Первый в мире пригодный для практического применения электродвигатель

Просмотров: 626


Хотя в начале своей работы Якоби еще не вполне представлял себе сущность электромагнитных явлений, наблюдаемых в процессе работы двигателя, «магнитный аппарат Якоби» был лучшей конструкцией электродвигателя. Несмотря на его недостатки и малую мощность, именно на этот двигатель возлагались большие надежды в отношении возможности его использования для механизации производственных процессов на транспорте. После обнародования Б.С.Якоби результатов, к проблеме создания электродвигателя для промышленных целей обратились многие зарубежные изобретатели. Однако путь к высокоэкономичному и мощному двигателю оказался намного длиннее, чем представлялось Якоби и его современникам.

Немного истории. Впервые, принцип преобразования электрической энергии в механическую электромагнитным полем был продемонстрирован в 1821 году британским учёным Майклом Фарадеем. В последующем, многие ученые и изобретатели пытались создать электродвигатель пригодный для производственных нужд. Они пытались заставить железный сердечник двигаться в поле электромагнита возвратно-поступательно, то есть так, как движется поршень в цилиндре паровой машины.

Российский ученый, будущий академик Борис Семёнович Якоби в ходе анализа процессов, происходящих при применении электромагнетизма для получения механической работы, выявить нерациональность конструкции электродвигателя с возвратно-поступательным движением. Двигатели с прямолинейным перемещением движущихся частей также не могли удовлетворить потребности практики в силу обнаруженного Якоби явления изменения магнитных свойств в результате толчков и сотрясений.

Выход из этого положения Борис Семёнович видел в применении конструкции, допускающей непрерывное движение – вращение. Он первым пришел к идее создания электродвигателя с вращательным движением и впервые теоретически доказал преимущество такого электродвигателя.

В 1834 г. такой электрический двигатель Якоби был создан. Он состоял из двух дисков, на каждом из которых перпендикулярно поверхности на одинаковом расстоянии друг от друга были закреплены по 8 стержней мягкого железа длиной примерно 20.3 см и толщиной 2.54 см. Один из дисков оставался неподвижен, другой вращался относительно своего центра, при этом группа закреплённых на нём стержней перемещалась относительно неподвижных стержней на близком расстоянии. Все стержни-электромагниты были обмотаны медной проволокой длиной около 97.5 м и толщиной 3.2 мм, концы обмоток были соединены с гальванической батареей. Для обеспечения равномерного вращения диска Якоби разработал оригинальную конструкцию коммутатора, изменяющего полярность 8 раз за один оборот. Диск при этом вращался со скоростью 80 – 120 об/мин. Мощность двигателя была невелика и составляла примерно 15 Вт.

Якоби-1

Электродвигатель 1834 г. был лишь первым шагом на пути к желаемому результату, но идеи, заложенные в нём, оказались исключительно плодотворными для развития электротехники в целом. В своей конструкции Якоби впервые отказался от использования постоянных магнитов и предложил оригинальную конструкцию коммутатора. В отличии от коромысла Ампера, использовавшего ртуть для обеспечения прочного контакта, в коммутаторе Якоби контакт осуществлялся непосредственно трущимися металлическими поверхностями, что было новым словом в практике создания электродвигателей.

Якоби-2

Коммутатор двигателя Якоби состоял из четырёх медных дисков, которые попарно соединены медными трубками f и закреплены на оси посредством втулки g из изолирующего материала. Боковая поверхность дисков разделена на 8 равных частей, 4 из которых (h) представляют собой деревянные пластинки, врезанные в тело диск так, что боковая поверхность остаётся ровной. По ней при вращении скользят медные щетки z и c, короткое плечо которых опущено в ёмкость с ртутью k; они попарно соединены друг с другом и с гальванической батареей. К дискам коммутатора подключены обмотки l и m электромагнитов подвижного диска электромотора. Диски коммутатора насажены на вал электродвигателя и вращаются вместе с ним. Каждая щетка, скользя по боковой поверхности диска, производит последовательное замыкание и размыкание электрической цепи в зависимости от того, на проводящую или непроводящую часть поверхности она попадает. Это устройство обеспечивает автоматическое переключение полюсов магнита и равномерное вращение вала электромотора. Удобство использования коммутатора Якоби было очевидно в сравнении с любыми ртутными коммутаторами типа коромысла Ампера.

Литература:

1. Наука Санкт-Петербурга и морская мощь России. Том 1. Автор-составитель доктор технических наук профессор А.АРодионов.- СПб: Наука, 2001.

2. В.И.Татаренков. История судовых средств движения.- СПб: «Галея Принт», 2006.

Продолжение темы о практическом использовании электродвигателя Якоби в статье «Первый в мире электроход«. 

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий


Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru