Какой изобретатель получил славу короля электричества? - ELSTROIKOMPLEKT.RU

Какой изобретатель получил славу короля электричества?

Кто такой Никола Тесла и почему в честь него называют компании

Разбираемся, как величайшие изобретения Николы Теслы повлияли на современный мир и при чём тут Илон Маск

10 июля празднуют 165 лет со дня рождения изобретателя, физика, инженера, чьи открытия позволили совершить вторую промышленную революцию. Что изобрёл Никола Тесла, почему ему долго не платили за работу, как функционируют его изобретения и почему они изменили мир, разбираемся вместе с преподавателем физики «Фоксфорда».

В 2003 году Илон Маск основал Tesla Motors. Компания, названная в честь создателя асинхронного электродвигателя, использует технологию многофазных систем переменного тока. Никола Тесла впервые разработал и запатентовал её в 1883 году, дав научное описание явлению вращающегося магнитного поля.

Почему магнитное поле вращается

И наша планета, и магнитик на холодильнике обладает магнитным полем. Но мы можем его получить и искусственно. Для этого возьмём провод, сделаем из него рамку и пустим ток. Если ток будет постоянным, то и поле будет постоянным. Но если ток будет переменным и будет изменяться по синусоидальному закону, то и поле будет изменяться также. Теперь можно ещё усложнить и взять две рамки с переменным током и разместить их перпендикулярно друг другу. Если ток в обеих рамках будет одной частоты, но сдвинут по фазе, то мы получим вращающееся магнитное поле. Чем больше будет таких рамок, тем более гладким будет вращение.

Помимо двигателя, электромобили Tesla используют высокочастотные микропроцессоры для обработки сигналов, антенны для передачи и приёма радиосигналов, которые тоже придумал Тесла.

Кто такой Никола Тесла

Краткий биографический экскурс

Никола Тесла родился 10 июля 1856 года в хорватском селе Смилян, входившем тогда в состав Австрийской империи.

Он получил хорошее начальное образование благодаря отцу-священнику. Его дальнейший путь в образовании был такой: нижняя реальная гимназия → Высшее реальное училище в Карловаце → университет в Граце (в настоящее время — Грацский технический университет) → Пражский университет.

‍♂️ Помехи

«Мне с детства была предназначена стезя священника. Эта перспектива, как чёрная туча, висела надо мной. Получив аттестат зрелости, я оказался на распутье. Должен ли я ослушаться отца, проигнорировать полные любви пожелания матери или подчиниться судьбе? Эта мысль угнетала меня, и в будущее я смотрел со страхом. Я глубоко уважал своих родителей, поэтому решил заниматься духовными науками. Именно тогда разразилась ужасная эпидемия холеры, которая выкосила десятую часть населения. Вопреки не допускающим возражений приказам отца я помчался домой, и болезнь подкосила меня… Во время одного из приступов, когда все думали, что я умираю, в комнату стремительно вошёл мой отец… Как сейчас вижу его мертвенно-бледное лицо, когда он пытался ободрить меня тоном, противоречащим его заверениям».

«Может быть, — ответил я — мне и удастся поправиться, если ты позволишь мне изучать инженерное дело».

«Ты поступишь в лучшее учебное заведение в Европе», — ответил он торжественно, и я понял, что он это сделает. С моей души спал тяжкий груз».

(Н. Тесла, «Речь по случаю вручения медали Эдисона» (18 мая 1917 года); Н. Тесла, «Личные воспоминания»; Н. Тесла, «Мои изобретения»)

Во время учёбы произошло два очень важных события: первое — Тесла проиграл в карты так, что его родителям пришлось брать деньги в долг, после этого он перестал играть навсегда. Второе — заметил несовершенства машин постоянного тока и задумался об использовании переменного тока в электродвигателях.

Что такое электрический ток

Электрический ток — это направленное, упорядоченное движение носителей электрического заряда. В металлах это электроны, в электролитах и газах — ионы, в полупроводниках — электроны и дырки.

‍♂️ Никола к успеху шёл

Никола Тесла искал место, где работать будет действительно интересно. После университета он устроился инженером-электриком в правительственную телеграфную компанию в Будапеште. Осуществить там свои замыслы по созданию электродвигателя переменного тока Тесла не смог, поэтому в конце 1882 года перешёл в Континентальную компанию Эдисона в Париже.

Первая серьёзная задача на новом месте — сооружение электростанции для железнодорожного вокзала в Страсбурге. Там же он впервые продемонстрировал работу асинхронного двигателя. В 1884 году, закончив с электростанцией и ожидая крупного вознаграждения, Тесла вернулся в Париж и уволился, как только понял, что ему не заплатят.

Летом того же года изобретатель переехал в Нью-Йорк и устроился в компанию Томаса Эдисона инженером по ремонту электродвигателей и генераторов постоянного тока.

В чём разница между постоянным и переменным электрическим током

Разница в том, что переменный ток изменяется с течением времени по величине и направлению в электрической цепи. Если представить эти изменения на графике, то получится синусоида. Смещение такого графика вправо или влево называется фазой.

Эдисон холодно воспринимал новаторские идеи молодого изобретателя и в качестве шутки пообещал Тесле 50 000 долларов за улучшение электрической машины постоянного тока. Представив более двадцати идей, Тесла получил одобрение на каждое изменение, вновь не заработал ни цента и немедленно уволился.

После скандала изобретатель основал собственную компанию, связанную с вопросами электрического освещения, но сценарий повторился. Акционеры не стали платить за законченный проект дуговой лампы и предложили Тесле взять вознаграждение акциями. Из-за разногласий по оплате учёный оказался на улице и полгода занимался подсобными работами. По случайности во время рытья канав он познакомился с находившимся в подобном же положении инженером и изобретателем А. Брауном, который смог убедить своих знакомых оказать финансовую поддержку Тесле. Спустя несколько месяцев, в апреле 1887 года Тесла создал компанию Tesla Electric Company, которая начала заниматься обустройством уличного освещения новыми дуговыми лампами.

Что такое дуговая лампа

Дуговая лампа — это обозначение целого класса ламп, использующих электрическую дугу в качестве источника света. Сегодня такой принцип используется в люминесцентных лампах. Работают они так: внутри находится смесь инертного газа и паров ртути. Электрический ток, проходя через газообразное тело внутри лампы, возбуждает ультрафиолетовое излучение, которое попадает на люминофор, нанесённый на стенки лампы. Потом люминофор переизлучает поглощённое им УФ-излучение в видимый свет.

Офис открылся на Пятой авеню неподалёку от здания, занимаемого компанией Эдисона, и между изобретателями развязалась «Война токов» .

Несколько лет спустя американский промышленник Джордж Вестингауз выкупил (наконец-то за деньги!) у Теслы более 40 патентов. Вестингауз пригласил изобретателя на должность консультанта на заводах в Питтсбурге, где разрабатывались промышленные образцы машин переменного тока. Тесла не получал удовольствия от работы, считал, что она мешает появлению новых идей, и через год вернулся в лабораторию в Нью-Йорке.

И сквозь тернии к звёздам пришёл

Началась самая плодотворная часть жизни изобретателя. Во время изучения высокочастотных магнитных полей Тесла получил множество патентов на изобретения.

В 1895 году в лаборатории произошёл пожар, сгорели все наработки. Тесла заявил, что без труда восстановит свои открытия по памяти. Внезапную поддержку изобретателю оказала «Ниагарская энергетическая компания», выделив 100 000 долларов на новую лабораторию. В июне 1902 года Тесла перенёс свою лабораторию в Ворденклиф и приступил к строительству первой беспроводной телекоммуникационной башни для коммерческой телефонии и радиовещания через Атлантику.

В дополнение Тесла намеревался продемонстрировать передачу электроэнергии без проводов. Поскольку это могло обрушить рынок и предоставить всем желающим дешёвую электроэнергию, Дж. П. Морган, акционер первой в мире Ниагарской ГЭС и медных заводов, отказался от дальнейшего финансирования. Вдобавок истекло большинство патентов Теслы, а значит — остановилась выплата гонораров. Серьёзное сокращение бюджета остановило строительство башни Ворденклиф. До 1917 года башню не использовали. Опасаясь, что она станет маяком для германских кораблей, правительство США приняло решение о демонтаже башни. Из-за высокого качества строительства это удалось сделать только с помощью взрыва.

Данных о том, чем занимался Тесла после строительства башни, практически нет. За несколько лет до смерти он вышел покормить голубей и столкнулся с такси. Травма спины спровоцировала воспаление лёгких, и в 1943 году Тесла скончался.

Список открытий и изобретений Николы Теслы и где они применяются сейчас

За всю жизнь Никола Тесла получил более 700 патентов. Многие его разработки стали электрической догмой, но открытия и нововведения не ограничивались одной сферой. Например, Тесла придумал радио раньше Маркони и Попова и работал с рентгеновскими лучами до их официального открытия Вильгельмом Рентгеном.

⚡ Многофазный электрический ток

Что такое многофазный электрический ток

Если у нас есть несколько переменных токов, максимумы и минимумы которых смещены относительно друг друга, то мы получим многофазный электрический ток.

Многофазный электрический ток используют в асинхронных двигателях, а также в линиях электропередач для более экономичной передачи электроэнергии.

📶 Радиосвязь и мачтовая антенна для радиосвязи

Как работает антенна

Антенна может работать в двух режимах: либо как передатчик, либо как приёмник сигнала. Когда антенна работает в режиме приёма, электромагнитное поле падающей на антенну волны наводит токи на токопроводящих элементах конструкции антенны, создавая разность потенциалов, которую радиоприёмник преобразует в выходной сигнал, и мы можем услышать музыку. Если мы хотим передать сигнал, то происходит всё ровно наоборот: радиопередатчик образует переменный электрический ток, и вокруг антенны создаётся переменное магнитное поле, которое порождает вихревое электрическое поле и в результате образуется электромагнитная волна, которая уносится в пространство. [Картинка №5 устройство антенны]

Сегодня антенны используют повсеместно: от радиоприёмников и автомобилей до Wi-Fi-роутеров, телефонов и 5G-вышек.

🌩️ Трансформатор Тесла

Что такое трансформатор

Трансформатор — электромагнитное устройство, которое изменяет напряжение электрической системы, сохраняя частоту, за счёт электромагнитной индукции.

Катушка Теслы — это тоже трансформатор, но резонансный, способный производить высокое напряжение высокой частоты.

К сожалению, сейчас трансформатор Тесла используют только в качестве декоративных и развлекательных целей, так как выходное напряжение может достигать миллионов вольт, создавая многометровые молнии.

💡 Люминесцентные лампы

Такие лампы очень экономичные, они быстро заменили лампы накаливания. Но прогресс не стоит на месте, и сейчас мы всё чаще используем светодиодное освещение.

