Двигатель якоби принцип работы

Электрические измерения

Большие достижения принадлежат Якоби в области электрических измерений. Он предложил несколько оригинальных конструкций реостата, который он назвал вольтагометром  (ru) , несколько новых электрических измерительных приборов и вместе со своим коллегой и другом, русским физиком Эмилем Ленцем , разработал баллистический метод электрических измерений электромагнитов между 1838 и 1844 годами. ускорило решение многих метрологических задач  : внедрение метрической системы, разработка стандартов, выбор единиц измерения. В качестве меры электрического сопротивления он предложил и распространил в Европе стандарт на медь по отношению к абсолютным единицам немецкого физика Вильгельма Эдуарда Вебера .

Первые эксперименты с электромагнитными устройствами

Электромеханика является относительно молодой, по историческим меркам, отраслью науки и техники.

1821, Фарадей

Первый электродвигатель Фарадея, 1821 г.

Британский физик-экспериментатор и химик, Майкл Фарадей, опубликовал трактат «О некоторых новых электромагнитных движениях и о теории магнетизма», где описал, как заставить намагниченную стрелку непрерывно вращаться вокруг одного из магнитных полюсов. Эта конструкция впервые реализовала непрерывное преобразование электрической энергии в механическую. Принято считать ее первым электродвигателем в истории.

1822, Ампер

Французский физик, Андре Мари Ампер, открыл магнитный эффект соленоида (катушки с током), откуда следовала идея эквивалентности соленоида постоянному магниту. Среди прочего Ампер предложил использовать железный сердечник, помещенный внутрь соленоида, для усиления магнитного поля. В 1820 году им был открыт .

1825, Араго

Французский физик и астроном, Доминик Франсуа Жан Араго, опубликовал опыт показывающий, что вращающийся медный диск заставляет вращаться магнитную стрелку, подвешенную над ним.

1825, Стёрджен

Британский физик, электротехник и изобретатель, Уильям Стёрджен, в 1825 изготовил первый электромагнит, который представлял из себя согнутый стержень из мягкого железа с обмоткой из толстой медной проволоки.

Вращающееся устройство Йедлика, 1827/28 гг.

1827, Йедлик

Венгерский физик и электротехник, Аньош Иштван Йедлик, изобрел первую в мире динамо-машину (генератор постоянного тока), однако практически не объявлял о своем изобретении до конца 1850-х годов.

1831, Фарадей

Английский физик, Майкл Фарадей, открыл электромагнитную индукцию, то есть явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

1831, Генри

Американский физик, Джозеф Генри, независимо от Фарадея обнаружил взаимоиндукцию, но Фарадей раньше опубликовал свои результаты.

1832, Пикси

Генератор постоянного тока Пикси

Француз, Ипполит Пикси, сконструировал первый генератор переменного тока. Устройство состояло из двух катушек индуктивности с железным сердечником напротив которых располагался вращающийся магнит подковообразной формы, который приводился в движение вращением рычага. Позже для получения постоянного пульсирующего тока к этому устройству был добавлен коммутатор.

Электродвигатель СтёрдженаStrurgejn’s Annals of Electricity, 1836/37, vol. 1

1833, Стёрджен

Британский физик, Уильям Стёрджен, публично продемонстрировал электродвигатель на постоянном токе в Марте 1833 года в Аделаидской галерее практической науки в Лондоне. Данное изобретение считается первым электродвигателем, который можно было использовать.

1833, Ленц

В начале в электромеханике разграничивали магнито-электрические машины (электрические генераторы) и электро-магнитные машины (электрические двигатели). Российский физик (немецкого происхождения), Эмилий Христианович Ленц, опубликовал статью о законе взаимности магнито-электрических явлений, то есть о взаимозаменяемости электрического двигателя и генератора.

Работа над электродвигателем

Свой первый электродвигатель, оснащенный неподвижной и вращающейся частями, Борис Семенович создал в 1834 году. Тогда ему удалось описать принцип беспрерывного вращательного движения. Мотор был выполнен из коммутатора и двух дисков, на которых располагались 16 железных стержней. За один оборот дисков коммутатор изменял полярность до восьми раз. Благодаря силе инерции вал основного двигателя совершал вращения. Питание магнитов установки обеспечивала гальваническая батарея. В течение секунды двигатель поднимал груз до 6 кг на высоту около 30 см, что соответствовало 15 Вт.

Оригинального двигателя Якоби уже не существует, но его копия хранится в Московском Политехническом музее

В видео можно увидеть, как работает двигатель Якоби.

https://youtube.com/watch?v=kIPyyGyBZ60

Однако в практическом плане устройство было не применимо по причине невысокой мощности и Якоби стал целенаправленно разрабатывать двигатель для использования на транспорте и в производстве. В результате ему удалось создать конструкцию, в устройстве которой сочетались сразу 40 моторов, что позволило существенно увеличить производительность двигателя.

Испытания магнитоэлектрического двигателя прошли осенью 1838 года в Санкт-Петербурге. Мотор был установлен на пассажирской лодке с 12 людьми на борту. Транспортное средство двигалось в противоположных направлениях – как по течению реки, так и против. Его скорость была невелика – всего 2 км/ч. И хотя за семь часов испытаний лодка сумела преодолеть всего около 7 км, но по меркам того времени результат можно назвать выдающимся.

Практически сразу изобретатель приступил к созданию более совершенного устройства и через год прошли новые испытания. На этот раз лодка перевозила 14 человек, но на ней был установлен более мощный двигатель, способный обеспечить движение со скоростью 4 км/ч. Известие об успешном эксперименте моментально облетело весь свет – такого мощного, а главное надежного электродвигателя мир еще не знал. Однако в крупнотоннажном флоте найти ему применение так и не удалось по причине отсутствия полноценного источника питания.

Якоби делал попытки установить свое детище на тележку и таким образом хотел создать электровоз, но довести до конца свою идею не смог. Несмотря на это ученый внес значительный вклад в мировую электротехнику, реализовав три главные идеи получившие свое развитие в будущем:

  • коммутатор с трущимися частями;
  • вращательное движение якоря в электромоторе;
  • магниты в статичной и динамичной частях электродвигателя.

Публикации

  • Ueber die Construction Schief liegender Rderwerke, Crelle’s Journal der Math., 1827.
  • Ueber den Einfluss der Chaussèen, Eisenbahnen und Wasserverbindungen auf den Nationalreichtum, Crelle’s Journal der Math., 1827.
  • Benutzung der Naturkӓfte zu menschlichen Arbeiten, опубликовано. Лекции Бэра, Кенигсберг, 1834 г.
  • Eine Methodie die Constanten der Voltschen Ketten zu bestimmen, Bull. Академии, 1842 г.
  • Beschreibung eines verbesserten Вольтагометры, Bull. Академии, 1842 г.
  • Ueber die Entwickelung der Galvanoplastik, Bull. Академии, 1843 г.
  • Ueber die galvanische Vergoldung, Bull. Академии, 1843 г.
  • Einige Notizen über galvanische Leitungen, Bull. Академии, 1843 г.
  • Ueber die Gezetze der Electromagnete (mit Lenz), Bull. Академии, 1844 г.
  • Предварительное извещение об электромагнитном телеграфе Санкт-Петербург — Царское Село, Бюл. Академии, 1844 г.
  • Ueber galvanische Messing-Reduction, Bull. Академии, 1844 г.
  • Galvanische und Electromagnetische Versuche, Bull. Академии, 1845-47, 1848-50.
  • Vorlӓufige Notiz über galvanoplastische Reduction mittelst einer magneto-electrischen Maschine, Bull. Академии, 1847 г.
  • Ueber eine Vereinfachung der Uhrwerke, welche zur Hervorbrin gung einer gleichtörmigen Bewegung bestimmt ist, Bull. Академии, 1848 г.
  • Об электрических телеграфах, Бык. Академии, 1849 г.
  • К теории электромагнитных машин, Бюл. Академии, 1851 г.
  • Die galvanische Pendeluhr, Bull. Академии, 1851 г.
  • О необходимости выражать силу электрических токов и сопротивление цепей в единицах единогласно и общепринято, Бюл. Академии, 1858 г.
  • О некоторых экспериментах по измерению сопротивлений, Bull. Академии, 1859 г.
  • Записка о производстве гальванических месторождений железа, Бюл. Академии, 1869 г.
  • Производство прототипов стандартов, предназначенных для обобщения метрической системы, Comptes Rendus, 1869.
  • Замечание о поглощении водорода гальваническим железом, Бюлл. Академии, 1870 г.
  • Применение вторичных или поляризационных батарей в электромагнитных двигателях, Бюлл. Академии, 1871 г.
  • Об изготовлении эталонов длины методом гальваники, Бюл. Академии, 1872 г.
  • Индукционные токи в катушках электромагнита, между полюсами которого приводится в движение металлический диск, Comptes Rendus, 1872 г.
  • Восстановление железа под действием мощного электромагнитного соленоида Bull. Академии, 1873 г.
  • Воспоминания о магнитной машине, Comptes Rendus, 1874 г.

