Аннотация: О том как школьник поправил изобретение Яблочкова
Вокруг стержней и молний
Ох, давненько это было, но всё-таки. Собственно, речь идет о физике. И обо мне, конечно. Тогда я был парнишкой начитанным, в моем распоряжении было, аж три библиотеки: школьная, ну это понятно, в школе. Сельская, располагавшаяся в клубе и наконец, главная для меня- техникумская. Поскольку она была рядом, то пользоваться ей я мог любое время, хотя, библиотекарша, женщина солидная лет пятидесяти, часто уходила на больничный. Тогда я страдал от отсутствия книг и свежих журналов. Я их обязательно прочитывал по мере поступления, и поэтому искренне желал ей скорейшего выздоровления.
Ах да, была еще одна библиотека, зерновой С/Х станции, которая базировалась в нашем же селе. Но, несмотря на мои неоднократные попытки записаться туда, всякий раз я получал отлуп под тем предлогом, что я для них "не свой".
Ну, так вот, урок физики
Тема электричество, учитель начинает рассказывать о свече Яблочкова /1/, что это такое и об изобретателе. Подробно, поскольку это русский изобретатель, а патриотизм как раз был тогда на подъёме.
Вот,- говорит.- До лампочки накаливания тогда ещё не добрались, её потом изобретёт наш же соотечественник Лодыгин. А в ходу были светильники, работающие на принципе электрической дуги.
Саму дугу получил наш ученый Петров ещё в 1803 году, и даже применил её для электросварки. Ну а для освещения её приспособил француз Жан Фуко в 1844. Это были два заострённых стержня, расположенных на прямой, повернутых остриями друг к другу. Чтобы зажечь, надо было подвести к ним напряжение от электрогенератора, к тому времени они уже были изобретены, привести стержни остриями в прикосновение и развести на некоторое расстояние. Между ними образовывалась электрическая дуга.
Это был самый яркий на то время свет, но вот незадача- стержни быстро прогорали, укорачивались и их постоянно приходилось "подкручивать", то есть, сближать так, чтобы дуга сохранялась более или менее постоянной. Сначала это делали вручную, затем приспособили часовой механизм.
Но всё это было конечно "не то".
А почему?
Учитель разглядывает класс, взгляд, на меня. Но нет, на этот раз не меня. Должно быть, в силу своих садистских наклонностей /каждый учитель должен быть садистом, иначе он не учитель/ решил оставить меня на десерт.
-Виктор?
Это мой приятель-соперник, с ними мы в постоянной интеллектуальной конфронтации, кто чего лучше придумает. Учитель? "И да и нет", но часто и сам провоцирует. Вот и теперь такой случай. Способ оживить занятие.
-Чё?
В чем недостаток?
-А,.. механизм не обеспечивает постоянную яркость горения. Дуга может быть и слабой, и сильной, но подача стержней остаётся постоянной. Да и сложность.
-Хорошо.
Ну а ты, Сергей?
Ну, вообще-то я по своему обыкновению нахожусь в полусонном состоянии, неимоверно далеко и от класса, и от электрических дуг с их стержнями.
Собственно, сейчас я пребываю в полете с самим Робуром- завоевателем, из книжки Жюль-Верна, которую только что прочитал. На его многомачтовом, многовинтовом вертолете и втолковываю ему, как правильно скомпоновать этот самый вертолёт. Заодно прикидываю, что смогу сделать дома. В смысле вертолета.
-Ась? -Выныриваю я из своего небытия.
-Как, спрашиваю,- стабилизировать горение дуги?
-А?- Медлю с ответом. Надо чтобы что-то возникло внутри меня, что? Я еще не знаю, что именно. Но когда это возникает, решение приходит само собой, без малейших усилий с моей стороны. Может, это интуиция? Главное тут не задумываться.
-Надо здесь так сделать, чтобы механизм поддерживал постоянство тока.
Стержни сгорают, зазор между ним увеличиваются, ток уменьшается. Механизм автоматически сдвигает стержни, ток увеличивается, дуга восстанавливается. Автомат, управляемый силой тока.
-И как это сделать?
Задумываюсь.
-Соленоид /2/, конечно. И пружина, возвратная. Последнее, из только что прочитанной книжки с описанием конструкции ручного пулемета. Там она как раз применяется.
-Изобрази!
Это я уже много позже сообразил, что учитель где-то подхватил идею эмпатии и решил прокатать её на мне.
-Как это?
-Представь себе, что ты дуга, все время гаснешь и надо сделать так, чтобы светимость была постоянной.
Встаю, пытаюсь изобразить.
-Не получается, надо лечь.
-Не возражаю.
Идея уже захватила меня. Я даже проникаюсь энтузиазмом. Впрочем, ничего удивительного, я заметил что новые идеи всегда захватывали меня. Я как-то прочитал фразу Кусто /3/: "Тайна всегда влекла меня, и я не мог ей противиться" и понял, что это и про меня.
Но где? Стол учителя? Нет. Смотрю на два первых стола за которыми, конечно, девчонки -отличницы.
-Машка,.. Зинка, а ну брысь отсюда!
Конечно, в обычном случае, девчонки тут же взяли бы меня "в когти", от моей такой наглости. Но тут я прикрыт самим учителем, возмущаться уже не приходится. Они освобождают столы. И делают это с такой безропотной готовностью, что где-то в глубине моего сознания проскальзывает мысль, что данный тренаж на подлинность может быть полезен, и впоследствии его надо закрепить.
Протаскиваю столы к классной доске, сдвигаю встык. Ложусь на оба, руки вытягиваю вперед, это "остриё".
-Дмитрий Ильич (это учитель), - встаньте вот тут, перед руками. Это будет зазор с дугой.
Он подчиняется, его явно самого увлекает это действие.
-Петька, -говорю.- Иди сюда. Бери меня за ноги. Ты будешь соленоидом, через тебя идёт ток, тащи меня назад. Но следи: чем больше зазор, тем меньше ток, и слабее ты меня тащишь. Васька, встань сзади, упрись руками в Петьку. Ты будешь пружиной, дави на него. Как только он отдает назад, ты на него давишь и отправляешь на прежнее место.
Наконец, всё готово, все заняли свои места, прониклись духом серьезности момента.
-Процесс пошел,- командую.- Я стержень, на конце у меня дуга. Горю, но укорачиваюсь. Сам слегка поджимаю руки.
Учитель подхватывает: зазор растет, ток уменьшается, дуга слабеет.
Петька: ток через меня уменьшается, и я слабее втягиваю в себя стержень.
Васька: я сжатая пружина распрямляюсь, выбираю слабину соленоида, и проталкиваю стержень вперед.
Я сдвигаюсь вперед так что, несмотря на поджатые руки, зазор получается прежним.
Учитель: зазор восстановлен, ток выровнялся. Дуга приняла нормальное состояние. И будет светить, до тех пор, пока весь стержень не сгорит.
Получилось, очень даже неплохо. Вздыхаем с облегчением, наконец-то закончилось. Приводим все в исходное состояние, девчонки возвращаются за свои столы.
Учитель: А тебе, Сергей, поручение. Подготовить чертеж, описание. Оформи всё это в виде реферата.
Этого только мне не хватало!
-Не-а, не справлюсь, отнекиваюсь.- Пусть уж этим займутся наши девочки. Маша и Зина. А я уж окажу им всяческое содействие.
Они-то перечить не будут, готовность подчинится, тем более учителю возьмет верх.
Согласились!
Ну, слава богу, будет на ком оттянуться!
*
В полной готовности снова погрузиться в свой мир отправляюсь на свое место, "на Камчатку".
Но тут снова учитель, будь он неладен!
-А вот Яблочков сделал всё гораздо проще. Стержни просто-напросто следует расположить параллельно друг другу и расстояние между ним все время будет постоянным, независимо от того, насколько они сгорят. И подводить их механически друг к другу просто не потребуется.
-Стержни, вертикально или горизонтально?- Это Виктор, решивший взять реванш хотя бы на этом этапе.
-Горизонтально.
