Эдисон - Михаил Лапиров-Скобло

Электрический свет быстро и широко завоевывал мир.

Спустя тридцать лет, в 1910 году, 45 миллионов лампочек было уже в ежедневном употреблении в одних только США.

Мы знакомы уже с грандиозной программой Эдисона по созданию целой системы получения и распределения электрической энергии.

С разрешением основного вопроса о лампе накаливания возникло требование на улучшенный тип генератора электрической энергии – динамо-машины, изобретение которой явилось одним из самых крупных событий в истории техники.

В динамо-машине нашла свое разрешение задача преобразования механической энергии в электрическую.

В 1883 году Э. X. Ленд в докладе Петербургской Академии наук формулирует принцип обратимости: генератор динамо-машины может работать и как электродвигатель. Тем самым открываются широкие перспективы для победоносного шествия электромотора. В целостной энергетической системе объединяются преобразователи энергии – генераторы и электродвигатели. Начинается новая эра в технике и мировой экономике. Электрическая энергия поднимает технику на небывалую высоту, делает для нее возможным разрешение задач столь гигантских масштабов, что тесными становятся для нее берега капиталистического хозяйства.

Электрическая машина основана на законе электромагнитной индукции Фарадея. Первые машины были сконструированы еще в 1832 году. В 1871 году Грамм сооружает первую практически пригодную электрическую машину. Однако только в период 1871 – 1886 годов разработаны основные элементы конструкции электрической машины промышленного значения – прототипа ныне существующих (работы Уайльда, Сименса, Уитстона, Грамма, Пагинотти, Гефнер-Альтенека, Гопкинса, Эдисона и других).

Достигнув значительного развития к середине восьмидесятых годов прошлого века, машина постоянного тока отходит на второй план, уступая первое место системам переменного тока, которые после появления практически пригодного трансформатора начинают играть решающую роль в технике XX века.

Важно установить действительное место и роль Эдисона в длинной цепи изобретений, определивших развитие динамо-машины постоянного тока. В восьмидесятых годах прошлого века в конструкции машин постоянного тока очень серьезным являлся вопрос о массивном якоре; нагревание и реактивное действие на основное магнитное поле сильно мешали работе электрических машин. В своем британском патенте (№1385, от 5 апреля 1880 года) – «Усовершенствование динамо– или магнитоэлектрических машин и электрических двигателей» – Эдисон впервые дал наиболее правильное решение для конструкции тела якоря электрической машины, а также впервые предложил способ выключения электрического тока путем многократного разрыва дуги. Предложенная Эдисоном толщина листов активного железа якоря в 1/32–1/64 дюйма сохранилась и до настоящего времени.

Проблема питания большого количества приемников электрического тока одним генератором электрической энергии потребовала прежде всего соответствующего регулирования режима в работе машины. Эту задачу различные изобретатели решали разными методами. Эдисон впервые предложил метод регулирования путем изменения магнитного сопротивления машины. В своем британском патенте (№4552, от 18 октября 1881 года) Эдисон пишет: «…Предметом изобретения является простой и эффективный способ регулировки электродвижущей силы динамо– или магнитоэлектрической машины с целью передачи потребителю только той силы тока, которая ему нужна, и для сохранения в цепи постоянного напряжения». Способ Эдисона не получил широкого развития, но в некоторых специальных случаях, например в сварочных машинах, сохранился до наших дней.

Первая динамо-машина, которую Эдисон построил, могла питать электрическим током только 60 лампочек, каждая в 16 свечей. Эти машины присоединялись ремнем к мотору или к валу трансмиссии. Изобретатель стал работать над созданием более мощной динамо-машины. Весною 1881 года он сконструировал динамо-машину, которая непосредственно соединялась с мотором, работала без приводного ремня и была способна питать током 1 200 лампочек.

Подобного проекта в то время никто не мог бы выполнить, и нередко Эдисон подвергался насмешкам критиков, мнивших себя экспертами. Однако ни нападки критиков, ни даже насмешки не могли остановить Эдисона, когда он приходил к заключению, что та или иная задача может и должна быть решена.

Хладнокровно он шел к цели, преодолевая на пути все препятствия.

Его мастерские работали днем и ночью, пока не построили эту большую по тому времени машину. Закончили ее летом 1881 года. В Париже происходила знаменитая Международная электрическая выставка, где Эдисон установил свою систему освещения. Он обещал прислать на выставку свою динамо-машину. Машина была полностью готова и испытана, оставалось только четыре часа на то, чтобы ее запаковать и отправить на пароход, направляющийся в Европу. Эдисон, предвидя все это, заранее нанял и подготовил шестьдесят человек. Каждый получил письменные инструкции по единому плану. Каждый знал, что он должен сделать. После испытания динамо она была погружена и отправлена на пароход, причем каждый точно выполнял назначенную ему функцию. Полиция разрешила быстрый проезд по улицам. Погруженная машина следовала беспрепятственно, предшествуемая повозкой, на которой стоял колокол, звонивший, как на пожар. Динамо-машина со своим мотором без всяких повреждений и приключений в дороге прибыла своевременно на пароход. Динамо вместе с двигателем и арматурой весила 27 тонн и являлась в то время «восьмым чудом» мира науки. Она стала хорошо известна в широких кругах под названием «Джумбо», по имени огромного слона, находившегося в то время в одном из зоологических садов.

Производство динамо-машин было организовано Эдисоном в Нью-Йорке, в старом здании на Геркстрит. Во главе этой большой фабрики он ставит Бэчлора. В дальнейшем Эдисон переносит это производство в Скенектади (в трехстах километрах от Нью-Йорка), где оно явилось одним из основных камней будущих огромных предприятий – американской Всеобщей электрической компании («Дженерал электрик компани»).

Эдисон разрабатывает и совершенствует самую систему распределения тока для целей освещения.

Эдисоновская трехпроводная распределительная система, при которой многократно включенные лампы получают питание от динамо-машин, соединенных последовательно с заземленным нулевым проводом между точками соединения динамо-машин и группами ламп, явилась такой же основой для развития электрического освещения, как и разработка лампы. Трехпроводная система была изобретена в Англии, однако опять-таки только благодаря неутомимой энергии Эдисона эта система получила промышленное развитие. Нужно было Эдисону создать еще всю арматуру и аппаратуру, необходимую для установки электрического освещения. Сотрудник Эдисона Зигмунд Бергман (будущий основатель фирмы «Бергман» в Германии) открывает фабрику для вспомогательной аппаратуры, указателей напряжения силы тока (вольтметры), инсталляционных трубок, проводников, плавких предохранителей, счетчиков энергии, выключателей, патронов, люстр и т. п. Когда встал вопрос о центральной электрической станции, Эдисон начинает вырабатывать подземные проводники, кабели и всю их арматуру на другом заводе, находившемся под руководством Крузи. Он создает завод динамо-машин. Понятно, что когда электрическое освещение получило широкое распространение, необходимо было иметь счетчик, то есть прибор, измерявший количество электричества, расходуемое каждым потребителем. Первый такой счетчик – электрометр, изобретенный Эдисоном почти одновременно с появлением его первой угольной лампочки, был очень прост и состоял из электролитического элемента и небольшой проволочной катушки, соответственным образом установленной в ящике, который по своим размерам был примерно вдвое меньше обыкновенного газометра того времени и устанавливался в любом месте дома. Счетчик работал на принципе электрического разложения меди проходящим током. Осаждались медные частицы на маленькой пластинке, находящейся в электрическом элементе. По закону электролитического разложения вес осажденного слоя зависит от количества электричества, проходящего через элемент. В конце определенного периода, например каждого месяца, пластинка счетчика относилась контролером на центральную станцию, где медный осадок взвешивался и на этом основании подсчитывалось количество израсходованного электричества.