Обнаружение и изучение действий электрического тока. «Огромная наипаче батарея» В. В. Петрова

Самый замечательный прибор, когда-либо изобретенным людьми, не исключая телескопа и паровой машины

Современник Вольта французский ученый Д. А. Араго считал вольтов столб "самым замечательным прибором, когда-либо изобретенным людьми, не исключая телескопа и паровой машины". В течение 2—3 лет после создания вольтова столба рядом ученых было разработано несколько различных модификаций батарей гальванических элементов.

Среди разнообразных конструкций вольтова столба особенного внимания заслуживает гальваническая батарея, построенная в 1802 г. В. В. Петровым. Изучив труды своих предшественников в области электричества, Петров пришел к логичному выводу о том, что более полное и всестороннее изучение явлений электрического тока возможно при наличии крупных гальванических батарей, действия которых будут более интенсивными и легче наблюдаемыми.

В то время как распространенные за рубежом гальванические батареи состояли из нескольких десятков или сотен пластин, Петров построил батарею, состоявшую из 4200 медных и цинковых пластин, или 2100 медно-цинковых элементов, соединенных последовательно.

Эта батарея располагалась в большом деревянном ящике, разделенном по длине на четыре отделений; для изоляции пластин стенки ящика и разделяющих перегородок были покрыты сургучным лаком. Общая длина батареи составляла 12 м - это был уникальный для своего времени источник электрического тока. Как показали современные эксперименты с моделью батареи Петрова, э. д. с. ее составляла около 1 700 В, а максимальная полезная мощность — 60—85 Вт.

Именно благодаря применению источника тока высокого напряжения Петрову в 1802 г. впервые удалось наблюдать явление электрической дуги. Точно так же Дэви смог наблюдать электрическую дугу только после того, как в 1808 г. он построил большую гальваническую батарею, состоявшую из 2000 элементов.

Многочисленные эксперименты с вольтовым столбом, проводившиеся учеными разных стран, не могли не привести уже в течение первых 2 — 3 лет после создания столба к открытию химических, тепловых, световых и магнитных действий электрического тока.

Первые же опыты с электрическим током не могли не привести к открытию некоторых присущих ему свойств. Поэтому рассматриваемый период в истории электричества характеризуем главным образом обнаружением и изучением различных действий электрического тока. Исследования электрического тока, производившиеся в большом масштабе в первые годы XIX в., привели к открытию химических, тепловых, световых и магнитных действий.

В 1800 г. вскоре после получения известия об изобретении вольтова столба члены Лондонского королевского общества Антони Карлейль и Вильям Никольсон произвели ряд опытов с вольтовым столбом, которые привели их к открытию нового явления: при прохождении тока через воду имело место выделение газовых пузырьков; исследовав выделявшиеся газы, они правильно установили, что это кислород и водород. Таким образом, впервые был осуществлен электролиз воды.

Вскоре после опубликования работ А. Карлейля и В. Никольсона (июль 1800 г.) появилась в немецком научном журнале «Annalen der Physik» статья немецкого физика Иоганна В. Риттера, также осуществившего разложение воды током. После открытия действия тока на воду ряд ученых заинтересовался вопросом о том, к каким результатам приведет пропускание тока через другие жидкости. В том же 1800 г. голландский химик Вильям Крейкшенк, пропуская ток через раствор поваренной соли, получил на отрицательном полюсе едкий натр, не подозревая, что здесь имела место вторичная реакция: поваренная соль разлагалась на Na и С1 причем натрий, жадно соединяясь с водой, образовывал едкий натр.

Указанные эксперименты положили начало исследованию химических действий гальванического тока, получивших впоследствии важное практическое применение.

Тепловые действия тока были обнаружены в накаливании тонких металлических проводников и воспламенении посредством искр легко воспламеняющихся веществ. Световые явления наблюдались в виде искр различной длины и яркости.

В 1802 г. итальянский физик Джованни Д. Романьози обнаружил, что электрический ток, протекающий по проводнику, вызывает отклонение свободно вращающейся магнитной стрелки, сходящейся вблизи этого проводника. Однако тогда, в первые годы изучения электрического тока, явление, открытое Романьози, имеющее, как впоследствии.выяснилось, громадное значение, не получило должной оценки. Только позднее, в 1820 г., когда наука об электричестве достигла более высокого уровня, магнитное действие тока, описанное датским физиком Гансом Христианом Эретедом (1777—1851 гг.), стало предметом глубокого и всестороннего изучения.

Среди многочисленных исследований явлений электрическое тока, произведенных в первые годы посте построения вольтову столба, наиболее выдающимися были труды первого русского электротехника, профессора физики Петербургской Медико-хирургической академии, академика Василия Владимировича Петрова (1761 — 1834 гг.), так как в них впервые была показана в доказана возможность практических применений электричества

Поистине трагическая судьба постигла этого выдающегося ученого, который в истории русской физики — по словам бывшего президента Академии наук СССР академика С. И. Вавилова — по значению своих трудов «непосредственно следует за М. В. Ломоносовым». Какими же заслугами нужно было обладать сыну скромного приходского священника в г. Обояни (Курской губернии), чтобы удостоиться звания академика Петербургской Академии наук, значительная часть членов которой имело знатное происхождение, а многие были иностранцами.

