В нашем цивилизованном, электрифицированном мире, мы привыкли использовать различные приборы, даже не задумываясь о том, как они устроены. Конечно, никто не будет задумываться, скажем, включая обычный вентилятор, об истории его создания или о том, как изобрели электродвигатель.
Между тем история электродвигателя стоит того, чтобы обратить на неё внимание. В этой статье мы рассмотрим только опыты, которые привели к открытию электромагнитной индукции, а также самые ранние модели двигателей.
Как открыли электромагнитную индукцию?
Прежде чем подробно остановиться на истории изобретения двигателей, следует кратко упомянуть об отрытии принципа, посредством которого производится преобразование электроэнергии в механическую энергию — электромагнитной индукции.
Немного углубимся в историю. Сначала изучение электричества сводилось к различным попыткам объяснить, почему при натирании янтаря или серы, они начинают притягивать к себе, или наоборот, отталкивать другие предметы.
Причём некоторые серьёзные учёные даже давали таким явлениям, название «стеклянного» или «смоляного» электричества. Это я имею в виду французского учёного Шарля Дюфе, который предложил эти термины в 1733 году для объяснения данных явлений.
Примерно в это же время изучается природа атмосферного электричества как нашим великим учёным М.В. Ломоносовым, так и Б. Франклином ( это тот самый, что изображён на банкноте в 100 долларов США. Кстати, он же является автором поговорки: «Время — деньги»).
Опыт с атмосферным электричеством привёл к гибели соратника Ломоносова — учёного Рихмана
Впоследствии в 1800 году, учёным А. Вольта был изобретён химический источник тока — вольтов столб, а в 1802 году, учёным В. Петровым была открыта электрическая дуга. С помощью дуги стало возможным изобретение осветительных приборов, использование её для сварки, плавки и восстановления металлов из руды.
Однако учёные пока не представляли себе, как преобразовать электрическую энергию в механическую. К счастью, в нашей истории происходит нужный поворот, напрямую связанный с поворотом магнитной стрелки.
Это произошло в 1820 году. Датский учёный Х. Эрстед впервые, опытным путём доказал, что электрический ток может воздействовать на магнит, протекая по металлическому проводу.
Результатами опыта заинтересовался английский учёный М. Фарадей.
После многочисленных опытов, 29 августа 1831 года, им была открыта электромагнитная индукция, другими словами, появление электрического тока в проводнике, при его движении в магнитном поле.
Первые модели
Нужно отметить, что уже 1821 году М. Фарадей изобрёл экспериментальный прибор, который впоследствии получил название «двигатель Фарадея».
Конечно, двигателем такое устройство можно назвать с большой натяжкой, ведь для практического применения он не очень подходил. Конструктивно двигатель состоял из двух серебряных чаш, наполненных ртутью.
В каждой чаше размещались магнит и проводник, но в первой чаше магнит был неподвижно закреплён, а проводник мог свободно вращаться. Соответственно, во второй чаше свободно вращался магнит, а проводник был закреплён неподвижно.
При подключении корпусу каждой из чаш положительного и отрицательного полюсов от источника постоянного тока, подвижно закреплённые проводник и магнит начинали двигаться. Соответственно, двигался в первой чаше подвижно закреплённый проводник вокруг магнита, а во второй чаше двигался магнит вокруг проводника.
Важным этапом в истории создания электродвигателя является изобретение в 1824 году устройства, которое получило название «колесо Барлоу», названное в честь своего создателя, английского учёного П. Барлоу.
Устройство представляло собой медный зубчатый диск, который был подвижно закреплён на вилке, так, что его нижний край был погружен в сосуд со ртутью и расположен между полюсами магнита, выполненного в виде подковы.
От источника постоянного тока посредством проводников ток подавался к вилке и к металлическому сосуду со ртутью. Здесь следует отметить, что все детали устройства за исключением магнита, были изготовлены из немагнитных металлов. При протекании тока колесо начинало вращаться в результате взаимодействия тока и магнитного поля магнита.
При изменении полярности менялось и направление вращения зубчатого колеса. Нужно отметить, что, как и в предыдущем случае, данный прибор нельзя было использовать для практического применения. Он служил для чисто лабораторных целей и предназначался для демонстрации явления.
Также для демонстрации явления, а не для практического применения был предназначен двигатель Генри.
Созданный в 1831 году, он преобразовывал электрический ток в качательные движения, совершая 75 качаний в минуту.
Заключение
На этом, как мы уже знаем, изобретение электродвигателя не закончилось. Наоборот, создание таких устройств позволило доказать на практике возможность преобразования электроэнергии в механическую энергию. В следующей статье мы подробно рассмотрим более совершенные модели электродвигателей.