Электрическая лодка Якоби

В 13 сентября 1838 г.в Санкт-Петербурге пилотировал лодку длиной около 8 метров с крыльчатками, приводимыми в движение «электромагнитным мотором Якоби» мощностью 220  Вт . Корабль плыл против течения по Неве с примерно десятью пассажирами на борту: таким образом, он смог преодолеть 7,5  км со скоростью около 2,5  км / ч . В8 августа 1839 г.мощность электродвигателя лодки Якоби  (де) могла быть увеличена до 700  Вт , и это было очень удачно в то время.

Щелкните миниатюру, чтобы увеличить ее.

Якоби использовал для первой навигации на Неве цинково-серные батареи, распределенные в 320 парах пластин и весившие более 180  кг . В8 августа 1839 г.с более мощным двигателем, он использовал особенно дорогую и опасную цинк-платиновую батарею , состоящую из 69 ячеек Гроув .

Стоимость работы электродвигателей в то время была примерно в 25 раз дороже обычных паровых машин. В 1840 году промышленное производство электрических лодок еще не было практичным. Батареи были слишком большими, тяжелыми и их трудно было перезарядить. Общее развитие электродвигателей не пришел до изобретения от динамо-электрического типа электрического генератора по Вернер фон Сименс в 1866 году.

Плавучая военно-морская мина

Гальваническая фугас »  Jacobi  » ( L’Illustration , п о  646, июль 1855)

В 1853 году он сконструировал плавучую морскую мину, прикрепленную к морскому дну с помощью якоря, кабель соединял ее с гальванической ячейкой, которая питала ее с берега с помощью взрывателя от индукционного устройства. Мощность его взрывного заряда была эквивалентна 14 килограммам черного пороха . Он был немедленно запущен в производство Военным министерством Императорского флота России . Балтийский флот использовал шестьдесят во время Крымской войны в Финском заливе , чтобы удержать ВМС и французский флот союзник атаковать форт Александра  (в) и Павел Форт в Кронштадте в июне 1854 года .

Якоби был инициатором формирования гальванических бригад в инженерных частях Российской армии, сформированных при Николаевской инженерной академии в Санкт-Петербурге.

Изобретение гальванопластики

Гальванопластика считается одним из направлений прикладной электрохимии. Её суть заключается в получении металлических копий предметов электролитическим способом. Если подобным путем наносить металлические покрытия на различные поверхности, то это называется гальваностегия.

Истоки гальванотехники, ранее активно использовавшейся в полиграфии, заложил Борис Якоби, проводя серию экспериментов с гальваническими элементами ещё во время пребывания в Дерпте. В дальнейшем опыты были продолжены в Санкт-Петербурге. В 1837 году во время одного из экспериментов ему удалось изготовить гальванопластическим способом монету номиналом в 2 копейки, от которой ученый вскоре избавился из-за боязни быть обвиненным в фальшивомонетничестве.

Официально открытие гальванопластики произошло позднее, когда в октябре 1838 года на заседании Петербургской Академии наук было оглашено письмо Якоби, где он подробно описал процесс своего открытия. В дальнейшем он продолжил совершенствовать свое детище, пытаясь адаптировать его под практические нужды полиграфии. В частности, Борис Семёнович занимался копированием политипажей (типовой книжный декор для многократного использования в разных изданиях), использовавшихся для репродуцирования орнаментальных узоров.

Позже Якоби открыл способ наращивания металлического слоя на диэлектрические слепки различных предметов с сохранением аутентичных гравюр и политипажей, ранее попросту уничтожавшихся. Это привело к появлению нового направления гальваностегии.

В 1840 году Якоби подает прошение в Мануфактурный совет, занимавшийся вопросами защиты изобретений, о выдаче ему привилегии на гальванопластику сроком на 10 лет. Совет утвердил его просьбу, а Министр Финансов Канкрин распорядился выдать ученому 25 тысяч рублей серебром для широкой публикации собственной технологии. Борис Семёнович выполнил указание и напечатал практическое руководство с подробным изложением метода гальванопластики.

Открытие Якоби практически сразу нашло применение в жизни. Приоритет здесь был, конечно, за полиграфией. Одним из первых продуктов гальванопластики стал комплект типографского шрифта, а также копия даггеротипа «Берега Невы».

Благодаря высочайшей оценке сделанных открытий карьера Якоби стала стремительно развиваться. В 1839 году он получает звание адъютанта Имперской академии наук. В 1842 году он утверждается сначала экстраординарным, а спустя пять лет ординарным советником. Его заслуги как ученого высоко ценили и за рубежом – Бориса Семёновича избрали корреспондентом роттердамского общества наук, а также иностранным членом Королевской Бельгийской Академии наук, Королевской Туринской академии и многих других. В 1867 году ученый удостоился большой золотой медали Парижской выставки, а император Александр II вскоре пожаловал ему потомственное дворянство.

биография

Якоби родился в ассимилированной еврейской семье . Его отец был личным банкиром прусского короля Фридриха Вильгельма III . Ее мать, урожденная Рэйчел Леманн, вела домашний образ жизни. Учился в Берлинском университете , затем в Геттингене . Затем в 1834 году Якоби работал мастером-строителем в Кенигсберге , а в 1835 году стал профессором архитектуры в Дерпте . Затем в 1837 году его вызвали в Санкт-Петербург, где в 1839 году он получил должность доцента .

Чтобы развернуть телеграф, установленный между Царским Селом и Санкт-Петербургом (почти 25 километров друг от друга), он использовал цельнометаллическую цепь, провода были обернуты слоем эластичной смолы и вбиты в Землю. После опытов 1842 г. «на дистанции 9 верст (около 9 км) была успешно испытана более длинная трасса. Небольшая гальваническая батарея использовалась для создания силы, более чем достаточной для работы этого телеграфа, что отчасти вдохновило Александра Бейна на более совершенную.

В 1842 году Якоби был назначен внештатным профессором Петербургского инженерного училища, а затем в 1847 году действительным членом Российской академии наук . Вскоре после этого он стал царя. В 1853 году он был избран членом Линкейской академии в Риме. Научная слава Якоби поступает в основном из его открытия в гальваниках (1837) и приложения , которые он сделал из электромагнетизма для питающих машин и транспортных средств. Он также разработал свой первый функциональный электродвигатель в 1834 году, основанный на принципе притяжения и отталкивания между электромагнитами.

Семейная могила Якоби

С 1850 года он посвятил себя многочисленным испытаниям газовых трубок . Он предложил единицу измерения от электрического тока на основе электролиза воды  : в Jacobi , используемый в немецкоязычных странах в начале XX — го  века , что соответствует интенсивности электролиз один кубический сантиметр кислорода в одном минуту при нормальных условиях температуры и давления .

Последние годы своей жизни он провел в должности начальника отделения физики Российской академии наук. Он умер на11 марта 1874 г.из сердечного приступа в Санкт — Петербурге. Похоронен на лютеранском кладбище в Санкт-Петербурге , на Васильевском острове .

Принцип действия асинхронного двигателя

Рассмотрим устройство, показанное на рис.  Оно состоит из постоянного магнита 1, медного диска 2, рукоятки 3 и подшипников 4. Если вращать магнит при помощи рукоятки, то медный диск начинает вращаться в ту же сторону, но с меньшей частотой. Медный диск можно рассматривать как бесчисленное множество замкнутых витков; при вращении магнита 1 его магнитные силовые линии (м.с.л.) пересекают витки диска, и в витках наводится электродвижущая Модель асинхронного двигателя

Обозначим: п, — частота вращения магнита (синхронная частота), об/мин; п2 — частота вращения диска, об/мин; п — разность частот вращения магнита и диска, об/мин. Частота вращения диска меньше частоты вращения магнита, и, следовательно, диск вращается с несинхронной (асинхронной) частотой. Разница частот магнита и диска представляет собой частоту, с которой м.с.л. пересекают витки диска. Отношение разницы частот к синхронной частоте называется скольжением. Скольжение может быть выражено в долях единицы или в процентах:

В двигателях вращающееся магнитное поле создается трехфазным током, протекающим по обмотке статора, а роль диска выполняет обмотка ротора. Активная сталь статора и ротора служит магнитопроводом, уменьшающим в сотни раз сопротивление магнитному потоку. Под влиянием подведенного к статору напряжения сети Ul в его обмотке протекает ток I,. Этот ток создает вращающийся магнитный поток Ф, замыкающийся через статор и ротор. Поток создает в обеих обмотках э.д.с. Е{ и Е2, как в первичной и вторичной обмотках трансформатора. Таким образом, асинхронный двигатель подобен трехфазному трансформатору, в котором э.д.с. создаются вращающимся магнитным потоком. Рис. 2 . Работа асинхронного двигателя при cos ф2 = 1 Пусть поток вращается в направлении движения стрелки часов. Под влиянием э.д.с. Е2 в обмотке ротора пойдет ток I2, направление которого показано на рис. 2. Предположим, что он совпадает по фазе с Е2. Взаимодействие тока I2 и потока Ф создает электромагнитные силы F, приводящие ротор во вращение, вслед за вращающимся потоком. Таким образов, асинхронный двигатель представляет собой трансформатор с вращающейся вторичной обмоткой и способный поэтому превращать электрическую мощность E2I2 cos ф в механическую. Ротор всегда отстает от вращающегося магнитного потока, так как только в этом случае может возникать э.д.с. Е2, а следовательно, ток 12 и силы F. Чтобы изменить направление вращения ротора, следует изменить направление вращения потока. Для этого меняют местами два любых провода, подводящие ток от сети к статору. В этом случае меняется порядок следования фаз ABC на АСВ или ВАС, и поток вращается в обратную сторону. Ротор двигателя вращается с асинхронной частотой п2, поэтому и двигатель называется асинхронным. Частоту вращения магнитного потока называют синхронной частотой п1. Частота вращенияротора Теоретически скольжение меняется от 1 до 0 или от 100% до 0, так как при неподвижном роторе в первый момент пуска п2 — 0; а если вообразить, что ротор вращается синхронно с потоком, п2 = пх. Чем больше нагрузка на валу, тем меньше скорость ротора п2 и следовательно больше S, так как больший тормозной момент должен уравновеситься вращающим моментом; последнее возможно только при увеличении Е2 и I2, а значит и S. Скольжение при номинальной нагрузке SH у асинхронных двигателей равно от 1 до 7%; меньшая цифра относится к мощным двигателям.