В. В. Петров был не только выдающимся физиком и химиком; но и блестящим педагогом, основателем первого крупного физического кабинета «превосходнейшего во всей Российской империя».

Это был скромный и неутомимый труженик: никто не знает, сколько бессонных ночей провел он над исследованием «светоносных» электрических явлений, открыв электрическую дугу к ряд закономерностей электрического разряда в вакууме.

Трудно представить, в каких условиях жил и работал В. В. Петров, в особенности в последние 25 лет своей жизни. Это был период жестокой реакции, когда царские чиновники ополчились против науки и просвещения, не без основания видя в них угрозу самодержавию.

Защитник всего передового и прогрессивного, неустанный борец за просвещение русского народа, В. В. Петров открыто выступал против засилья иностранцев в Академии наук и руководства Министерства просвещения и Академии наук, требовал выделение средств для оснащения физического кабинета новейшим оборудованием, которое с успехом использовалось крупнейшими европейскими физиками. Все это вызывает враждебное отношение со стороны официальных кругов. В знак протеста Петров демонстративно отказывается участвовать в похоронах императора Александра I.

Конфликт обостряется, и заслуженного ученого отстраняют от руководства физическим кабинетом и вскоре увольняют из Медико-хирургической академии, профессором которой он был около 40 лет. Посте смерти В. В. Петрова делается все для того, чтобы имя его было забыто.

И это удалось. Целое поколение русских физиков в течение полувека (1834—1886 гг.) ничего не знало о своем выдающемся соотечественнике.

Только счастливый случай вернул вторую жизнь трудам Петрова. В 1886 г. студент Петербургского университета А. Гершун (впоследствии известный специалист в области оптических приборов), разбирая старые книги в Виленской библиотеке, с удивлением обнаружил главный труд Петрова «Известие о гальвани-вольтовских опытах». Он узнает о выдающихся открытиях Петрова, возвращается в Петербург и сообщает о своей находке столичным физикам.

Книга вызвала огромный интерес. Видные физики выступают с докладами о вкладе В. В. Петрова в отечественную электротехнику, в 1887 г. в журнале «Электричество» появляется первая статья о забытом русском электротехнике. Только в 1915 г. с трудом разыскали заброшенную могилу В. В. Петрова на Смоленском кладбище. Заметим, кстати, что прах Вольта — в монументальном саркофаге, на котором установлен бюст ученого, а саркофаг находится в мавзолее. Комментарии, как говорится, излишни. Только в советское время были проведены более полные исследования трудов В. В. Петрова.

В своих трудах по электричеству Петров собрал обширный опытный материал, который им был тщательно проанализирован. Петров глубоко понимал значение эксперимента для всестороннего изучения явлений природы..

Будучи хорошо знакомым с опытами, производящимися с вольтовым столбом как в России, так и за границей, Петров пришел к правильному выводу о том, что наиболее полное и всестороннее изучение гальванических явлений возможно только при условии создания большой батареи, т.е. по современной терминологии — источника тока высокого напряжения. Поэтому он добивается перед руководством Медико-хирургической академии выделения средств для постройки «такой огромной величины батареи, чтобы оною можно было надежнее производить такие новые опыты», каких не производил никто из физиков.

В апреле 1802 г. батарея В. В. Петрова, состоявшая из 4200 медных в цинковых кружков или 2100 медно-цинковых элементов (Петров называл ее «огромная наипаче батарея»), была готова. Она располагалась в большом деревянном ящике, разделенном по длине на четыре отделения. Стенки ящика и разделяющих перегородок были покрыты сургучным лаком. Общая длина гальванической батареи Петрова составляла 12 м — это был крупнейший в мире источник электрического тока.

Как показали современные экспериментальные исследования с моделью батареи Петрова, электродвижущая сила этой батареи составляла 1700 В. Ток короткого замыкания батареи не превышал 0,1 - 0,2 А. В. В. Петровым вначале производил, как он указывал, уже известные опыты других физиков, а после старался производить и такие опыты, «...о которых дотоле не имел... никакого известия».

Свои разнообразные опыты Петров подробно описал в книге «Известие о гальванно-вольтовских опытах», которая вышла в С.-Петербурге в 1803 г. Это была первая книга на русском языке, посвященная исследованиям явлений электрического тока.

И за границей не только до выхода в свет книги Петрова, но к в течение двух ближайших десятилетий не появилось ни одного столь оригинального сочинения, в котором была бы с такой полнотой освещена эта новая область науки.

Дата добавления: 2014-01-06