Текст книги "Броненосцы Петра Великого. Тетралогия (СИ)"

Автор книги: Алекс Кун

сообщить о нарушении

Текущая страница: 75 (всего у книги 166 страниц)

Подключил шесть электромагнитов друг к другу, закрепили их вокруг отверстия на деревяшке. Намотанную спиралью проволоку, с подвязанными ниткой витками, чтоб не рассыпались, закрепили поперек отверстия на двух отводах от спирали, образовавших ось. Отводы уперли торцами в накерненные углубления в железных скобах, которые и держали спираль. Оглядел конструкцию. Хлипко все, зато за десять минут делается.

– Теперь нам надо быстро вращать спираль, которую будем называть ротором. Предлагаю на ось намотать нитку и быстро ее вытягивать – тогда ротор хорошо раскрутиться. А пока ротор крутиться, попробуйте высечь искру из проводов, которые к скобам подключены.

Попробовали. Минут десять пробовали, успев за это время пару раз сорвать ниткой ротор с опор. Искра была. Точнее, призрак искры, но все попробовали и увидели. Продолжили обсуждение. Рассказал, что течет электричество по металлам, но разные металлы пропускают его поразному. Один металл, как широкая река, а другой как порожистый ручей. А фарфор и стекло, например, электричество вообще не пропускают. И если в металле будут вкрапления всякой грязи и шлака – то это будет как мели на широкой реке, и металл, хорошо проводящий электричество, после такого загрязнения станет проводить его плохо. Но и материалы, не проводящие электричество, все равно нам нужны, так как ими мы обмазываем провода, создавая как бы стенки трубы, по которой течет невидимая река, чтоб она не расплескивалась напрасно и не портила нам задумок. Но в случаях, когда провода надо соединить, как мы соединяли меж собой электромагниты – эту обмазку, которую назовем изоляцией, надо счищать, чтоб голые металлы друг с другом соединялись, иначе поток электричества прервется.

Наконец, дал волю вопросам. И первый вопрос был вполне ожидаем – зачем нам такие сложности, если электромагниты питаем от электрического столба и все равно расходуем металл в батарее? Молодцы. Зрят в корень.

– Если ротор сможет дать много электричества, то часть из него мы направим в электромагниты, и столб будет не нужен… Попробуем, конечно. Но перед тем, как пробовать, расскажу еще одно важное свойство этих невидимых рек. Дело в том, что когда мы включали электромагнит или искру напрямую от электрического столба – невидимая река текла ровно, именно так, как текут обычные реки. А вот когда мы стали подгонять ее руками магнитного поля – течение в роторе стало совсем иным, подумайте сами, представьте, что один полюс электромагнита это одна сторона весла, а другой – противоположная. И вот наша спираль поворачивается к этим электромагнитам то одним боком, то другим. Вот и выходит, в нашем примере с веслом, что это как по воде веслом тудасюда грести. Движение воды то будет, а вот равномерного течения – нет. Но, вы сами видели, что для искры это безразлично, в одну ли сторону течет электричество или дергается. Главное, чтоб течение было. А вот для электромагнитов, что создают магнитное поле, проталкивающее невидимую реку в роторе – направление течения важно. Но есть у нас способ, снимать с ротора не прыгающий ток электричества, который будем называть переменным, а ровный, который будем называть постоянный. Ну, кто – что мыслит?… Подскажу. С одной спирали ротора нам постоянный ток никак не снять, на то она и одна. А если мы на ротор несколько спиралей намотаем?

Все равно не догадались. Рассказал про коллектор, когда несколько обмоток ротора подсоединяются к некоторому количеству пластин на оси, и по этим пластинам скользят пары щетоктокосъемников, которые отбирают от обмоток электричество, каждая в свой черед. В результате получается не идеально постоянный ток, а с небольшими биениями. Но это как с плохо закрепленным колесом телеги – вилять оно виляет, но ехать особо не мешает.

Раздал подмастерьям бумаги с чертежами небольшого генератора постоянного тока на четыре обмотки статора и пять обмоток ротора. Выдал и деревянные шаблоны, по которым нужно будет гнуть сердечники из полос мягкого железа. Габариты генератора, по большому счету взял от балды, ориентируясь на габариты генератора от автомобиля моего времени. Генератор делали всем миром. Старательно мешая друг другу. Потратили больше времени, подгоняя детали согнутые разными помощниками, чем, если бы все делал один человек. Зато все прикоснулись к неведомому, а когда в этом неведомом есть хоть частичка твоего труда – то оно перестает быть пугающим и становиться близким и понятным.