Это интересно: УЗО на освещение — ставить или нет согласно ПУЭ

Другие интересы

После кончины Николая I интересы правительства изменились и Якоби сокращает свои работы в сфере электротехники. В этот период ученый занимается вопросами обработки платины, а в 1864 году Семёна Борисовича привлекли к выработке методов определения содержания спирта в алкогольных напитках

Якоби уделяет большое внимание метрологии, сделав ряд интересных предположений. Вместе с Эмилием Христиановичем Ленцем он предложил баллистический способ электроизмерений

Занимаясь разработкой эталонных мер и отбором единиц измерения, ученый оказал огромное влияние на становление метрической системы в Российской империи.

Якоби изобрел несколько вариантов реостатов – прототипов пишущих машинок для набора текста. В 1840 году он представил Петербургской академии наук одну из своих моделей – агометр Якоби, на который ориентировались будущие создатели реостатов Чарльз Уитстон и Иоганн Поггендорф.

Труды

  • Ueber die Construction schief liegender Rӓderwerke, Crelle’s Journal der Math., 1827.
  • Ueber den Einfluss der Chaussèen, Eisenbahnen und Wasserverbindungen auf den Nationalreichtum, Crelle’s Journal der Math., 1827.
  • Benutzung der Naturkӓfte zu menschlichen Arbeiten, в издан. лекциях Бэра, Кенигсберг, 1834.
  • Mémoire sur l’application de l’Electromagnétisme au Mouvement des machines, Потсдам, 1835.
  • Ueber die Inductions-Phänomene beim Oeffnen und Schliessen einer Voltaschen Kette / von M.H. Jacobi // Bulletin scientifique de l’Académie Impériale des sciences de St.-Pétersbourg. — St.-Pétersbourg, 1838. — T. 4, № 14 (86). — Cтб. 212—224: ил., табл.
  • Ueber den galvanischen Funken = О гальванической искре / von Prof. Dr. Jacobi // Bulletin scientifique de l’Académie Impériale des sciences de St.-Pétersbourg. — St.-Pétersbourg, 1838. — T. 4, № 7 (79). — Cтб. 102—106.
  • Гальванопластика, или Способ по данным образцам производить медные изделия из медных растворов с помощью гальванизма. — СПб., тип. И. Глазунова и К°, 1840, — XIV, 66 с., 1 чертеж.
  • Mesure comparative de l’action de deux couples voltaïques, l’un cuivre-zinc, l’autre platine-zinc = / par m. Jacobi // Bulletin scientifique de l’Académie Impériale des sciences de St.-Pétersbourg. — St.-Pétersbourg, 1840. — T. 6, № 24 (144). — Стб. 369—371.
  • Eine Methodie die Constanten der Voltschen Ketten zu bestimmen, Bull. de l’Acad., 1842.
  • Beschreibung eines verbesserten Voltagometers, Bull. de l’Acad., 1842.
  • Ueber die Entwickelung der Galvanoplastik, Bull. de l’Acad., 1843.
  • Ueber die galvanische Vergoldung, Bull. de l’Acad., 1843.
  • Einige Notizen über galvanische Leitungen, Bull. de l’Acad., 1843.
  • Ueber die Gezetze der Electromagnete (mit Lenz), Bull. de l’Acad., 1844.
  • Notice preliminaire sur télégraph électromagnétique entre St.-Pétersburg und Tsarskoïé-Selo, Bull. de l’Acad., 1844.
  • Ueber galvanische Messing-Reduction, Bull. de l’Acad., 1844.
  • Galvanische und electromagnetische Versuche, Bull. de l’Acad., 1845-47, 1848-50.
  • Vorlӓufige Notiz über galvanoplastische Reduction mittelst einer magneto-electrischen Maschine, Bull. de l’Acad., 1847.
  • Ueber eine Vereinfachung der Uhrwerke, welche zur Hervorbrin gung einer gleichtörmigen Bewegung bestimmt ist, Bull. de l’Acad., 1848.
  • Sur les télégraphes électriques, Bull. de l’Acad., 1849.
  • Sur la théorie des machines électromagnétiques, Bull. de l’Acad., 1851.
  • Die galvanische Pendeluhr, Bull. de l’Acad., 1851.
  • Sur la nécessité d’exprimer la force des courants électriques et vla résistance des circuits en unités unanimement et généralement adoptées, Bull. de l’Acad., 1858.
  • Sur quelques expériences concernant la mesure des résistances, Bull. de l’Acad., 1859.
  • Note sur la production de dépôts de fer galvanique, Bull. de l’Acad., 1869.
  • Confection d’étalons prototypes, destinés à généraliser le système métriques, Comptes Rendus, 1869.
  • Notice sur l’absorption de l’hydrogène par le fer galvanique, Bull. de l’Acad., 1870.
  • Application des batteries secundaires ou de polarisation aux moteurs électromagnétiques, Bull. de l’Acad., 1871.
  • Sur la fabrication des étalons de longeur par la galvanoplastie, Bull. de l’Acad., 1872.
  • Courants d’induction dans les bobines d’un électro-aimant, entre les pôles duquel un disque métallique est mis en mouvement, Comptes Rendus, 1872.
  • Une réduction du fer par l’action d’un puissant solénoïde électromagnétique, Bull. de l’Acad., 1873.
  • Mémoire sur une machine magnétique, Comptes Rendus, 1874.

