько по экономическим
соображениям.
Я говорил выше о достоинствах и удобствах свечи. Ей
ставили в недостаток два следующие пункта: первое, что го¬
ревшая и потушенная свеча не может быть зажжена вновь
без прикосновения к ней. Второе, что, сгорая, светящаяся
точка понижается и представляется затруднение в тех слу¬
чаях, когда нужно держать пламя в фокусе.
Случаи, когда нужно гасить и опять через несколько вре¬
мени зажигать ту же свечу, или держать световую точку
в фокусе, в практике представляются крайне редко, хотя оба
эти недостатка устраняются; первый и самый главный—свой¬
ствами самой изолировки, прибавляя к ее массе различных
металлических или органических веществ в порошках, кото¬
рые при потушении свечи оставят на верхней части изоли¬
ровки слой проводника, служащего запалом при вторичном
пропускании тока; о втором пункте я буду говорить ниже,
разбирая подсвечники и прочие приборы, служащие для по¬
мещения свечей.
Свечи мои делаются и делались как для алтернативного
(переменного), так и для постоянного тока. Я останавли¬
ваюсь на этом, потому что было распространено мнение,
будто свечи могут гореть только с алтернативными токами.
Действительно, в данную минуту свечи делаются нами исклю¬
чительно для альтернативных токов, но это потому, что фаб¬
рикация свечей для токов постоянных несколько дороже и
кроме того, и это самое главное, что после многочисленных
опытов мы пришли к заключению, что машины с так назы¬
ваемым постоянным током несравненно менее практичны для
света, чем машины с током альтернативным, — естественным.
Обыкновенно говорят: машины с постоянным током, я го¬
ворю, с так называемым постоянным, так как на самом деле
в бобинах этих машин ток проходит го по одному, то по
другому направлению, а направляется в одну сторону с по¬
мощью особых приборов, называемых коллекторами.
Об этих машинах сделано было много реклам и их сравни¬
тельный успех можно было приписать тому, что когда яви¬
лись машины Грамма, Сименса и других, машиной с альтер¬
нативным током была лишь машина Алльянса, стоившая
очень дорого и весьма непопулярная 14.
При более же близком знакомстве с машинами с постоян¬
ным током выясняется, что делать их можно только весьма
умеренной величины; при размерах же, несколько значитель¬
5 П. Н. Яблочков 65
ных, получается загорание трущихся частей, требуется гро¬
мадная паровая сила, машины сильно нагреваются и пр. Не¬
достатки эти хотя и несколько менее в машинах средней и
небольшой величины, тем не менее, раз приходится употреб¬
лять практически электрическое освещение, действовать каж¬
дый день и большое число часов, все указанные недостатки
очень быстро сказываются и машины не выдерживают дол¬
гой практики. В машинах же с альтернативным током он по¬
лучается таким, каким его дает природа, не обязан прохо¬
дить через трущиеся части и коллекторы, что дает возмож¬
ность делать машины весьма больших величин и не требую¬
щие ремонта при долгом их употреблении. Наконец и при
размещении световых источников не требуется наблюдение
полюсов, угли сгорают равномерно, каждый обтачивается ко¬
нически и вольтова дуга несравненно спокойнее.
Я не буду входить в подробности списания самых машин,
скажу лишь, что раз мнение склонилось в пользу машин
с альтернативным током, типов их явилось громадное коли¬
чество; все они весьма удовлетворительны и конкурируют
между собою только в цене и прочности устройства.
Я могу сказать, что поворот этот вызван главным обра¬
зом моими опытами. Года два тому назад мне приходилось
выдержать большую полемику, поддерживаемую преимущест¬
венно Фонтеном, управляющим обществом Грамма; теперь
же сам Грамм переделал свои машины на альтернативные,
что сделал также и Сименс.
Во Франции мы употребляли машины Грамма (см. фиг. 4),
а в настоящее время переходим к машинам Сименса, кото¬
рые, давая такой же ток, как и первые, превосходят их ка¬
чествами работы и дешевизной 15.
В заключение о динамоэлектрических машинах можно
сказать, что они стали почти на такую же почву, как и паро¬
вые машины, т. е., мало разнясь между собой в принципе,
только варьируются в конструкции.
Итак в практике мы употребляем машины с альтернатив¬
ным током и преимущественно Сименса и тот тип свечей, ко¬
торый горит в настоящее время.
Для помещения свечей мы устроили несколько видов под¬
свечников. См. фиг. 2 и 3. Все они состоят главным образом
из сорта щипцов, где одна медная часть неподвижна, а дру¬
гая с помощью пружины зажимает свечу в гнездах. Для
продолжительного освещения несколько таких щипцов уста¬
навливают на одном и том же поддоне, для того чтобы иметь
возможность поместить в фонаре нужное число свечей.
66
Здесь кстати упомяну о тех приспособлениях, которыми
достигается удержание световой точки на одной и той же
высоте; это достигается различными способами: с помощью
часового механизма, постепенно поднимающего свечу, с по¬
мощью перетекания воды или ртути через тонкое отверстие
из одного резервуара в другой, следствием чего является по¬
степенное поднимание свечи, наконец с помощью прибора,
похожего на устройство каретных фонарей, где, пользуясь
коническим стачиванием углей при сгорании свечи, эта обто¬
ченная часть вставляется в кольцо из огнеупорной глины или
другого подобного материала, так чтобы горящая часть была
выше кольца, диаметр отверстия которого несколько меньше
ширины свечи в негорящей части; по мере горения углей
свеча поднимается вверх подпирающей ее рессорой.
Когда одна свеча догорит, то ток переводится на другую
свечу или с помощью коммутаторов (см. фиг. 4), поворачи¬
ваемых рукой, или посредством приспособлений, исполняю¬
щих это автоматически.
Типов подобных приспособлений сделано чрезвычайно
много. Описывать их всех не представляло бы интереса, и я
опишу только наипростейший, состоящий в том, что у конца
свечи помещается упирающийся в нее маленький железный
стерженек, оттягивающий рычаг, другой конец которого на¬
значен для произведения контакта и передачи тока во вто¬
рую свечу. Когда свеча догорает, опора для стерженька
уничтожается, рычажок падает и ток передается следующей
свече.
