Неэнергетическое применение электричества
Энергетическими применениями электрической энергии называются такие, при которых затрата энергии в той или иной степени пропорциональна количеству получаемого продукта, величине или интенсивности производимого эффекта. Неэнергетические применения имеют целью использовать электрическую энергию в качестве вспомогательного средства для передачи импульсов, сигналов и т. п. (телеграфия, телефония, электрическое взрывание мин, цель управления и т. п.).
Первыми практическими применениями электрической энергии были именно неэнергетические; это объясняете прежде всего тем, что такие применения не требуют значительных затрат электрической энергии. Понятно, что до создания экономичных источников электроэнергии энерге' тические применения не могли получить сколько-нибуДь заметного использования.
Расширение неэнергетических применений "электричества сыграло значительную роль в" развитии электротехники вообще, так как в процессе создания разнообразие устройств такого рода неизбежно приходилось разрешат ряд практических и теоретических проблем в области электротехники: совершенствовать источники тока, создав разнообразные приборы и приспособления, в том числе и автоматические, изготовлять изолированные проводники,, исследовать свойства различных материалов, разрабатывать методы измерений, устанавливать единицы. Интенсивное развитие электрических телеграфов в первой половине XIX в. явилось одним из следствий промышленного переворота, когда бурно развивавшееся капиталистическое производство, торговля и мореплавание потребовали создания более совершенных средств связи.
По принципу действия первые электрические телеграфы можно разделить на три типа: электростатические, электролитические и электромагнитные. Значение электролитических и отчасти- электростатических телеграфов в истории телеграфии определяется тем, что при их конструировании были успешно разрешены многие конкретные технические задачи: созданы клавишный манипулятор и коммутационные приспособления, использованы два направления тока и обратный провод, улучшена изоляция проводов и др. Все это облегчило разработку электромагнитных телеграфов, в которых проблема телеграфии, впервые получила наиболее полное разрешение, изданием электромагнитных телеграфов было положено начало электрической телеграфии как самостоятельной отрасли техники.
Представляет интерес устройство первого электромагнитного телеграфа (телеграфа Шиллинга), явившегося исходной конструкцией последующих электромагнитны телеграфов. Впервые на возможность использования магнитных дей-ствий тока для построения электрического телеграфа ука. зал А. М. Ампер в 1820 г., однако потребовалось около 10 лет, чтобы сконструировать первый практически пригодный электромагнитный телеграф. Такой телеграф был разработан П. Л. Шиллингом в 1828—1832 гг. Этот телеграф был основан на визуальном приеме кодовых знаков. Приемная часть телеграфа представляла собой укрепленную на нити магнитную стрелку, находившуюся внутри рамки, обтекаемой током ; в зависимости от направления тока в рамке стрелка могла поворачиваться в ту или другую сторону. Вместе со стрелкой поворачивался и небольшой картонный диск, укрепленный на той же. нити. Используя два направления тока, общий обратный провод и оригинальный код, составленный из комбинаИи11 260 отклонений дисков шести мультипликаторов, Шиллинг смог передавать все буквы алфавита и цифры, ограничившись всего восемью проводами, соединяющими передающую и приемную станции.
П. Л. Шиллингом впервые был введен в область электрической передачи кодированный сигнал, чем было, положено начало кодоимпульсному методу, который широко применяется в современной телемеханике. Заслуживает также внимания использование в данной конструкции телеграфа специального жидкостного демпфера, нашедшего позднее- применение в различных электрических приборах. В процессе разработки проекта подводной телеграфной линии Петергоф — Кронштадт (1837 г.) Шиллингом был впервые применен каучук для изолирования подводного кабеля, а также указана возможность использования воды или земли в качестве обратного провода.
Из всех предложенных после Шиллинга конструкций телеграфных аппаратов наиболее широкое применение получил телеграф С. Морзе, первая линия которого была построена в 1844 г. между Вашингтоном и Балтиморой. Распространение этого телеграфа объясняется сравнительной простотой телеграфной азбуки, состоявшей из комбинации точек и тире. Заслуживает внимания разработанный Б. С. Якоби принцип электрической синхронно-синфазной связи, являющийся одним из фундаментальных принципов современной техники дистанционной передачи и следящего электропривода. В телеграфах с синхронно-синфазной связью стрелки передающего и приемного аппаратов совершали равномерно-прерывистое шаговое движение, перемещаясь с одинаковой скоростью (синхронно) и занимая одинаковое пространственное положение (синфазно).
В середине XIX в. были разработаны конструкции буквопечатающих телеграфов (1850 г. — Якоби, 1855 г.— Юз)- В течение двух-трех десятилетий после изобретения электромагнитных телеграфов многие страны покрылись суетой сетью телеграфных линий и были проложены линии телеграфной связи между континентами. Благодаря ряду усовершенствований, внесенных учеными многих стран в телеграфию, телеграф в середине прошлого столетия превратился в средство надежной и быстрой связи между самыми отдаленными частями земного шара.