Под грохот ударов, по сгибаемым деталям сердечников, рассказывал, что железо лучше проводит магнитное поле, а медь лучше проводит электричество – вот нам и надо максимально использовать эти две особенности. Когда мы сворачиваем медную проволоку спиралью – река электричества порождает водоворот. И если в центр этого водоворота поставить ось, водоворот от этого только сильнее станет. И материалом для этой оси лучше всего подойдет железо. Вот только, если поставить ось из массивной железной отливки – то водоворот в ней породит электрический ток, и будет на это расходовать силы, а нам этого не надо. Именно по этому мы набираем оси, которые будем называть сердечниками, из железных полос, да еще олифой закрашенных. Олифа электричество не проводит, вот это и помешает внутри железного сердечника разгуливать электричеству.

Глава 6

Собирали генератор более полутора часов, и это, не смотря на толпу народа и заготовленные заранее материалы. Каждый чих приходилось пояснять, и почему мы для сердечников отдельные катушки из бумаги сделали, и зачем везде бумагой прокладываем. Зачем, зачем – да не верю просто в надежность изоляции проводов! Если на изоляцию между витков еще могу положиться, то наматывать провода на голый металл, да еще и при условии, что на изгибах изоляция проводов потрескивает – очень чревато. Кроме того, отдельные бумажные катушки позволяют спокойно наматывать их на оправках разным людям – а если мотать их прямо в генераторе, то будет очень неудобно, больше чем пара человек работать не смогут, да и то локтями толкать друг друга будут. А отдельные катушки, снимем с оправок и наденем на сердечники. Если будут болтаться, еще полоску железа подсунем. К сожалению, толщина пластин немного гуляла, и угадать размер совершенно точно было на уровне высшего пилотажа – нам этого пока не надо.

Разок выходили с мастерами на перекур. Точнее, у меня был перекур, а у них вопросник. Говорили о том, что нужно будет для электрических машин, и как с ними поменяется завод. Литейщика интересовала моя оговорка про грязный металл. Понятия не имею, как его чистить. Предложил продувать медь воздухом, как мы со сталью делаем, всякая гадость может выгореть в шлак. Вот только и сама медь окислиться. Попробуем, конечно. Еще бы потом водородом продуть. Но мало того, что водорода нет, так еще и бабахнуть должно душевно. Такие эксперименты не для единственного, прогрессивного завода в преддверии войны. Можно будет генераторным газом попробовать продуть. Полыхать будет знатно, но все же – не водород. Попробуем потом на небольшой партии перед разливкой на пруты для волочения.

С железом светили аналогичные проблемы, и, кроме этого, не имел понятия какую долю углерода можно использовать. Пока пробовали мягкое железо, прокатанное сразу после продувки, и отожженное. Дальше попробуем более углеродистые пластины и сравним результаты.

Первый генератор сбалансироваться не хотел. Ось получилась слишком тонкая, и якорь изображал скакалку. Прервал занятие, и отправил двух подмастерьев с мастером кузнецов точить новую ось. За одно и шкив большого и малого диаметра пусть сделают.

Вечером запустили генератор, подключив его через повышающий ременный редуктор к заводскому валу. Генератор тонко завыл, притирая бронзовые вкладыши. Помазали вкладыши еще жиром и отполировали пластины коллектора, после чего поставили и подключили щетки в виде толстых медных проволочек. Наступил момент истины. Для запуска генератора, ткнул на вход катушек статора вольтов столб. Варварство конечно, но со схемой подмагничивания нет сил и средств возиться. Будем запускать генераторы так, можно сказать, с толкача.

Не каждый автомобиль заводиться с пол оборота стартера, знакомая мне машинка так вообще порой пол сотни этих оборотов требовала. Так что, тыкал «стартер» генератора, меняя используемое количество батарей, пока генератор не завелся. И узнать это было легко. Кожаный ремень засвистел по деревянному шкиву, жалуясь на возросшую нагрузку. Подтянули вниз редуктор, натягивая ремень. Мысленно дополнил схему натяжителями ремня.

Выход генератора подключили на свечу Яблочкова. Свеча требовала своего стартера, на этот раз попробовал просто коснуться кончиков электродов проволокой – свече ведь все равно, от чего первоначальная дуга вспыхивает. Вспыхнула. Победа, однако.

Генератор завыл, откровенно жалуясь на перегруз и вообще, на отсутствие нежного отношения к новорожденному. Потрогал статор, проверяя температуру. Поднималась, но пока больным младенец не выглядел. Пошли еще курить и разговаривать, дым от свечи к разговорам в цеху не располагал.

Говорили про освещение, мастера предлагали прямо сейчас поставить такие свечи на территории. Посылал их к волочильщикам, от которых зависит наличие у нас проводов. Под многочисленными недобрыми взглядами, мастер волочильщик обещал, что приложит все силы. Кстати, про свечи в цехах – мастера уже не заикались, дыму от этого новшества действительно многовато. И сгорают они быстро. Хотя, если сделать электроды потолще, на пару часов должно хватить, а то и больше.

Прибежал дежуривший у генератора подмастерье, доложил, что его подшефный сильно нагрелся. Хотя, рукой трогать его еще можно.

Решили с мастерами на сегодня закругляться. Завтра поговорим о том, как мерить будем эти невидимые субстанции – любое дело требует точности.

Вот так и получилось, что разговор о напряжении и силе тока зашел только на второй день, когда лабораторный генератор, оснащенный дополнительно крыльчаткой охлаждения, во всю сжигал свечу Яблочкова, вынесенную на улицу, и на которую собрались посмотреть толпы народу. Святых отцов попросил первое время побыть рядом, успокоить народ, что это вовсе не проделки сатаны, это мастера опять диковину удумали.

Как будем мереть неуловимое и невидимое? Так и будем – по результату воздействия невидимого на реальный мир. Для начала повторим опыт с нашей первой спиралью, только вместо электромагнитов поставим на их место пару железных, намагниченных гвоздей. Собственно, наши вчерашние электромагниты уже слегка намагнитили свои гвозди и нам пока этого достаточно. Закрепляем магниты с двух сторон от спирали, а на спираль подключаем ток электричества от столба. Можно, конечно и от генератора, но пока будем использовать столб, потом поясню почему.

Все видели, что произошло? Да, спираль повернулась. А почему? Да потому же, почему «Рыбка» носом на зиму указывает. Помните, магнитные поля взаимодействуют и стараются расположиться так, чтоб меньше мешать друг другу. Вот спираль и заняла наиболее удобное положение относительно магнитов. А если мы будем мешать спирали поворачиваться? Давайте на одну сторону витков свинцовый грузик примотаем, тогда спираль будет смотреть одной стороной всегда вниз. Теперь снова подключаем к ней столб, и видим, как спираль повернулась немного, пока сил хватало грузик поднимать. А теперь добавим еще пар в электрический столб. Сила столба стала больше, и спираль отклонилась больше. Вот так и будем измерять эти невидимые силы – по отклонению спирали. Чтоб нам было удобно – на спираль оденем стрелку, закрепим ее поперек спирали, и пока электричества нет, стрелка будет стоять вертикально, а как подключим, она отклониться влево или вправо. А от чего это зависит? С этого и начнем наш сегодняшний урок.

Про магнитное поле мы уже сказали, что у него есть летний и зимний полюс. Вот и у электричества есть такие полюса. Как мы назовем полюса – электрической реке безразлично. Давайте называть полюс, что к меди в электрическом столбе подключен плюсом или положительным, а противоположный соответственно минусом, или отрицательным. И теперь смотрите, если к спирали подключить столб плюсом и минусом – стрелка отклониться в одну сторону. А если поменять местами плюс и минус – то в другую. Вот так и будем определять, где в наших устройствах плюс, а где минус. А по величине отклонения стрелки будем определять, насколько мощный поток электрической реки проходит через устройство. Вот тут нас ждет еще одна проблема. Представьте себе наш мельничный пруд, что выше плотины. Из него вода может течь по двум рукавам, по короткому и крутому, через плотину, или по длинному и пологому, по которому сброс вешних вод идет. Представили? Оба рукава примерно одинаковое количество воды пропускают, но в коротком вода бурлит, и скорость ее движения большая, а по длинному рукаву вода течет неспешно. Таким образом, чтоб точно описать оба рукава нам надо сказать, не только, с какой высоты они вытекают, но и скорость или силу их течения. Вот и электрическая река подчиняется этому закону, ее можно описать теми же словами – у нее есть перепад, и сила течения. Представьте, перепад может быть большой, но если мешать течь потоку электричества, то сила течения будет маленькой, река будет еле сочиться. А может быть наоборот, перепад небольшой, но невидимому течению ничего мешать не будет, и силу течение наберет значительную, и чем больше перепад, тем более значительную силу наберет течение, если ему ничего не мешает. Представили, на примере обычной реки? Плохо, давайте еще раз поясню …

