Сегодня мы с удовольствием представляем еще одну из работ автора, книгу «Занимательная электротехника на дому». И хотя с момента написания этой занимательной книги прошло почти сто лет, основы электротехники с тех пор не изменились, опыты до сих пор актуальны и помогут понять принципы работы современных электроприборов. В ней описано большое количество интересных, а также полезных устройств, которые можно сделать в домашних условиях своими руками.
Предисловие автора
Относительно данной книги могу сказать, что она при беглом перелистывании может показаться читателю сухой и не очень занимательной, как другие мои книги. Однако в действительности это не так. Приборы, опыты и установки, о которых идет в ней речь, любопытны и возбуждают значительный интерес. Правда, они в большинстве случаев не очень просты для осуществления, но, во всяком случае, особой опытности и искусства от любителя не требуют.
Как и при составлении всех моих книг, я всюду, где это только можно, старался упростить постройку аппаратов и схему установок, лишь бы выяснить принцип их конструкции и действия.
Думаю, впрочем, что пытливый читатель сможет без особых затруднений справиться с теми требованиями, которые настоящая книжка предъявляет к его опытности в деле сооружения любительских приборов и приспособлений для использования электрической энергии в ее разнообразных приложениях в практике.
Умышленно избегая каких бы то ни было математических формул и численных расчетов, зачастую отталкивающих начинающего любителя от чтения книг по электротехнике, я все же считаю своим долгом указать читателю, что знание тех теоретических данных, на которых основано конструирование различных электротехнических приборов и аппаратов, станет необходимым ему в будущем, когда он от электротехники занимательной пожелает перейти к электротехнике серьезной.
Моя же цель – возбудить в нем интерес к такому переходу от развлечения к науке, от забавы к делу.
Буду удовлетворен, если ее достигну.
Сильный ток от слабого источника
Преобразование тока
Мы знаем, что в зависимости от силы тока электротехника делится на электротехнику слабых и сильных токов. То есть правильно было бы сказать: токов малого и большого напряжения, так как сила тока может быть велика и при слабом напряжении (вольтажа или разности потенциалов) и незначительна при большом.
Токи длительные более или менее значительной силы, но слабого напряжения получают при помощи гальванических элементов, а токи ничтожной силы и весьма кратковременные (электрические разряды) – при сближении разноименно заряженных кондукторов. Зато эти токи имеют высокое напряжение.
Теперь мы ознакомимся с одним из приспособлений для получения от гальванических элементов токов такого же большого напряжения, как от электростатических машин, лейденских банок и т. п. приборов для электрических разрядов.
Приборы, служащие для подобного рода превращения (трансформации), называются трансформаторами или индукторами; тот прибор, который мы будем строить, – индукторием или катушкой, а также спиралью Румкорфа.
Трансформаторы сами не создают тока, они лишь за счет уменьшения силы основного тока дают ток в несколько раз более напряженный, но имеющий соответственно меньшую силу.
Как видим, и в этом случае устарелая терминология может вызвать путаницу в нашем представлении. Чтобы ее не произошло, будем помнить, что под словами «сильный ток» подразумевают обычно не ток большой силы, а ток высокого напряжения.
Для превращения тока от гальванической батареи[1] в токи с напряжением в сотни и тысячи вольт пользуются способностью переменного или прерывистого тока возбуждать в находящихся в соседстве с ним проводниках индуктивный (наведенный) переменный ток.
В трансформаторе Румкорфа прямой ток, направляющийся в первичную обмотку (спираль) от батареи, проходит через такой же прерыватель, как в электрическом звонке.
Каждому появлению тока в первичной спирали соответствует возникновение тока во вторичной обмотке, окружающей первую, в направлении обратном основному току, а в момент исчезновения основного тока во вторичной спирали пробегает ток того же направления, как в первичной.
Не стану входить в дальнейшие теоретические подробности, но не скрою, что явление в действительности значительно усложняется появлением так называемых экстратоков, или токов самоиндукции.
Эти токи возникают в тех же проводах, по которым проходит первичный или наведенный ток, и они, в зависимости от направления, способствуют усилению даваемого катушкой тока в моменты размыкания прерывателя.
Напряжение индуктивного тока во вторичной обмотке зависит от отношения числа ее витков к числу оборотов первичной спирали и приблизительно в 100–200 раз превышает напряжение первичного тока.
Подчеркиваю,