1860 г. — 1880 г. Поле Максвелла, элемент Лекланше, «динамо» Грамма, телефон Белла, фонограф Эдисона, лампы Свана и Эдисона

1860 г. «якорь Пачинотти», частотный телеграф Лабарда

В 1860 году 19-летний студент Пизанского университета Антонио Пачинотти (1841-
1912) построил электрическую машину, у которой конструкция якоря была такой, что при
вращении электрические полюса машины были в пространстве неподвижны. Такое
интересное решение юного итальянского таланта позволяло изготовить машину
постоянного тока – «динамо» — которую на основании своего патента 1869 года и
представил бельгиец Грамм. Идея итальянца осталась в истории техники как «якорь
Пачинотти» или «якорь Пачинотти-Грамма».

В 1860 году французский учитель Лабард доложил в Парижской Академии наук о
своем изобретении, состоявшем в передаче по телеграфному проводу нескольких
сигналов одновременно. Лабард пытался использовать явление механического резонанса,
создавая пары передающий электромагнит – приемный электромагнит. Сигналы
формировались металлическими резонансными пластинками с контактами, замыкавшими
ртуть в чашках. Идея Лабарда по созданию частотного телеграфа осуществлена не была.

1862 г. Эдисон, исследовании разряда конднсатора Феддерсена

В 1862 году 16-летний Томас Альва Эдисон (1847—1931) начинает обучаться
телеграфии на станции Маунт-Клеменс. Вскоре он досконально изучил эту профессию и 6
лет работал телеграфистом в самых разных местах. [49]. В Америке с 1861 года идет
Гражданская война и стране не до новации, в 1865 году война закончится, а через 18 лет
имя Томаса Альвы Эдисона будет знать вся Америка, и вскоре и весь мир (см. 1880 год.).

В 1862 году немецкий физик доктор философии Беренд Феддерсен (1832—1918)
завершил свои исследования по изучению разряда лейденской банки. Феддерсен
неоспоримо доказал колебательный характер разряда и пропорциональность периода
колебаний корню квадратному из емкости лейденской банки – т.е. экспериментально
подтвердил формулу Томсона (см 1853 год). Феддерсен применял разряд банки через
проводник, имевший малый искровой промежуток, при этом вел фотографирование искры
с помощью вращающего зеркала. Этот замечательный метод дал Беренду Феддерсену
возможность первому документировано изучить явление колебательного разряда, которое
до него наблюдали Генри в 1842 году и Савари в 1827 году.

1864 г. электромагнитное поле «по Максвеллу»

В 1864 году профессор Лондонского Королевского колледжа Джеймс Максвелл (1831-
1879) в статье «Динамическая теория электромагнитного поля» дал общее определение
электромагнитного поля. В 1865 году он постулировал существование электромагнитных
волн. До главного труда Джеймса Максвелла оставалось 9 лет.

1865 г. Телеграфный союз, «элемент Лекланше» — батарейка

В 1865 году, 17 мая, в Париже, после двух с половиной месяцев переговоров, было
подписано 1-е международное Телеграфное Соглашение и создан Международный
телеграфный союз. В память об этом в 2006 году ООН провозгласила 17 мая Всемирным
днем электросвязи и информационного общества.

В 1865 году французский химик Лекланше предложил, а в 1868 году изготовил удачную
конструкцию гальванического элемента, который получил наименование «элемент
Лекланше». В 1877 году стали появляться первые «сухие элементы Лекланше», старая
форма в виде параллелепипеда была вытеснена цилиндрической формой, менялся
наполнитель элемента, но в главном применении двуокиси марганца и цинка идея
Лекланше сохранялась. «Сухой элемент Лекланше» с годами утратил фамилию
изобретателя и называется просто – «батарейка» — эта та самая батарейка цилиндрической
формы на 1.5 вольта, которую мы применяем везде – в это году ей исполняется 150 лет!

«ЛЕКЛАНШЕ ЭЛЕМЕНТ, гальванич. элемент, в к-ром положительный электрод
изготавливается из двуокиси марганца с добавкой графита и сажи, отрицательный —
из цинка. Л. э. был предложен в 1865 франц. химиком Ж. Лекланше (G. Leclanche) и
первоначально состоял из цинкового стаканчика, заполненного водным раствором
хлористого аммония или др. хлористых солей (электролит), с помещённым в него
конструкциях «сухих» Л. э. электролит стали загущать крахмалистыми веществами.
Начальное напряжение такого Л. э. — 1,4-1,6 в, конечное — 0,7-0,9 в, удельная энергия
(w) 30-50 вт-ч/кг. В 30-40-х гг. 20 в. были разработаны Л. э. галетной конструкции с w
40-60 вт-ч/кг. В 60-х гг. появились Л. э. со щелочным электролитом — раствором
едкого кали (1,4-1,6 в; 0,9-1,0 в; w 60-90 вт-ч/кг), которые стали постепенно
вытеснять Л. э. с солевым электролитом. Л. э. — наиболее дешёвые и удобные
химические источники тока: они хорошо сохраняются, транспортабельны, не
требуют специального ухода, всегда готовы к действию. Широко применяются для
питания переносной радиоаппаратуры, карманных фонарей, электрочасов,
электроигрушек и т. п.»

1866 г. машина Вильде с электромагнитом

В 1866 году инженер из Манчестера Вильде представил электрическую машину
постоянного тока, которая имела большое отличие от всех предшественников – она имела
в качестве устройства возбуждения электромагнит, который в свою очередь
возбуждался небольшим магнитом. Т.е. Вильде совместил две машины – малую и
основную – большую. Замена магнита на электромагнит вошла во все конструкции
последующих динамо-машин. Конструкция Вильде, возможно, натолкнула Сименса на
полный отказ от магнитов – и это он изложил в своем сообщении на следующий год.

1867 г. теория «динамо» Сименса, сообщение о «динамо» Уитстона

В 1867 году, 17 января, в Берлинской академии Эрнст Вернер фон Сименс впервые
изложил теорию динамо-машины. Его идея состояла в использовании тока самоиндукции
внутри машины для ее возбуждения и тем самым полном отказе от магнитов. Тонкости
автор объяснять не будет, что бы не пугать читателя – но идея была великолепна. Сименс
отрицал влияние на его гениальную догадку машины Вильде, а опирался на обратимость
генератор-двигатель, которая уже была известна.

Всего 14 дней спустя 31 января 1867 года сходные идеи высказал англичанин
Уитстон, но он опоздал, впрочем, вскоре опоздал и Сименс – первое настоящее
«динамо» построил бельгиец Грамм.

1870 г. «световод» Тиндаля
В 1870 году британский физик Джон Тиндаль первым объяснил и продемонстрировал
принцип направления света через прозрачный проводник – тем самым он выступил
предтечей волоконно-оптических линий связи, широко используемых в 21 веке.

1871 г. Морзе, Бэббидж, машина Грамма

Летом 1871 года в Нью-Йорке в Центральном парке ветерану Сэмюэлу Морзе при
жизни был установлен памятник. Морзе чествовали в Музыкальной Академии – были
представители всех штатов, делегаты из Англии и других стран Европы. Когда Морзе
вышел на сцену – все встали и долго рукоплескали великому американцу. Умер Сэмюэл
Морзе в возрасте 81 год 22 апреля 1872 года в Нью-Йорке.

Осенью 1871 года, 19 октября, в Лондоне умер Чарльз Бэббидж – английский
математик, специалист по почтовой связи, изобретатель первого механического
вычислителя. В 1812 году – Чарльзу был 21 год – он стал реализовывать идею
строительства механического вычислителя для математических таблиц. В 30 лет он
получил правительственные субсидии для строительства 20-разрядной машины. В
середине 40-х годов Бэббидж стал развивать план строительства аналитической машины –
предшественника современного компьютера. Его машина включала все необходимые
элементы ЭВМ, которые появились в 50-х годах 20-го века – ввод данных с перфокарт и
исполнение инструкций по перфокартам, ячейки памяти, последовательный контроль
операций. Машина Бэббиджа не была построена – идея не была подтверждена
технологией. Математик Чарльз Бэббидж опередил в своих поисках насущные
потребности телефонной связи, радио и телевидения на 70-80 лет – все современные
телекоммуникационные системы работают на основе вычислительной техники. Другие
направления работы Бэббиджа оказались более продуктивны – он изобрел один из типов
спидометра и принял деятельное участие в создании новой системы почтовой связи в
Англии.

В 1871 году в Париже бельгиец Зеноб Грамм опередил немецкого предпринимателя
Сименса и 1-м представил практический генератор постоянного тока, — « динамо». Грамм
работал в компании Альянс столяром, познакомился с производством «машин Альянс» и
оказался очень талантливым изобретателем. Приоритет в реальном создании кольцевого
якоря возможно имеет итальянец Пачинотти (см. 1860 год), но бельгиец запатентовал
свою независимо созданную конструкцию и стал производить свои машины.

«ГРАММ (Gramme) Зеноб Теофиль (4.4. 1826, Жеэ-Боденье, Бельгия, — 20.1. 1901,
Буа-Коломб, Франция), бельгийский электротехник. Работал во Франции. В 1869
запатентовал схему кольцевого якоря, обеспечивающего получение
электродвижущей силы и тока постоянного направления. В 1870 организовал
«Общество производства магнито-электрич. машин Грамма», выпускавшее
электрич. машины различных типов с кольцевым якорем. В 1871 представил
Академии наук в Париже первую динамомашину.».

1872 г. открытие Фонтена — Грамма – передача энергии на расстояние

Открытию электрической обратимости «динамо» и 1-й передаче энергии паровой
машины на большое расстояние, которое выполнили Грамм и Фонтен, помог невероятный
случай. Дело было на Венской выставке 1872 года. Из двух машин Грамма одна работала
от паровой машины, а другая ждала своей очереди на включение. Рабочий хотел подать
ток с работающей машины на гирлянду осветительных ламп, но перепутал провода, и
подключил выход одного «динамо» к входу другого «динамо» — и второе динамо пришло
в движение! Это увидел работавший у Грамма техник Фонтен, он немедленно повторил
опыт – ситуация повторилась. Экспериментаторы увеличили длину проводов от одного
«динамо» до другого до 1000 метров и подключили ко второму «динамо» центробежный
насос. Паровая машина вращала первую машину, ток от нее шел по проводам длиной в
1000 метров и поступал на вторую машину – она работала как мотор (!!!) и вращала
центробежный насос. Бельгийцы Фонтен и Грамм с помощью австрийского
невнимательного электрика совершили промышленный переворот – установили
обратимость «динамо» как генератора и мотора научились передавать энергию с паровой
машины по проводам на большое расстояние.

1873 г. «Трактат об электричестве и магнетизме» Максвелла

В 1873 году профессор Джеймс Максвелл в Оксфорде в издательстве Кларендон Пресс
опубликовал свой фундаментальный труд « Трактат об электричестве и магнетизме»,
который служит по сей день основой всей электродинамики и теории поля.

«Когда в 1873 году появился «Трактат об электричестве и магнетизме», студенты
сначала образовали давку в книжной лавке, а потом — увы! — их ожидало
разочарование. Книга Максвелла оказалась еще более сложной, чем его лекции. В
ней было более тысячи страниц, из которых лишь десяток (!) непосредственно
относился к его системе уравнений. Однако сами уравнения разбросаны по всей
книге, и их довольно много — двенадцать! Последующее изучение Герцем и
Хевисайдом уравнений Максвелла показало, что некоторые из них могут быть
выведены друг из друга, некоторые — вообще лишние и не отражают
фундаментальных законов природы. Кроме того, изложение и обозначения
Максвелла оставляли большой простор для пожеланий их улучшения. Как пишут
исследователи, «сумбурность изложения. приходится признать типичной чертой его
литературного творчества». И еще: «Трактат Максвелла загроможден следами его
блестящих линий нападения, его укрепленных лагерей, его битв».

Труд изданный профессором Джеймсом Максвеллом в 1873 году не содержал в
цельном и привычном виде « уравнений Максвелла», которыми так любят преподаватели
мучить студентов радиотехнических специальностей. Экзаменационный вопрос
« Напишите уравнения Максвелла! » не имеет точного ответа. Студент должен смело
ответить « А что это? » и будет удален из аудитории. Скажем же спасибо за дешифровку и
редактуру гениального трактата Максвелла его гениальным ученикам, в первую
очередь английскому гению Хевисайду и немецкому гению Герцу и еще многим-многим
физикам, которые привели все в порядок, убрали лишнее, удалили из труда Максвелла
«эфир» (не придется ли его возвращать?), удалили механические представления о вихрях
поля (в труде Максвелла вихри нарисованы как шестеренки) и в таком виде эти уравнения
студенты должны выучить, чтобы удовлетворить желание строгого преподавателя
поставить вам на экзамене оценку выше «троечки».

1873 г. лампы Лодыгина

В 1873 году русский изобретатель Александр Лодыгин в Петербурге первым в мире
применил лампы накаливания для уличного освещения. Но опыт оказался неудачным –
лампы не имели надежной нити накаливания, были сложны в откачке, массивны и
ненадежны – быстро перегорали. Первый блин ламп накаливания «вышел комом».
«Одними лабораторными демонстрациями А.Н.Лодыгин не ограничивался. Он
применял свои лампы и для уличного и для внутреннего освещения. Так, в том же
1873 г., по свидетельству Н.В.Попона, на Одесской улице на Песках (ныне Советские
улицы), в двух фонарях керосиновые лампы были заменены лампами Лодыгина.
Лампы имели калильные тела, состоящие из стерженьков ретортного угля 2 мм в
диаметре, помещенных в стеклянных баллонах, из которых был выкачан воздух.
Лампы питались от магнитоэлектрической машины Альянс системы Ван
Мельдерна. «Освещение своей яркостью привлекало внимание многочисленной
публики, сравнивавшей электрическое освещение с керосиновым». Это был первый
в мире опыт уличного электрического освещения несколькими электрическими
лампами.».

1874 г. выпрямители Брауна, телеграфный код Бодо

В 1874 году немецкий ученый Карл Фердинанд Браун — профессор физики в
университете Страсбурга, обнаружил, что контакты между металлом и различными
сульфидами (например, — металл-галенит) и между металлом и различными колчеданами
обладает для переменного тока выпрямляющим действием — тем самым он создал
технологические предпосылки для изготовления диодов.

В 1874 году офицер французской телеграфной службы Жан-Морис Эмиль Бодо
изобрел систему, основанную на использовании 5-позиционного двоичного кода, когда
каждая буква алфавита была представлена уникальным сочетанием из пяти элементов.
«Система Бодо» или «код Бодо» были впоследствии официально приняты телеграфными
ведомствами во многих странах мира. Имя Бодо, в сокращенном виде бод в настоящее
время используется в качестве единицы скорости передачи данных. Например, скорость
1000 бод означает передачу по линии связи 1000 символов в секунду,

1876 г. телефон Белла, ультразвук Кёнига

В 1876 году, 10 марта, изобретатель Александр Белл позвонил со своего телефонного
аппарата своему помощнику Томасу Ватсону, который находился у своего аппарата в
соседней комнате и попросил его зайти к себе. Белл сказал: « Mr. Watson. Come here. I
want to see you» — это первое распоряжение, данное по телефону – началась эра
телефонной связи. Патент на свое изобретение Александр Белл получил накануне 7 марта.

В 1876 году одновременно с Александром Беллом – в один день, но на 2 часа (!) позже,
патентное предостережение на передачу звука посредством стальной мембраны и
электромагнита по проводам подал американский физик Элиша Грей. Патентное
ведомство США закрепило приоритет на изобретение телефона в 1876 за Александром
Беллом, но оказалось издалека виднее (см. 4-й комментарий автора).
Телефон быстро захватил просторы Америки – к концу 19-го века в стране было
1.500.000 аппаратов, количество патентов выданных по этой тематике превысило 2.000.

В 1876 году немецкий физик Карл Рудольф Кениг первым открыл ультразвуковые
колебания, когда сумел настроить звуковую аппаратуру на излучение 90.000 колебаний в
секунду (т.е. 90 кГц).

1877 г. угольный микрофон Эдисона, фонограф Эдисона и его первая запись

В 1877 году 30-летний американский гений Томас Эдисон (1847—1931) изобрел
угольный передатчик для телефона (термин микрофон тогда не употреблялся), а летом

1877 года Эдисон изобрел «Talking Machine» — аппарат для записи звука – фонограф.
В декабре он сам сделал на нем первую запись, прочитав стишок «Mary had a little
lamb» — «У Мэри был маленький барашек», которая сохраняется до сих пор. В 1878 году
фонограф Эдисона был оснащен электродвигателем, 19 февраля Томас Эдисон получил на
«фонограф» американский патент.
«Независимо от Шарля Кро знаменитый Томас Алва Эдисон летом 1877 г. провел
первые опыты по записи звука и его воспроизведению. По эскизу Эдисона,
датированному 29 ноября 1877 г., механик Джон Крузи изготовил аппарат, названный
Эдисоном (так же, как и аббатом Ленуаром) – «фонограф». В декабре Эдисон
продемонстрировал его действие. Заявка на патент была подана Эдисоном 24 декабря
1877 г. дата получения патента — 19 февраля 1878 г.,». [48].

1878 г. «динамо» де Меритена, альтернатор Фонтена-Грамма, «трансформатор
Яблочкова»

В 1878 году барон Огюст де Меритен (1834—1898) получил два патента на улучшенный
по сравнению с « машиной общества Альянс» (см. 1849 г.) и машиной Грамма (см. 1871
го.) магнито-электрический генератор – « магнето»:

 10 апреля — французский патент №. 123766;

 17 сентября — британский патент №. 3658.

Генераторы Огюста де Меритена по сравнению с генераторами Грамма давали более
равномерный ток в нагрузку, т.к. обмотки у Меритена были намотаны на единый
сегментированный сердечник из железа. Качество постоянного тока, генерируемого
«динамо» Меритена, позволяло эффективно использовать эту машину с капризными
дуговыми лампами, которые применялись на морских маяках.

В 1878 году французский инженер и изобретатель Ипполит Фонтен и бельгийский
электрик и изобретатель Зеноб Теофиль Грамм изобрели альтернатор, — генерирующее
устройство, которое превращало постоянный ток в переменный ток (преобразование
DC/AC). Альтернаторы на повышенные частоты широко применялись на заре радиосвязи
как источники высокой частоты для передатчиков.

В течение почти 30 лет высоковольтная катушка Румкорфа (см. 1851 год) не находила
применения. В 1878 году русский инженер Яблочков применил эту катушку для
зажигания своей дуговой лампы, сделанной на основе каолина. На каждую свечу
Яблочкова требовалась одна катушка Румкорфа, которую хитрый самородок Яблочков
замаскировал под « трансформатор Яблочкова». Цена оригинальной катушки Румкорфа
была очень велика – на вторичную обмотку шло несколько десятков километров (!)
тончайшего провода оплетенного натуральным шелком, намотка должна была вестись
очень тщательно, чтобы избежать дальнейшего пробоя. Обмотка заливалась специальным
компаундом и ремонту не подлежала. Трансформатор Яблочкова был дешевле, но лампы
Эдисона вообще не требовали трансформаторов. Применение трансформаторов Яблочкова
для зажигания дуговых ламп Яблочкова это пальба из пушки по воробьям (извини
читатель, но такое мнение автора!). Конкурировать с лампами Эдисона и Свана (см. 1879
год) такие конструкции не могли.

1879 г. эффект Холла, лампа Эдисона, лампа Свана

В 1879 году 22-летний выпускник Бодойнского колледжа американец Эдвин Герберт
Холл (1855—1938) открыл явление, заключающееся в том, что в проводнике с током,
помещённом в магнитное поле, вектор напряжённости которого перпендикулярен
направлению тока, возникает электрическое поле в направлении, перпендикулярном
направлениям тока и магнитного поля. Этот неочевидный эффект был назван
впоследствии «эффект Холла». В 20-м веке разнообразные датчики на основе эффекта
Холла нашли широкое применение в науке, технике и приборостроении – начиная от
создания амперметров на сотни тысяч ампер до головок воспроизведения в бытовой
звуковой аппаратуре.

В 1879 году практически одновременно электрические лампы накаливания с угольной
нитью в откачанном стеклянном баллоне изобрели Эдисон в США и Джозеф Уилсон Сван
в Англии. Лампы Свана завоевали популярность в Великобритании, лампы Эдисона в
США и многих странах мира. Лампа Свана своим баллоном напоминает привычные
стандартные лампы накаливания, а лампа Эдисон – лампу «миньон», но она уже имела
удобный для установки ввинчивающийся цоколь и центральный контакт.

1880 г. 16-свечовая лампа Эдисона

К концу 1880 года Эдисон начал производство популярной лампы накаливания в 16
свечей (около 60 ватт) с током около 0,6 ампер для 100-вольтовой сети. Угольная нить 16-
свечевой лампы могла работать без перегорания в течение 1500 часов – т.е. около
полугода при 10-часовой смене. Эти лампы Эдисона реально стали применяться в
промышленности и затем в быту Америки. Так Эдисон дал Америке свет.

40-е – 80-е годы 19-го века – время торжества Телеграфа и изобретения Телефона.
Наша «История» прошла станции Телеграф и Телефон и подошла на соединительную
стрелку между станциями Телефон – Радио.

Конец 19-го века и начало 20-го века знаменовали переход человечества от опытов по
генерации и применению электрической энергии к ее промышленному и бытовому
использованию. Телеграф стал использоваться повсеместно, Телефон приобрел вполне
современные формы, Радио стремительно развивалось и шагнуло за 20 лет 20-го века в
массы. Были проведены первые опыты по развитию Телевидения. Физика совершила
грандиозный прорыв и замерла на пороге энергетического использования атомной
энергии. Геополитическое соперничество стран мира нашло свое отражение в научных
достижениях – с 1890-92 годов две страны оторвались от лидирующей четверки – это
была Америка и Германия. Далее шли Британия (метрополия) и Франция. Италия по ряду
позиций подтянулась к России. Австрия-Венгрия шла от этой пары в одном шаге.
Вплотную к вышеупомянутой семерке подошла новая держава – Канада, тогда еще
доминион Британии. Экономический рывок совершила Япония, и впервые стали
появляться сообщения о достижениях японской науки и техники. Из малых государств
наибольшее развитие в промышленности было в Бельгии, Швеции, Дании, Швейцарии.
Принцип максимального соответствия содержания этой книги объявленной автором
информационной задаче диктует в дальнейшем оставление «за бортом» сообщений об
электротранспорте, трамвае, троллейбусе, метро, электрометаллургии, применении
электрической энергии в промышленности, вопросов о строительстве электростанций и
передаче энергии на расстояние – все это будет освещено фрагментарно. Задача
«Популярной истории» – вперед к Радио и далее к Телевидению.