Что касается улучшения регулирования ламп с помощью вибраций или волнообразных колебаний, Томсон высказывается решительно. Теперь он считает, что вибрации должны улучшать регулирование ламп с часовым механизмом. Он говорит, что я «довольствовался только тем, что сказал», однако не могу согласиться с ним и в этом вопросе.
Так вот, «сказал» — это не единственное, что мною сделано. Я провел много ночей, отслеживая регулирование лампы, и оставляю за любым маститым экспериментатором право исследовать, верны ли мои утверждения. Мое мнение таково, что лампа с часовым механизмом, т. е. лампа, в которой опускание угольного электрода регулируется не зажимным или фрикционным механизмом, а с помощью анкерного механизма, не может регулироваться сколько-нибудь лучше, чем зубчатая передача, которая позволяет осуществлять перемещение, скажем, в 1/64 дюйма или менее того. Такая лампа регулируется почти тем же самым способом, независимо от того, будет ли ток идеально однородным или волнообразным, если только условия контура в других отношениях стабильны. Если в этом есть какая-либо выгода, она будет, я считаю, в использовании однородного тока, поскольку с волнообразным током лампа отключится на некоторое время и регулятор сработает больше чем на один зубец. Однако в лампе, где спуск угольного электрода регулируется фрикционным механизмом, волнообразный ток с должным количеством волновых колебаний в секунду всегда будет показывать лучший результат. Конечно, для того чтобы в полной мере получить выгоду от применения тока с волновым свойством, разъединение должно происходить независимо от движения вверх и вниз, на что я указывал ранее.
В отношении физиологических воздействий профессор Томсон говорит, что в таком сравнительно слабом проводящем материале, как животная ткань, распространение тока не может регулироваться самоиндукцией в какой-то поддающейся оценке степени, но он не принимает во внимание двойной эффект большого поперечного сечения, на который указывал сэр Уильям Томсон. Поскольку сопротивление тела таким токам низко, мы должны допустить или емкостное, или индуктивное действие токов в теле.
«The Electrical Engineer», 8 апреля 1891 г.
10
Электролитические часы
Если укрепленный на оси легко вращающийся и точно сбалансированный металлический диск или цилиндр поместить в подготовленный гальванический раствор посередине между анодом и катодом, то одна половина диска становится электроположительной, а другая половина — электроотрицательной. Вследствие этого на одной половине металл накапливается, а с другой половины удаляется, и диск начинает вращаться под действием силы тяжести. Так как количество накапливаемого и теряемого металла пропорционально силе тока, то скорость вращения, даже небольшая, пропорциональна величине тока.
Ил. 1. Электролитические часы
С первым устройством такого рода я работал в начале 1888 года, пытаясь создать электрический счетчик. Однако когда я узнал, что другие опередили меня в том, что имеет отношение к принципу устройства, то изобрел прибор, который представлен на прилагаемой иллюстрации (Ил. 1). Здесь F — прямоугольная рама из твердой резины, укрепленная на деревянном основании. Толщина этой рамы около ½ дюйма, длина 6 дюймов и высота 5 дюймов. К обеим вертикальным сторонам прикреплены толстые металлические пластины, которые служат электродами. Эти пластины плотно прижаты к резиновой раме с помощью зажимов ТТ и T1T1. На горизонтальных сторонах рамы укреплены латунные пластины В и B1, имеющие такую же форму, что и резиновая рама F. Латунные пластины служат для крепления двух пластин из полированного стекла, и полученный сосуд герметически закрывается с помощью резиновых прокладок, помещаемых между латунными и стеклянными пластинами. Таким образом, пластины можно плотно скрепить винтами без опасения сломать их.
Гальванический раствор, который в данном случае является концентрированным раствором сульфата меди, заливается внутрь через отверстие вверху резиновой рамы, которое закрывается пробкой R.
В центр сосуда помещается легкий и точно сбалансированный медный диск D, ось которого поддерживается капиллярной стеклянной трубкой, прикрепленной к одной из стеклянных пластин с помощью сургуча или другого вещества, не разъедаемого жидкостью. Чтобы уменьшить трение сколько это возможно, в капиллярной трубке, выполняющей роль подшипника, должна быть капля масла. Центр диска должен находиться на равном расстоянии от обоих электродов. С одной стороны диска к оси прикреплен очень легкий индикатор, или стрелка, лучше всего, если это будет тонкая стеклянная нить. На стеклянной пластине, ближайшей к этой стрелке, имеется круг с обычными делениями, как на циферблате часов. Этот круг может двигаться, так что его можно поместить в любое положение относительно стрелки. Если циферблат неподвижен, тогда в качестве стрелки следует использовать тонкий провод из закаленного железа. В этом случае провод следует поместить таким образом, чтобы он был точно в центре раствора. Тогда с помощью подковообразного магнита диск можно будет повернуть и поставить в нужное положение.
Если осторожно залить медный раствор и поставить на место крышку R, а клеммы батареи постоянного тока соединить с зажимами TT1 можно наблюдать вращение диска. Шунт, соединенный с двумя другими зажимами TT1 дает возможность изменять скорость вращения диска. Скорость вращения регулируется таким образом, чтобы соответствовать делениям шкалы, к примеру, один оборот совершается за 12 часов.
Очевидно, что этот прибор был задуман не для практического применения. Также и его показания не будут достаточно точными. Имеются определенные неизбежные погрешности, например, вследствие трения, которое невозможно полностью преодолеть. Но прибор интересен как средство измерения времени новым способом. Тем не менее выясняется, что при условии продуманной конструкции, постоянного тока и температурного компенсатора его можно отрегулировать так, что вращение будет почти идеально равномерным. Для достижения наилучших результатов плотность тока должна быть небольшой, а диск диаметром около 3 дюймов будет совершать один оборот за 6 часов. При использовании раствора серебра и серебряной пластины предположительно можно добиться лучших результатов. Очень интересно отметить феномен раствора и диска в таком узком прозрачном сосуде. Раствор имеет голубой цвет, одна часть диска выглядит белой, как серебро, а другая часть подобна почерневшему серебру. Разграничительной линии нет, но эти тона красиво переходят один в другой.
«The Electrical Engineer», 6 мая 1891 г.
11
Электростатический индукционный генератор переменного тока
Около полутора лет тому назад, будучи занят изучением переменных токов с коротким периодом, я пришел к мысли, что такие токи можно получать, вращая заряженные поверхности на малом расстоянии от проводников. И в соответствии с этим изобрел различные виды экспериментальных машин, две из которых представлены на прилагаемых иллюстрациях.
Ил. 1
В приборе, представленном на ил. 1, А — кольцо из сухого дерева, пропитанного шеллаком, на внутренней стороне которого укреплены два комплекта станиолевых пластин а и b, где все пластины а и все пластины b соединены вместе, как указано, но независимо друг от друга. Эти два комплекта пластин присоединены к двум клеммам Т. Только для ясности на рисунке показано несколько пластин. С внутренней стороны кольца и на близком расстоянии от него установлен вращающийся цилиндр В, изготовленный также из сухого твердого дерева, пропитанного шеллаком, и снабженный двумя такими же комплектами пластин а1 и b1. Все пластины а1 соединены с одним кольцом, а все b1 — с другим, обозначенные как + и —. Эти два комплекта, а1 и b1, заряжены током высокого напряжения с помощью машины Хольца или Уимсхерста и могут быть подключены к банке конденсатора определенной емкости. Внутренняя сторона круга А облицована слюдой для усиления индукции, а также для того, чтобы можно было применять более высокие напряжения.
Когда цилиндр В с заряженными пластинами вращается в цепи, присоединенной к клеммам T, движется переменный ток.
Ил. 2