Прим. ред. Continental Edison Company — одна из крупнейших энергетических компаний в США с 1823 года.

Прим. ред. Edison Machine Works. Бывшая компания по производству динамо, больших электродвигателей и других компонентов электрического освещения, принадлежащая Томасу Эдисону

Читайте также  Накопители электрической энергии для дома

Не путать с Continental Edison Company.

Прим. ред. Серия событий, связанных с внедрением двух конкурирующих систем освещения. Первая система освещения улиц основывалась на дуговых лампах, работающих на переменном токе высокого напряжения (Н. Тесла); а вторая заключалась в крупномасштабном производстве компанией Томаса Эдисона ламп накаливания низкого напряжения на постоянном токе, предназначенных для применения в закрытых помещениях. Кстати, в 2017-м году вышел фильм «Война токов» с Бенедиктом Камбербэтчем в роли Томаса Эдисона и Николасом Холтом в роли Никола Тесла. Фильм как раз про эти события!

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Тот, кто изобрёл ХХ век. Кем был Никола Тесла: гением или мистификатором?

165 лет назад на свет появился человек, который умел телепортировать предметы, извлекать энергию из ничего и общаться с марсианами. Такими феноменальными способностями наделила его народная молва. Мы же достоверно можем утверждать лишь то, что 10 июля 1856 года родился самый загадочный учёный нового и новейшего времени, изобретатель, получивший статус непризнанного гения и ставший своего рода поп-звездой от науки: Никола Тесла.

Судьбу определил кот

Вы не найдёте в школьных учебниках формул и законов, открытых Теслой. Собственно, его вклад в науку не так уж велик. Он был не столько учёным, сколько изобретателем и инженером, но при этом обладал потрясающей интуицией в той области исследований, которой посвятил свою жизнь: электричестве и электромагнетизме.

Этнический серб, родившийся в Австрийской империи, Никола Тесла заинтересовался этим направлением физики, учась в высшем техническом училище города Граца. Правда, на склоне лет в одном из писем он рассказывал другую версию. Дескать, в детстве он провёл рукой по спине кота, жившего в их доме, и увидел, как на его шерсти сверкнули искры. Отец сказал трёхлетнему Николе, что так проявляет себя электричество, которое сверкает на небе в виде молнии. Память об этом случае предопределила интерес мальчика к электротехнике. Впрочем, Тесла любил мифологизировать свою биографию: это было одним из его развлечений. Если бы не эта черта, вряд ли бы он остался в памяти человечества загадочным и недооценённым гением.

«Война токов»

Как изобретатель Тесла был очень плодовит: на его счету более 700 изобретений и патентов. Некоторые из них стали важнейшими вехами научно-технического прогресса и позволили совершить ряд прорывов в промышленной революции. Биографы порой называют Теслу человеком, который изобрёл ХХ век.

Главный его вклад в развитие техники связан с устройствами, работающими на переменном токе. Перебравшись в Америку, Тесла устроился в компанию Томаса Эдисона и вскоре предложил тому усовершенствовать используемые им генераторы постоянного тока. Эдисон, который прохладно воспринимал идеи сербского инженера, согласился и даже якобы пообещал за это 50 тысяч долларов. Но, когда работа была завершена и Тесла представил работодателю 24 разновидности новой электромашины, тот о деньгах почему-то забыл, а на вопрос о вознаграждении с улыбкой ответил, что иммигрант, мол, плохо понимает американский юмор. Серб затаил обиду и уволился.

Опять же, достоверно неизвестно, был ли этот конфликт с Эдисоном (фрагменты биографии Теслы порой похожи на мистификацию, к которой он сам же прикладывал руку), но через год изобретатель арендовал под офис созданной им компании дом неподалёку от того здания, которое занимал американский предприниматель. Между ними завязалась конкурентная борьба, которая вошла в историю как «война токов».

Если лампы накаливания Томаса Эдисона работали на постоянном токе, то Никола Тесла отстаивал идею использования систем переменного тока. Вскоре он, правда, продал свои патенты промышленнику Джорджу Вестингаузу, у которого ещё работал какое-то время, и «войну токов» теперь вели два крупных бизнесмена. В ней все средства были хороши, а Эдисон не гнушался чёрным пиаром: с его подачи был создан первый электрический стул, который работал не на «безопасном» постоянном токе, а на «опасном» переменном, о чём магнат постоянно напоминал газетчикам.

Но в конкурентной борьбе в конце концов победил переменный ток. Идея Теслы оказалась более жизнеспособной, поскольку позволяла передавать электричество на большие расстояния без потери мощности.

От Нью-Йорка до Тунгуски

Теслу также интересовало, можно ли передавать электроэнергию вообще без проводов. В 1901 году он вложил средства в постройку башни у пролива Лонг-Айленд. Первые испытания прошли 15 июня 1903 года. С помощью башни-резонатора, которую изобретатель представлял общественности как радиопередатчик, он пытался найти способ беспроводной передачи электричества. Проект оказался неудачным, но он добавил таинственности к ореолу, окружавшему личность Теслы и его исследования.

30 июня 1908 года над сибирской тайгой в районе реки Подкаменная Тунгуска раздался взрыв колоссальной мощности. Версий насчет того, что это было, с тех пор набралось более сотни. Есть среди них и связанная с именем сербского инженера. Появилась она, правда, лишь в конце XX века, но это только подтверждает, что тот самый ореол таинственности никуда не исчез.

