Немного истории

УАТТ (Watt), Джеймс

19 января 1736 г. - 19 августа 1819 г.

Джеймс Уатт (Ватт) - шотландский изобретатель, создатель универсального парового двигателя. Родился в Гриноке. С 1756 г. работал механиком в университете в Глазго; после 1765 г. занимался усовершенствованием своей паровой машины. Член Эдинбургского королевского общества (1784), Лондонского королевского общества (1785), Парижской АН (1814). 

Исследовал свойства водяного пара, в частности зависимость температуры насыщенного пара от давления. Детальное изучение паровой машины Ньюкомена привело его к введению в неё многих усовершенствований. Уатт изобрёл конденсатор - третий основной элемент тепловой машины (1765), центробежный регулятор ввода пара, золотник, паровую рубашку вокруг цилиндра, цилиндр двойного действия, механизм передачи движения от поршня к балансиру (параллелограмм Уатта), выдвинул идею применения расширения пара в цилиндре (1782). 

В 1769 г. Уатт получил английский патент на «способы уменьшения потребления пара и вследствие этого - топлива в огневых машинах». В 1774 г. построил первую свою паровую машину простого действия, которая оказалась более чем в 2 раза эффективнее лучших машин Ньюкомена. В 1782 г. получил английский патент на универсальный паровой двигатель двойного действия с непрерывным вращением (паровая машина Уатта), экономичный и эффективный, получивший широкое распространение и сыгравший большую роль в переходе к машинному производству. 

Ввёл первую единицу мощности - лошадиную силу (позднее его именем была названа другая единица мощности - ватт). Сконструировал также ряд приборов: ртутный открытый манометр, ртутный вакуумметр в конденсаторе, водомерное стекло в котлах, индикатор давления. Изобрел копировальные чернила (1780), установил состав воды (1781).

Источники:
1. Храмов Ю.А. Физики. Биографический справочник. М.: Наука, 1983. 400 с.
2. Большая советская энциклопедия. В 30 тт.

18 февраля 1745 г. - 5 марта 1827 г.

Итальянский физик и физиолог Алессандро Вольта родился в городке Комо близ Милана. Учился в школе ордена иезуитов в Комо, где обнаружил способности к риторике и проявил интерес к естественным наукам. В 1774-1779 гг. преподавал физику в гимназии в Комо, в 1779 г. стал профессором университета в Павии. С 1815 г. - директор философского факультета в Падуе. Работы Вольта посвящены электричеству, химии и физиологии. Вольта изобрёл ряд электрических приборов (электрофор, электрометр, конденсатор, электроскоп и др.). В 1776 г. Вольта обнаружил и исследовал горючий газ (метан).

В 1792-1794 гг., заинтересовавшись "животным электричеством", открытым Л. Гальвани, Вольта провёл ряд опытов и показал, что наблюдаемые явления связаны с наличием замкнутой цепи, состоящей из двух разнородных металлов и жидкости. Вольта считал причины «гальванизма» физическими, а физиологические действия - одними из проявлений этого физического процесса. Проведя опыты с разными парами электродов, Вольта установил, что физиологическое раздражение нервов тем сильнее, чем дальше отстоят друг от друга два металла в следующем ряду: цинк, оловянная фольга, олово, свинец, железо, латунь и т.д. до серебра, ртути, графита. Этот знаменитый ряд напряжений (активностей) Вольта и составлял ядро эффекта; мышца лягушки была лишь пассивным, хотя и очень чувствительным электрометром, а активными звеньями являлись металлы, от контакта которых и происходила их взаимная электризация.

Проводя многочисленные сравнительно-физиологические опыты, Вольта наблюдал у животных большую электрическую возбудимость нервов по сравнению с мышцами, а также гладкой мускулатуры кишечника и желудка по сравнению со скелетной. Он обнаружил (1792-1795) электрическую раздражимость органов зрения и вкуса у человека. Эти работы имели большое значение в истории методов физиологического эксперимента.

