Томас Эдисон. Его жизнь и научно-практическая деятельность - Андрей Каменский

Эдисон остановился в своих работах на системе накаливания и путем бесчисленных опытов и беспрерывного, настойчивого многолетнего труда довел свое изобретение в его мельчайших деталях, включая и все способы распределения, проведения и регулирования электрического тока, до такого совершенства, что теперь электрическое освещение стало уже делом простой техники и вошло в обыденную жизнь. Имя Эдисона неразрывно связано с этим великим изобретением нашего времени.

В своей первой лампе Эдисон употреблял платину, сплавы ее с иридием, затем циркон и другие тугоплавкие металлы; но после многочисленных опытов пришел к заключению, что лучшим материалом для электрического светильника (если можно употребить такой термин) является обугленное волокно бамбука. С помощью особого механизма бамбук разрезается на тончайшие волокна около одного миллиметра в диаметре и до двенадцати сантиметров длиной; волокнам этим, теперь уже с помощью другого механизма, придается форма буквы U, и затем они обугливаются в печах особого устройства. Полученный таким образом угольный светильник соединяется с платиновыми проволоками от проводника и запаивается в стеклянном баллоне, из которого выкачан воздух. Эдисон разработал все технические условия для фабричного изготовления этих ламп, а также продумал все детали проводки электрического тока, его регулирования и распределения.

Одновременно с ним многие изобретатели занимались усовершенствованием ламп накаливания, из которых особенно выделяются Максим, Сван, братья Сименс (способ которых получил особенное применение у нас и в Германии), Бернштейн, Бем и многие другие. Здесь следует упомянуть о нашем соотечественнике А. Н. Ладыгине, много поработавшем для развития системы электрического освещения; одновременно с Эдисоном он остановился на использовании обугленного растительного волокна как наилучшего материала для электрического светильника. Имя его теперь пользуется заслуженною известностью в электротехническом мире Европы [Для желающих ознакомиться с электрическим освещением и другими применениями электричества мы можем указать следующие русские издания: “Популярные лекции об электричестве и магнетизме” О. Хвольсона; “Электрическое освещение” Чиколева; “Главнейшие приложения электричества” Госпиталье].

Принцип действия динамоэлектрической машины или просто динамо-машины, как ее теперь называют, разработан еще в 1832 году в приборе Пикси, состоявшем из обычного вращающегося магнита, полюсы которого попеременно приходили в соприкосновение с концами двух железных стержней, обмотанных изолированной проволокой, через которую пропускался электрический ток. Затем следовало много усовершенствований, и появились машины Сакстона, Кларка, Сименса и других. Первые машины состояли из множества вращающихся постоянных магнитов, приходивших в попеременное соприкосновение с концами электромагнитов, как в приборе Пикси. Принцип устройства динамо-машины окончательно определился, когда было выяснено, что для развития тока посредством магнитоэлектрической индукции нет надобности в постоянном магните и что для этого достаточна магнитная сила, сохраняющаяся в быстро вращающихся кусках мягкого железа. В 1867 году Сименс и Уинстон одновременно представили в Лондонское Королевское общество сочинения на тему “О превращении динамической энергии в электрическую без помощи постоянных магнитов”. Вскоре после этого Сименс внес большие улучшения в свою машину, вырабатывавшую сильный электрический ток без помощи постоянных магнитов. К 1871 году, когда Эдисон начал работу над изобретениями в своей первой мастерской в Ньюарке, динамо-машина была доведена уже до значительного совершенства стараниями Грамма, Сименса, Вильда и множества других изобретателей.

На его долю не пришлось быть новатором в этой отрасли электротехники. Но ему досталась не менее трудная задача – внести улучшение в такое устройство, над которым уже поработали до него столько даровитых изобретателей. Одновременно со своими работами по электрическому освещению он принялся и за усовершенствование динамо-машины как источника требовавшейся ему электровозбудительной силы. Улучшения, введенные Эдисоном в динамо-машину, были главным образом направлены к тому, чтобы упростить ее устройство, сократить количество излишних проводов и уменьшить бесполезное сопротивление частей. В результате получился совершенно оригинальный по своему наружному виду механизм, чрезвычайно компактный и развивающий громадную силу. На электротехническом заводе в Нью-Йорке, самом большом и занимающемся производством всех принадлежностей электрического освещения Эдисона для мирового рынка, изготавливаются динамо-машины его системы всех размеров, начиная от крошечной для домашнего употребления и кончая гигантскими механизмами для освещения городов.

Телефон, одно из самых поразительных изобретений нашего времени, настолько вошел теперь в общее употребление и стал такой неизбежной принадлежностью не только каждой конторы, но даже каждого большого ресторана, что кажется излишним входить в описание его. Телефон в сегодняшнем виде – американское изобретение, и он во многом обязан гению Эдисона теми усовершенствованиями, которые сделали этот прибор всеобщим достоянием.

Физическое явление, подавшее первую мысль о телефоне, было замечено Педжем в 1837 году, а именно: железный сосуд, через последовательные краткие промежутки времени намагничиваемый и размагничиваемый, может издавать звуки. На основании этого факта Рейс в 1861 году устроил свой первый телефон, представленный им Физическому обществу во Франкфурте. Применяя такие же приемы намагничивания к железной проволоке, он получал звуки, соответствующие числу колебаний, а следовательно, и диапазону тех звуков, которые поступали в приемник и на другом конце провода. Он утверждал, что может таким образом передавать и слова. Грей, Варлей, Поллард, Гарнье и многие другие после первого опыта Рейса старались добиться того, чтобы на другом конце приемника слышались членораздельные звуки и слова. Граам Белль, занимавшийся обучением глухонемых в Бостоне, первый открыл способ для передачи звуков человеческой речи с помощью электромагнитного тока.

В 1876 году в Филадельфии он демонстрировал свой телефон, состоявший из приемника с натянутой, как на барабане, перепонкой и железной пластинкой в середине, колебания которой, возбужденные звуками голоса, передавались через посредство индукционной катушки в особый резонатор на другом конце проводника. При помощи этого аппарата Беллю удалось явственно передавать членораздельные звуки и слова на небольшие расстояния. Изобретение Белля породило множество последователей, внесших усовершенствования в его прибор. Это были Юз, Сименс, Фелпс, Грей и другие. Их приборы были большею частью сложны и не оправдывали себя на практике, пока Эдисон в своем телефоне с угольной диафрагмой, основанном на принципе превращения звуковых волн в соответственные колебания электрического тока и обратно без посредства вибрирующей пластинки, не нашел самого простого решения и не сделал самого совершенного прибора.