Чтение онлайн

7 февраля 1877 г. в заседании того же Общества проф. Петрушевский сообщил о произведенных им совместно с А. С. Степановым фотометрических исследованиях свечей Яблочкова как с фарфоровым, так и с гипсовым изолирующим слоем. Одновременно производились измерения над дуговой лампой с ручным регулятором.

Обстановка опытов, повидимому, была очень примитивна. Фотометром служил простой бунзеновский фотометр с бумажным экраном. Световым эталоном была обычная «четвериковая» [ 18 ] стеариновая свеча. Переменного тока в распоряжении экспериментаторов не было и потому был использован ток постоянный, направление которого в свече периодически менялось ручным коммутатором. Повидимому, в распоряжении экспериментаторов не было и электроизмерительных приборов, так как сила тока не измерялась, а о напряжении, даваемом примененной машиной постоянного тока, судили по числу оборотов якоря машины. Тем не менее некоторые результаты были получены: исследователи пришли к выводу, что свеча с каолиновой (фарфоровой) изоляцией дает силу света около 400 свечей и горит плавно. Свеча с гипсовой изоляцией дает большую силу света, но мерцает сильнее, чем каолиновая. Свеча с каолином дает свет более белого цвета, чем свеча с гипсом. Испытываемые свечи горели по 1 часу, но смотря по остатку, могли бы еще прогореть около получаса. Сообщенные проф. Петрушевским сведения были, по-видимому, первыми результатами, полученными в России, сколько-нибудь характеризовавшими количественно свечи Яблочкова. По-видимому, и за границей таких данных было тогда (в начале 1887 г.) или очень мало, или совсем не было.

В том же Русском физико-химическом обществе 13 декабря 1877 г. проф. Н. Г. Егоров, лично хорошо знавший П. Н. Яблочкова и хорошо знакомый с его работой, сделал обстоятельное сообщение об изобретениях Яблочкова по следующей программе: 1) об электрической свече; 2) о каолиновых пластинках, накаливаемых индукционной катушкой; 3) о больших конденсаторах, вводимых в цепь машины (Аллианс) для увеличения числа свечей, и 4) о новом элементе, состоящем из натровой селитры, расплавленной в чугунном сосуде, и кусочка угля.

Из этой программы видно, что к концу 1877 г. уже были известны и другие изобретения П. Н. Яблочкова кроме свечи, как-то: трансформатор (индукционная катушка), применения катушек и конденсаторов для питания ряда ламп от общего источника, а также способ распределения электрической энергии. Эти изобретения были сделаны по большей части в связи с изобретением свечи, но, конечно, ряд других изобретений был сделан Яблочковым и вне этой связи. Однако, коренными изобретениями Яблочкова являются все же его «свеча» и изобретения, с нею связанные. Успех его свечи на Лондонской выставке поощрил Яблочкова к дальнейшей работе над усовершенствованием свечи. Вот что пишет об этом периоде его работы Мария Николаевна Яблочкова: «Вернувшись из Лондона, Яблочков был очень болен, заболев там лихорадкой, но несмотря на болезнь, он продолжал работать в своей комнате над своей свечой, бывшей, конечно, еще в зачаточном состоянии… Яблочков познакомился с инженером Денейруз… и вот этот человек, большой делец, взялся устроить учено-коммерческое общество. Нашел капитал и образовал общество «Societe de la Lumie Electrique, precede Jablochkoff», где Яблочков имел свою небольшую лабораторию. Выстроили большое здание на Авеню Виллиер, пригласили несколько инженеров, несколько рабочих и началась фабрикация свечей. Каждый день приходилось делать демонстрации, и весь Париж был заинтересован изобретением Яблочкова, говорили: «La lumiere nous vient du Nord» («свет приходит к нам с севера»); Электрический свет называли La lumiere russe (русский свет). Французское общество купило у Яблочкова привилегию на свечу во всех странах, хотя Яблочков сначала свое изобретение, свою русскую привилегию, предлагал даром русскому Военному Министерству, но ему на его предложение даже не ответили. Это и заставило его уступить Французскому обществу русскую привилегию.