А потом еще раз, индивидуально. Абстрактные вещи тут воспринимали слабее – сразу вспомнился фрагмент от Филатова – «… нам бы схемку, аль чертеж – мыб затеяли вертеж …».

Как будем называть все эти силы – электрической реке безразлично, как и название ее полюсов. Это надо нам, для бюрократии. Но чтоб не называть силы неизвестно как – их назвали в честь ученых, которые силы эти обнаружили первыми.

Поперхнулся. Чуть не ляпнул, что еще обнаружат. Вообще интересно наверное, родиться, и узнать что в честь тебя уже чтото назвали. Или фамилию дадут в честь явления? А что, вполне может быть – будет итальянец Александро Монтега ковыряться с электричеством, и его обзовут Вольтом, потом кличка приклеиться и история слегка залечит прорехи. Ну да ладно, мне до этих времен точно не дожить.

Итак, перепад электрической реки назвали напряжением, а единицы, в которых его измеряют – вольтами. А силу течения электрической реки, так и назвали силой тока, или просто током, и меряют его в амперах. Это просто запомните, так как это условность.

И чему будет равен один вольт?

Чтоб нам было проще, за один вольт принимаем одну пару металлов из электрического столба. Это, правда, не совсем точно, так как пока металлы в столбе свежие, напряжение в каждой паре чуть больше одного вольта, а когда метал израсходуется – напряжение станет меньше одного вольта. Со временем, мы с вами найдем это значение точно.

А силу тока как будем оценивать?

Уже сказал, что сила тока зависит от напряжения и сопротивления. Чем больше напряжение и меньше сопротивление – тем больше сила тока. Вот и выходит зависимость, что сила тока равна напряжению, деленному на сопротивление. Это понятно? А чего глаза такие остекленевшие? Вспомните, как площадь прямоугольника найти – это вы все делали. Длину на ширину умножаем. Так вот. В этом примере, длинна это сила тока, ширина это сопротивление, а площадь, это напряжение. Законы мира, они очень похожи друг не друга, к какой бы области не относились.

Вот и выходит, что, зная напряжение, по количеству подключаемых пар столба и сопротивление, которые сами организуем – найдем силу тока.

Про сопротивление вам рассказывал – каждый металл пропускает электрическую реку поразному. Но сопротивление не только от металла зависит, но и от его размеров. Сами понимаете, проковыряй мы в плотине тонкую дырочку – будет тонкая струя, значит, дырочка воде оказывает большое сопротивление. А расковыряй мы в плотине огромную дыру – вода хлынет потоком и сопротивление ему большая дыра практически не окажет. А так как электрическую реку мы пустим по проводамтрубам, то и длина этих проводов важна. Сами понимаете, короткая дорога от дома до сортира сил потребует гораздо меньше, чем, если вы от дома пойдете в Архангельск. В итоге получаем, чем больше площадь сечения проводатрубы, тем меньше сопротивление, и наоборот, чем провод длиннее, тем сопротивление больше. А значит, сопротивление провода равно коэффициенту сопротивления металла, из которого провод сделан, умноженному на длину провода и деленному на площадь сечения провода. Уф.

Это был, конечно, не экспромт. Хорошие экспромты надо долго готовить, лишний раз в этом убедился на проводах школы в поход.

Более того, удельное сопротивление помнил только у меди, так что у подмастерьев впереди много увлекательной работы по составлению справочников. Еще одна зацепка была, чисто эмпирическая – сопротивление стали примерно в 10 раз больше меди. Выходит, 4.5 метра стальной проволоки диаметром 1мм, а тоньше мы пока сталь волочить не могли, будут иметь сопротивление 1 Ом. А если свернуть стальную проволоку спиралью в 15 сантиметров диаметром, то каждые 10 витков дадут плюс один Ом. В результате, можем сделать реостат длинной 50 см, диаметром 15 см с сотней витков стальной проволоки, разделяя витки 5мм шагом. Такой реостат будет иметь сопротивление от нуля до 10 Ом с шагом 0.1 Ом. Для первых лабораторных хватит, а кило омы будем подбирать из имеющихся материалов, имея эталонное сопротивление.

Вот изготовлением эталонного сопротивления из стальной проволоки и озадачил подмастерьев. Дело там не хитрое, справятся. Главное потом все хорошенько проолифить, зачистив только узкую полосу контакта на всех витках.

Весь день потратили на создание лабораторного гальванометра, так как наш первый макет не мог похвастать чувствительностью и повторяемостью. Вот и составляли, вместе с подмастерьями, чертеж прибора и схемы его подключения для измерения силы тока и напряжения. Рисовал, в основном, сам – зато подмастерья мотали рамки, и намагничивали железки, пока мы не подобрали параметры удобные нам для работы. Точнее, приборов сделали два один на напряжения до 20 вольт и токи до 10 ампер, второй на напряжения до 200 вольт и токи до 100 ампер, причем, шунт на втором измерителе можно было менять, но пока отградуировали его приблизительно.

Силу тока и напряжение вполне можно мерить одним прибором. Для измерения силы тока прибор должен иметь минимальное собственное сопротивление и включаться в цепь последовательно с измеряемой нагрузкой, а для измерения напряжения прибор должен иметь большое внутреннее сопротивление и подключаться параллельно нагрузке. Можно, конечно, делать два разных прибора в одном рамка из малого количества витков, и им будем мерить Амперы, а другой, с большим количеством витков рамки, и соответственно большим сопротивлением – им будем измерять Вольты.

Но можно просто добавить к амперметру набор сопротивлений и … В общем, так и сделали.

Домашним заданием подмастерьям стало изготовление, а главное, градуировка новых измерительных инструментов.

В процессе разговоров о приборе возник закономерный вопрос – а нельзя ли по этому принципу сделать двигатель. Чтоб рамка не поворачивалась, а крутилась.

Можно. Более того, в большинстве случаев машины, что мы делаем – обращаемые. Это значит, что генератор можно использовать как двигатель и двигатель как генератор, с минимальными переделками. Это правило не без исключений – но пока не до нюансов.

Вообще, моя жизнь напоминала жизнь частицы в пузырьковой камере. Так же, проношусь по верхам, задавая принципы, направления и константы, причем, некоторые, придумывая на ходу. А за мной разрастается след из пузырьков. С одной стороны – приятно быть частичкой, вызвавшей бурную реакцию в перегретой среде. А с другой стороны – жизнь таких частичек коротка …

Вопросы с двигателями временно свернул. С нашей выработкой меди и проволоки не до жиру, пока все силы на генераторы. Делаем два экспериментальных генератора, один постоянного, второй переменного тока. Нагрузкой для них будет сварка для переменного и электролизер для постоянного. Для сварочника еще нужен будет трансформатор. Но об этом будем говорить на следующих занятиях.

Неделя интенсивных занятий принесла давящую усталость, так как по ночам пересчитывал генераторы на основе экспериментальных данных и готовился к новым лекциям. Ермолай поселился со мной на чердаке, и тырил у меня черновики прямо изпод рук. Складывалось ощущение, что он опасается моей скоропостижной кончины и пытается собрать максимум информации. Намекнул ему, что не дождетесь, и двинулся в электрический цех, где обкатывали генератор постоянного тока. С генератором переменного тока проблем у нас было немного, видимо они все дожидались нас в районе коллектора генератора постоянного тока. Даже думал бросить пока его доделку и использовать только переменный генератор. А потом сделал ход конем и переложил доводку генератора на подмастерьев. Проблемы очевидные, угольные щетки быстро стачиваются и забивают зазоры коллекторного кольца, соответственно идут замыкания. После перемотки очередной сгоревшей обмотки – озвучил наш запас проводов, подходящий к концу. А литейщики еще экспериментируют с продувкой меди, и новых проводов в ближайшее время не будет. Так что, еще пару замыканий, и на сердечники буду наматывать их внутренности. Похоже, поверили. И выкрутились оригинально – поставили на вал сразу за коллекторным кольцом крыльчатку, которой продували зазоры. А угольные щетки стали набивать в бронзовых рубашках. Вопрос с перемыканием щеткой двух соседних контактов коллектора решили варварски и в лоб – добавили в коллекторное кольцо пустых контактов шириной со щетку, и теперь рабочими были каждый второй контакт, а остальные просто для сохранения геометрии кольца. Пока это опытные, а не силовые генераторы – посчитал такой выход возможным.

Ничего, большую машину будем делать многополюсной, и там будет возможность задействовать все контакты.

Как и ожидал, мои подмастерья разделились на рукастых и головастых. Первые обеспечивали работоспособность генераторов, то есть готовили для них запчасти и меняли их. Вторые занялись составлением справочника и экспериментами. Теперь с исследователями больше занимался теорией, а с практиками решали дела насущные.

Была еще и третья группа – мастера. Которые усвоили общие принципы и теперь брали меня за горло. Оружейники хотели электрозапалы для орудий, не столько потому, что так было нужно, сколько потому, что весь завод помешался на электричестве.

Литейщики требовали плавить дугой – набросал им примерно, сколько нужно будет меди на генератор величиной с пол цеха, уж не говорю, сколько будет кушать коловратная машина его вращающая. Проняло. Золотые плавки у нас получаться. Хотя, в некоторых случаях пойду и на это, если дойду до полупроводников.

Мастера кузнецы послушали мои пояснения для литейщиков и спрятали за спину листы с эскизами. Даже любопытно стало, на что они хотели мои нервные клетки убить.

Мои подмастерьяисследователи экспериментировали с электролизом. Задал им эту задачку – нащупать опытным путем параметры электролизера для разложения воды.

Про электролизер нарисовал подмастерьям целое батальное полотно, как электронная жидкость, стекая с электродов, вступала в битву с обычной жидкостью. Результат такой битвы может быть разный, и, чтоб результат получался нужный нам – добавляем в обычную жидкость разные вещества, которые становятся шпионами электрических потоков и обеспечивают им не только победу, но и чтоб обычная жидкость выполняла пожелания победителя. От того, каким будет это веществошпион – результат может быть разный. От того, сколько силы мы вкладываем в электроды – будет различаться размер результата, вплоть до бабаха. К счастью, подмастерья провели эксперименты без разрушительных последствий и подобрали параметры электролиза на наших экспериментальных генераторах.

Перед этим они занимались подбором параметров трансформатора для сварки на переменном токе. Стандарта для переменного тока еще не выработали, и подбирали габариты сердечника под частоту конкретного генератора, опытным путем разумеется.

Сложного в трансформаторе ничего нет – он прост и понятен. Первичная обмотка, навитая спиралью, порождает водоворот электрической реки и та, в свою очередь, порождает водоворот магнитного поля. Если, для наглядности, посмотреть на водоворот в реке, увидим, что силы водоворота изменяются в нем от максимальной силы на минимальном радиусе, ближе к центру, до минимума силы, но на большом радиусе, на периферии. Если переводить эту аналогию в электричество, то можно преобразовывать в трансформаторе электричество либо в большую силу тока на небольшом напряжении, либо в большое напряжение на маленькой силе тока. Вот такая аналогия с водоворотом.

А технически это делают, навивая разное количество витков в первичной обмотке, куда заводим преобразуемое электричество и вторичной обмотке, из которой забираем преобразованное электричество. Во сколько раз количество витков вторичной обмотки меньше, чем у первичной обмотки – во столько раз меньше будет напряжение на выходе из вторичной обмотки и больше сила тока, если, конечно, попадется подходящая нагрузка. В большую сторону это также работает. Например, на кинескопы телевизоров моего времени нужно было подать напряжение около 10 000 вольт. И ничего, трансформаторы справлялись. Делали сотню витков в первичной обмотке, и двадцать тысяч витков во вторичной. Вот и повышали напряжение с сорока до 8 тысяч вольт, лишь бы изоляция проводов это напряжение выдерживала. Но это отдельный разговор.

А в сварочных трансформаторах стоит противоположная задача, надо максимальный ток, а напряжение уже вторично, лишь бы вольт 60 на холостом ходу для зажигания дуги было, а варить можно и на 12 вольтах. Тогда в первичной обмотке наматывали пару сотен витков, а во вторичной десяток, и преобразовывали 220 вольт к 11 вольтам. Зато сила тока возрастал в 20 раз, и если через первичную обмотку проходило 5 ампер, то от вторичной можно было забрать уже 100 ампер. Этого, с грехом пополам, хватало для сварки электродом троечкой. Хотя, 200 ампер будет значительно лучше для сварки. А еще лучше, если можно будет регулировать ток от 100 до 500 ампер. На это и ориентировался.

А регулировать трансформатор очень просто – можно сделать несколько отводов от витков спирали обмотки, и включать в работу то больше, то меньше витков – и вся регулировка. Можно и более экзотические методы, вплоть до регулировки частоты. Но это не для моих возможностей.

Вот и прозвучало это слово – частота. Частота это сколько раз в секунду будут происходить всплески электричества в проводах. В генераторах переменного тока, или напряжения, как хотите – всплески происходят каждый раз, когда полюса катушки ротора проходят через полюса катушек статора. Тем самым, частоту всплесков можно регулировать, увеличивая количество этих катушек или увеличивая частоту вращения ротора. И зачем это знать? Это задачка буриданова осла.

Самый серьезный недостаток всех трансформаторов, что они не могут работать на постоянном токе. Им обязательно нужен переменный. И чем выше частота, тем компактнее можно сделать трансформатор. А чего тогда не задрать частоту на максимум? Ведь тогда все бытовые и промышленные электроприборы станут в разы меньше?

Вот это и есть два стога сена для осла. С повышением частоты больше энергии расходуется на нагрев проводов и радио излучение, как это не смешно. Если проводить аналогию, то можно представить туриста, забывшего спички и лихорадочно воспроизводящего древний способ добычи огня трением деревянной палочки. Чем чаще он трет палочку, тем сильнее она нагревается, а если будет тереть не торопясь, то палочка и через неделю холодной останется.

Зато, с повышением частоты можно через провод одного сечения пропускать больше энергии и преобразовывающие устройства получаются компактнее, начиная от трансформатора и заканчивая электродвигателем.

А в роли осла приходиться выступать мне, так как, задав один раз стандарт – будет очень тяжело отойти от него впоследствии. В мое время таких стандартов было море. У многих стран напряжение в сети было 220 вольт 50 Гц, у других – 110 вольт 50 герц, в той же Японии. В Америке приняли стандарт 110 вольт 60 Гц, а в Африке 220 вольт 60 Гц. Эти нюансы надо знать при поездках по миру, иначе можно остаться без любимого ноутбука. Хотя, справедливости ради, следует уточнить, что и формы розеток в разных странах разные, более десятка форм точно. Так что, любимый ноутбук в чужую розетку будет не воткнуть физически.

А в самолетах, так как там электропроводка короткая, используют напряжение 28 вольт 400 Гц. В автомобилях вообще 12 или 24 вольта постоянного тока. На заводах порой частоту 100Гц используют. Одним словом, кто в лес, кто по дрова. Из всего этого безобразия было необходимо выбрать стандарт для первой бытовой сети. И, самое печальное, далее его придерживаться.

И почему, например 220 вольт? Точнее, генераторы то трехфазные, на 380 вольт, а 220 вольт это уже производная. И, судя по тому, что три фазы прижились без нареканий – генератор и надо таким делать. Но почему 380 вольт? Вот тут – без понятия. Кто и от чего плясал. Тем более, что 380В это уже у конечного потребителя – по уличным столбам идут десятки киловольт, точно не помню, то ли 22 то ли 35, а для линий электропередачи вообще 110 киловольт. Зачем? Да очень просто. Медь может пропустить через себя ток около 10 ампер на каждый квадратный миллиметр своего сечения, и с этим уже ничего не сделать. Значит, при напряжении в 220 вольт, через каждый квадратный миллиметр провода можно пропустить мощность в 2.2 киловатта. Мощность, в электрическом смысле, это сила тока помноженная на напряжение. А вот при напряжении 110 киловольт через тот же квадратный миллиметр провода пройдет уже мощность 1100 киловатт, то есть в 500 раз больше. Точно такая же картина и для алюминиевых проводов, но там сила тока, разрешенная на квадратный миллиметр раза в два меньше чем у меди.

Получается, чем больше напряжение – тем экономически выгоднее его передавать, нужны более тонкие и дешевые провода. Недостатков два. Если таким напряжением шибанет человека, он точно в другой мир перенесется. В лучший мир. Значит, требуються понижающие трансформаторы для потребителей.