Устройство

На рисунке: 1 — вал, 2,6 — подшипники, 3,8 — подшипниковые щиты, 4 — лапы, 5 — кожух вентилятора, 7 — крыльчатка вентилятора, 9 — короткозамкнутый ротор, 10 — статор, 11 — коробка выводов.

Основными частями асинхронного двигателя являются статор (10) и ротор (9).

Статор имеет цилиндрическую форму, и собирается из листов стали. В пазах сердечника статора уложены обмотки статора, которые выполнены из обмоточного провода. Оси обмоток сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол 120°. В зависимости от подаваемого напряжения концы обмоток соединяются треугольником или звездой.

Закон Якоби

Принципиальная электрическая схема

Мощность передается от источника,
с напряжением V и сопротивлением R S ,
с нагрузочным резистором R L ,
в результате чего тока I .

Закон Якоби или принцип максимизации передачи электроэнергии, был упомянут Якоби в 1840. Он также известен как теорема максимальной передачи мощности  (в) . В нем говорится: «Максимальная мощность передается, когда внутреннее сопротивление источника равно сопротивлению нагрузки, когда внешнее сопротивление может изменяться, а внутреннее сопротивление остается постоянным» .

Максимальная передача мощности от источника с фиксированным внутренним сопротивлением к нагрузке, сопротивление нагрузки должно быть таким же, как и у источника. Этот закон полезен при управлении нагрузкой, такой как электродвигатель, работающий от батареи.

Электротипирование

Купол Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге и статуи ангелов, выполненные гальваникой

В 1838 году Якоби открыл возможность изготавливать печатные формы с помощью процесса электротипирования, то есть электрохимического воспроизведения точных форм металла. В следующем году электротипирование уже использовалось для печати правительственных документов.

Эта технология также использовалась для создания металлических статуй без необходимости их формования, в частности, двенадцати статуй ангелов высотой 6 метров, украшающих купол Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге . Крупная мануфактура снабжала Православную Церковь в большом количестве медными медалями и статуэтками методом гальваники.

Литература

  • Борис Семёнович Якоби: библиогр. указатель / сост. М. Г. Новлянская; под ред. К. И. Шафрановского; вступит. статья чл.-корр. АН СССР Т. П. Кравца. — М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1953. — 320 с.
  • Елисеев А. А. Б. С. Якоби. — М.: Просвещение. — 1978
  • Радовский М. И. Борис Семёнович Якоби. М.Л.: Госэнергоиздат. — 1949, 2-е изд. 1953
  • Храмов, Ю. А. Якоби Борис Семёнович // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 315. — 400 с. — 200 000 экз.
  • Якоби, Мориц-Герман // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Яроцкий А. В. Б. С. Якоби (1801—1874). — М.: Наука. — 1988 («Научно-биографическая серия»)