Когда открылась Всемирная Парижская Выставка 1878 года, свеча Яблочкова была уже закончена для ее практического употребления.

Общество на выставке имело свое помещение — отдельный павильон; свечи Яблочкова привлекали всех посетителей выставки и имя Яблочкова сделалось известным всему миру. Материальные средства его сделались очень хорошими — он получил на миллион акций своего Общества и две тысячи франков в месяц, как инженер Общества.

Свет в Париже был применен для освещения Avenue de l'Opera, в магазинах Printemps и в ряде других мест. Коммерческая сторона мало интересовала Яблочкова, этим занимался Денейруз.

Это Общество уже повело дело в широком масштабе, организовав не только фабрикацию свечей Яблочкова, но и изготовление всех частей и приспособлений, необходимых для устройства осветительных установок, по системе Яблочкова. Свеча Яблочкова получила применение не только в Париже, но и в ряде других мест Франции, а также в других странах. Особенно широкое распространение получила свеча Яблочкова в Англии, где было устроено освещение набережной Темзы, освещение лондонских доков и ряда других мест и зданий — магазинов, театров и т. п.

Первые установки освещения свечами Яблочкова были объектами широкого изучения с разных точек зрения и положили начало тому, что мы теперь называем светотехническими расчетами. Впервые в связи с характеристикой освещения было введено в практическую жизнь понятие «сила освещения», которую мы теперь называем «освещенностью». Для целей расчета освещенности начали исследовать распределение силы света источника по разным направлениям, одновременно начали делать расчеты расхода на освещение механической и электрической энергии в зависимости от выбранных машин и системы питания ламп и т. п. Для рассмотрения этих или им подобных вопросов в разных странах правительственными, общественными и учеными учреждениями организовывались специальные комиссии из наиболее компетентных ученых и инженеров, результаты их работ подвергались всестороннему обсуждению и т. д. Из числа подобных работ особенно интересны работы правительственной комиссии, организованной Английским парламентом в 1879 г. В комиссии участвовали такие авторитеты, как Вильямс Томсон (лорд Кельвин), Тиндаль и др. Комиссия выполнила очень большую работу, имевшую в ту эпоху большое влияние на судьбы электрического освещения. Так, в частности, комиссия занялась одним из основных для практики вопросов, именно вопросом о стоимости электрического освещения. Интересно отметить, каким образом комиссия подошла к решению этого вопроса. Для опытов была использована установка на набережной Темзы. Участок набережной освещался двадцатью фонарями, со свечами Яблочкова (фиг. 8).

Для питания их был установлен электрический генератор, приводимый в движение паровой машиной в 23 л. с. Стоимость энергии за время опыта, длившегося 5,5 час, оказалась равной 1 фунту 9 шиллингам 8,5 пенсам, что составило по 3,24 пенса в час на один фонарь. Так как машинное оборудование стоило 900 фунтов, то при погашении капитала из 5 % и при отчислении на амортизацию 10 % годовой расход на эту цель составлял бы 140 фунтов 10 шиллингов, или при 3600 час. горения фонаря в год по 0,5 пенса на один фонарь в час. Свечей Яблочкова расходуется на 2 пенса в час. Следовательно, общий расход на один фонарь в час будет 3,24+0,5+2, т. е. 5,74 пенса. Сила света каждого фонаря была равна 300–400 свечам при отсутствии в фонаре шара из матового стекла и 150–200 свечам при наличии шара. Этот результат привел к выводу, что в условиях Лондона электрическое освещение дороже газового.

Этот вывод, принятый с удовлетворением собственниками газовых предприятий, подвергся, однако, большой критике со стороны сторонников электрического освещения. Тут в первый раз началась та война между газом и электричеством, которая обострялась впоследствии при появлении каждого крупного усовершенствования в электрических или газовых лампах. Эта война сопровождалась каждый раз крупной биржевой игрой, вызывавшей иногда настоящую биржевую панику.

Сторонники газового освещения пытались указывать на вредное влияние электрического света на глаза, на опасность электричества для жизни пользующихся им, на трудность и даже невозможность дробления света и т. п.