Версия гласит, что в день падения Тунгусского метеорита Никола Тесла проводил очередной эксперимент по передаче электричества «по воздуху». Он-то и отправил мощный сгусток энергии с острова Лонг-Айленд, где стояла его башня, в сибирскую глухомань. В связи с этим ссылаются на некие сохранившиеся в журнале библиотеки Конгресса США записи о том, что за несколько месяцев до взрыва Тесла приходил туда и запрашивал карты «наименее заселённых частей Сибири». Кроме того, он заявлял, что сможет осветить дорогу к Северному полюсу для экспедиции путешественника Роберта Пири (хотя летом это без надобности, поскольку над Арктикой и так стоит полярный день).

«Лучи смерти» и жизнь на Марсе

Конспирологи приписывают Тесле множество фантастических изобретений. Самое известное из них — мифические «лучи смерти». В период между двумя мировыми войнами в разных странах возникли слухи о том, что учёные разработали супероружие, способное без единого выстрела испепелять на расстоянии живую силу и технику противника. Молва связала эту легенду с именем Николы Теслы, а он лишь подливал масла в огонь. В одном интервью изобретатель рассуждал: «Пошлёте ли вы войска в атаку там, где действуют эти лучи, отправите ли 10 тысяч самолетов или миллионную армию, самолёты будут немедленно сбиты и армия уничтожена».

Никаких сведений об испытаниях пресловутых «лучей смерти» нет. Биографы не исключают, что Тесла выдумал легенду о супероружии специально, чтобы показать бессмысленность войн: дескать, зачем посылать миллионы людей туда, где все они будут заведомо уничтожены. Стоит сказать, что в 1930-х годах ХХ века Никола Тесла был своего рода селебрити, знаменитостью Нью-Йорка. Он устраивал открытые демонстрации экспериментов, о нём писали ведущие газеты и журналы, и публика к мнению учёного прислушивалась.

Да и сам Тесла знал, чем её увлечь, поскольку поднаторел в этом. В своё время он «признавался» репортёрам, что конечной целью его принципа распространения электромагнитных волн является возможность… привлечь внимание марсиан. Дело было в конце ХIХ века, все обсуждали увиденные астрономом Персивалем Лоуэллом загадочные каналы на поверхности Красной планеты. Журналисты наперебой кричали о том, что Марс обитаем, а Герберт Уэллс опубликовал свой знаменитый роман «Война миров». Кто-то из учёных предлагал отправить на Марс сигнал из Нью-Йорка, и Никола Тесла решил подыграть публике. Он сказал: «Если на Марсе или на другой планете есть разумные существа, мне кажется, мы сможем привлечь их внимание». А три года спустя, зарегистрировав в своей лаборатории упорядоченные электрические импульсы, он решил (или сделал вид, что решил), что это не что иное, как сообщения марсиан.

С именем Теслы связывают и слухи о мистическом Филадельфийском эксперименте, который якобы состоялся в октябре 1943 года. Согласно легенде, американский эсминец «Элдридж», находившийся в порту Филадельфии, был подвергнут электромагнитному воздействию, после чего исчез и материализовался в Норфолке, в 300 км от этого места. Потом корабль вернулся, но половина находившейся на нём команды сошла с ума.

Любители паранормальных теорий уверены, что эксперимент был проведён с участием гениального сербского инженера: это он разработал чудо-генератор, который заставил эсминец телепортироваться. Их не смущает, что Никола Тесла к моменту проведения Филадельфийского эксперимента 9 месяцев как умер. На это есть простой ответ: хоть Тесла и умер, но его труды пригодились американским военным.

Биография Майкла Фарадея: гениальный экспериментатор

Майкл Фарадей (22 сентября 1791 г., Лондон — 25 августа 1867 г., Лондон) — британский физик и химик. Открыл электромагнитную индукцию, которая стала основой промышленного производства электричества.

Жизненный путь

Фарадей родился в небогатой семье кузнеца. Уже в 13 лет Майкл оставил школу и начал работать рассыльным в книжном магазине Рибо. Затем он стал учеником переплётчика. Будущий изобретатель не имел систематического образования, но обладал страстью к чтению. А в магазине, где он работал, было немало научных книг. В первую очередь его интересовали книги по химии и электричеству. Майкл не только читал, но и проводил самостоятельные опыты. Брат и отец поощряли его тягу к знаниям и даже помогли сделать простейший электрогенератор.

1810-1811 гг. – посещал курсы Городского философского общества. Здесь он слушал лекции по астрономии и физике, а также участвовал в диспутах.

1812 г. – посетитель книжного магазина Рибо, музыкант У. Денс, подарил Фарадею билет на цикл лекций знаменитого ученого Гемфри Дэви. После посещения лекций Майкл выслал Дэви письмо, где просил принять его на работу в Королевский институт. Профессор, который из ученика аптекаря превратился в лорда, был восхищён знаниями юноши и через несколько месяцев удовлетворил его просьбу.

1813-1815 гг. – был лаборантом Королевского института. В это время Фарадей помогал преподавателям Института в подготовке лекций, учёте материальных ценностей и уходе за ними. Кроме того, он проводил химические эксперименты. Также Майкл стал помощником Г. Дэви. Вместе с ним он побывал в 2-летнем путешествии научными центрами Европы.

1815 г. – стал ассистентом Королевского института. Продолжал собственные научные исследования.

1816 г. – опубликована первая печатная работа ученого. Она была посвящена химическому составу тосканского известняка. За 3 последующих года число его публикаций превысило 40. В это время Майкл Фарадей вел переписку с крупными европейскими учеными.

