Самые знаменитые изобретатели России

Яблочкова интересовала проблема применения электрического тока для целей освещения, и к концу 1874 г. он настолько погрузился в свои эксперименты, что служба в качестве начальника телефафа Московско-Курской железной дороги, с её мелочными ежедневными заботами, стала для него мало интересной и обременительной. Яблочков оставляет её и полностью отдаётся своим научным занятиям и опытам.

Вместе с другим изобретателем, Н. Г. Глуховым, он организовал в Москве мастерскую физических приборов, где оба они могли заняться осуществлением своих замыслов. Здесь Яблочкову удалось построить электромагнит оригинальной конструкции — его первое изобретение, здесь же он начал и другие свои работы. Однако дела мастерской и магазина при ней шли плохо и не могли обеспечить нужными средствами ни самого Яблочкова, ни его работы. Наоборот, мастерская поглотила значительные личные средства Павла Николаевича, и он был вынужден прервать на некоторое время свои опыты и зарабатывать на жизнь выполнением некоторых заказов, как, например, устройством электрического освещения железнодорожного полотна с паровоза для обеспечения безопасного следования царской семьи в Крым. Это был первый в мировой практике случай электрического освещения на железных дорогах.

Создав эту установку, Яблочков убедился в несовершенстве существовавших в то время дуговых электрических ламп с регуляторами и поставил себе задачу усовершенствования этого источника света.

В своей мастерской Павел Николаевич проделал много опытов, регулируя расстояние между углями, что имело решающее значение для электрического освещения.

О работах П. Н. Яблочкова и Н. Г. Глухова в организованной ими мастерской физических приборов К. А. Чернышев писал:

«Это был центр смелых и остроумных электротехнических мероприятий, блестевших новизной и опередивших на 20 лет течение времени. Здесь, одновременно с Граммом, разрабатывались детали динамо-машины... совершенствовались аккумуляторы Планте, изобретались остроумные системы регуляторов электрического света, делались опыты с грандиозными прожекторами... Здесь работы направлялись широкими взглядами, далёкими перспективами, благом человечества... Здесь перебывал весь цвет основателей электротехники. Здесь было всё, кроме практичности...»

Яблочков проводил опыты для получения необходимых для отбелки ткани хлористых веществ путём электролиза поваренной соли. Во время этих опытов произошло, как пишет К. А. Чернышев, следующее: «При электролизе соли пары углей в последовательных приборах для разложения устанавливались параллельно, и притом так, чтобы их можно было приближать, сохраняя параллельность, один к другому внутри жидкости для отыскания наивыгоднейшего расстояния между ними. Случилось, что при излишнем сближении они коснулись нижними концами; так как ток был высокого напряжения, то между ними образовалась вольтова дуга...»

Дуга не прерывалась, пока оба электрода не выгорели. Так осенью 1875 г. в Москве Яблочковым был найден принцип построения дуговой лампы без регулятора, позднее названной «электрической свечой».

К осени 1875 г. финансовые дела мастерской оказались совершенно расстроенными, а принятые мастерской заказы просроченными. Все свои средства изобретатель израсходовал на опыты, а надежд на применение в России достигнутых результатов у него не было, так как страна лишь недавно вышла на путь промышленного развития и экономика была очень отсталой.

Все эти обстоятельства привели к тому, что Яблочков в октябре 1875 г. уехал в Париж. Здесь он встретился с известным французским специалистом по телеграфии академиком Л. Ф. К. Бреге, надеясь при его посредстве ближе познакомиться с состоянием электротехники за рубежом.

Бреге не мог не заметить выдающихся конструкторских способностей Яблочкова и пригласил его на работу в свои мастерские, в которых в это время производились главным образом телеграфные аппараты и электрические машины.

В свободное время Яблочкову представлялась возможность изобретать. Вскоре он получил патент на электромагнит, построенный им по идее А. X. Репмана, а к началу 1876 г. ему удалось завершить разработку конструкции электрической дуговой лампы без регулятора, принцип которой был установлен им ещё в Москве.

23 марта 1876 г. — формальная дата рождения свечи Яблочкова: в этот день во Франции ему была выдана первая привилегия, за которой последовал ряд других привилегий во Франции и других странах на новый источник света и его усовершенствования.

Этот источник света сразу же нашёл применение и произвёл полный переворот в технике электрического освещения, а также сделал возможным практическое массовое применение электричества.

Электрическая свеча Яблочкова отличалась исключительной простотой и работала без регулятора. В окончательном виде свеча имела следующее устройство: два параллельно поставленных угольных стержня имели между собой по всей длине изоляционную прокладку из гипса или каолина. Каждый из углей зажимался своим нижним концом в отдельную клемму подсвечника. Эти клеммы соединялись с полюсами батареи или присоединялись к электрической сети. На оба верхних конца угольных стержней накладывалась угольная пластинка, «запал»; при пропускании тока через угольные стержни запал сгорал, и между их концами образовывалась электрическая дуга. Пламя дуги ярко светило, и, постепенно сжигая угли и испаряя изоляционный материал между угольными стержнями, оно снижалось до основания стержней.

Так как при постоянном токе угли сгорали с различной скоростью, приходилось брать стержни различной толщины.

В конце 1876 г. Яблочков решил применить свои изобретения на родине и поехал в Россию. Но его предложения были встречены совершенно равнодушно, и ему, по существу, ничего не удалось сделать. Он, правда, получил разрешение на устройство опытного электрического освещения железнодорожной станции Бирзула, где и произвёл удачные опыты освещения в декабре 1876 г. Но и эти опыты не привлекли внимания, и Яблочков вынужден был вновь уехать в Париж, тяжело потрясённый таким отношением к его изобретениям.

Однако его как подлинного патриота своей родины никогда не оставляла мысль видеть свои изобретения осуществлёнными в России.

Успех свечи Яблочкова за границей превзошёл самые смелые ожидания. В апреле 1876 г. на выставке физических приборов в Лондоне электрическая свеча была «гвоздём» выставки. Мировая пресса и технические журналы разных стран писали о новом источнике света: у всех появилась уверенность в том, что начинается новая эпоха в области техники освещения. Было совершенно ясно, что электрическая свеча Яблочкова — самый простой, пригодный для массового применения источник света. Но для широкого использования свечи нужно было решить ещё много довольно сложных технических задач.

Всё это было сделано Яблочковым, которого справедливость требует считать основоположником не только техники электрического освещения, но и основоположником практической электротехники, начавшей своё бурное развитие на основе его работ.

При питании любой дуговой лампы постоянным током происходило, как уже было сказано выше, неодинаковое сгорание угольных стержней (электродов): положительный уголь сгорал примерно вдвое быстрее отрицательного. Для того чтобы избежать разрыва электрической дуги и потухания электрической свечи при такой неравномерности сгорания, целесообразно было производить питание её переменным током.

Однако переменный ток тогда совершенно не применялся на практике: он не был пригоден ни для телефафии, ни для гальванопластики, ни для военной электротехники, то есть для существовавших тогда применений электричества.

Закономерности, которым подчиняются цепи и устройства переменного тока, были ещё очень мало изучены. Тем не менее Яблочков смело начал внедрять переменный ток для осветительных установок. Нужно было налаживать производство генераторов переменного тока.

Яблочков разработал рациональные конструкции таких генераторов, а электромашиностроительные заводы начали их строить. Неожиданно возникший спрос на эти машины был очень велик.