Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Лекция прочитана перед институтом инженеров-электриков, Лондон, февраль 1892 года.

Лекция 3: Эксперименты с переменными токами высокого потенциала и очень высокой частоты.

Лекция прочитана перед институтом инженеров-электриков, Лондон, февраль 1892 года.


Я не могу найти слов, чтобы выразить какое глубокое уважение я чувствую к выдающимся мыслителям современности, и поэтому так много талантливых ученых, инженеров и электриков в стране великих научных достижений.
Результаты, которые я имею честь представить перед таким собранием, я не могу назвать собственными.
Многие из вас могут иметь больше прав, чем я, чтобы претендовать на результаты, которые может содержать эта работа.
Я уже не упоминаю имен многих из вас, которые являются всемирно известными.
Которые признаны лидерами в этой очаровательной науке, но, по крайней мере, я должен сказать имя, которое не может быть не названо в демонстрации такого рода.
Это имя, связанное с самыми красивыми изобретениями, которые кто либо сделал: это Крукс!
Когда я учился в колледже, много лет назад, я читал в переводе (ибо тогда я не был знаком с вашим великолепным языком), описание его экспериментов по радиантной материи.
Я прочитал его только один раз в своей жизни - было время, но подробности этой очаровательной работы я помню и сейчас.
Немногие книги, позвольте мне сказать, могут так впечатлить ум студента. В этом случае я упомянул лишь это имя из многих, которыми ваше учреждение может похвастаться.
Это потому, что у меня есть много причин для этого.
То что я должен рассказать Вам вам в этот вечер касается, в значительной мере, того неизведанного мира, который профессор Крукс настолько умело изучил.
Более того, когда я проследил психический процесс, который привел меня к этим результатам, которые даже сами по себе не могут считаться пустяковыми, так как они являются очень ценными для вас.
Я полагаю, что работа в этом направлении началась после длительного периода постоянной мысли о содержании той увлекательной книжки, которую я прочитал много лет назад.



И теперь, когда я сделал невзрачную попытку, чтобы выразить свое почтение и осознать свой долг перед ним и всеми вами, я сделаю вторую попытку, которая, я надеюсь, вы не найдете настолько слабой, как первая, которая была для вашего развлечения.
Позвольте мне ввести вас в предмет в нескольких словах.
Недавно я имел честь привести перед нашим американским Институтом Инженеров- электриков некоторые результаты, достигнутые тогда мной в работе на новом направлении.
Я не должен убеждать Вас в том, что английские учёные мужи и инженеры, интересовались этой работой, и этот факт был для меня большой наградой и поддержкой.
Я не буду останавливаться на уже описанных экспериментах, кроме как с точки зрения завершения рассмотрения некоторых идей, выдвинутых мною ранее, а также с целью представления результатов исследований, показанных здесь.
Это расследование,само собой разумеется, связано с переменными токами, и, говоря точнее, с переменными токами высокого напряжения и высокой частоты.
Только на вопрос о том, насколько очень высокая частота существенна для получения представленных результатов, вопрос , который, несмотря на мой огромный опыт, смутил бы меня, чтобы ответить.
Некоторые эксперименты могут быть выполнены на низких частотах, но очень высокая частота желательна, не только из-за многих эффектов получаемых при их использовании, но и как удобное средство получения индукционной аппаратуры.
Высокие потенциалы, также необходимы для демонстрации большинства, рассматриваемых здесь, экспериментов.
Из различных направлений исследований в электротехнике, пожалуй, самым интересным и наиболее перспективным считается применение переменных токов.
Прогресс в этой отрасли прикладной науки так велик, что в ближайшие годы это оправдает самые радужные надежды.
Вряд ли мы знаем другие такие факты, когда один опыт открывает новые направления исследований.
Даже сегодня возможности использования этих токов, о которых раньше даже и не мечтали, частично реализованы.
Как в природе, где есть приливы и отливы, и всё движется волнами, очевидно, что во всех отраслях промышленности переменный электрический ток будет применён.

