История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
неизменном количестве, она, собственно говоря, никогда не создается,
никогда не уничтожается; в действительности она меняет форму, т. е.
вызывает то один род движения, то другой, но никогда не исчезает".
Опыты с первым источником электрического тока - вольтовым столбом,
построенным в 1799 г. А. Вольта,- привели к открытию тепловых действий
электрического тока: при прохождении электрического тока по проводнику
последний нагревался и даже накаливался, если сечение его было
незначительным. Многочисленные исследований
т
и эксперимент с электрическим током *, произведенные в начале XIX в.,
показали, что тепловые действия тока находятся в прямой связи с размерами
пластин вольтова столба и возрастают с увеличением этих размеров.
Наиболее ярко тепловые действия электрического тока проявились в явлении
электрической дуги, открытом В. В. Петровым в 1802 г.
Однако ввиду того что в начале XIX в. тепловые действия тока еще не могли
найти практического применения, задача определения соотношения между
количеством тепла и 'величиной тока не возникала со всей остротой. Кроме
того, установление закона тепловых действий тока было невозможно из-за
отсутствия приборов, необходимых для проведения подобного исследования.
Дальнейшее углубление исследований в области тепловых и электрических
явлений приводит к обнаружению .ряда новых фактов, убедительно
доказывающих взаимосвязь между этими явлениями. Так, в 1821 г. было
открыто термоэлектричество, а в 1834 г. - обратное явление, заключающееся
в выделении или поглощении тепла В спае двух разнородных металлов при
пропускании через этот спай электрического тока. Установление обратимости
тепловых и электрических явлений было важным завоеванием науки и еще
одним доказательством взаимной связи и взаимопревращений явлений природы.
Успехи в области техники электрических измерений позволили в начале 40-х
годов XIX в. установить количественные характеристики теплового действия
тока. В 1841-1842 гг. был открыт закон теплового действия тока, явившийся
частным случаем сформулированного спустя несколько лет закона сохранения
и превращения энергии. -
Обнаружение в 1820 г. действия электрического тока на магнитную стрелку
привлекло внимание многих ученых и явилось толчком к исследованиям,
приведшим к установлению связи между электрическими и магнитными
явлениями. Наиболее ярко эта связь проявилась в явлении электромагнитной
индукции.
' ^Опираясь на достижения науки и практики, "М. Фарами пришел к важному
обобщению о единстве различных форм энергии; он уверенно искал
доказательства взаимо-пРевращений электричества и магнетизма и нашел это
до-
1 Подробнее о развитии электротехники в этот период см. н гл. 4.
203.
КйзательстВо В электромагнитной индукции. Критикуя Сторонников контактной
теории электричества, выдвинутой А. Вольта для объяснения действия
вольтова стол- ' ба и противоречащей закону сохранения энергии, Фарадей
'заявил о невозможности возникновения энергии из ничего и указал на
взаимные переходы одного вида энергии в другой: "Контактная теория
полагает, что сила ... может будто бы возникнуть из ничего ... Мы имеем
много процессов, при которых внешняя форма силы может претерпевать такие
изменения, что происходит явное нревращение ее в другую. Так, мы можем
превратить химическую силу в электрический ток, а электрический ток-в
химическую 'силу. Прекрасные опыты Зеебека и Пельтье показывают взаимную
связь теплоты и электричества, а Эрстеда и мои собственные показывают
превращаемость электричества и магнетизма. Но ни в одном случае, даже е
электрическим угрем и скатом, нет производства силы без соответствующего
израсходования чего-либо, что питает ее".
Фарадей близко подходил к открытию закона сохранения энергии, подчеркивая
возможность определения эквивалентов при переходе одного вида энергии в
другой: "Нужно сравнить количество материальных сил (т. е. сил
электричества, тяготения, химического сродства, сцепления и т. д.), где
возможно дать выражение для их эквивалентов в той или иной форме", -
писал он в 1837 г. в своем дневнике.
. Углубление исследований в области электромагнитных процессов привело к
установлению их энергетических основ; в 1833 г. Э. X. Ленц сформулировал
носящий его имя закон, являющийся одним из проявлений закона сохранения и
превращения энергии в области электромагнитных явлений.
. В своей статье "О некоторых опытах из области гальванизма" (1838 г.)
Ленц писал: "Каждый электромагнитный опыт может быть обращен таким
образом, что он приведет к соответствующему магнитоэлектрическому опыту-
Для этого нужно только сообщить проводнику гальванического тока каким-
либо иным способом то движение, которое он -совершает в случае
электромагнитного опыта, и тогда в нем возникнет ток направления,
противоположного направлению тока в электромагнитном опыте".
Закон Ленца наглядно иллюстрирует принцип сохранения энергии при взаимных
превращениях механической и электромагнитной энергий. Действительно, если