-Тогда не выйдет. Дуга обязательно соскользнет вниз, и никакого освещения не получится.
-Хорошее замечание. Но Яблочков и это предусмотрел. Он разместил между стержнями специальную замазку, которая и не давала дуге соскользнуть вниз. Эффект обычной свечи где фитиль закатан в воск или стеарин, который и удерживает пламя на его кончике. Видите, как всё просто. А вот некоторым для этого потребовался целый механизм с катушками и пружинами.
Это уже камешек в мой огород чего вынести я не могу. Где тут моя ложка дегтя, которую следует вылить в бочку меда? Напрягаю мозги...
-Плохо. Сгорающая обмазка даст такой смог, что в одной комнате с этой свечой находиться будет просто невозможно.
-Резонно,- это учитель.- Но применялись они для уличного освещения. Там и сильная светимость к месту, и нагар не играет существенной роли.
-Все равно плохо, в комнате, за рабочим столом её не применишь.
-Ну, а ты-то сам, что можешь предложить?
Снова запускаю свой механизм интуиции, и в голову, откуда-то из глубин организма, выводится мысль.
-Надо просто стержни без всякой обмазки установить под некоторым, очень небольшим углом друг к другу. Чтобы сверху они чуть ближе друг к другу подходили, а внизу- чуть дальше.
-И что?
-Сопротивление. Ток всегда будет проходить по пути наименьшего сопротивления а это там, где зазор меньше, то есть, сверху. Независимо от длины стержней. Соответственно, и дуга не будет спадать вниз. И никакой копоти от замазки, поскольку её просто нет.
-Красивое решение, - это учитель.- Если только оно действительно сработает. В чем я лично сильно сомневаюсь.
И зачем он только это проговорил! Без ответа я это оставить уже не могу.
*
Через неделю все было готово.
Два графитовые стержня, извлеченные из батареек, закреплены под углом на обрезке доски. К ним- два провода через плавкий предохранитель и выключатель, заканчивающиеся эл.вилкой для втыкания в розетку.
Единственное, с чем я не справился, так это понижающий трансформатор, хотя была мысль намотать и его. Я так бы и сделал, но комплектации не хватило. Пришлось позаимствовать из физ.лаборатории.
Притаскиваю всё это на урок, выгружаю на стол.
Учитель, конечно, ошеломлён, но возражать не стал. Класс, поголовно -квадратные глаза.
Вожусь с ней, готово. Осталось лишь перебросить тумблер.
-Ну, и?- Учитель.- Как её запускать?
Тоже проблема. Просто подать на стержни ток- дуги не получится.
Кладу на стержни сверху отрезок тонкой нихромовой проволочки.
-Отойдите подальше!
Щелкаю тумблером. Короткая вспышка, проволочка мгновенно сгорает, а между стержнями образуется устойчивая дуга.
Открываю окно, для вентиляции. Класс во главе с учителем вкруг стола, наблюдают. Дуга всё время на вершинке, вниз не спадает.
Минут 15 наблюдаем, дуга ведёт себя безукоризненно, несмотря на то, что стержни заметно укорачиваются. Потом еще стихийное бурное обсуждение в режиме "Мозгового штурма". Эта технология тогда до школ ещё не дошла, но тут он самопроизвольно реализовался стопроцентно.
Урок по теме, конечно, сорван ребят невозможно было переключить на что-либо иное. Но пятерку за четверть учитель мне поставил.
А вот запах всё-таки был. От сгорающих стержней.
СНОСКИ
1.ЯБЛОЧКОВ Павел Николаевич (1847-94), российский электротехник. Изобрел (патент 1876) дуговую лампу без регулятора - электрическую свечу ("свеча Яблочкова"), чем положил начало первой практически применимой системе электрического освещения. Работал над созданием электрических машин и химических источников тока.
2.Катушка индуктивности
3.КУСТО (Cousteau) Жак Ив (1910 - 1997), французский океанограф, зачинатель подводных исследований и киносъемок, изобретатель акваланга, автор популярных книг и фильмов.
4.Одна из первых и довольно удачная книга по мозговому штурму. Ещё ГДРэровская.