В 1800 г. Вольта изобрёл так называемый Вольтов столб - первый источник постоянного тока, состоявший из 20 пар кружочков из двух различных металлов, разделённых смоченными солёной водой или раствором щёлочи прослойками ткани или бумаги. Изобретение вольтова столба доставило Вольта всемирную славу и оказало огромное влияние не только на развитие науки об электричестве, но и на всю историю человеческой цивилизации. Вольтов столб возвестил о наступлении новой эпохи - эпохи электричества.

Вольта был избран членом Парижской и других академий, Наполеон сделал его графом и сенатором Итальянского королевства. Именем Вольта названа единица электрического напряжения - вольт.

Шарль Огюстен Кулон (1736 - 1806)

Французский физик и инженер. Родился 14 июля 1736 в Ангулеме в семье чиновника. Окончил военно-инженерную школу в Мезьере, затем в течение 9 лет работал на острове Мартиника в инженерных войсках, где руководил строительством крупного форта.

По возвращении (1772) во Францию занимался научными исследованиями. Ему принадлежат работы по технической механике (статика сооружений, теория ветряных мельниц и т. д.). Исследовал кручение волос, шёлковых (1777) и металлических (1784) нитей и сформулировал законы кручения; изобрёл крутильные весы, которые в дальнейшем применил для измерения электрических и магнитных сил взаимодействия.

В 1781 описал опыты по трению скольжения и качения и сформулировал законы сухого трения.

В 1785 89 опубликовал семь мемуаров, где дан закон взаимодействия электрических зарядов и магнитных полюсов (Кулона закон), показано, что электрические заряды всегда располагаются на поверхности проводника, введены понятия магнитного момента и поляризации зарядов и т. д. Экспериментальные работы Кулона имели важное значение для создания теории электромагнитных явлений.

Революционные события 1789 заставили Кулона прервать исследования и покинуть Париж. После возвращения в столицу и избрания членом Парижской АН (1781), которая заменила Королевскую Академию, он почти перестал заниматься наукой и посвятил себя совершенствованию системы образования во Франции.

Умер Кулон в Париже 28 августа 1806.

Именем Кулона названа единица количества электричества (кулон).

Андре Мари Ампер (1775 - 1836)

Андре Мари Ампер родился 22 января 1775 года в семье торговца лионскими шелками Жан Жака Ампера. Он никогда не ходил в школу, но чтению и арифметике выучился очень быстро. Уже в 14 лет он прочитал все двадцать восемь томов французской "Энциклопедии".

В возрасте тринадцати лет, он представил в Лионскую академию свои первые работы по математике.

В 1793 году в Лионе вспыхнул мятеж, который вскоре был подавлен. За сочувствие мятежникам был обезглавлен Жан Жак Ампер. По приговору суда почти все имущество было конфисковано. Ампер решил переселиться в Лион и давать частные уроки математики.

В 1820 году физик Эрстед обнаружил, что вблизи проводника с током отклоняется магнитная стрелка. Так было открыто свойство электрического тока создавать магнитное поле. Ампер подробно исследовал это явление. Он установил, что два параллельных провода, по которым течет ток в одинаковом направлении, притягиваются друг к другу, а если направления токов противоположны отталкиваются. Исследуя это, Ампер вывел закон взаимодействия токов в виде строгой математической формулы, который носит теперь его имя.

В 1826 году выходит из печати "Теория электродинамических явлений, выведенная исключительно из опыта".

Ампер ввел такие слова, как "электростатика", "электродинамика", "соленоид". Высказал мысль о том, что, вероятно, возникнет новая наука об общих закономерностях процессов управления. Он предложил именовать ее "кибернетикой".

Его именем названа единица силы тока (ампер).

Георг Симон Ом (1787 - 1854)

Немецкий физик. Родился в Германии в довольно бедной семье. Поэтому, начав в 1805 г. обучение в Эрлангенском университете, он не смог его закончить. Работал учителем в Готштадте (Швейцария).

В 1811 г. подготовил и защитил в Эрлангене докторскую диссертацию. В течение 20 лет Ом преподавал в гимназиях Бамберга, Кёльна, Берлина. Научными исследованиями ему удавалось заниматься лишь в свободное от преподавания время. В 1833 г. он стал директором Политехнической школы в Нюрнберге, а в 1849 г. профессором Мюнхенского университета.

В 1826 г. Ом открыл свой основной закон электрической цепи. Закон Ома устанавливает, что сила постоянного электрического тока I в проводнике прямо пропорциональна разности потенциалов (напряжению) U между двумя его сечениями: RI = U. Коэффициент пропорциональности R называют сопротивлением проводника. Этот закон не сразу нашел признание в науке, а лишь после того, как Э. X. Ленц, Б. С. Якоби, К. Гаусс, Г. Кирхгоф и другие ученые положили его в основу своих исследований. Последние годы своей жизни Ом посвятил исследованиям в области акустики. В 1843 г. он показал, что простейшее слуховое ощущение вызывается гармоническими колебаниями, на которые ухо разлагает сложные звуки. Акустический закон Ома был положен затем немецким ученым Г. Гельмгольцем в основу резонансной теории слуха.

Ом вел также исследования и в области оптики и кристаллооптики.

В 1842 г. он был избран членом Лондонского королевского общества.

В 1881 г. на Международном конгрессе электриков именем Ома была названа единица электрического

сопротивления (Ом).

Гастон Плантэ (1834 - 1889)

Французский ученый, разработал свинцово кислотную перезаряжаемую батарею (аккумулятор). Примерно в 1859 1860 годах в лаборатории Александра Беккереля второго представителя славной династии французских физиков работал в качестве ассистента некто по имени Гастон Плантэ. Молодой человек решил заняться совершенствованием вторичных элементов, чтобы сделать их надёжными источниками тока. Сначала он заменил платиновые электроды газового элемента Грове свинцовыми. А после многочисленных опытов и поисков вообще перешел к двум одинаковым свинцовым листам. Он их проложил суконкой и намотал всё это на деревянную палочку, чтобы вошло в круглую стеклянную банку с электролитом. Затем подключил обе пластины к батарее. Через некоторое время вторичный элемент зарядился, и сам оказался способен давать ощутимый ток постоянной силы. При этом если его не разряжали сразу, заряд электричества сохранялся в нем длительное время.

Собственно, это и было рождением аккумулятора накопителя электрической энергии. Первые аккумуляторы Гастона Плантэ имели очень незначительную электрическую ёмкость они запасали совсем немного электричества. Но изобретатель заметил, что если заряженный первоначально прибор разрядить, а затем пропустить через него ток в обратном направлении и повторить этот процесс не один раз, то емкость аккумулятора увеличится. При этом возрастал слой окисла на электродах. Этот процесс получил название формовки пластин и занимал сначала около трёх месяцев.

В усовершенствованном виде аккумулятор Плантэ используется в современных автомобилях.

Генрих Рудольф Герц (1857 - 1894)

Немецкий физик, один из основоположников электродинамики. Генрих Герц родился 22 февраля 1857 в Гамбурге.в семье юриста, позже ставшего сенатором города Гамбурга. Мальчик родился слабеньким, так что были даже опасения за его жизнь. Учился в Высшей технической школе в Дрездене, в Мюнхенском, а затем в Берлинском университете, по окончании которого в 1880 защитил докторскую диссертацию и стал ассистентом Г.Гельмгольца В 1887 он предложил удачную конструкцию генератора электромагнитных колебаний (вибратор Герца) и метод их обнаружения (резонатор Герца). Наблюдая отражение, преломление, интерференцию, дифракцию и поляризацию электромагнитных волн, показал их тождественность излучению, предсказанному Максвеллом.

Опыты Герца сыграли существенную роль в становлении современной электродинамики.

Герц подтвердил выводы максвелловской теории о том, что скорость распространения электромагнитных волн в воздухе равна скорости света, установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн. Герц изучал также распространение магнитных волн в проводнике и указал способ измерения скорости их распространения. В развитие теории Максвелла Герц придал уравнениям электродинамики симметричную форму, которая показывает взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями. Работы Герца по электродинамике сыграли огромную роль в развитии науки и техники. Его труды обусловили возникновение беспроволочного телеграфа, радио и телевидения.

Умер Герц в Бонне 1 января 1894. Именем Герца названа единица частоты колебаний (герц).

Михаил Осипович Доливо-Добровольский (1862 - 1919)

Известный русский инженер электротехник, создатель техники трёхфазного тока. Учился в Рижском политехническом институте и был исключен из него за политическую деятельность, без права поступления в любое высшее учебное заведение в России. Поэтому он поехал учиться в Германию, где блестяще закончил Высшее техническое училище.

Электротехника того времени использовала постоянный ток. Доливо-Добровольскому и Николе Тесла принадлежит честь создания генераторов переменного тока, которые совершили революцию в электротехнике.

В 1888 Доливо-Добровольский построил первый трёхфазный генератор переменного тока с вращающимся магнитным полем мощностью 2,2 квт, предложил асинхронный двигатель трёхфазного переменного тока с ротором из литого железа с насаженным полым медным цилиндром. В этот же период разработал все элементы трёхфазного тока: трансформаторы трёхфазного тока (1890), пусковые реостаты, измерительные приборы (например, фазометр, 1894), схемы включения генераторов и двигателей звездой и треугольником и др.

В 1889 году Доливо-Добровольский построил трехфазный двигатель и электрическую систему, по которой передавался трехфазный ток напряжением 8500 В, мощностью 220 кВт на расстояние 175 км. Он построил её всего за один год и успешно продемонстрировал в 1891 на Всемирной электротехнической выставке во Франкфурте на Майне.

Он первым обнаружил, что самый экономичный способ передачи энергии на расстояние сверхвысокие напряжения в миллионы вольт и постоянный ток.

Вынужденный эмигрировать из России, Доливо-Добровольский почти всю жизнь провел в Германии, но не отказался от русского подданства.

Умер Михаил Осипович Доливо-Добровольский в 1919 году.

Яблочков Павел Николаевич (1847-1894)

Русский электротехник, изобретатель и предприниматель. Родился в обедневшей помещичьей семье. Образование получил в Саратовской гимназии и Николаевском инженерном училище в Петербурге. Окончив его в 1866 г. по 1-му разряду и получив чин инженера подпоручика. Служил в Киеве в саперном батальоне. Выйдя в отставку, уехал в Москву, где был назначен начальником службы телеграфа Моск.Курской ж.д.

В 1873 открыл мастерскую физических приборов: изобрел сигнальный термометр для регулирования температуры в ж. д. вагонах; устроил первую в мире установку для освещения ж. д. пути электрическим прожектором, укрепленным на паровозе.

К 1875 относится одно из главных изобретений Я. электрическая свеча первая модель дуговой лампы без регулятора, которая уже удовлетворяла разнообразным практическим требованиям.

По мнению академика Н.П. Петрова, "свеча Яблочкова дала электротехнике такой же сильный толчок на пути разнообразнейших практических применений электричества, какой паровая машина Уатта дала применениям пара в промышленности".

В 1875 Я. уехал в Париж, где сконструировал промышленный образец электрической лампы разработал и внедрил систему электрического освещения на однофазном переменном токе, разработал способ "дробления света посредством индукции катушек".

Система освещения Я. ("русский свет"), продемонстрированная на Всемирной выставке в Париже в 1878, пользовалась исключительным успехом.

Во Франции, Великобритании, США были основаны компании по её коммерческой эксплуатации.

Рудольф Дизель (1858-1913)

Немецкий инженер изобретатель. Рудольф Дизель родился 18 марта 1858 года в Париже в немецкой семье эмигрировавшей во Францию. В 1870 г. из за начавшейся Франко прусской войны всю семью выслали в Англию. Для получения образования Рудольфа родители отправили в Германию, сначала в Аугсбург, а затем в Мюнхен в Высшую техническую школу, которую он окончил с отличием, став инженером по холодильным установкам. Наблюдения за состоянием газов при их резком сжатии и расширении привели Дизеля к идее безыскрового воспламенения газовой смеси в цилиндре двигателя. От первых опытов с газами исследователь перешел к экспериментам с горючими жидкостями, используя в качестве воспламенителя высокую температуру сжимаемого воздуха. В 1890 г. Дизель представил расчеты и теоретическое обоснование своей идеи и в 1892 г. получил патент на двигатель внутреннего сгорания, который впоследствии стали называть его именем.

В 1897 г. Дизель сумел продемонстрировать работу действующего двигателя своей конструкции мощностью 25 л.с. К Рудольфу Дизелю пришел коммерческий успех, но через некоторое время лицензионные отчисления (роялти) прекратились из за конструкторских просчетов, устраненных уже другими изобретателями.

Рудольф Дизель погиб, видимо, во время крушения почтового парохода "Дрезден" в проливе Ла Манш (по другой версии, покончил жизнь самоубийством из за финансовых неудач).

В 1897 г. патент на постройку нового двигателя был приобретен механическим заводом "Л. Нобель" в Петербурге, ставший потом "Русским Дизелем", а в 1898 г. этот завод приступил к постройке дизелей.

Уже в январе 1899 г. первый одноцилиндровый двигатель мощностью 20 л.с. при 200 об/мин работал на сырой нефти с расходом 220 г/л.c./ч

Лодыгин Александр Николаевич (1847-1923)

Русский электротехник, создатель лампы накаливания. Родился в с. Стенылино, ныне Петровского района Тамбовской области, в семье дворянина. В 1867 окончил Московское военное училище и вскоре вышел в отставку. Работал на Тульском оружейном заводе молотобойцем и слесарем, затем переехал в Петербург. К изучению электричества и его применения Лодыгин пришел после первых своих работ по проектированию летательных аппаратов тяжелее воздуха (т.н. "электролет Лодыгина"). В конце 1860-х разработал геликоптер с приводом винтов от бортового электродвигателя (вертолет). Работы по электрооборудованию летательного аппарата привели Лодыгина к изобретению угольной лампы накаливания (1872).

В лампе Лодыгина телом накала служил тонкий стерженёк из ретортного угля, помещенный под стеклянным колпаком.. В 1874 за изобретение лампы Петербургская АН присудила ему Ломоносовскую премию. В том же году в России было организовано "Товарищество электрического освещения А. Н. Лодыгин и К°".

В 90 х гг. 19 в. Лодыгин изобрёл несколько типов ламп накаливания с металлическими нитями; ему принадлежит приоритет в применении вольфрама для тела накала. Лодыгин конструировал приборы электрического отопления, электрической печи для плавки металлов и руд, закалочные печи, респираторы с электролитическим получением кислорода для дыхания и т. п. В 1899 Петербургский электротехнический институт присвоил ему звание почётного инженера электрика.

С начала 1880 х гг. до 1905 и после 1916 работал за границей.

Умер в США.

Никола Тесла (1856-1943)

Изобретатель в области электро и радиотехники. Родился 10 июля 1856 в Смиляне (Хорватия) был четвёртым ребёнком в семье сербского православного священника. Окончил Политехнический институт в Граце (1878) и Пражский университет (1880). Работал инженером в Будапеште и Париже. В 1884 приехал в Нью Йорк, организовал лабораторию и вскоре изобрел генератор двухфазного переменного тока.

Тесла разработал несколько конструкций многофазных генераторов, электродвигателей и трансформаторов, а также системы передачи и распределения многофазных токов.

С 1884 в США. В 1888 разработал первую практическую систему производства и передачи электроэнергии переменного тока и продемонстрировал бесколлекторный двигатель переменного тока мощностью в половину лошадиной силы. Права на это изобретение были куплены американским изобретателем Джорджем Вестингхаузом (George Westinghouse) за 1 млн. долларов плюс авторские отчисления.

Из за увеличения индекса потребительских цен с 1888 Тесла получил более половины млрд. долларов за свои изобретения. Вестингхауз продемонстрировал систему на Всемирной Колумбийской выставке в Чикаго (1893). В 1895 тесловские двигатели переменного тока были использованы при постройке электростанции на Ниагарском водопаде. Разработал многофазные электрические машины и схемы распределения многофазных токов. Пионер высокочастотной техники (генераторы, трансформатор и др.). Свыше 700 патентов. Исследовал возможность передачи сигналов и энергии без проводов. Именем Теслы названа единица измерения плотности магнитного потока (магнитной индукции). Среди наград ученого медали Э. Крессиана, Дж. Скотта, Т. Эдисона.
Умер Тесла в Нью-Йорке 7 января 1943.