30 ноября исполняется 140 лет трансформатору — устройству, которое преобразует переменный ток с одним напряжением в переменный ток с другим. Именно в этот день прибор запатентовал русский изобретатель Павел Николаевич Яблочков, более известный как автор свечи Яблочкова, одной из первых электрических ламп. О жизни основоположника эры бытового электричества и созданных им аппаратах — в этом материале.
Юность изобретателя
Павел Яблочков родился в Саратовской губернии 14 сентября 1847 года. Судьба не баловала будущего изобретателя: он принадлежал к весьма знатной, но обедневшей семье, а «в наследство» ему досталась не только интеллигентность предков, но и слабое здоровье — от отца.
Сложное финансовое положение Яблочковых привело к тому, что 15-летний гимназист, который демонстрировал удивительную одарённость в точных науках, был вынужден покинуть учебное заведение, не окончив его. Родители Павла не хотели оставлять сына недоучкой, поэтому решили отдать в Николаевское инженерное училище, где готовили специалистов для русской армии.
Но даже столь талантливый молодой человек, как Павел Яблочков, не мог обладать достаточными знаниями для поступления в престижное училище, не окончив и пяти классов гимназии. На счастье, обучение в Подготовительном пансионе военного инженера и композитора Цезаря Антоновича Кюи стоило дешевле, чем в Саратовской гимназии. Здесь меньше чем за год Павел смог блестяще подготовиться ко вступительным испытаниям и, что важнее, ещё больше пристраститься к науке, интерес к которой возник у него в раннем детстве.
В этом ему помог наставник Цезарь Антонович, дружба с которым продлилась до самой смерти Яблочкова в 1894 году. Именно ему юноша показал свои первые изобретения, предназначавшиеся для сельского хозяйства. Впоследствии они вполне успешно использовались саратовскими крестьянами.
30 сентября 1863 года Павел Яблочков был зачислен в младший кондукторский класс Николаевского инженерного училища. Юноше предстояло пройти два этапа обучения: само училище и недавно объединённую с ним академию. Несмотря на то, что выпускные экзамены по окончании училища будущий изобретатель сдал на отлично, получив чин инженера-подпоручика, продолжать обучение он не стал.
Военная служба, на которую юный офицер поступил после окончания училища, не вдохновляла Яблочкова, поэтому, сославшись на слабое здоровье, он ушёл в отставку, чтобы заняться научной деятельностью. Однако вскоре Яблочков понял, что в области электричества все передовые разработки принадлежат как раз армии, и вернулся на службу. В 1868 году он перебрался в Киевскую крепость.
«Русский свет» в парижских гостиных
Однако мечтам родителей о блестящей офицерской карьере сына не суждено было сбыться: в 1872 году Павел Николаевич навсегда покидает армию. Незадолго до этого он женился. Яблочков отучился в единственной российской электротехнической школе — Техническом гальваническом заведении — и решил податься в Политехнический музей Москвы. Это был центр электротехнических разработок. Чтобы прокормить семью, Яблочков устроился работать начальником телеграфа Московско-Курской железной дороги. Именно здесь он получил возможность проявить свои изобретательские таланты.
Начальство железной дороги решило произвести впечатление на царскую семью: паровоз, на котором она ехала из Москвы в Крым, с помощью Яблочкова был оснащён прожектором с дуговой лампой с регулятором Фуко, который действовал с помощью трёх пружин и требовал непрерывного внимания. Павел Николаевич провёл рядом с лампой более 20 часов, поправляя регулятор для поддержания свечения. Изобретатель понял: источник электрического света в том виде, в котором он использовался на паровозе, существовать не может. Регулятор из системы нужно убирать, но заниматься этим в России не получалось — не было финансирования. Отправив семью в Саратовскую губернию, изобретатель начинает своё путешествие в поисках удобного для работы места: сначала он отправляется в США, потом во Францию. Городом, где впервые зажёгся «русский свет», стал Париж.
Свеча Яблочкова, ставшая главным детищем изобретателя, была проще и надёжней дуговой лампы с регулятором. Она состояла из двух стержней, разделённых изоляцией. Каждый из стержней зажимался в отдельной клемме подсвечника. На верхних концах зажигался дуговой разряд, и пламя дуги ярко светило, постепенно сжигая угли и испаряя изоляционный материал.
С 1876 по 1881 год «русские свечи» Яблочкова горели во всех европейских столицах, обещая своему создателю долгожданный финансовый успех. Однако, по словам второй жены Павла Николаевича Марии, «менее практического человека, чем Яблочков, трудно было встретить, и выбор сотрудников был неудачный… Деньги были истрачены, мысль об устройстве русского общества с капиталом извне не удалась, и дело в России заглохло».
Он создал трансформатор
Между тем в 1876 году появилось ещё одно, не менее важное изобретение Яблочкова, которое, правда, не было названо его именем. Это был трансформатор. Изобретатель использовал стальной сердечник с двумя катушками. На одну из них подавался переменный ток, который, порождая магнитный поток, бесконтактно возбуждал ток и на второй катушке. Однако на ней — другое количество витков, поэтому напряжение на катушках было разным. На практике, по словам Яблочкова, «эта схема позволяет осуществлять раздельное питание нескольких осветительных приборов с разной силой света от единого источника электричества».
«Соавторами» изобретённого трансформатора можно назвать и других учёных. В первую очередь это британец Майкл Фарадей — первооткрыватель явления электромагнитной индукции, лежащего в основе работы трансформатора. В 1831 году Фарадей обнаружил, что в замкнутом контуре при изменении магнитного потока появляется электрический ток. Он же нарисовал схему трансформатора, которая, правда, не отмечала изменение напряжения тока между катушками. А француз Генрих Румкорф создал прообраз изобретения Яблочкова: его индукционная катушка особой конструкции преобразовывала постоянный ток низкого напряжения в переменный ток высокого напряжения.
Однако именно появление трансформатора Яблочкова подтолкнуло развитие приборов переменного тока. Его изобретение в дальнейшем старательно совершенствовали другие учёные. И именно благодаря ему трансформаторы переменного тока являются сегодня важной частью самых разнообразных электрических систем.