Возможно, одна из причин, почему эта новая наука так быстро развивается, состоит в том, что есть большой интерес, который поощряет экспериментальные исследования.
На обыкновенном железном кольце намотаем катушки; подключим их к генератору и, неожиданно, мы отмечаем действие неведомых нам сил, которые мы создали, и которые дают возможность преобразовывать и направлять энергию так, как нам захочется.
Мы собираем соответствующие электрические цепи и видим, как масса железа и проводов ведет себя как будто она наделена жизнью, посредством невидимых связей вращая тяжелый якорь с огромной силой и скоростью — и от энергии, получаемой, возможно, с большого расстояния.
Мы наблюдаем, как проявляет себя энергия проходящего через провод переменного тока, — и не столько в самом проводе, сколько в окружающем пространстве, — самым удивительным образом, принимая формы тепла, света, механической энергии, и, что самое удивительное из всего, химического сродства.

Все эти наблюдения очаровываю нас, и вызывают в нас сильнейшее желание узнать больше о природе этих явлений. Каждый день мы идем на работу с надеждой на открытие, с надеждой на то, что кто-то, не важно кто, сможет решить одну из множества больших проблем, ожидающих решения.
И каждый раз на следующий день мы возвращаемся к нашим задачам с еще большим рвением.
И даже когда наши усилия остаются безуспешными, наша работа не пропадает впустую, поскольку во всех этих усилиях и стараниях мы провели множество часов непередаваемого наслаждения, и наша энергия была направлена на благо человечества.
Мы можем выбрать — если Вы захотите, наугад, — любой из множества экспериментов, которые можно провести с переменными токами.
Из них только несколько, причем никоим образом не самые впечатляющие, составляют предмет этой демонстрации нынешним вечером.
Все они в равной мере интересны, и в равной мере наталкивают на размышления.

Вот простая стеклянная трубка, из которой частично выкачан воздух.
Я беру ее в руку; я привожу свое тело в контакт с проводом, несущим переменные токи высокого потенциала, и трубка в моей руке ярко сияет. В какое бы положение я не поместил ее, куда бы я ее не переместил в пространстве — докуда я могу дотянутся, — приятный свет продолжает светить с неослабевающей яркостью.
Вот откачанная колба, подвешенная на одном проводе.
Я становлюсь на изолированную подставку, хватаюсь за нее рукой, и платиновый электрод, вмонтированный в нее, ярко раскаляется.
Вот другая колба, подключенная к вводному проводу, которая как только я прикасаюсь к ее металлическому патрону, заполняется величественными цветами фосфоресцирующего света.
А вот еще одна, которая от прикосновения моих пальцев отбрасывает тень — тень Крукса, от ножки внутри нее.
Вот вновь, встаю на изолированную подставку, и устанавливаю контакт между моим телом и одной из клемм вторичной обмотки индукционной катушки, — длина этого провода катушки составляет несколько миль, — и вы видите, как бьют лучи света из ее дальнего конца, который начинает сильно вибрировать.
А вот сейчас я подсоединяю эти две пластины из проволочной ткани к клеммам катушки, располагаю их на некотором расстоянии друг от друга, и подаю на катушку ток.
Вы можете видеть прохождение маленьких искр между пластинами.
Я помещаю между ними толстую пластину из одного из лучших диэлектриков, и при этом, вместо прекращения потока искр, как мы привыкли ожидать, я вызываю прохождение разряда, который, по мере того, как я вставляю пластину, только меняет свой вид и принимает форму светящихся потоков.
Позвольте Вас спросить, может ли быть ли что-нибудь более интересное, нежели исследование переменных токов?

Во всех этих исследованиях, во всех этих экспериментах, которые очень, очень интересны, вот уже на протяжении многих лет — с тех пор как величайший экспериментатор, который выступал в этом зале, открыл ее принцип, — вместе с нами наш постоянный спутник, приспособление, известное всем и каждому, некогда игрушка, а ныне предмет необычайной важности — индукционная катушка.
Нет приспособления дороже электротехнику. От самого знающего из вас, осмелюсь сказать, до неопытного студента, до вашего докладчика, все мы пропели много прекрасных часов экспериментируя с индукционной катушкой.
Мы наблюдали ее в действии, и немало думали и размышляли над прекрасными явлениями, которые она открывала нашим восхищенным взорам.
Это устройство стало настолько известным, настолько знакомы эти явления для всех, что мужество несколько покидает меня, когда я подумаю, что решился выступать перед столь знающей аудиторией, что отважился развлечь вас все той же старой темой.
Здесь перед вами на самом деле тот же самый аппарат и те же самые явления, только аппарат будет работать несколько иначе, и явления предстанут в другом аспекте. Некоторые результаты этих опытов мы находим такими, какими и ожидали, некоторые удивляют нас, но все пленяют вниманием, потому что в научном исследовании каждый новый полученный результат может стать центром нового направления, каждый новый познанный факт может привести к важным выводам.