Интересные факты

  • За открытие гальванопластики Якоби был удостоен престижнейшей Демидовской премии, за которую полагалось 5 тысяч рублей. Однако он отказался лично взять деньги, предложив их направить на дальнейшую работу по совершенствованию гальванизма и электромагнетизма.
  • В начале 40-х годов XIX века при Рисовальной школе на Васильевском острове был открыт специальный гальванопластический класс, ученики которого могли лично освоить новый метод. Курс обучения длился чуть больше месяца – занятия проводились дважды в неделю. Сам изобретатель прочитал здесь 12 лекций, кроме него здесь преподавал известный скульптор Пётр Карлович Клодт и один из российских основоположников даггеротипии Ф. Вернер. И хотя в классе обучалось всего десять человек, на выступления Бориса Семёновича собирался полный зал.
  • Рожденный в Пруссии Якоби, называл Россию «вторым Отечеством» и утверждал, что связан с ней личными чувствами гражданина.

Электромагнитный телеграф

Новым этапом развития телеграфного дела стала разработка магистрального железнодорожного телеграфа. К работам по его созданию Бориса Семёновича подключил глава северной дирекции строительства Николаевской ж/д П. Мельников. В 1845 году Якоби начал укладку кабеля на опытном участке строящейся магистрали, но сильные морозы внесли коррективы в ход работ. Это побудило ученого предложить новый проект, который был реализован между пассажирским зданием столицы и Обводным каналом. В 1847 году он проложил еще одну линию между Александровским заводом и Московским вокзалом, но из-за возникших разногласий с главой МПС Петром Алексеевичем Клейнмихелем дальнейшие работы были свернуты.

Причиной недопонимания между ученым и чиновником стали эксперименты по разработке более надежной изоляции, в которых Якоби задействовал как традиционные материалы — глину, смолу, шелковые нитки, так и совершенно новые для тех времен, например, гуттаперчу. Однако отсутствие необходимого оборудования вынудило Бориса Семёновича остановить работы и заняться вопросом прокладки воздушных линий. Эта технология выглядела более перспективной и в Старом Свете стали постепенно отказываться от подземных коммуникаций. Клейнмихель отклонил предложение ученого по причине ненадежности подобных конструкций, что привело к разрыву сотрудничества с железнодорожным ведомством.

Тем не менее в 1850 году Якоби удалось изобрести первый на планете буквопечатающий телеграф. Идея российского ученого легла в основу последующих электромагнитных телеграфных аппаратов. В 1854 году он создал свое последнее телеграфное устройство для связи на больших кораблях между капитаном и матросами машинного отделения.

Примечания

  1. . Электроэнергетика в России и за рубежом:
    Информационно-справочный портал.
  2. ЭЛКОМ.  (недоступная ссылка). Электрическая машина (25 декабря 2009). Дата обращения: 12 марта 2010.
  3.  (недоступная ссылка). История развития техники. Дата обращения: 12 марта 2010.
  4.  (недоступная ссылка). НПО ЭЛЕКТРОСИЛА. Дата обращения: 12 марта 2010.
  5.  (недоступная ссылка). Дата обращения: 12 марта 2010.
  6. . www.imyanauki.ru. Дата обращения: 14 июля 2020.
  7. Марченков В. К. Телеграфные дела давно минувших дней. // Борисова Н. А. (научный редактор) Телекоммуникации: История инноваций: Материалы Третьих научных чтений памяти А. С. Попова, посвященных Дню радио. : Материалы научных чтений. — Санкт-Петербург: Центральный музей свзи имени А. С. Попова, 2010. — С. 22 -23.
  8. Литвиненко Е. Я., Сидоренков В. В. Первое боевое применение минного оружия русскими военными моряками в XIX веке. // Военно-исторический журнал. — 2006. — № 3. — С.48-51.
  9. Мезенин Н. А. Лауреаты Демидовских премий Петербургской Академии наук : монография / АН СССР; Отв. ред. Н. И. Невская. — Ленинград: Наука, 1987. — 201, c. — (Страницы истории нашей Родины).
  10. . Сетевое издание «Геральдика.ру».
  11. .
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Химия движения
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector