Опрос

Какие рубрики вам наиболее интересны?

View Results

Loading ... Loading ...

Наши партнеры

  • .

Последние комментарии

Якорь или ротор?

Опубликовал Сергей 16 января 2011 в рубрике Наука.

Электротехнический термин «якорь» намного старше слова электротехника. В эпоху великих географических открытий и развития мореплавания в мировом океане ощущалась острая потребность в магнитных компасах, основной частью которых была магнитная стрелка. Эти стрелки изготавливались из железа и намагничивались природными магнитами. Других попросту не было. Для хорошего намагничивания требовались и хорошие магниты. Для усиления действия природных магнитов их армировали железом, прикрепляя его к камню с помощью немагнитных оправ из меди, серебра и даже золота. Все это украшалось стилизованными фигурками, орнаментами или надписями. Магниты стоили дорого. В комплект магнита входил также съемный железный брусочек, который «прилепливался» к полюсам магнита. Этот брусочек имел с одной стороны кольцо, крючок или декоративную копию морского якоря для подвешивания гиревой чашки. Силу удержания этого брусочка магнитом всегда можно было измерить по весу гирь, укладываемых в чашку. Сам же брусочек с крючком и получил название «якорь магнита».

С изобретением в 1825 г. электромагнитов способ измерения их силы не изменился. Так, например, в преамбуле своего труда, вышедшего в 1838 г. в Петербурге под названием «О притяжении электромагнитов», российские академики Б.С. Якоби и Э.Х. Ленц прямо так и записали: «Сила притяжения определялась весом гирь, которые накладывались до тех пор, пока якорь не отрывался».

Электромагниты уже могли создавать мощные магнитные поля. Американский ученый Дж. Генри создал электромагнит, якорь которого был в состоянии удерживать груз весом в тонну. Но не в этом его главная заслуга как инженера. Он поставил якорь электромагнита на шарнир и заставил при притяжении ударять по колокольчику. Так появился первый электромагнитный звонок.

Приспособив контакты к подвижному якорю, американец получил никому доселе неизвестный прибор — реле, устройство для автоматической коммутации электрических цепей по сигналу извне, позволяющее передавать телеграфные сигналы на практически любые расстояния. В современных электромагнитных реле подвижная часть магнитопро- вода и до сего времени называется якорем, хотя и не имеет никакого внешнего сходства с удерживающим устройством корабля на рейде.

Изобретательская мысль Дж. Генри на этом не остановилась. Он сделал магнитопровод с катушкой и установил его горизонтально, как коромысло лабораторных аналитических весов. При качаниях устройства (якоря), контакты, укрепленные на концах коромысла, периодически касались выводов двух гальванических элементов, запитывавших катушку токами различного направления. Соответственно, коромысло, качаясь, притягивалось к двум постоянным магнитам, входившим в систему. Установка работала непрерывно, сообщая якорю 75 качаний в минуту. Так появилась одна из первых конструкций электродвигателя с возвратно- поступательным движением. Впрочем, превратить его во вращательное для того времени не составляло никакого труда.

Генри писал: «Мне удалось привести в движение небольшую машину силой, которая до сих пор не находила применения в механике, я говорю о магнитном притяжении. Я не придаю большого значения этому изобретению, ибо в теперешнем его виде оно представляет только физическую игрушку. Однако не исключена возможность, что при дальнейшем развитии принципа это сможет быть использовано для практических целей».

Машины с возвратно-поступательным движением тогда распространения не получили, хотя были предложены вполне работоспособные конструкции У. Кларком, Ч. Пейджем и др. Технологически более удобным в применении оказался электродвигатель с вращающимся якорем. Затем наступила эра трехфазного переменного тока. Никто вращающиеся узлы у двигателей переменного тока якорем не называл, и это было справедливо. Как не назвать вращающееся магнитное поле вихрем, а вращающуюся часть ротором? Но в машинах постоянного тока (и в двигателях, и в генераторах) терминология осталась прежней. Якорь вращается, а полюсной наконечник называется башмаком, слово, которое можно встретить сейчас только в сказках XVIII в. Может, стоит изменить технологию?

Не будем спешить. Сейчас получают распространение многофазные линейные электродвигатели для монорельсовых поездов. Здесь в качестве ротора используется намертво укрепленный монорельс, а в качестве статора (от латинского — стоящий неподвижно) используются обмотки, установленные на магнитопроводе стремительно мчащегося электровоза. Да и надо ли менять установившиеся понятия, рискуя внести еще большую путаницу?

В современной электротехнике якорем еще называется струя плазмы — ионизированного газа с добавками солей цезия или калия при температуре порядка 4 тыс. градусов Цельсия, проходящего между полюсами магнита МГД (магнитогидродинамический) – генератора (рис. 1).

Отдадим должное изобретателю первого электромагнита, умершему в нищете английскому механику Вильяму Стерджену (1783-1850). Стерджен демонстрировал свой подковообразный электромагнит Обществу искусств Великобритании 23 мая 1825 г. (рис. 2).

Упомянутый Б.Г. Хасаповым изобретатель самого мощного электромагнита (1828) и первого электрического звонка американский ученый и президент национальной АН (1866-1878) Джозеф Генри (1797-1878) не патентовал свои изобретения. Он считал «несовместимым с достоинством науки ограничивать выгоды, которые могут быть получены от нее, исключительным пользованием одного человека, кем бы он ни был». Электрический звонок был вариантом электрического телеграфа, действовавшего на территории Принстонского колледжа в 40-е гг. XIX в. Но здесь американца опередил наш Шиллинг Павел Львович, демонстрировавший в Петербурге свой электромагнитный телеграфный аппарат 21 октября 1832 г. Сегодня телеграфный аппарат Шиллинга Вы можете видеть в Политехническом музее в Москве.

Ученая скромность Джозефа Генри, открывшего в 1830 г. электромагнитную индукцию, но не торопившегося с публикацией результатов, привела к потере приоритета. Британский физик Майкл Фарадей — отдадим ему должное за многие успехи в электротехнике — опубликовал в 1831 г. отчет о своем открытии индукции. Признание к Генри пришло после его смерти: в 1893 г Международный электрический конгресс постановил, что физическая единица величины индуктивности будет называться генри. Один генри равен одному веберу, отнесенному к одному амперу: 1 Гн = 1 Вб/А. Размерности этих величин вы найдете в готовящемся к выходу словарю «Технические термины бытового происхождения».

Необходим еще один комментарий к истории электромагнетизма Д. Генри. Качающийся якорь электродвигателя наподобие коромысла лабораторных весов полвека спустя нашел применение в электрических часах с ртутными чашками (рис. 3) знаменитого русского физика П.Н. Лебедева (1866-1912) и позже в современных катушечных электрочасах.

Кривошип — синоним мотыля. Вот как толкует этот термин словарь «Морские и речные термины» под редакцией О.П. Мурыгина, М. «Былина», 1997 г.: «Мотыль — колено коленчатого вала, состоящее из щек и мотылёвой шейки». Колено и есть кривошип, а мотылёвая шейка — ось для его соединения с шатуном. Интересно знать, почему шатун назвали мотылём — личинкой комара?

Другой термин «дышло» в быту означает толстую оглоблю, прикрепляемую к середине оси передних колес пароконной повозки. Применительно к движущей системе паровоза ведущим дышлом называют шатун, соединяющий шток поршня парового цилиндра с ведущим колесом (рис. 4). Соединение шатуна со штоком осуществляется в крейцкопфе. Вы видите его и направляющие, по которым он скользит, на рис. 4. Вот как определяет Словарь этот термин: «Крейцкопф (от нем. Kreuzkopf — крестообразная голова) — ползун — деталь кривошипно-ползунного механизма, скользящая в прямолинейных направляющих, жестко связанная со штоком поршня и шарнирно с шатуном». Почему крейцкопф назван немцами крестообразной головой? Да потому, что головка ползуна имеет перекрестные отверстия для соединения со штоком и шатуном. А для чего нужен крейцкопф? Для жесткого направления штока и исключения изгибных и касательных напряжений как в штоке, так и в шатуне.

Происхождение и история технических терминов — увлекательнейшее путешествие вглубь техники и технологий. Оно раскрывает суть понятий, помогает овладеть приемами мастерства и делать новые изобретения в технических областях. Словарь «Технические термины бытового происхождения» сближает эпохи, прессует время и погружает пытливого читателя в несколько веков бытия понятия. Редакция предлагает читателям проследить историю и обсудить многозначность некоторых терминов: автоген(ный), асбест, бендикс, блок, боров, вертлюг, льячка, ляды, плазма, обогащение (о... Бога... [т]щение), утюг, шарошка, штуцер. Присылайте свои истории о технических терминах бытового происхождения, представляющие интерес для нашей необъятной аудитории.

Рис. 4. Движущая система паровоза типа 1-5-0 (одна ось передней пары бегунковых колес, пять осей ведущего и сцепных колес): 1 — паровой цилиндр; 2 — поршень; 3 — шток; 4 — крейцкопф; 5 — ведущее дышло; 6 — дышло; 7 — кривошип; 8 — ведущее колесо; 9 — сцепное колесо; 10 — направляющие крейцкопфа; 11 — бегунок, бегунковое колесо

Читайте также:

ВОКРУГ ЗЕМНОГО ШАРА.
АСКЛЕПИЙ ИЗ БАРОКАМЕРЫ
Вокруг земного шара
Асимметрия Земли. Луны и Венеры.


Написать комментарий

RSS

rss Подпишитесь на RSS для получения обновлений.