фото1. Портрет Элиу Томпсона (Elihu Thompson). Найден поиском, надеюсь что не фотошоп.
Элиу Томпсон был не просто выдающимся инженером, как написано в википедии, он был еще и профессором. Исследуя электромагнетизм, он описывал сложнейшие электрические процессы на уровне, доступном для восприятия не специалисту. Изучитв его лекцию, я понял, что Никола Тесла мог взять их за основу при разработке своих электро машин. Не знаю, были ли они знакомы лично, и кто у кого мог заимствовать материал, но Элиу Томпсон, в своей статье фактически построил первый двигатель переменного тока на бумаге, описал принцип, который впоследствии воплотили в жизнь ввиде электрических машин Никола Тесла и Феррарис. Я не буду долго распинаться об этом выдающемся на мой взгляд человеке, это можно будет целую книгу написать. Вместо этого, я просто слово в слово публикую его лекцию в журнале. Прошу читателей не считать это плагиатом, ведь моя цель была именно в передаче представлений Элиу об электричестве. Поэтому я сразу даю оригинальный текст, картинки и перевод на русский язык (переводчиком).
Прошло уже более 130 лет с момента публикации, а такое ощущение, что сейчас об электрических машинах мы знаем меньше, чем тогда, 130-140 лет назад...
Из статьи, прочитанной перед встречей Американского института инженеров-электриков в Нью-Йорке и опубликованной в журнале «Мир электричества».Профессор Элиху Томсон.
PHENOMENA OF ALTERNATING CURRENTS. (Особенности переменных токов).
The actions produced and producible by the agency of alternating currents of considerable energy are assuming greater importance in the electric arts. I mean, of course, by the term alternating currents, currents of electricity reversed at frequent intervals, so that a positive flow is succeeded by a negative flow, and that again by a positive flow, such reversals occurring many times in a second, so that the curve of current of electromotive force will, if plotted, be a wave line, the amplitude of which is the arithmetical sum of the positive and negative maxima of current or electromotive force, as the case may be, while a horizontal middle line joins the zero points of current or electromotive force.
Перевод (гугл): Действия, производимые и осуществляемые агентством переменного тока значительной энергии, приобретают все большее значение в электротехнике. Я имею в виду, конечно, под термином переменные токи, токи электричества, которые меняются местами с частыми интервалами, так что положительный поток сменяется отрицательным потоком, и что снова положительным потоком, такие изменения происходят много раз в секунду, поэтому что кривая тока электродвижущей силы, если она нанесена, будет волновой линией, амплитуда которой является арифметической суммой положительного и отрицательного максимумов тока или электродвижущей силы, в зависимости от обстоятельств, в то время как горизонтальная средняя линия соединяется нулевые точки тока или электродвижущей силы.
It is well known that such a current passing in a coil or conductor laid parallel with or in inductive relation to a second coil or conductor, will induce in the second conductor, if on open circuit, alternating electromotive forces, and that if its terminals be closed or joined, alternating currents of the same rhythm, period, or pitch, will circulate in the second conductor. This is the action occurring in any induction coil whose primary wire is traversed by alternating currents, and whose secondary wire is closed either upon itself directly or through a resistance. What I desire to draw attention to in the present paper are the mechanical actions of attraction and repulsion which will be exhibited between the two conductors, and the novel results which may be obtained by modifications in the relative dispositions of the two conductors.
Перевод (гугл):Хорошо известно, что такой ток, проходящий в катушке или проводнике, проложенном параллельно или в индуктивном отношении ко второй катушке или проводнику, будет индуцировать во втором проводнике при разомкнутой цепи переменные электродвижущие силы и что если его клеммы будут во втором проводнике будут циркулировать замкнутые или соединенные, переменные токи одного и того же ритма, периода или шага. Это действие происходит в любой индукционной катушке, первичный провод которой пересекается переменными токами, и чей вторичный провод замыкается либо непосредственно на себя, либо через сопротивление. На что я хочу обратить внимание в настоящей статье, так это механические действия притяжения и отталкивания, которые будут проявляться между двумя проводниками, и новые результаты, которые могут быть получены путем изменения относительного расположения двух проводников.
In 1884, while preparing for the International Electrical Exhibition at Philadelphia, we had occasion to construct a large electro-magnet, the cores of which were about six inches in diameter and about twenty inches long. They were made of bundles of iron rod of about 5/16 inch diameter. When complete, the magnet was energized by the current of a dynamo giving continuous currents, and it exhibited the usual powerful magnetic effects. It was found also that a disk of sheet copper, of about 1/16 inch thickness and 10 inches in diameter, if dropped flat against a pole of the magnet, would settle down softly upon it, being retarded by the development of currents in the disk due to its movement in a strong magnetic field, and which currents were of opposite direction to those in the coils of the magnet. In fact, it was impossible to strike the magnet pole a sharp blow with the disk, even when the attempt was made by holding one edge of the disk in the hand and bringing it down forcibly toward the magnet. In attempting to raise the disk quickly off the pole, a similar but opposite action of resistance to movement took place, showing the development of currents in the same direction to those in the coils of the magnet, and which currents, of course, would cause attraction as a result.
Элиу о возникновении токов Фуко или вторичном магнитном поле ? (гипотеза автора)
Перевод: В 1884 году, готовясь к Международной электротехнической выставке в Филадельфии, мы имели возможность сконструировать большой электромагнит, сердечники которого были около шести дюймов в диаметре и около двадцати дюймов в длину. Они были сделаны из пучков железного прутка диаметром около 5/16 дюйма. После завершения магнит был под напряжением от тока динамо, дающего непрерывные токи, и он демонстрировал обычные мощные магнитные эффекты. Было также обнаружено, что диск из листовой меди толщиной около 1/16 дюйма и диаметром 10 дюймов, если он упадет ровно на полюс магнита, будет мягко оседать на нем, тормозясь развитием токов в диск из-за его движения в сильном магнитном поле, и токи были противоположного направления, чем в катушках магнита. Фактически было невозможно нанести по полюсу магнита сильный удар по диску, даже когда была предпринята попытка удержать один край диска в руке и принудительно опустить его к магниту. При попытке быстрого поднятия диска от полюса имело место аналогичное, но противоположное действие сопротивления движению, показывающее развитие токов в том же направлении, что и в витках магнита, и какие токи, конечно, могли бы вызвать привлечение в результате.
 Рис.1.
The experiment was, however, varied, as in Fig. 1. The disk, D, was held over the magnet pole, as shown, and the current in the magnet coils cut off by shunting them. There was felt an attraction of the disk or a dip toward the pole. The current was then put on by opening the shunting switch, and a repulsive action or lift of the disk was felt. The actions just described are what would be expected in such a case, for when attraction took place, currents had been induced in the disk, D, in the same direction as those in the magnet coils beneath it, and when repulsion took place the induced current in the disk was of opposite character or direction to that in the coils.
Эксперимент, однако, был изменен, как показано на рис. 1. Диск D удерживался над магнитным полюсом, как показано, и ток в магнитных катушках отключался путем их шунтирования. Чувствовалось притяжение диска или падение к полюсу. Затем ток включался при размыкании шунтирующего переключателя, и ощущалось отталкивающее действие или подъем диска. Только что описанные действия - это то, что можно ожидать в таком случае, потому что когда притяжение имело место, то в диске D индуцировались токи в том же направлении, что и в магнитных катушках под ним, и когда происходило отталкивание, индуцированное ток в диске имел противоположный характер или направление по сравнению с катушками.
Now let us imagine the current in the magnet coils to be not only cut off, but reversed back and forth.
For the reasons just given, we will find that the disk, D, is attracted and repelled alternately; for, whenever the currents induced in it are of the same direction with those in the inducing or magnet coil, attraction will ensue, and when they are opposite in direction, repulsion will be produced. Moreover, the repulsion will be produced when the current in the magnet coil is rising to a maximum in either direction, and attraction will be the result when the current of either direction is falling to zero, since in the former case opposite currents are induced in the disk, D, in accordance with well known laws, and in the latter case currents of the same direction will exist in the disk, D, and the magnet coil. The disk might, of course, be replaced by a ring of copper or other good conductor, or by a closed coil of bare or insulated wire, or by a series of disks, rings or coils superposed, and the results would be the same. Thus far, indeed, we have nothing of a particularly novel character, and, doubtless, other experimenters have made very similar experiments and noted similar results to those described.
Теперь давайте представим, что ток в магнитных катушках не только обрезан, но и перевернут назад и вперед.