Всеми этими вопросами пришлось заняться Парламентской комиссии. Не обошлось, конечно, и без курьезов. Например, один из членов Парламента допрашивал Тиндаля как физика, как может произойти, что на концах углей, между которыми горит вольтова дуга, возникает температура гораздо выше той, которую дает топливо под котлом. Таких вопросов, кажущихся нам теперь весьма наивными, тогда возникало много.

Работы всех подобных комиссий давали в общем благоприятные для свечи Яблочкова результаты, и число применений свечи быстро возрастало. Параллельно шло совершенствование как самой свечи, так и способов пользования ею.

Большое внимание было обращено на преодоление одного из недостатков свечи, на практике порождавших большие затруднения, именно, на короткий срок горения каждой свечи, вызывавший необходимость частой замены свечи в фонарях, что представляло большие неудобства. Нормально каждая свеча горела 1,75 часа. Покрывая угли в свече тонким слоем меди [ 19 ], удалось повысить продолжительность горения свечи до 2 час. Но и этого, конечно, было мало. Яблочков тогда предложил помещать в стеклянный шар каждого фонаря по нескольку свечей (4–6), вставляя их в особый «подсвечник» (см. фиг. 5а и 5б), присоединявшийся к особому коммутатору, причем от коммутатора к каждой свече шел отдельный провод, обратный провод был общим; таким образом для подсвечника в 4 свечи требовалось 5 проводов, для подсвечника в 6 свечей — 7 проводов и т. д. При помощи коммутатора свечи могли зажигаться последовательно одна за другой. Коммутатор управлялся просто рукой. Это, конечно, представляло много неудобств, и поэтому стали придумывать различные приспособления для автоматического включения новых свечей по мере сгорания включенных. Сам Яблочков предложил ряд таких приспособлений, основанных на применении запальных мостиков разного сопротивления или подбора состава, изолирующей массы и т. д. Делались предложения и другими изобретателями. Одно из таких предложений, именно, автоматический подсвечник, сконструированный Бобенрайтом, получило большое распространение.

Из вопросов, требовавших решения, первоначально наибольшее значение имели вопросы, связанные с неодинаковым горением положительного и отрицательного углей, а также связанные с вопросом «дробления света», т. е., главным образом, со способом питания нескольких свечей от общего источника тока. Обоим этим вопросам Яблочков посвятил много внимания, и работа Яблочкова над ними дала много ценных результатов. Первым из них было решение Яблочкова применить для питания свечей переменный ток.

Свои работы над свечей Яблочков начал в эпоху, когда единственным родом тока, получившим сколько-нибудь широкое применение, был ток постоянный, доставлявшийся, главным образом, от гальванических батарей. Поэтому и первые образцы «свечей» были приспособлены для питания постоянным током. В первой привилегии Яблочкова в качестве главного источника тока указана гальваническая батарея и на чертежах «свечи» изображались с углями неравной толщины (см. фиг. 4 и 6), но уже в то время Яблочков предвидел возможность применения для питания свечей переменного тока. Переменный ток был тогда весьма мало изучен. Законы, управляющие явлениями переменного тока, были неизвестны; не существовало для переменного тока и измерительных приборов; поэтому мысль применить переменный ток, притом в широких масштабах, была мыслью очень смелой. Предубеждение против переменного тока существовало даже у электриков и ко времени изобретения свечи и еще долго после ее изобретения. Даже еще в 1888 г. в одной из привилегий на усовершенствованную свечу Яблочкова (привилегия капитана Игнатьева) как на основное достоинство усовершенствования указывалось, что усовершенствованная свеча горит при постоянном токе. Приблизительно в то же время или даже несколько позже против применения переменного тока восставал в Америке сам Эдисон, сравнивая подземные кабели переменного тока высокого напряжения, проложенные по улицам, с помещенными под мостовой динамитными зарядами. Правда, в этом случае неизвестно, кто говорил устами Эдисона: электрик или финансист, владевший главнейшими патентами на применение постоянного тока.