Обычно при работе с индукционной катушкой мы вызываем в первичной обмотке колебания небольшой частоты при помощи либо прерывателя или размыкателя, либо генератора переменного тока.
Ранние английские исследователи, достаточно упомянуть только Спотсвуда и Гордона, использовали соединенный с катушкой быстрый размыкатель.
Наши сегодняшние знания и опыт позволяют ясно увидеть, почему катушки в условиях тех испытаний не проявлялось каких-либо значительных явлений, и почему сильным экспериментаторам не удалось заметить множество удивительных эффектов, которые наблюдались впоследствии.
В таких экспериментах как сегодняшний мы питаем катушку либо от генератора переменного тока специальной конструкции, который может давать многие тысячи колебаний тока в секунду, либо пробойно разряжая конденсатор через первичную обмотку.
При этом мы вызываем в во вторичной обмотке колебания с частотой во много сотен тысяч, а если захотим — то и в миллионы, в секунду.
И используя любой из этих способов мы вступаем в область еще не изученную.
Так не бывает, чтобы исследования в какой-либо новой области не привели бы к какому- нибудь интересному наблюдению или заслуживающему внимания факту.
Тому, что это утверждение в полной мере применимо к предмету настоящей лекции, служит убедительным доказательством то множество интереснейших и неожиданных явлений, которые мы наблюдаем.

В качестве иллюстрации можно привести например самые очевидные явления, явления разряда индукционной катушки.
Вот катушка, работающая от токов, колеблющихся с огромной быстротой, получаемых с помощью пробойного разряда Лейденской банки.
У студента не вызовут удивление, если лектор скажет, что вторичная обмотка этой катушки состоит из небольшой длины сравнительно толстого провода; не удивит его и если лектор сообщит, что несмотря на это, катушка может давать любое напряжение, какое только способна выдержать лучшая изоляция витков.
Но даже если студент может быть подготовлен или даже индифферентен к результату, все же вид разряда катушки удивит и заинтересует его.
Каждый знаком с разрядом обычной катушки; воспроизводить его здесь не нужно.
Но вот, для контраста, форма разряда катушки, первичный ток которой колеблется несколько сотен тысяч раз в секунду.
Разряд обычной катушки имеет форму линии или полосы света.
Разряд этой катушки возникает в форме мощных щеток и светящихся потоков, исходящих изо всех точек двух прямых проводов, подключенных к клеммам вторичной обмотки (Рис. 1).

 

А теперь сравните это явление, свидетелями которого Вы только что были, с разрядом машины Гольца или Вимшурста — еще одного интересного устройства, столь дорогого экспериментатору.
Какая разница между этими явлениями!
И еще, сделай я необходимые приготовления, — а сделать их было бы довольно непросто, не мешай это другим экспериментов, — я мог бы произвести с помощью этой катушки искры,

которые, спрячь я от Ваших взоров катушку оставив видимыми только шары, даже самый внимательный наблюдатель из Вас, с трудом смог бы, если смог бы вообще, отличить бы от искр инфлюационной [электрофорной] или фрикционной машины.
Это можно сделать многими путями — например, используя индукционную катушку, которая заряжает конденсатор от генератора переменного тока очень низкой частоты, при этом желательно настроив разрядную цепь так, чтобы в ней не возникали колебания.
Тогда мы получаем на вторичной цепи, при условии, разумеется, что шары нужного размера и установлены правильно, более или менее быструю последовательность искр огромной интенсивности и малого количества, столь же яркие и сопровождающиеся таким же звуком, напоминающим треск, как и получаемые от фрикционной или инфлюационной [электрофорной] машины.
Другой способ — это пропустить через две первичные цепи, имеющие общую вторичную, токи, имеющие слегка разный период, что производит во вторичной цепи искры, возникающие через сравнительно долгие интервалы.
Но у меня может получиться имитировать искру машины Гольца даже с помощью тех средств, которыми есть под рукой в этот Рис.1. вечер.
Для этого я установлю между выводами катушки, заряжающей конденсатор, длинную неустойчивую дугу, которая периодически прерывается производимым ею восходящим потоком воздуха.
Чтобы усилить поток воздуха, я помещаю на каждой стороне дуги близко к ней по большой пластине слюды.
Конденсатор, заряжающийся от этой катушки, разряжается в первичную цепь второй катушки через небольшой воздушный зазор, который необходим для того, чтобы обеспечить резкий всплеск тока через первичную.
Схема соединений данного эксперимента показана на рис.2.
G — обычный генератор переменного тока, который подает ток на первичную обмотку Р индукционной катушки, вторичная обмоткаS которой заряжает конденсаторы или банки СС.
Выводы вторичной обмотки подключены к внутренним обкладкам банок, а внешние обкладки подключены к концам первичной обмотки р р второй индукционной катушки.
В первичной р р имеется небольшой воздушный зазор а b.
Вторичная обмотка S этой катушки снабжена двумя шарами или сферамиК К соответствующего размера, установленных на подходящем для этого эксперимента расстоянии.
Между выводами А Впервой индукционной катушки устанавливается дуга. ММ— слюдяные пластины.
Каждый раз, когда дуга между точкамиА и В прерывается, банки быстро заряжаются и разряжаются через первичную обмотку р р ,

 

производя проскакивающую с треском между шарами К Кискру.
Когда между точкамиА и В устанавливается дуга, потенциал падает, и банки не могут зарядиться до такого потенциала, чтобы пробить воздушный зазор
а b, до тех пор, пока воздушный поток вновь не разорвет дугу.
Таким образом, в первичной обмотке р р получаются резкие импульсы с большими интервалами, которые дают во вторичной обмотке S соответствующее количество импульсов большой мощности.
Если шары или сферы К Кимеют подходящий размер, то искры обнаруживают большое сходство с искрами от машины Гольца.
Но эти два эффекта, которые для глаза представляются столь различными, это лишь два из огромного множества разрядных эффектов.
Стоит нам лишь слегка изменить условия испытания, и мы снова получим новые интересные наблюдения.
Если вместо запитывания индукционной катушки как двух в последних экспериментах, мы запитаем ее от генератора переменного тока очень высокой частоты, как в следующем эксперименте, то систематическое изучение этих явлений станет значительно намного легче.
В этом случае, при изменении силы и частоты тока через первичную обмотку, мы можем наблюдать пять различных форм разрядов, которые я описывал в своей предыдущем выступлении по данной теме* перед Американским Электротехническим Институтом 20 Мая 1891 г.
Воспроизведение перед Вами всех этих форм разрядов заняло бы очень много времени и слишком далеко увело бы нас от основной темы сегодняшнего вечера, но одну из них мне все-таки хотелось бы вам показать.

Это кистевой электрический разряд, который интересен более чем в одном отношении.
При рассмотрении вблизи он очень напоминает струю газа, выходящего под большим давлением. Мы знаем, что это явление возникает благодаря возбуждению молекул вблизи контакта, и ожидаем, что должно будет образовываться некоторое тепло от столкновений молекул с контактом или друг с другом.
И в самом деле, мы обнаруживаем, что кисть горячая, и даже непродолжительные размышления приводят нас к заключению, что если бы мы только смогли достичь достаточно высоких частот, то могли бы получить кисть, которая бы давала сильный свет и тепло, и которая во всех отношениях напоминала бы обычное пламя, за исключением, возможно, того, что эти два явления могут обуславливаться не одним и тем же агентом, — за исключением того, что химическое сродство может не быть электрическим по своей природе.
Поскольку образование света и тепла здесь обусловлено воздействием молекул или атомов воздуха, или чего-то еще помимо этого, и поскольку мы можем увеличивать энергию простым повышением потенциала, то, даже при частотах, получаемых от динамо машины, мы могли бы усилить эффект до такой степени, что нагрели бы контакт до плавления.
Но при столь низких частотах нам постоянно пришлось бы иметь дело с чем-то, относящимся к природе электрического тока.
Если я поднесу предмет из проводящего материала к кистевому разряду, то проскочит маленькая тонкая искра, хотя даже при тех частотах, которые мы используем здесь сегодня, тенденция к образованию искр не очень велика.
Так, например, если я буду держать металлическую сферу на определенном расстоянии над контактом, то Вы сможете увидеть, что все пространство между контактом и сферой освещено потоками без прохождения искр; и даже при гораздо более высоких частотах, которые можно получить с помощью пробойного разряда конденсатора — не будь это для мощных импульсов, которые относительно немногочисленны, — искрения не возникает даже на очень небольших расстояниях.
Однако при несравнимо более высоких частотах, которые мы еще может быть найдем способы эффективно получать, и при условии, что эти электрические импульсы таких высоких частот могут передаваться через проводник, электрические характеристики кистевого электрического разряда исчезнут полностью — не будет никаких искр, не будет ощущаться никакого удара электрическим током, — и это несмотря на то, что при этом мы будем продолжать иметь дело с электрическим явлением, но в широком, современном понимании этого слова.
В своем первом выступлении, о котором уже упоминалось, я отмечал любопытные свойства кистевого разряда и описывал наилучший метод его получения, но я подумал, что мне есть смысл более точно выразиться относительно этого явления, потому что оно приобретает все больший и больший интерес. Когда на катушку подаются токи очень высокой частоты, даже если это катушка сравнительно малых размеров, можно получить прекрасные по красоте эффекты кистевого разряда.
Экспериментатор может по-разному менять их, и даже сами по себе они являются прекрасным зрелищем.