По указанным выше причинам мы обнаружим, что диск D притягивается и отталкивается попеременно; ибо всякий раз, когда индуцированные в нем токи имеют одно и то же направление с токами в индукционной или магнитной катушке, возникает притяжение, а когда они противоположны по направлению, возникает отталкивание. Кроме того, отталкивание будет происходить, когда ток в магнитной катушке возрастает до максимума в любом направлении, и притяжение будет результатом, когда ток в любом направлении падает до нуля, поскольку в первом случае в то же время индуцируются противоположные токи. диск D, в соответствии с хорошо известными законами, и в последнем случае в диске D и катушке магнита будут существовать токи одного и того же направления. Конечно, диск может быть заменен кольцом из меди или другого хорошего проводника, или замкнутой катушкой из неизолированного или изолированного провода, или рядом дисков, колец или катушек, наложенных друг на друга, и результаты будут такими же. До сих пор, действительно, у нас нет ничего особенно нового характера, и, несомненно, другие экспериментаторы провели очень похожие эксперименты и отметили результаты, подобные описанным.
The account just given of the effects produced by alternating currents, while true, is not the whole truth, and just here we may supplement it by the following statements:
An alternating current circuit or coil repels and attracts a closed circuit or coil placed in direct or magnetic inductive relation therewith; but the repulsive effect is in excess of the attractive effect.
When the closed circuit or coil is so placed, and is of such low resistance metal that a comparatively large current can circulate as an induced current, so as to be subject to a large self-induction, the repulsive far exceeds the attractive effort.
For want of a better name, I shall call this excess of repulsive effect the "electro-inductive repulsion" of the coils or circuits.
Элиу Томпсон о противоЭДС? (прим. автора)
Только что приведенный отчет об эффектах, создаваемых переменными токами, хотя и является истинным, не является полной истиной, и здесь мы можем дополнить его следующими утверждениями:
Цепь или катушка переменного тока отталкивает и притягивает замкнутую цепь или катушку, помещенную в прямую или магнитную индуктивную связь с ними; но отталкивающий эффект превышает притягивающий эффект.
Когда замкнутая цепь или катушка размещены таким образом и изготовлены из металла с таким низким сопротивлением, что сравнительно большой ток может циркулировать как индуцированный ток, чтобы подвергаться большой самоиндукции, отталкивание намного превышает притягивающее усилие.
Из-за отсутствия лучшего названия я назову этот избыток отталкивающего эффекта "электроиндуктивным отталкиванием" катушек или цепей.
This preponderating repulsive effect may be utilized or may show its presence by producing movement or pressure in a given direction, by producing angular deflection as of a pivoted body, or by producing continuous rotation with a properly organized structure. Some of the simple devices realizing the conditions I will now describe.
Этот преобладающий отталкивающий эффект может быть использован или может демонстрировать свое присутствие, создавая движение или давление в заданном направлении, создавая угловое отклонение от поворотного тела или создавая непрерывное вращение с правильно организованной структурой. Некоторые из простых устройств, реализующих условия, которые я сейчас опишу.
 Рис.2.
In Fig. 2, C is a coil traversed by alternating currents. B is a copper case or tube surrounding it, but not exactly over its center. The copper tube, B, is fairly massive and is the seat of heavy induced currents. There is a preponderance of repulsive action, tending to force the two conductors apart in an axial line. The part, B, may be replaced by concentric tubes slid one in the other, or by a pile of flat rings, or by a closed coil of coarse or fine wire insulated, or not. If the coil, C, or primary coil, is provided with an iron core such as a bundle of fine iron wires, the effects are greatly increased in intensity, and the repulsion with a strong primary current may become quite vigorous, many pounds of thrust being producible by apparatus of quite moderate size.
The forms and relations of the two parts, C and B, may be greatly modified, with the general result of a preponderance of repulsive action when the alternating currents circulate.
На рис. 2 C - катушка, пересекаемая переменными токами. B - это медный корпус или трубка, окружающая его, но не точно над его центром. Медная трубка B довольно массивная и является местом сильных индуцированных токов. Существует преобладание отталкивающего действия, стремящегося раздвинуть два проводника по осевой линии. Часть В может быть заменена концентрическими трубками, вставленными одна в другую, или стопкой плоских колец, или замкнутой катушкой с грубой или тонкой изоляцией из проволоки, или нет. Если катушка С или первичная катушка снабжена железным сердечником, таким как пучок тонких железных проводов, то эффекты значительно возрастают по интенсивности, и отталкивание с сильным первичным током может стать довольно сильным, много фунтов тяги будучи производимым аппаратом довольно умеренного размера.
Формы и отношения этих двух частей, C и B, могут быть значительно изменены, что является общим результатом преобладания отталкивающего действия при циркуляции переменного тока.
продолжение следует...
|