Читайте также  Демпферная обмотка генератора назначение

1820 г. – провёл опыт по выплавке стали с добавкой никеля. Данный опыт считается открытием нержавеющей стали. Но в то время он не заинтересовал металлургов.

1821 г. – стал техническим смотрителем здания и лабораторий Королевского института. Опубликовал статью об изобретении электродвигателя. После этого Фарадей становится всемирно известным ученым.

1825 г. – занял пост директора физической и химической лабораторий Королевского института.

1831 г – открыл электромагнитную индукцию. Это открытие устранило трудности к широкому внедрению электроэнергии.

1833 г. — получил профессорскую кафедру в Королевском институте. В своих лекциях он сочетал доступность и наглядность с глубиной рассмотрения. Его лекции для детей под названием «История свечи» издаются до сих пор.

1840 г. – Фарадей тяжело заболел (частичная потеря памяти). По одной из версий, его болезнь был результатом отравления парами ртути, которые использовались при опытах. В это время ученый жил в крайней нужде (£22 в год). Только через 5 лет ему назначили пенсию в £300 в год. Хотя премьер-министр Великобритании У. Лэм сначала даже не хотел её давать.

1845 г. – ученый открыл так называемый эффект Фарадея и диамагнетизм.

1848 г. – королева Виктория предоставила ученому в пожизненное пользование дом, который являлся частью дворцового комплекса Хэмптон-Корт. Все расходы и налоги она взяла на себя. Здесь Фарадей провёл свои последние годы.

1867 г. – великий ученый скончался за письменным столом. Его похоронили на Хайгейтском кладбище.

Научная деятельность

Фарадей работал очень методично. Обнаружив какой-либо эффект, он старался изучить его максимально глубоко, выясняя от каких параметров и, как он зависит. Фарадей является основоположником учения об электромагнитном поле. Среди его открытий стоит выделить:

  • создание первой модели электродвигателя и первого трансформатора;
  • открытие химического действие тока и действия магнитного поля на свет;
  • открытие законов электролиза и диамагнетизма;
  • предсказание электромагнитных волн;
  • обнаружение поворота плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея);
  • открытие бензола и изобутилена;
  • введение в научный обиход таких терминов, как ион, анод, катод, электролит, диамагнетизм, диэлектрик, парамагнетизм и др.

В 1836 г. Фарадей доказал, что электрический заряд может воздействовать только на поверхность замкнутой оболочки-проводника, при этом он не оказывает никакого воздействия на объекты, находящиеся внутри неё. Это открытие было использовано в устройстве, известном как «клетка Фарадея».

Правительство часто привлекало Фарадея к решению различных технических задач, таких как защита кораблей от коррозии, усовершенствование маяков, экспертиза судебных дел и т.д. Фарадей исследовал наночастицы разных металлов и описал их особенности. Эти опыты стали первым вкладом в будущее нанотехнологии.

Мнения о Фарадее

Современники Фарадея отмечали его доброжелательность, скромность и обаяние.

Ж. Б. Дюма, известный политик и химик, считал, что Фарадей владел нравственным совершенством. Он называл великого физика неутомимым художником, горячим проповедником истины, человеком, исполненным веселости и радушия, при этом гуманным и достаточно мягким в частной жизни.

Д. К. Максвелл считал Фарадея математиком высокого порядка

У. Томсон (лорд Кельвин) указывал, что Фарадей отличался необычайной быстротой и живостью. По словам лорда, каждый чувствовал его обаяние: от философа до простого ребёнка.

Один из биографов Фарадея сказал о нем: «Он умер бедняком, хотя поддерживал научную славу Англии 40 лет».

Интересные факты

Майкл Фарадей отличался трудолюбием, методичностью, тщательностью исполнения экспериментов и стремлением проникнуть в суть исследуемой проблемы. Его называли «королем экспериментаторов». Всего он провел около 30 тыс. экспериментов.

В 1821 г. известный физик У. Волластон пожаловался Дэви, что один из опытов Фарадея является плагиатом его идеи. Профессор стал на сторону Волластона, поэтому его отношения с Фарадеем ухудшились. Но вскоре Фарадей разъяснил свою позицию, и проблема была решена. Однако когда изобретатель стал членом Королевского общества, Дэви был единственным, кто был против этого. Отметим, что даже Волластон голосовал за избрание. Тем не менее, отношения Дэви и Фарадея позднее улучшились. Первый любил повторять, что главным его открытием являлось «открытие Фарадея».

В 1821 г. Фарадей женился на Саре Барнард, сестре его друга. Брак был счастливым и продлился 46 лет. Супруги жили на верхнем этаже Королевского института. У них не был собственных детей, поэтому они решили взять на воспитание племянницу-сироту Джейн.

В 1830 г. великий экспериментатор стал почётным членом Петербургской академии наук.

Фарадей был всемирно известным ученым, но, по словам современников, всегда был скромным и добрым человеком. Так, он отклонил предложение возвести его в рыцарское достоинство, отказался стать президентом Королевского общества. В ходе Крымской войны британское правительство просило его принять участие в разработке химического оружия, но Фарадей отверг такую работу, считая её аморальной. На протяжении всей жизни он вел непритязательный образ жизни и не раз отклонял выгодные предложения, которые могли помешать ему заниматься наукой.

В 1853 г. ученый исследовал модное в 19 веке «столоверчение» после чего заявил, что стол движется не духами умерших, а бессознательными движениями пальцев участников. В результате он получил немало возмущенных писем от оккультистов. На это он ответил, что претензии примет только от самих духов.

В 1862 г. Фарадей выдвинул гипотезу, что магнитное поле влияет на спектральные линии. Правда, оборудование тех лет не могло обнаружить этот эффект. Лишь в 1897 г. П. Зееман подтвердил данную гипотезу и получил за это Нобелевскую премию.

Фарадей был членом протестантской общины, известной как «гласиты» или «сандеманиане». Ученого несколько раз избирали диаконом и старейшиной лондонской общины «гласитов».

Портрет великого изобретателя размещался на банкноте в £20 выпуска 1991-1999 гг.

В честь Фарадея названы:
фарад – единица измерения электрической ёмкости;
фарадей – единица измерения электрического заряда;

  • диск Фарадея;
  • эффект Фарадея;
  • закон электромагнитной индукции;
  • постоянная Фарадея;
  • клетка Фарадея;
  • законы электролиза;
  • цилиндр Фарадея;
  • премия Майкла Фарадея;
  • астероид 37582;
  • лунный кратер Faraday;
  • корпус Лондонского института электротехники;
  • одно из зданий Эдинбургского университета;
  • ряд школ и колледжей.

Битва электрических королей: Переменный против постоянного

Телефон и фонограф, системы радиолокации и кинокамера, диктофон и электрогенераторы, телеуправляемые механизмы, высокочастотная техника, паровые турбины и магнитный способ сепарации железной руды — буквально ко всему два этих великих изобретателя — Томас Эдисон и Никола Тесла — приложили свои руки и головы. Но, пожалуй, главная их заслуга — свет на улицах и в домах. Они заложили основы всей системы электрификации, от электростанций и до ламп накаливания, от генераторов и до небольших остроумных деталей — цоколей, патронов, предохранителей и счетчиков. Именно электрические устройства стали полем битвы двух гениев.

Сверхчеловек

Родившийся в Хорватии Никола Тесла довольно рано проявил признаки своего научного гения: уже в детстве его переполняли самые фантастические грезы. Он читал запоем, и герои книг будили в нем желание стать сверхчеловеком: в распорядке дня на сон отводилось не более четырех часов, Тесла изнурял себя учебой, уделяя внимание не только техническим наукам, но и профессионально разбирался в музыке, лингвистике, философии, свободно общался на нескольких языках. Со стороны он, впоследствии названный Резерфордом «пророком электричества», походил на одержимого: таким и счел его профессор Пражского университета Пешль, которому 24-летний студент изложил свою идею генератора переменного тока. Пешль пренебрежительно пожал плечами, но авторитеты для молодого изобретателя перестали существовать. Распродав все свое имущество, он отправился в Америку, к легендарному «королю изобретателей» Томасу Эдисону.

Король изобретателей

Будучи старше Теслы на девять лет, Эдисон уже гремел по всему миру. Он был самоучкой: после того, как однажды учитель назвал Томаса «полным тупицей», возмущенная мать забрала его из школы, и тот продолжил образование самостоятельно. Томас много читал и, не имея достаточно средств на восхитительные игрушки, которыми обладали сверстники, конструировал их сам, попутно дорабатывая и совершенствуя механизмы. На всю жизнь он сохранит такой подход к работе: беря за основу уже существующие принципы и изобретения, улучшать их, доводя до ума.

Гульельмо Маркони признан новатором в радио, Александр Белл сконструировал первый телефон, Луи Жан и Огюст Люмьеры — киноаппарат, но коммерческую выгоду от этих изобретений сумел получить только Томас Альва Эдисон, усовершенствовав их, сделав удобными, популярными и продаваемыми.

Эдисон усовершенствовал телеграфный аппарат и «мимеограф», самопишущее электронное перо: специальная игла наносила на лист бумаги едва заметные отверстия, а типографский валик оттискивал по этому трафарету необходимое число копий. В наши дни этот механизм используется в машинках для татуировок, а во времена Эдисона мимеограф, «дедушка ксерокса», был чрезвычайно популярен среди бизнесменов. Это позволило молодому инженеру не только встать на ноги, но и организовать собственную лабораторию в Менло-Парке, в короткий срок превратив ее в настоящую «фабрику изобретений», на которой трудились десятки ученых и техников. Патенты на микрофон, динамо-машину и другие изобретения сыпались, как из рога изобилия.

Переменный и постоянный

Сюда и направился Никола буквально прямиком с борта трансатлантического лайнера. В те годы Эдисон, уже запатентовавший лампу накаливания и генератор постоянного тока, совершенствовал свою систему электрификации города, опытная модель которой успешно действовала в деловой части Манхэттена. Изучив проект Теслы, Эдисон решил отложить его «под сукно», тем временем предложив молодому сербу поработать над его системой на основе постоянного тока. Тот согласился, однако в тайне продолжил работу над совершенствованием собственного генератора переменного тока и уже через год получил на него патент. Но ревнивый начальник развернул против проекта Теслы настоящую войну, и Тесле пришлось покинуть Менло-Парк.

Тормозные деньги

К счастью, известный промышленник и изобретатель Джордж Вестингауз оказался более сметливым человеком. Присутствуя на одном из докладов Теслы, он сразу оценил его идеи и, потратив миллион долларов, выкупил у него патенты на генераторы, электродвигатели, трансформаторы и другие механизмы. Вскоре принадлежавшая фирме Вестингауза Ниагарская ГЭС начала генерировать переменный ток. Казалось бы, успех полный, однако Эдисон не оставил попыток одолеть строптивого «ученика».

Потерпев фиаско в доказательстве экономической нецелесообразности использования переменного тока, он обратился к другим аргументам — создавал образ смертельной опасности, которой подвергает себя всякий, кто рискнет воспользоваться приборами и механизмами, питающимися переменным электричеством. Действительно, вопрос стоял нешуточный — прежде всего, с финансовой стороны.

Читайте также  Дистанционное управление уличным освещением с пульта

Собачьи аргументы

Как раз в те годы парламентом штата Нью-Йорк была создана специальная комиссия для выбора «наиболее гуманного способа приведения в исполнение смертных приговоров». Воспользовавшись моментом, Эдисон устроил показательную демонстрацию: нескольких кошек и собак при большом стечении народа заманили на металлическую пластину, находящуюся под напряжением в 1000 вольт (разумеется, переменным). Пресса подробно живописала смерть несчастных животных.

В борьбу включились и «птенцы гнезда Эдисононова», бывшие и нынешние работники Менло-Парка: инженеры Браун и Питерсон пропустили через собаку постоянный ток напряжением до 1000 вольт — собака мучилась, но не умирала, но переменный ток даже 330 вольт убивал ее мгновенно. Вестингауз использовал все свое влияние, пытаясь опротестовать такие «показательные выступления». В New York Times он опубликовал открытое письмо, в котором обвинил Брауна в том, что тот действует «в интересах и на средства» принадлежащей Эдисону компании — но было уже поздно. Джозеф Шапл стал первым в истории преступником, приговоренным к смертной казни на электрическом стуле, а Эдисон, по слухам, лично сконструировал первый такой аппарат, работавший от генераторов «убийственного» переменного тока компании Westinghouse. Приговор был приведен в исполнение в августе 1890 года. «Топором бы у них получилось лучше», — резюмировал Вестингауз.

Человек-молния

Но неутомимый Никола Тесла придумал эффектный ответный ход. Через несколько лет его представление, состоявшееся на Всемирной выставке в Чикаго, потрясло весь мир. С совершенно спокойным видом он пропускал через себя переменный ток напряжением в миллионы вольт — молнии плясали на поверхности его кожи, но сам он оставался невредимым. А когда объятый электрическими разрядами «сумасшедший» брал в руки не подключенные ни к каким проводам лампы накаливания, они послушно загорались в его руках. Это казалось настоящим волшебством. И вскоре Эдисону пришлось пойти на перемирие: эдисоновская компания General Electric вынуждена была приобрести лицензии на электрическое оборудование у компании Westinghouse.

Сумасшедший гений

Если за Эдисоном с годами все больше закреплялась репутация «изобретателя-предпринимателя», то Никола Тесла приобретал славу сумасшедшего гения. Он мог часами в одиночестве прохаживаться по парку, декламируя наизусть «Фауста», в гостиничную комнату соглашался вселиться лишь в том случае, если ее номер был кратен трем, а микробов боялся панически. Большинство своих изобретений он совершал в голове, так говоря об этом: «Когда появляется идея, я начинаю дорабатывать ее в своем воображении: меняю конструкцию, усовершенствую и «включаю» прибор, чтобы он зажил у меня в голове. Мне совершенно все равно, подвергаю ли я тестированию свое изобретение в лаборатории или в уме». Но на практике не все проходило гладко. Однажды в ходе одного из экспериментов Теслы на расстоянии нескольких километров от его лаборатории в Нью-Йорке стены окружающих домов принялись вибрировать — и только вмешательство полиции спасло их от обрушения. «Я мог бы обрушить Бруклинский мост за час», — признавался позже изобретатель. Но современники с готовностью прощали ему и не такие «шалости». Ведь то, что он делал, действительно далеко опережало все, что умела тогда наука.

В 1915 году New York Times сообщила, что Николе Тесле и Томасу Эдисону могут присудить Нобелевскую премию в области физики. Но ни один из них так и не стал нобелевским лауреатом. Оба великих изобретателя отказались получать эту престижную премию: они не смогли простить друг другу прошлых обид.

Король учёных и учитель королей Майкл Фарадей

«У него училась вся Европа» — британский химик Джон Холл Гладстон о Майкле Фарадее.

История основоположника учения об электромагнитом поле Майкла Фарадея началась 22 сентября 1791 года в семье кузнеца, которая незадолго до его рождения переехала из графства Уэстморленд в Лондон.

Семья Фарадея, состоявшая из отца Джеймса, матери Маргарет, старшего брата Роберта, старшей сестры Элизабет и младшей сестры Маргарет, жила дружно, но в нужде. В результате чего Фарадею пришлось оставить школу и в четырнадцать лет пойти работать. Однако несмотря на обстоятельства, Фарадей всё же получил образование, как он сам говорил «начала чтения, письма и арифметики в обычной дневной школе».

Страница из дневника Майкла Фарадея

Немаловажную роль в воспитании Фарадея сыграло и то, что родители состояли в строгой религиозной секте сандеманиян, которая образовалась при расколе Шотландской церкви. Под Влиянием семьи и церкви у будущего выдающегося учёного выработалась привычка к дисциплине и упорному труду.

В четырнадцать лет Фарадей стал учеником переплётчика и у него появилась прекрасная возможность читать книги. Часто Фарадею попадались в руки и научные издания. Рвение и стремление Фарадея к получению знаний замечает один из клиентов и в поддержании у него искреннего интереса к учёбе и науке, он стал давать Фарадею билеты на лекции химика Гемфри Дэви в Королевской ассоциации.

Отметим и то, что Королевская ассоциация в те времена всячески содействовала развитию науки и распространению научных знаний.

Лекция Майкла Фарадея в 1885 году в Королевской ассоциации. В центре первого ряда напротив кафедры сидит принц Альберт с сыновьями.

За время посещения занятий в Королевской ассоциации Фарадей составляет конспект лекций, переплетает его и отправляет в подарок Дэви с просьбой дать ему работу. Работу Фарадей получает, произошло правда это не так скоро, как хотелось бы.

В двадцать два года Фарадей стал лаборантом, в обязанности которого входило помогать профессорам и другим лекторам при подготовке к лекциям, вести учёт материальных ценностей и следить за их исправностью и сохранностью. При этом Фарадей старался использовать каждую возможность для получения новых знаний и самое главное для проведения опытов.

За всю жизнь Фарадей провёл 30 000 экспериментов

29 августа 1831 года Майкл Фарадей сделал заметки в своём дневнике, которые положили начало новому методу получения, передачи и использования электроэнергии. И кто бы мог подумать, что простое заглавие очередного эксперимента в скором времени явится революционным открытием, повлёкшим за собой колоссальные перемены в промышленности и повседневной жизни людей.

Международная выставка электричества в Париже в 1881 году, на которой были отмечены успехи Фарадея и его коллег. В центре выставочного павильона стоял зажжённый маяк в натуральную величину.

Поразительно, но устройство, которое использовал Фарадей в экспериментах отличалось исключительной простотой. Состояло устройство из широкого железного кольца толщиной двадцать пять миллиметров и диаметром сто пятьдесят миллиметров. На кольцо наматывались две катушки проволоки. Изолировал проволоку Фарадей тонкой бечёвкой, которую прокладывал между витками. Каждый слой проволоки при этом обёртывал миткалем.

«Эксп-ты по превращению магнетизма в электричество и т.д. и т.п.» — записи в дневнике Фарадея от 29 августа 1831 года.

Первая катушка А соединялась с аккумуляторной батареей, а вторая катушка Б — с гальванометром, чтобы регистрировать возникновение электрического тока. В ходе экспериментов учёный установил, что железное кольцо не имеет существенного значения для опыта.

Орудие экспериментатора — кольцо с двумя намотанными на него катушками проволоки — первый трансформатор

На тот момент Фарадею казалось, что он открыл мимолётное явление, которое возникало только в момент замыкания или размыкания цепи в катушке А. В заметках он написал об этом явлении так: «по-видимому, очень кратковременный и внезапный прилив электричества».

В заметках Фарадея в дневнике от 1831 года содержатся основные принципы работы всех современных электромеханизмов

В ходе эксперимента Фарадей установил, что магнитное поле, создаваемое катушкой А, может вызывать возникновение электротока в катушке Б, но только при условии изменения электрического поля. Так появились мгновенные токи, которые Фарадей назвал индукционными.

Искровой разряд Фарадей получал благодаря проволоке на железном стержне, расположенной между двумя магнитами

Эксперименты продолжались и в ход пошли различные наборы катушек, магнитов и железных стержней. 29 октября 1831 года в ходе очередного эксперимента на свет появился первый генератор, преобразовавший энергию вращательного движения в электричество. Как это произошло?

Майкл Фарадей поместил медный диск между двумя полюсами очень сильного подковообразного магнита и показал, что при вращении диска между его центром и периферией возникает постоянный ток.

Стоит отметить что, прежде чем Фарадей добился желаемых результатов от своих экспериментов, потребовалось десять долгих лет опытов и работы. Маленькие и большие неудачи сменялись маленькими победами, которые и привели учёного на пьедестал научного мира.

Компас Ханса Кристиана Эрстеда, с помощью которого он продемонстрировал связь между электричеством и магнетизмом. Опыты Эрстеда вдохновили Фарадея.

В 1820 году Фарадей познакомился с наблюдениями датского физика Ханса Кристиана Эрстеда о взаимосвязи электричества и магнетизма. В результате Фарадей развил наблюдения учёного и сконструировал первый в мире электромотор, который состоял из свободно висящей жёсткой проволоки, одним концом опущенной в сосуд с ртутью, в центре которого возвышался постоянный стержневой магнит.

Разумеется данный мотор не мог развивать никакой полезной мощности. Работающие электромоторы появились лишь в 70-х годах XIX века.

Третьим важным изобретением Фарадея был трансформатор, который позволял простым способом немеханическим путём менять электронапряжение. Трансформаторы прочно заняли своё место в обиходе лишь тогда, когда появились достаточно мощные электростанции и появилась возможность передавать ток по проводам на большие расстояния.

Майкл Фарадей и лейденская банка

Примечательно, но простота и изящество экспериментов Майкла Фарадея до сих пор служат новым поколениям учёных непреходящим образцом для подражания. Удивительно и то, что учёный не гнался за славой и наградами. Фарадей старательно избегал всех публичных дискуссий и даже отказался от должности президента Королевского научного общества и отклонил предложение возвести его в рыцарское достоинство.

Убеждения Фарадея были таковы, что в истинно учёном сообществе не должно быть места частным интересам и личным спорам. Отказался Фарадей и принимать участие в разработке химического оружия против русской армии во время Крымской войны, назвав это предложение аморальным.

Отрадно и то, что самая передавая часть научного мира до сих пор исповедует идеалы Майкла Фарадея.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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