Но и этот несложный аппарат оказался почти излишним,
так как есть способ, еще более простой, выполняющий эту
задачу, для этой цели ток подводятся одновременно ко всем
свечам, находящимся в подсвечнике.
С первого разу может показаться, что они должны были
бы загореться все. Этого, однако, не происходит, так как за¬
палы свечей не представляют никогда математически одина¬
кового сопротивления. В первый момент ток идет в дерива¬
цию 16 по всем свечам. Но запал, представляющий наиболь¬
шее сопротивление, раскаливается раньше других. Вольтова
дуга восстанавливается, и тогда весь ток направляется по
этой свече. В деривацию по прочим запалам идет ничтожное
количество тока, настолько ничтожное, что не оказывает ни
малейшего влияния на силу света горящей свечи.
Такое устройство представляет еще те удобства, что если б
горящая, свеча почему-либо потухла, сломалась и т. п., ток
5* П. Н. Яблочков
моментально же зажжет другую свечу, находящуюся в том
же подсвечнике без всякого перерыва в освещении.
Таким образом в настоящую минуту освещение совер¬
шенно гарантировано как от потухания, так и от разных слу¬
чайностей, ибо стоит поставить в подсвечник одну или две
лишних свечи и тогда даже в случае порчи в какой-либо из
свечей можно быть покойным, что освещение не прекратится
до назначенного срока (опыт со сбиванием свечи) 17.
Из установок, действующих на практике с подсвечниками
этого рода, можно назвать фонари в Halles Centrales и в ма¬
газине Ville de Paris; другие установки, действующие в дан¬
ное время, были сделаны раньше окончательного испытания
способа, о котором идет речь, и в них перевод тока произво¬
дился коммутатором. Таких фонарей выставлено до сих пор
более 1 500.
Всех существующих установок я перечислять не буду,
а назову только некоторые:
площади большой оперы, Французского театра, Place de
la Bastille, Avenue de l’Opera, часть Halles Centrales в Па¬
риже; часть набережной Темзы, British Museum в Лондоне,
площадь Puerta del Sol в Мадриде, Place de Dôme в Неа¬
поле; устанавливается освещение палаты депутатов в Бер¬
лине, в Петербурге первое освещение было установлено
в Большом театре. Испытывается в настоящую минуту на
Дворцовом мосту, в Гостинном дворе и предполагается по¬
ставить на площади перед Александрийским театром. Это из
установок общественных. Но наибольшее число фонарей при¬
надлежит установкам частным. Перечислить их все было бы
затруднительно. За последнее время Парижское общество
выставляло более 100 фонарей в месяц 18; но я упомяну
здесь только об установке в Луврском магазине, как наиста¬
рейщей, где она действует уже более полутора года и шла
следующим образом.
В начале было выставлено 4 фонаря в одной из зал.
После двухмесячного опыта было выставлено 16 фона¬
рей; после одиннадцатимесячного, в продолжение которого
было констатировано около 22% экономии против прежнего
газового освещения, не говоря уже про увеличение света,
неизменяемость цветов и другие удобства, было выставлено
86 фонарей. Почти в таких же пропорциях развилась и фаб¬
рикация как аппаратов, так, и свечей. Магнитоэлектрические
машины, которые делались прежде по несколько штук в год,
стали делаться несколькими десятками в месяц; свечи приго¬
товлялись прежде в количестве нескольких десятков, произ¬
68
водятся теперь мастерской в Париже более 8 000 в день. Ma¬
стерская эта занимает непосредственно более 200 человек,
да кроме того по крайней мере такое же количество рабо¬
чих на стороне, работающих у поставщиков паровых машин
и других принадлежностей.
Стоимость освещения не может быть цифрой абсолютной.
В одном случае она представляет больший, в другом мень¬
ший процент экономии против газа. Если мы сравним его
с газовым по числу даваемых рожков, то цифра эта для Па¬
рижа получится следующая 19:
Свеча, дающая без колпака 50 газовых рожков и горя¬
щая более полутора часа, стоит 50 сантимов, т. е. 32 санти¬
ма в час 32 сантима
В паровой машине тратится в час 1,7 кило угля на све¬
чу, что представляет стоимость около 6 сантимов 6 сантимов
Проценты на затраченный капитал с погашением, со¬
держание машиниста, смазка и все мелкие расходы около
10 сантимов 10 сантимов
Итого около 48 сантимов
Примем круглую цифру . . 50 сантимов
Посмотрим теперь, что стоят 50 газовых рожков при цене
на газ в Париже в 30 сантимов куб. метр и сжигании
каждым рожкам 140 литров в час.
50 рожков сожгут 7 куб. метров газа, т. е. на 2 франка
10 сантимов в час и при этом сравнении газ выйдет более
чем в четыре раза дороже электричества.
Делать подобный расчет для практики было бы неспра¬
ведливо, во-первых, потому, что свеча помещается обыкно¬
венно в более или менее опаковые колпаки 20, отнимающие
значительную часть света; во-вторых, потому, что по своему
практическому расположению свеча не вытесняет того коли¬
чества газовых рожков, силу которых она представляет 21.
По этому-то, как я сказал, цифра экономии, сравнительно
с газом, не может быть абсолютной.
Так, например, в театре Шатле в Париже газовое осве¬
щение залы, стоющее 30 франков в вечер, заменено элек¬
трическим, стоющим 14 франков, т. е. более чем в два раза
дешевле. В Лувре получилось около 28% экономии. Наконец
могут быть случаи, где экономия будет меньше. Но здесь
она вознаграждается косвенной пользой, приносимой увели¬
чением освещения; так, например, на фабриках, увеличивая
производительность работы, на станциях железных дорог, об¬
легчая маневры и пр. 22.
69
Наконец даже в частных домах, где газ не вводится по
причине дурного запаха, жары и копоти, им даваемой, не го¬
воря уже о собраниях, клубах, балах и т. п., где освещение
играет чуть ли не главную роль, представляет крупный рас¬
ход и производится в большинстве случаев стеариновыми
свечами.
Здесь экономия может быть больше, чем где-нибудь,
а удобство уменьшения жары неоценимо.
Конечно мне сейчас же возразят: тогда нужно иметь
в каждом доме машину. Это неверно.
Освещение можно производить, не помещая машины
в доме вовсе, а пользуясь током, как пользуются газом или
водой 23. Об этом способе я буду говорить ниже, а теперь
перейду к рассмотрению, откуда произошло то мнение, будто
электрическое освещение связано с неудобством помещения
машины в каждом доме, равно как и другие предрассудки
против этого освещения, основанные на опытах с электриче¬
ским светом по старым способам и поддерживаемые частью
незнанием достигнутых уже успехов, частью усилиями сторон,
заинтересованных в замедлении их.
Я уже говорил вначале о том состоянии аппаратов для
электрического освещения, в котором они находились до по¬
следних лет. Изобретенная в начале 1876 г. свеча была
встречена в литературе французской и английской с большим
энтузиазмом, но как скоро она перешла из лаборатории
в практическую жизнь, то ей пришлось затронуть много лич¬
ных интересов. Прежде всего фабрикантов старых машин и
регуляторов.
Статьи всех оттенков конечно нет ни малейшего интереса
вспоминать, но одним из первых и наиболее упорных против¬
ников явился некто Фонтен 24, управляющий обществом
Грамма. Я останавливаюсь на нем потому, что его сочинения
довольно известны русской публике и очень часто цитиру¬
ются. Главной причиной нападков на свечу было то, что она
не может итги с машинами Грамма с постоянным током, т. е.
именно с теми, которые он фабриковал в это время.
Теперь же Грамм переделал машину на альтернативный
ток и Фонтен в последующих статьях рассыпается панегири¬
ками свече.
Цитат из его последних сочинений я в России не видал.
Может быть они еще не успели дойти, может быть причиной
тому было и то, что свеча, входя все в большее и большее
употребление, нажила себе и. более сильных врагов в лице
сильных на западе газовых компаний.
70
Явилась масса статей, смело объявлявших, что свеча не
может гореть, дает в колпаке всего 11 рожков, она тухнет,
что если освещены некоторые площади в Париже, то это.
только для рекламы и как только кончится выставка, осве¬
щение снимут; но свеча тем временем горит — дает в кол¬
паке 30 рожков, не тухнет; кончается выставка, ее не сни¬
мают, а напротив не только не продолжают уже начатое ос¬
вещение, но прибавляют и еще. Тогда усердно начинает рас¬
пространяться мнение о страшной дороговизне; под видом
точных данных составляются таблицы, в которых цифры из¬
вращены, факты подтасованы и т. п.
Одним из типов подобных брошюр может служить бро¬
шюра, вышедшая на русском языке и отитулованная: «Со¬
временное состояние вопроса об электрическом освещении и
сравнение его с газовым». В ней добросовестно скомбиниро¬
вано все, что только было говорено против свечи, и цифры
взяты наиболее извращенными, так что в конце концов ее
смело можно назвать одним из совершенных представителей
этого рода литературы.
Там есть такие цифры, как, например, что город платит
компании за фонарь на Avenue de l'Орега по 1 франку 45 сан¬
тимов в час: такой цены никогда не было; для этого доста¬
точно было посмотреть контракт, в котором была цена
1 франк 25 сантимов на время выставки и то потому, что го¬
род требовал открытия освещения в одну неделю и для по¬
становки машин приходилось искать помещения в одном из
самых дорогих пунктов Парижа.
За один погреб для машины за время выставки приходи¬
лось платить 5 000 франков. К тому же времени, к которому
относится эта брошюра, была уже заявлена официально цена
в 60 сантимов в час, т. е. по брошюре она значится почти
в два с половиной раза дороже, чем действительная цена.
Почти также правильны и прочие цифры.
К этим прямым нападкам, которые всегда было легко
опровергнуть, присоединили еще искусные рекламы о но¬
вых изобретениях, как, например, наделавшая столько шуму
утка об изобретении Эдисона, перемешивая таким образом
в публике представление о существующем с выдумками
сомнительных качеств 25.
После крупного скандала и разъяснения истории с изо¬
бретением Эдисона, кажется, и этот путь оставляется. Какой
будет выбран новый, увидим потом, а теперь перейдем к спо¬
собам освещения с помещением свечей в незамкнутую цепь.
Если мы возьмем проводник, идущий от одного какого-
71
нибудь полюса батареи или машины, то как бы эта машина
ни была сильна, в этом проводнике мы не заметим никаких
сильных электрических явлений. Я прибавляю сильных, потому
что на чувствительных инструментах можно заметить неболь¬
шое статическое заряжение. Если же мы этот проводник со¬
единим с большой металлической поверхностью, а проводник,
идущий от другого полюса, с другой и изолируем их одна от
другой, то эти поверхности будут заряжаться и до их насы¬
щения в проводниках получится ток, такой же, как если б
они представляли из себя замкнутую цепь 26.
Так как количество
электричества, даваемое
всеми динамическими
источниками 27, громадно,
го насыщение сравни¬
тельно очень больших по¬
верхностей производится
мгновенно и ток провод¬
ника ускользает от вся¬
ких наблюдений. Я делал
опыты с поверхностью
около 3,000 метров 28, но
и с такой поверхностью,
при количестве тока, рав¬
ном элементу Бунзена
большого размера, заря¬
жение происходит мгно¬
венно, так что при нача¬
ле я руководился только
теоретическими соображениями и уже долго спустя проверил
прохождение тока по проводнику, беря большие поверхности
для заряжения и элементы с ничтожным количеством тока,
причем заряжение происходило в некоторый промежуток вре¬
мени и можно было заметить ток в проводнике. Практиче¬
ский результат из этого был извлечен мною раньше, так как
я работал с альтернативными токами, при которых заряжение
поверхности происходило моментально то одним, то другим
электричеством и в проводнике обнаруживался альтернатив¬
ный ток.
Аппараты, которые я употреблял для этого, в сущности
суть не что иное как лейденские банки, т. е. две металличе¬
ские поверхности, разделенные между собой изолировкой,
наружное же их устройство несколько отличается по виду.
Назначение их также не то, что лейденских банок. Элек¬
72
трический ток, проходя по проводнику от машины, заряжает
одну из поверхностей, возбуждает электрическое состояние
в другой поверхности, которое затем опять превращается
в ток, могущий быть направленным по другому проводнику.