 

 

Что делает их еще интереснее это что их можно получать как с одного вывода, так и с двух -на самом деле, с одной даже лучше, чем с двух.
Но наиболее красивы для глаз, наиболее поучительны изо всех наблюдаемых разрядных явлений те, которые происходят, когда на катушку подается пробойный разряд конденсатора.
Если все параметры аккуратно отрегулированы, мощность кистей, обилие искр производят часто изумительное впечатление.
Даже с очень маленькой катушкой, если она изолирована настолько хорошо, что может выдерживать разность потенциалов в несколько тысяч вольт на виток, искры могут быть столь обильными, что вся катушка кажется единой массой огня.
Довольно любопытно, что когда выводы катушки расположены на значительном расстоянии, кажется, искры разлетаются во всех возможных направлениях, как будто контакты совершенно независимы друг от друга.
Поскольку искры могут быстро разрушить изоляцию, это нужно предотвратить.
Лучше всего погрузить катушку в какой-нибудь хороший жидкий изолятор, например, в прокипяченное масло.
Погружение в жидкость можно считать практически абсолютно необходимым условием для ее надежной и продолжительной работы.
Разумеется, невозможно в рамках одной экспериментальной лекции, когда в распоряжении лектора всего несколько минут для проведения каждого эксперимента, показать эти разрядные явления наилучшим образом, так как чтобы получить каждое из явлений в его наилучшем виде, требуются очень тщательные настройки.
Но даже если они получатся не самым лучшим образом, как вероятно будет сегодня, они достаточно впечатляющие, чтобы заинтересовать такую аудиторию.
Перед тем как продемонстрировать Вам некоторые из этих любопытных эффектов, я должен для полноты картины дать краткое описание катушки и других устройств, используемых в сегодняшних экспериментах с пробойным разрядом.
Она находится внутри ящика В(Рис.3) из толстых досо к прочного дерева, с внешней стороны покрытого цинковым листомZ, который плотно спаян со всех сторон.
В точных научных исследованиях, когда очень важна точность, рекомендуется рекомендуется обходиться без металлического покрытия, поскольку оно может стать причиной многочисленных ошибок, в основном из-за его сложного воздействия на катушку как в роли конденсатора очень малой емкости, так и в качестве электростатического и электромагнитного экрана.
Когда катушка используется в таких экспериментах, как сегодняшние, применение металлического покрытия дает ряд практических преимуществ, но они не настолько важны, чтобы придавать им большое значение.

Катушка должна располагаться в ящике симметрично по отношению к металлическому покрытию, и пространство между катушкой и покрытием, конечно, должно быть не слишком маленьким, скажем, не меньше пяти сантиметров, а если возможно, то и больше.
И особенно те две стороны цинкового ящика, которые расположены под прямыми углами к оси катушки, должны быть достаточно далеко от последней, иначе они могут существенно ухудшить ее работу и стать источником потерь.
Катушка состоит из двух бобин из твердой резины R R, разнесенных на расстояние 10 сантиметров друг от друга при помощи болтов С и гаек n, тоже из твердой резины.
Каждая бобина состоит из трубки Т с внутренним диаметром около 8 сантиметров и толщиной 3 миллиметра, на которую навинчены два фланца F F, квадраты [со стороной] 24 сантиметра, расстояние между фланцами около 3 сантиметров.
Вторичная обмотка S S, намотанная из лучшего провода с гуттаперчевым покрытием, имеет 26 слоев, по 10 витков в каждом, что в сумме для каждой половины составляет 260 витков.
Две половины обмотки намотаны противоположно друг другу и соединены последовательно, причем соединение обеими частей сделано через первичную обмотку.

Такое расположение частей, помимо того, что оно удобно, имеет еще то преимущество, что когда катушка хорошо сбалансирована, — то есть когда оба ее вывода T1T1 подсоединены к телам либо устройствам одинаковой емкости, — то опасность возникновения пробоя через первичную обмотку практически сводится на нет, и не обязательно делать толстой изоляцию между первичной и вторичной обмотками.
При использовании этой катушки желательно подключать к обеим ее выводам устройства с примерно одинаковой емкостью, поскольку если емкость выводнов разная, то велика вероятность прохождения искр на первичную обмотку.
Чтобы этого избежать, можно соединить среднюю точку вторичной обмотки с первичной, но это не всегда осуществимо.
Первичная обмотка РР намотана из двух частей, противоположно, на деревянную бобину W, и все четыре вывода выведены наружу через слой масла по толстым трубкам из твердой резины tt.
Выводы вторичной обмотки Т1 T1 также выведены наружу через масло по очень толстым резиновым трубкам t1t1.
Слои первичной и вторичной обмоток изолированы хлопковой тканью, разумеется, в некоторой пропорции по толщине от разности потенциалов между витками различных слоев.
Каждая половина первичной обмотки состоит из четырех слоев, по 24 витка в каждом, что в сумме составляет 96 витков. Когда обе части первичнойобмотки соединяются последовательно, это дает коэффициент преобразования примерно 1:2.7, а когда параллельно, то 1:5.4.
Однако, при работе с очень быстрым переменным током, этот коэффициент не дает даже примерного представления об отношении электродвижущих сил в первичной и вторичной цепях.
Катушка удерживается в своем положении в масле на деревянных опорах, причем толщина масляного слоя повсюду вокруг катушки составляет около 5 сантиметров.
Когда масло не обязательно, пространство вокруг катушки заполняется кусочками дерева, и для этого главным образом и используется деревянный ящик В, который все окружает.
Разумеется, представленная здесь конструкция далеко не лучшая по общим принципам, но я считаю, что она достаточно хороша и удобна для воспроизведения эффектов, в которых нужны очень большой потенциал и очень малый ток.

Совместно с катушкой я использую разрядник либо обычного вида, либо модифицированного.
В первый я внес два изменения, которые обеспечивают некоторые преимущества, и которые очевидны.
Если я и упоминаю о них, то только в надежде, что какой-нибудь экспериментатор найдет их полезными.
Одно из изменений, это что регулируемые шары А и В(Рис. 4) разрядника удерживаются в латунных зажимах JJдавлением пружины, что позволяет поворачивать их разными сторонами, тем самым избавляя экспериментатора от нудной процедуры чаcтой их полировки.
Другое изменение состоит в использовании сильного электромагнита N S, который располагается так, чтобы его ось находилась под прямыми углами к линии, соединяющей шары А и В, и создает между ними сильное магнитное поле. Полюсные части магнита двигаются и имеют такую форму, что высовываются между латунными шарами, чтобы создавать поле насколько возможно интенсивное; а для того, чтобы на магнит не проскочил разряд, его полюсные части защищены слоем слюды М Мдостаточной толщины. S1S1 и S2S2—это болты для крепления проводов.

С каждой стороны один из болтов предназначен для крепления большого провода, а другой малого. L L— болты для фиксирования в определенном положении стержней R R, на которых держатся шары.
В другой компоновке с магнитом я беру разряд между самими закругленными полюсными частями, которые в этом случае покрываются изоляцией и желательно снабжаются отполироваными латунными набалдашниками.
Применение мощного магнитного поля дает определенные выгоды главным образом когда индукционная катушка или трансформатор, от который заряжает конденсатор, работает от токов очень низких частот.
В этом случае количество основных разрядов между шарами может оказаться настолько мало, что получаемый во вторичной обмотке ток для многих экспериментов не подходит.
Мощное магнитное поле служат тогда чтобы гасить дугу между шарами, как только та формируется, и основные разряды идут в более быстрой последовательности.
Вместо магнита с определенным успехом можно использовать и воздушную тягу или поддув.
В этом случае дуга предпочтительно устанавливается между шарами А В, на Рис.2 (шары а bлибо соединены, либо вообще убраны), поскольку при таком расположении дуга длинная и нестабильная, и легко поддается воздействию потока воздуха.
Если для прерывания дуги применяется магнит, то выбрать соединение, показанное схематически на Рис. 5, поскольку в этом случае токи, образующие дугу, гораздо мощнее, и магнитное поле оказывает огромное влияние.
Использование магнита позволяет заменить дугу вакуумной трубкой, но при работе с откачанной трубкой я столкнулся с огромными трудностями.
На Рис. 6 и 7 показана другая форма разрядника, используемого в этих и схожих с ними экспериментах.
Он состоит из множества латунных элементов С С (Рис. 6), каждый из которых имеет сферическую среднюю часть m, продолговатую нижнюю часть е, — она служит только для крепления детали в токарном станке во время полировки разрядной поверхности, — и верхнюю часть.
Верхняя часть состоит из выпуклого фланца f, заканчивающегося стрежнем l с резьбой.
На него навинчивается гайка n, при помощи которой к верхней части разрядника крепится провод. Фланец fслужит, чтобы держать латунную деталь когда крепится провод, а также для поворачивания в любую сторону, когда нужно подставить свежую разрядную поверхность.

Две толстые резиновые полоски RR(Рис. 7) с желобками g g, вырезанными под средние части С Сдеталей, служат для более плотного закрепления деталей в своем положении при помощи двух болтов С С(на рисунке представлен только один из них), проходящих через концы резиновых полосок.
Я обнаружил три очень важных преимущества, которые дает использование такого типа разрядника по сравнению с разрядником обычной формы.
Во-первых, если вместо одного воздушного зазора есть множество мелких, то диэлектрическая прочность воздушного промежутка той же суммарной толщины значительно возрастает, что позволяет работать с меньшей длиной воздушного зазора, а это означает меньшие потери и меньший износ металла.
Во-вторых, по причине разделения одной большой дуги на множество меньших дуг полированные поверхности служат значительно дольше.

И в-третьих, этот аппарат позволяет выполнять определенную калибровку в ходе экспериментов.
Обычно я при помощи листов однородной толщины выставлял элементы на определенном очень маленьком расстоянии, для которого из экспериментов сэра Уильяма Томсона известна определенная электродвижущая сила, требующаяся для искрового пробоя через него.
Разумеется, следует помнить, что с увеличением частоты значительно уменьшается искровой промежуток.
Беря любое количество зазоров, экспериментатор получает грубое представление об электродвижущей силе и может легче повторять эксперимент, поскольку без проблем может вновь и вновь выставлять зазор между набалдашниками.

При помощи разрядника такого типа мне удавалось поддерживать колебания, при которых невооруженным глазом никаких искр между набалдашниками не наблюдалось, и не происходило сильно ощутимого повышения их температуры.

Оказалось также, что такая форма разрядника хорошо подходит для использования во множестве схем с конденсаторами и цепями, которые часто очень удобны и экономят время.
Я в основном использовал его в схемах, схожих с представленным на рис.2, когда образующие дугу токи малы.
Здесь можно было бы упомянуть опробованные мной разрядники с одним или со множеством воздушных зазоров, у которых разрядные поверхности с большой скоростью вращались вокруг своей оси.
Однако этот метод не дал никаких особенных преимуществ, за исключением тех случаев, когда токи от конденсатора были большими, и нужно было поддерживать разрядные поверхности холодными, а также в случаях, когда разряд сам не осциллировал, и дуга, как только она устанавливалась, прерывалась потоком воздуха, тем самым приводя к быстрой последовательности колебаний.
Я также применял многочисленными способами и механические прерыватели.
Для избежания трудностей с фрикционными контактами в была подобрана следующая предпочтительная схема: установить дугу и вращать через нее с большой скоростью слюдяной обод с большим количеством отверстий, закрепленный на стальной пластине.
Понятно конечно, что использование магнита, потока воздуха, или другого прерывателя производит достойный упоминания эффект, только если между самоиндукцией, емкостью и сопротивлением нет такого соотношения, что есть колебания, которые устанавливаются после каждого прерывания.






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2024 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.