Мир электричества

Обратный эффект, открытый Пельтье, используется шире. Но у открытия Зеебека и Пельтье есть будущее. И скорее всего, оно будет сильно отличаться не только от того, каким виделось первооткрывателям явлений, но и от того, каким видим его мы сегодня. Полупроводниковая, криогенная техника в сочетании с термоэлектрическими явлениями еще не сказала своего последнего слова.

Уильям Стёрджен и «магнитные Биллы»

На заседании Британского общества искусств, которое состоялось 23 мая 1825 года, за длинным столом, заставленным различными электрическими приборами и внушительной батареей из вольтовых столбов, сидел высокий джентльмен лет сорока с лишним. Выправка и благородное, хотя и несколько грубоватое лицо выдавали в нем отставного военного.

Когда члены общества собрались, председатель коротко представил гостя: «Мистер Уильям Стёрджен – эсквайр», – и сказал, что мистер Стёрджен любезно согласился познакомить их со своим изобретением и показать ряд приборов для электромагнитных экспериментов.

Уильям Стёрджен (1783–1850)

После открытия Эрстеда опыты с электричеством и с магнитами вновь стали популярны среди образованной публики. Поэтому собравшиеся не без интереса следили за ловкими руками экспериментатора, демонстрировавшего по большей части знакомые всем и лишь слегка усовершенствованные приборы. Но вот Стёрджен сделал паузу и с некоторой торжественностью открыл большой футляр. Там лежал согнутый подковой черный лакированный стержень из мягкого железа, обмотанный блестящей медной проволокой.

Изобретатель положил прибор на весы. Английская система мер всегда отличалась замысловатостью, и я не стану приводить точный вес в английских единицах. Всего прибор потянул граммов на двести. Экспериментатор подвесил его на штатив и подключил к вольтовой батарее. Концы подковы, обретя магнитную силу, притянули к себе железную полосу. Стёрджен стал нагружать полосу гирями: одна, другая, третья… – полоса держалась. Пятая, десятая… Лишь когда вес притянутого железа в восемнадцать раз превзошел вес самого магнита, груз оторвался.

Электромагнит конструкции Стёрджена

Один из первых электромагнитов

Это было неслыханно! Как удалось Стёрджену настолько увеличить подъемную силу? Ведь ни один естественный магнит не в состоянии поднять и пятой доли такого груза… И вообще, кто такой этот джентльмен?

Прошло всего несколько дней, и Лондон узнал все подробности об изобретателе. Оказалось, что Уильям Стёрджен родился в семье сапожника. И хотя с детства тянулся к книгам, до девятнадцати лет был практически малограмотен, находясь в обучении у коллеги родителя по цеховой принадлежности. Предначертанная судьба, по-видимому, не устраивала подмастерье. И в один прекрасный день парень удрал от благодетеля в Вест-Морленд, где поступил в армию.

Рядовому Стёрджену определенно повезло. Сержант, у которого он оказался в подчинении, был начитанным и добрым человеком. Видя тягу молодого солдата к знаниям, он принялся снабжать Стёрджена популярными книжками, которые тот читал в свободное время. Последнего оказывалось достаточно, потому что Уильям скоро научился ставить несложные опыты по химии и физике. Благодаря им молодой человек понял, что знаний его слишком мало, чтобы разобраться даже в простых описаниях. И тогда с той же настойчивостью, с какой делал все, он стал учиться.

Через пятнадцать лет со дня побега из отчего дома Уильям Стёрджен стал отличным механиком, умелым экспериментатором и образованным человеком. Он был знаком с латынью и естествознанием, немного – с математикой и физикой. Выйдя в отставку, он купил токарный станок, инструменты и принялся за изготовление приборов для любителей научных развлечений. В этом деле он добился определенного успеха, а вместе с успехом – и заказов. Заказы вели к полезным знакомствам.

Благодаря поддержке одного из влиятельных лиц Стёрджен получил место лектора в Военной академии Ост-Индской компании.

И вот его первое публичное выступление в Лондоне с изобретенным электромагнитом. Солдат-ученый! Даже для невозмутимого английского общества это не могло остаться незамеченным.

Но что, собственно говоря, открыл Стёрджен, что изобрел? Однорядная катушка, которая проявляла магнитные свойства, стоило пропустить по ней электрический ток, являлась не чем иным, как «соленоидом Ампера». А усиление силы магнитов в присутствии мягкого железа тоже не являлось особой новостью. Получалось, что объединение одного известного с другим известным в целом заслуживает славы изобретения? Именно так! В объединении частей известного для получения нового качества лежит суть изобретательства. И Стёрджен – подлинный изобретатель электромагнита. Ему первому в голову пришла мысль согнуть железный прут подковой. Сколько с тех пор прошло времени, а подковообразные магниты мы знаем до сих пор.

Со временем его имя становилось все более и более известным. О нем говорили ученые. О его магните писали физики. В доме Стёрджена появились первые ученики. И среди них Джеймс Прескотт Джоуль, сын богатого манчестерского пивовара, в будущем – один из первооткрывателей закона сохранения энергии, не питавший склонности к профессии отца.

Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889)

Стёрджен написал несколько статей и был немало раздосадован, когда снобы из «Философикл трансэкшенс» отказались их опубликовать. Он заявил себя издателем нового научного журнала «Анналы электричества Стёрджена», где, к слову сказать, появились и первые статьи Джоуля. Джеймс Прескотт Джоуль был талантливым учеником, и его учитель был счастлив этим обстоятельством. Продолжая работы учителя, Джоуль, например, сконструировал многополюсное электромагнитное устройство массой 5,5 кг, которое удерживало более тонны груза. Это не могло не поражать окружающих.

Подъемный магнит для железа

В 1840 году, когда Стёрджену было уже под шестьдесят, манчестерцы предложили ему пост директора своего музея. Место почетное, но не прибыльное. А изобретатель по-прежнему тратил большую часть дохода на электрические и магнитные опыты. Десять лет спустя он умер, так и не дождавшись ни признания, ни почестей. Многим из англичан сегодня даже имя его не знакомо. И только старая надпись на могильной плите напоминает: «Здесь лежит изобретатель электромагнита».

Электромагниты захватили воображение людей и стали модой. Правил для расчетов и конструирования не существовало. Изобретатели стали опытным путем увеличивать их притягивающую силу. Врачи использовали электромагниты для лечения, шарлатаны – для предсказаний судьбы, фокусники и любители научных развлечений – для показа чудес.

Одно из первых применений мощных электромагнитов на практике началось с конструированием подъемных кранов на сталелитейных заводах. Это нововведение вызвало сначала целую бурю, поскольку предприниматели тут же уволили рабочих, занятых раньше переноской железа.

Правда, со временем кое-кого из уволенных удалось приспособить к делу. И тоже не без помощи электромагнита. В цехах и на проезжих дорогах появились люди с тяжелыми батареями за спиной и с электромагнитами в руках. «Магнитные Биллы», – называли их обыватели. В обязанность «магнитных Биллов» входила очистка улиц и помещений от железного мусора. Особенное значение это стало иметь, когда по дорогам, теряя болты и гайки, побежали первые автомобили.

Стали применять электромагниты и на мельницах для очистки зерна, на рудниках – для разделения полезной и пустой породы.