Приборы эти были названы английским ученым Варен-Де¬
ларю эксситаторами.
Теперь представим себе, что одноименные поверхности
этих эксситаторов мы соединим вместе, и к ним проведем
проводник от одного из полюсов машины. Ток, проходя по
проволоке, зарядит всю эту соединенную поверхность и воз¬
будит электричество в других поверхностях. Беря эти вторые
поверхности не вместе, а по частям и соединяя каждую часть
отдельным проводником с землей, мы получим разветвления
тока. Как в главный проводник, так и ответвления можно
вводить световые источники. Сила света в них будет сооб¬
разна с величиной взятой поверхности, и практически пред¬
ставляется возможным от одного тока громадной силы брать
как большие, так и самые ничтожные ответвления и делать
свет разной величины, причем зажигание его или потухание
может быть произведено в каждом источнике света незави¬
симо от других. Здесь изображена схема подобного распо¬
ложения.
При таком устройстве очевидно нет никакой надобности
устанавливать отдельно в каждом месте освещения источни¬
ки тока. Стоит только от сильного источника электричества
провести один общий проводник по улице, как ведется маги¬
стральная труба, и в тех местах, где нужно освещение, при¬
паивать к нему побочный проводник и на конец его поме¬
щать эксситатор как для газа помещают газометр. Приборы
эти действовали на Парижской всемирной выставке в моем
павильоне. Там же я показывал, что с их помощью можно во
время самого освещения прибавлять или убавлять свет, вво¬
дя в действие коммутатором большую или меньшую поверх¬
ность. Приборы, которые находились там, и те, которые вы
видите, сделаны из металлических листов, разделенных гут¬
таперчей, но их можно делать на различный манер, например,
составить заряжающиеся поверхности из воды. Для этого в
резервуар с водой помещаются стеклянные сосуды, внутри
которых в свою очередь наливается вода; один проводник
соединяется с водой сосудов, другой — с водой резервуара.
Прибавляя или убавляя с помощью кранов воду в резервуа¬
ре, изменяют величину наводящих поверхностей, а с ней вме¬
сте силу света.
Опыты с полной установкой подобного рода, представляю¬
73
щей из себя целый электрический завод, я не могу вам по¬
казать сегодня, так как его установка и подробное объясне¬
ние не могло быть вмещено в пределы одной лекции. Пото¬
му, как этот опыт, уже приносящий практические результаты,
так и несколько других, относящихся к превращению дина¬
мического электричества в статическое и статического .в ток
и представляющих в данное время как научный интерес, так
и обширную будущность, пределы которой трудно предвидеть
и которая открывается возможностью пользоваться перехо¬
дом электричества из одного состояния в другое,—я поста¬
раюсь показать, когда вы удостоите меня своим вниманием
в другой раз.
Примечания
к лекции Яблочкова „ Об электрическом освещении"
1. Публичная лекция Императорского русского технического
общества, читанная П. Н. Яблочковым в СПБ 4 апреля 1879 г. Печа¬
тается с «издания, вышедшего в свет в 1879 г. в виде отдельной
брошюры, объем 25 стр. текста, одна схема в тексте и четыре фигуры
на отдельной таблице.
2. В брошюре издания 1879 г. принято написание «Ладыгин», являю¬
щееся неправильным. В официальных привилегиях, выданных А. Н. Ло¬
дыгину, а также на титульном листе его брошюры «Eclairage à Гаге et
à incandescence», изданной в 1875 г., и из автографе Лодыгина на имею¬
щемся в распоряжении редактора экземпляре указана фамилия
«Лодыгин».
3. Явление вольтовой дуги впервые было обнаружено русским физи¬
ком акад. В. В. Петровым в 1802 г. и описано в его мемуаре:
«Известие о гальванивольтовских опытах, которые производил профессор
физики Василий Петров посредством огромной наипаче баттереи, со¬
стоявшей иногда из 4 200 медных и цинковых кружков и находящейся
в Санкт-Петербургской Медико-Хирургической Академии». СПБ. 1803 г.
Дэви наблюдал явление вольтовой дуги позже, чем Петров, и доло¬
жил о нем Королевскому обществу в 1810—1812 гг.
4. Регулятор Фуко впервые был применен для освещения театраль¬
ной сцены в Парижской опере в 1848 г. при представлении оперы
Мейербера «Пророк». Позже этот регулятор был усовершенствован Дю¬
боском (1858 г.); в нем для регулирования расстояний между углями
был применен электромагнит при совместном действии с пружинным
механизмом.
Регулятор Серрена, применение которого началось с 1857 г., имел
катушку с железным сердечником, втягиваемым в нее под действием
тока, проходящего через катушку, и систему зубчатых колес; позже
в конструкции 1867 г. регулятор Серрена имел подковообразный магнит,
систему зубчатых колес и цепи для осуществления регулирования рас¬
стояния между углями. Дуговые лампы с регуляторами Серрена
74
демонстрировались на Парижской выставке 1867 г. и с этого года их
поставили на главнейших маяках во Франции. В России еще в 1856 г.
получила распространение дуговая лампа с регулятором А. И. Шпаков¬
ского (1823—1881 гг.); две таких лампы были установлены перед Лефор¬
товским дворцом в Москве во время коранационных торжеств 1856 г.
и исправно действовали под названием «электрического солнца Шпаков¬
ского».
5. В 1879 г. лампа накаливания была уже предметом большого инте¬
реса со стороны многих изобретателей, но еще не доведена до того тех¬
нического совершенства и простоты, которые ей очень скоро—после
1880—1881 гг.—обеспечили решительную победу над электрической
свечей. Этим и объясняется мнение Яблочкова, высказанное в этой части
доклада, о том, что изыскания в области построения ламп накаливания
являются иллюзиями или прямым заблуждением. Яблочков сам оказался
в глубоком заблуждении, которое понял через 3—4 года.
6. Изложенные соображения Яблочкова о преимуществах дуговых
ламп перед лампами накаливания справедливы лишь при сравнении воль¬
товой дуги с накаливанием угольных стерженьков большой, по сравне¬
нию с нитью, толщины, как это делал Лодыгин, в баллоне, из которого
воздух не эвакуировался и в котором кислород расходовался на сгора¬
ние части .накаливаемого током угля; дальнейшее накаливание угля про¬
текало в этих лампах накаливания в атмосфере остаточных газов.
7. To-есть, чтобы этот материал в то же время был электроизоли¬
рующим.
8. В издании 1879 г. в этом месте очевидная опечатка: напечатано
«землистое существо» вместо «землистое вещество».
9. To-есть переменного; дальше в докладе Яблочкова допущено на¬
писание «алтернативный».
10. Под изолировкой здесь подразумевается изолирующий материал,
помещаемый между параллельно расположенными углями.
11, Карсельская лампа — эталон силы света, построенный в 1802 г. и
еще распространенный во время работы Яблочкова над электрической
свечей. Сила света карсельской лампы при сгорании в ее горелке 42 г
очищенного сурепного масла в час при некоторых стандартных условиях
равна 9,6 международных свечей. Таким образом электрические свечи
Яблочкова изготовлялись в таком ассортименте, что их сила света была
примерно от 76 до 5 760 свечей.
12. Длина углей — 25 см.
13. Яблочков называет переменный электрический ток естественным,
давая в отдельном абзаце доклада объяснение в таком смысле, что по¬
стоянный ток есть частный случай токов переменных.
14. Построением машин переменного тока мастерские Грамма и др.
занялись исключительно под давлением успехов электрической свечи
Яблочкова и прямых требований Яблочкова выпустить генератор пере¬
менного тока для дальнейшего развития техники электрического освеще¬
ния помощью свечи. Первые генераторы переменного тока действительно
были тяжелы и стоили относительно дорого, но вскоре они заняли проч¬
ное место в практике и в восьмидесятых годах были конструктивно
упрощены и удешевлены. Об этой своей несомненной заслуге — внедрение
переменного тока в практику, — сам Яблочков говорит в докладе не¬
сколько ниже.
15. Машина для постоянного тока, могущая питать 3 свечи, стоила
7 000 франков, цена же машины Грамма для переменного тока, могущей
питать 16 свечей, скоро дошла до 10 000 франков, т. е. практически
перестала быть более дорогой. Машина переменного тока Грамма для
75
литания 4 свечей стоила всего 3 500 франков, т. е. стала более деше¬
вой, чем ранее употреблявшиеся генераторы постоянного тока (CzudАбрамович Г.В. Князья Шуйские и Российский трон. Л. 1991
nochovsky. Das Elektrische Bogenlicht, 1906, стр. 151).
16. Деривация — термин, применявшийся ранее в русской электротех¬
нической литературе для обозначения ответвления или шунта. Соедине¬
ние в деривацию — параллельное соединение.
17. Здесь Яблочков ссылается на опыты с искусственным надламыва¬
нием горящей электрической свечи, при котором взамен потухшей при
надламывании свечи немедленно загорается другая, находящаяся в том
же подсвечнике.
18. To-есть делала новые установки общим масштабом до 100 фона¬
рей в месяц.
19. Цены здесь представлены в сантимах; соотношение с русской
валютой в то время таково: 1 франк =100 сантимов =37,5 коп. Под
понятием: «свеча, дающая без колпака 50 газовых рожков», следует
подразумевать свечу такой марки, сила света которой при отсутствии
стеклянного рассеивающего колпака эквивалентна силе света 50 газовых
рожков с открытым пламенем (разумеется без сеток Ауэра, которые
тогда еще не существовали).
20. Опаковые — т. е. из светорассеивающего материала; в данном
случае имеются в виду колпаки из так называемого опалового свето¬
рассеивающего стекла.
21. 50 газовых рожков при освещении помещений или открытых
пространств располагаются не в одном месте, а распределяются в виде
нескольких групп рожков по освещаемому пространству; люстры газо¬
вого освещения, например, имеют по 6—8 рожков, фонари наружного
освещения по 1—3 рожка. Поэтому одна электрическая свеча может
рассматриваться как равноценная 50 газовым рожкам лишь по своей
силе света, по не всегда может заменить это число газовых рожков
в конкретных осветительных установках.
22. Этот вывод П. Н. Яблочкова оказался в высшей степени пра¬
вильным прогнозом того, какое влияние может оказать усовершенствова¬
ние осветительных условий, возможность которого открылась с появле¬
нием свечи Яблочкова, на производительность труда, безопасность про¬
изводственного процесса, качество продукции. Как известно, связь этих
факторов с состоянием освещения была окончательно изучена качествен¬
но и количественно уже в близкое к нам время в период 1915—1925 гг.
23. Высказывая в 1879 г. мысль о том, что электрический ток будет
подаваться в дома, как газ или вода, Яблочков показал свое глубокое
понимание того, как пойдет развитие применения электрической энергии
для бытовых нужд, в первую очередь для освещения. Его мысли были
для своего времени слишком передовыми, почти граничащими с фанта¬
зией. Как снабжение газом, так и водопровод в жилых домах и других
зданиях в то время еще не были неотъемлемыми условиями благо¬
устройства и имелись лишь в более крупных домах и у более состоя¬
тельных потребителей. Категорическое утверждение Яблочкова о том, что
пользование током станет столь же простым, как пользование газом или
водопроводной водой, свидетельствует об абсолютной уверенности Яблоч¬
кова в дальнейшем широком распространении его свечи.
24. Пренебрежительный тон, в котором Яблочков в своем публичном
выступлении упоминает о Фонтене, объясняется фактами некорректного
(чтобы не сказать просто нечестного) поведения Фонтена в разных
вопросах, связанных с внедрением свечи Яблочкова. Ипполит Фонтен —
крупный французский инженер, директор предприятия Грамма, не сразу
признал ценность изобретения свечи Яблочкова и особенно энергично
76
противился применению переменного тока для питания свечей. Причина
такого отношения к работам Яблочкова со стороны Фонтена изложена
совершенно правильно Яблочковым: мастерские Грамма строили только
машины постоянного тока и пеоеход на производство машин переменного
тока был связан с рядом дополнительных расходов.
25. Здесь Яблочков имеет в виду то, что в 1878 г., когда Эдисоном
еще далеко не была завершена разработка вакуумной ласины накалива¬
ния с угольной нитью, американские газеты, а за ними и другие распро¬
странили информацию об этом изобретении, преувеличив значение лампы,
ее свойства и характеристики. Позже в октябре — ноябре 1879 г. Эди¬
сону удалось создать в баллоне сильное разрежение посредством насоса
Шпренгеля и одновременно удачно разрешить вопрос изготовления тон¬
кой угольной нити с большим сопротивлением, малой поверхностью излу¬
чения, гораздо менее хрупкую, чем при прежних своих работах. Таким
образом только к концу 1879 г. была построена лампа накаливания, до¬
статочно совершенная для широкого применения.
Яблочков был вполне прав, отметив шумиху, преждевременно подня¬
тую в 1878 г. по поводу работ Эдисона над лампой накаливания, кото¬
рые тогда еще не были завершены.
26. Способ распределения электрического тока при помощи лейден¬
ских банок и конденсаторов был предметом французского патента Яблоч¬
кова. (1877 г. 11 октября, привилегия № 120684); в России изобретение
было заявлено 16 октября 1878 г. старого стиля, а выдана привилегия
2 июля 1880 г. (См. приложение, стр. 82).
27. Под динамическими источниками электрического тока здесь под¬
разумеваются те, которые действуют на принципе электромагнитной ин¬
дукции.
28. To-есть 3 кв. м.
Привилегия,
выданная из Департамента торговли и мануфак¬
тур в 1878 г. отставному поручику Павлу Яблоч¬
кову, на электрическую лампу и на способ рас¬
пределения в оной электрического тока.
Гражданский инженер Арманго 14 февраля 1877 г. вошел в Депар¬
тамент торговли и мануфактур с прошением о выдаче отставному пору¬
чику Павлу Яблочкову, проживающему в Париже, десятилетней приви¬
легии на электрическую лампу и на способ распределения в оной элек¬
трического тока.
Нижеописанная электрическая лампа устраивается без механического
регулятора, который употреблялся до сих пор в других системах элек¬
трических ламп. Вместо того, чтобы производить механическим путем ав¬
томатическое сближение угольных проводников, по мере их сгорания,
в описываемой лампе угольки укрепляются параллельно, в некотором рас¬
стоянии один от другого и разделяются между собой изолирующим те¬
лом, могущим сгорать или улетучиваться одновременно с углями. Изоли¬
рующими телами могут служить: каолин, стекло, цементы, лаки и про¬
чее. По объяснению просителя, для изолирования предпочтительнее брать
не твердые, а сыпучие тела, в виде более или менее мелкого порошка,
составленного из земель, щелочных земель, кремнеземных соединений
и вообще из тел наиболее тугоплавких. Такой порошок набивается
в промежутки и вокруг углей, расположенных в закрытой оболочке,
имеющей форму патрона или трубки, приготовляемой из бумаги или из
амиантного картона. При пропускании электрического тока, гальваниче¬
ская дуга сжигает одновременно угли, порошок и оболочку. Слой изо¬
лирующего тела, ближайший к оконечности углей, при этом расплав¬
ляется, испаряется и постепенно обнажает палочки угля совершенно так
же, как воск в свечи обнажает ее светильню, по мере сгорания. Ниже¬
описанная лампа отличается от других существующих электрических
ламп тем, что светит пламенем известного размера на подобие свечи,
вместо блестящей точки; примешиванием к изолирующему телу графита,
в порошке, получается пламя значительного блеска. Сгорание изолирую¬
щего тела позволяет, кроме того, изменять и окраску получаемого света;
для этого к порошку примешивается небольшое количество металличе¬
ских солей, употребляемых в пиротехнике. Соли натрия окрашивают
пламя в желтый цвет и тем, в особенности, способствуют изменению си¬
них или фиолетовых лучей, находящихся в избытке в электрическом
свете. Для употребления означенной лампы, названной изобретателем
электрическою свечею, укрепляют ее в подставке, соединенной с электро¬
дами источника электричества; подставка эта представляет подобие под¬
свечника, который можно без особого затруднения переносить с места на
место.
Форма свечи изображена в вертикальном разрезе на фигуре 1-й чер¬
тежа и в поперечном разрезе на фиг. 2-й и 3-й. Общий вид подсвечника
и свечи изображен в вертикальном разрезе на фиг. 4-й и в боковом виде
на фиг. 5-й. Фиг. 6, 7, 8 и 9 изображают поперечные разрезы свечей, от¬
личающихся от изображенной на фиг. 1-й расположением угольных па¬
лочек относительно изолирующего тела. Палочки а и b делаются из ре¬
тортного или другого угля и имеют призматическую форму, заостренную
на верхних оконечностях. Палочки употребляются неравного сечения,
а именно наибольшее сечение придается угольной палочке, получающей
78
79
положительный ток, так как она сгорает быстрее. Угольные палочки по¬
мещаются параллельно в цилиндрический патрон с, а промежутки запол¬
няются одной из выше поименованных порошкообразных смесей. Одна из
смесей, по объяснению просителя, употребляемая с успехом, составляется
из одной части извести, четырех частей песка и двух частей талька.
Эти вещества тщательно смешиваются в однородный порошок. Когда
патрон наполнен смесью до крае®, его замазывают раствором кремнекис¬
лого кали. Чтобы способствовать проходу тока сквозь палочки а и b,
они укрепляются, нижнею своею частью, в оболочках d и f из меди или
из другого металла, хорошо приводящего ток. Эти оболочки, изолирован¬
ные одна от другой лентою g из амиантного картона, Сжимаются между
ветвями h и i щипцов, которые могут расходиться или сближаться, оста¬
ваясь однако параллельными; такое движение их производится винтами
к и l. Щипцы делаются из меди и устанавливаются на ножке т из де¬
рева или другого материала — дурного проводника; щипцы по бокам
снабжены выступами р и n, в которых и укрепляются концы электродов,
сообщающих ток, помощью ветвей h и j, палочкам а и b. К устроенному
таким образом подсвечнику можно приспособить, помощью ножек g, g,
кольцо r, служащее подставкой для шара s из матового или другого
стекла, с целью уменьшения блеска электрического света. Устройство
подсвечника может видоизменяться, смотря по применению электриче¬
ского. света. Разные видоизменения в устройстве свечи изображены на
фиг. 6, 7, 8 и 9. В этих видоизменениях изолирующее вещество состоит
из какого либо плотного тела, например из каолина. На фиг. 7 свеча
окружена трубкой, образующей подсвечник. Сплошные палочки из угля
могут быть заменяемы пустотелыми или трубкообразными, приготовляе¬
мыми из хорошо проводящего тела (металлов, графита) и наполняемых
смесью, несколько сходной с вышеописанным изолирующим составом, как,
например, смесью из кремнеземистых веществ или земель, а также из
угольной пыли. При прохождении тока через подобную свечу, тотчас на¬
чинается плавление изолирующего вещества, помещенного между пусто¬
телыми палочками, и смеси, наполняющей их внутреннее пространство.
Расплавленная масса расплывается по всей поверхности патрона и произ¬
водит красивое и однообразное пламя, примесь в котором угольных пыли¬
нок производит особенный блеск. Можно поддерживать это пламя по¬
мощью постоянного притока кремнеземных соединений, постоянно падаю¬
щих из особого сосуда, в роде песочных часов, на раскаленную поверх¬
ность свечи. Для зажигания свечи употребляется угольная палочка, кото¬
рую держат в руке, помощью изолирующей рукоятки, и прикладывают
к обеим оконечностям угольков в то время, когда начинается пропуска¬
ние электрического тока. Таким образам цепь замыкается, происходит рас¬
каливание углей и затем угольная палочка отнимается. Расплавляясь от
действия раскаленного угля, порошок изолирующего тела образует ка¬
пельку, которая лучше способствует движению частиц угля, увлекаемых
током, чем слой воздуха, разделяющий концы углей в прежних лампах
с регуляторами. Вследствие такого облегчения движения электрического
тока, по объяснению просителя, является возможным разделять электриче¬
ский свет, другими словами— располагать несколько вышеописанных све¬
чей на одном проводнике, получающем ток из одного общего для них
источника электричества. Таким образом, сильный свет, например около
ста газовых рожков, который до сих пор по необходимости приходилось
сосредоточивать лишь в одной гальванической дуге, соединяющей два
угля прежних ламп с регуляторами, в настоящем случае может быть раз¬
делен на несколько световых источников, силою каждый лишь в несколь¬
ко газовых рожков. В случае размещения нескольких свечей на одном и
80
там же проводнике, можно зажечь сразу целый ряд их простым пропуска¬
нием тока, повернув пуговку коммутатора; ню при этом поверхность каж¬
дой свечи должна быть снабжена каким-либо воспламеняющимся порош¬
ком. Так как прекращение горения одной из ламп прерывает ток общего
проводника, то для избежания этого каждую свечу можно соединить со
вспомогательной батареей, две проволоки которой должны быть отведены
к основанию каждого подсвечника, где проходит ток главного источ¬
ника. Для снабжения током нескольких свечей из одного источника элек¬
тричества, токи располагаются следующим образом: если источник элек¬
тричества дает постоянный ток, как, например, элементы Бунзена или ма¬
шина Грамма, то в одной из точек проводника помещается индукционная
катушка, которая и развивает индукционный ток во второй катушке; око¬
нечности этой последней соединены проволокой, образующей проводник
тока, различного от первого, причем на этой второй проволоке можно
расположить одну или несколько свечей. Таким образом ток первоначаль¬
ного источника развивает несколько индукционных токов, помощью кату¬
шек какой бы то ни было системы, а индукционные токи суть тоже раз¬
личные источники электричества, равного или различного напряжения, ко¬
торые и могут снабжать током свечи или другие приборы. Подобное рас¬
положение изображено на фиг. 10. Прерыватель A, необходимый для
произведения индукции, служит одновременно для всех катушек В', В2
В3, представляющих индукционные катушки, током которых снабжаются
лампы различного напряжения. Если ток электрического источника пре¬
рывный, то расположение остается то же самое, но прерыватель делается
излишним. По объяснению просителя, можно устроить свечу почти не¬
сгораемую, составляя ее из двух металлических палочек, и помещая
между последними полосу из огнепостоянного тела, как, например, магне¬
зии. окиси циркона, мела, извести, каолина и проч. Искра индукционной
катушки, проходя через это огнепостоянное тело, раскаливает его до¬
бела и дает светящуюся полосу чрезвычайной силы, столь же значитель¬
ной, как и друммондов свет.
По рассмотрении изобретения сего в Совете торговли и мануфактур,
министр финансов, на основании 149 ст. Уст. Промышл. Св. Зак. т. XI,.
предваряя, что правительство не ручается ни в точной, принадлежности
изобретения предъявителю, ни в успехах оного, и удостоверяя, что на
сие изобретение прежде сего никому другому в России привилегии вы¬
дано не было, дает отставному поручику Павлу Яблочкову сию привиле¬
гию на десятилетнее от нижеописанного числа исключительное право, вы¬
шеозначенное изобретение, по представленным описанию и чертежу, во
всей Российской империи употреблять, продавать, дарить, завещать и
иным образом уступать другому на законном основании, но с тем, чтобы
действие оной не распространялось на применение индуктивных токов,
для приведения в действие ламп иного устройства, и чтобы изобретение
сие, по 152 ст. того же Устава, было приведено в полное действие не
позже, как в продолжение четверти срочного времени, на которое издана
привилегия, и затем, в течение шести месяцев после сего, было пред¬
ставлено в Департамент торговли и мануфактур удостоверение местного
начальства о том, что привилегия приведена в существенное действие,
т. е. что привилегированное изобретение введено в употребление; в про¬
тивном случае право оной, на основании 158 ст., прекращается. Пошлин¬
ные деньги 450 руб. внесены; в уверение чего привилегия сия за мини¬
стра финансов, товарищем министра подписана и печатью Департамента
торговли и мануфактур утверждена. С.-Петербург, апреля 6 дня 1878 г.
Привилегия,
выданная из Департамента торговли и мануфак¬
тур в 1880 г. отставному поручику Павлу Яблочкову,
на систему канализации электричества
Гражданский инженер Юлий Арманго, 16 октября 1878 г. вошел
в Департамент торговли и мануфактур с прошением о выдаче отставному
поручику Павлу Яблочкову, проживающему в С.-Петербурге, десятилет¬
ней привилегии, на систему канализации электричества.
82
В описании изъяснено:
Нижеописанное изобретение заключается в употреблении и совокуп¬
ном расположении лейденских банок и конденсаторов, как это изобра¬
жено на чертеже, для разделения электрического тока, исходящего из
одного источника, с целью произведения световых явлений единовре¬
менно в нескольких пунктах. Для достижения этих результатов, по объ¬
яснению просителя, ток, получаемый от источника динамического элек¬
тричества, подвергается двойному преобразованию, а именно: сначала ди¬
намическое электричество превращается в статическое, а затем статиче¬
ское опять преобразовывается в динамическое, причем оба полюса одного
источника не соединяются, как это делалось до сих пор, в непрерывную
цепь. С этой целью, проводник, идущий от одного из полюсов электри¬
ческого источника, сообщается с одной из оправ прибора, названного
электровозбудителем, составленного из одной или нескольких лейденских
банок большой поверхности или иных соответствующих аппаратов; дру¬
гой же проводник располагается различно.
На фиг. 1 чертежа один из проводников а, идущий от магнито-элек¬
трической машины А (перемежающегося тока) сообщен с внутренней по¬
верхностью нескольких лейденских банок В, В или с электровозбудите¬
лем С, имеющим особую форму. Внешние оправы этих электровозбуди¬
телей соединены с одним из углей D электрической свечи системы того
же изобретателя, или с одним концом изоляционной пластинки Е, упо¬
требляемой при другом способе электрического освещения. Другой
уголь D' или другой конец каолиновой пластинки сообщается с другим
проводником a' машины. На фиг. 2 два проводника a, a', идущие от маг¬
нито-электрической машины перемежающегося тока, сообщены с внут¬
ренней поверхностью электровозбудителей В, В, С, С. Внешние оправы
этих электровозбудителей сообщены с аппаратами, назначенными произ¬
водить свет, т. е. с одним из углей свечи или с одним из концов каоли¬
новой пластинки, а другой уголь свечи D или другой конец каолиновой
пластинки Е, если освещение производится сею последнею, сообщается
с землею. На фиг. 3 два проводника, идущие от сказанной машины, со¬
общены с внутренней оправой электровозбудителей. На этой, а равно и
на второй фигурах, освещающие аппараты показаны в плане. Внешняя
оправа, изображенная на чертеже налево от машины, сообщена с зем¬
лею, а изображенная направо, закончена заостренными оконечностями,
облегчающими выход электричеств в воздух. В последних случаях осве¬
щающие аппараты ставятся между внешней и внутренней оправами.
По рассмотрении изобретения сего в Совете торговли и мануфактур,
министр финансов, на основании 149 ст. Уст. Промышл. Св. Зак. т. XI,
предваряя, что правительство не ручается ни в точной принадлежности
изобретения предьявителю, ни в успехах оного, и удостоверяя, что на
сие изобретение прежде сего никому другому в России привилегии вы¬
дано не было, дает отставному поручику Павлу Яблочкову сию привиле¬
гию на десятилетнее от нижеописанного числа исключительное право
вышеозначенное изобретение, по представленным описанию и чертежу, во
всей Российской империи употреблять, продавать, дарить, завещать и
иным образом уступать, другому на законном основании, но с тем, чтобы
изобретение сие, по 152 ст. того же Устава, было приведено в полное
действие не позже, как в продолжение четверти срочного времени, на
которое выдана привилегия, и затем, в течение шести месяцев после
сего, было представлено в Департамент торговли и мануфактур удосто¬
верение местного начальства о том, что привилегия приведена в сущест¬
венное действие, т. е. привилегированное изобретение введено в употреб¬
ление; в противном случае право оной, на основании 158 ст., прекра¬
83
щается. Пошлинные деньги 450 руб. внесены; в уверение чего привилегия
сия министром финансов подписана и печатью Департамента торговли
и мануфактур утверждена. С.-Петербург, июля 2 дня 1880 г.
Письмо П. Н. Яблочкова
в редакцию „Correspondance Scientifique"
1878 г. (на фр. яз.)
Перепечатано в „France" 3)Х 1878.
Париж, 29 сентября 1878 г.
Дорогой главный редактор,
Применение электрической свечи подняло многочисленные вопросы,
на которые мне хотелось бы раз навсегда ответить, чтобы к ним не
нужно было возвращаться, и, в связи с этим, я безусловно рассчитываю
на публикацию в «Correspondance Scientifique».
Вопросы, с которыми ко мне обращаются, вообще говоря, можно
свести к четырем основным пунктам, как-то:
1) Сколько источников электрического света могут быть питаемы
той или другой машиной?
2) Если можно создать такое-то число источников света при помощи
некоторой машины, можно ли создать их столько же при помощи неко¬
торой другой машины?
3) Можно ли иметь все светящиеся точки одинаковой силы, т. е.
с одинаковой осветительной способностью?
4) Если электрический свет будет разделен между столькими-то
источниками, мож.чо-ли еще далее дробить свет?
На все вопросы я отвечаю категорически:
От любой машины или всякого другого источника электричества при¬
менением устройств моей системы, именуемых аккумуляторами,
позволяющими распределять одним проводником в несколько пунктов
действие тока единственного источника электричества и усиливать это
действие, а в связи с этим получать свет, распределяемый и канализи¬
руемый подобно воде или газу, я имею неограниченную делимость элек¬
трического света; более того, я могу создавать от одного и того же
источника электричества источники света разной силы, начиная со света
простого ночника до света значительной силы. Кроме того, во время
действия этого света, мне возможно его уменьшать или увеличивать по
желанию, так что очень сильный свет может быть уменьшен до очень
слабой светящейся точки, т. е. до «синего огонька», как говорят относи¬
тельно газа. К тому же все эти новые устройства регулярно действуют
в павильоне «Société generale d électricité» (procédé Jablochkoff) перед
Военной Школой, на выставке на Марсовом поле.
Тысяча сердечных приветов.
П. Яблочков
Цена 3 руб.