Электричка Дэвенпорта

Электрический двигатель придумывали быстро — по сравнению с застоем в электрической науке и практике, который царил со времён античной древности (натирание кошкой янтарной палочки) по начало 18 века (животное электричество Гальвани и батареи Вольта).

Физический закон, который лежит в основе действия любой электрической машины — электромагнитную индукцию — профессора Майкл Фарадей из Британского Королевского института и Джозеф Генри из американской академии в Олбани открыли в 1831 г.

А уже в 1837 г. русский академик Борис Семёнович Якоби построил бот, на который установил 40 электрических двигателей собственной конструкции на гальванических батареях, и прокатил по Неве 10 пассажиров. Это было первое реальное использование настоящего электромотора.

А в промежутке, в 1833 году, первый в мире роторный электродвигатель постоянного тока сконструировал американский самоучка, кузнец Томас Дэвенпорт.

Он родился 9 июля 1802 года на ферме близ Вильямстауна, штат Вермонт, был 8 ребёнком из 12. В 14 лет его отдали на обучение к кузнецу, у которого он проработал 7 лет, после чего завёл собственную мастерскую в небольшой деревне и в какой­то степени преуспевал. То есть не профессор и не академик — но зачем­то покупал журналы и книги, чтобы быть в курсе последних достижений инженерии.

И вот весной 1833 года его внимание привлекло сообщение об использовании электромагнитов для сепарации железной руды. Как вы знаете из наших публикаций в ноябре­декабре, это была одна из первых технологий промышленного применения электричества, разработанная Дж.Генри.

Дэвенпорт отправляется из своей деревни за 40 км в город Кроу­Пойнт посмотреть на удивительные свойства электромагнита. Покупает один образец. Брат помог деньгами, продав свою лошадь. Внимательно изучив его изготавливает несколько собственных электромагнитов и проводит с ними всяческие эксперименты. Активно помогает жена, которая тоже не академик, равно как и брат. Она для изоляции проводов позволила порвать на ленточки своё шёлковое подвенечное платье!

Например, два магнита он закрепил на колесе, и два на неподвижной раме, и подключил каждый к гальванической батарее Вольта (других источников тока, собственно, и не было).

В результате взаимодействия магнитов колесо совершало половину оборота. И вставало, когда разноимённые магниты оказывались друг напротив друга. А если поменять полярности магнитов? Дэвенпорт догадался сделать для этого механизм — похожий на современный коллектор — два полукольца, менявшие направление тока (с угольными контактами­щётками) — и колесо стало вращаться без остановки. (Б.С.Якоби потом использовал коммутатор на четверть оборота).

Ещё, может быть, никто и не понял бы значения этого совмещения колеса, рамы, магнитов и проводов со «свадебной» изоляцией. Как не поняли его в городе Вашингтоне, американской столице, куда Дэвенпорт повёз патентовать своё изобретение. Ему отказали, мотивируя тем, что практика регистрации патентов на электрические машины отсутствует ввиду отсутствия самих электрических машин.

Однако Дэвенпорт строит модель локомотива с вагончиками, с этим электрическим моторчиком (почти как наша электричка), на круговой рельсовой дорожке диаметром 1,2 м (почти как у нас в Детском мире), запитанный от стационарного гальванического элемента через рельсы (почти как в метро). И начинает возить эту игрушку по колледжам, показывать профессорам и собирать подписи в свою поддержку. Ренселеровский политехнический институт (первое инженерное учебное заведение США) даже купило модель. На полученные деньги Т.Дэвенпорт строит второй электромагнитный мотор и едет с ним в Университет Пенсильвании, в Принстон — встретиться с самим Джозефом Генри.

Мэтр электротехники тоже изобретал электрический двигатель, в котором использовал притяжение разноимённых и отталкивание одноимённых полюсов — для получения непрерывного качательного движения — 75 раз в минуту. Это была уж совсем игрушка. Но свою рекомендацию кузнецу профессор дал.

Её (и другие положительные отзывы) Дэвенпорт везёт в патентное бюро. В это время подготовленная для демонстрации модель погибает в пожаре. Дэвенпорт строит новую и 25 февраля 1837 года всё­таки получает патент с титулом «Усовершенствование в двигательной технике с помощью магнетизма и электромагнетизма» — первый в мире устанавливающий приоритет в создании электрических машин.

Пресса провозглашает революцию в науке (Нью­Йорк геральд трибюн: оккультный и таинственный принцип магнетизма отображается всем своим великолепием в том, как г­н Дэвенпорт управляет своим колесом).

Деревенский кузнец, а теперь — один из первых практических электротехников и уважаемый джентльмен — Томас Дэвенпорт открывает на Уолл­стрит мастерскую, устанавливает широкие связи среди инженеров и учёных.

И основывает газету «The Electro­Magnet and Mechanics Intelligencer», которая печатается на станке, приводимом в действие электрическим двигателем системы Дэвенпорта.

А вот с коммерцией у него — что­то не пошло, как это было со многими изобретателями — которых не востребовало вовремя общество. Он возвращается в Вермонт, где садится за написание книги о будущем человечества, в котором человек живёт в окружении больших­больших моторов. В 1851 году, не закончив её, он умер.

Опыты создания электромагнитных устройств, использующих электроэнергию для создания механической силы, в те времена были и до, и после Томаса Дэвенпорта. В 1824 г.П.Барлоу в книге «Исследование магнитных притяжений» описал опыт, когда два медных зубчатых колеса, сидящих на одной оси между полюсами постоянных магнитов, соприкасались с ванночками, наполненными ртутью, и при пропускании через них токов начинали вращаться. В 1828 году венгр Йедлик Аньош создал миниатюрную модель автомобиля, приводимого в движение изобретённым им электрическим мотором. В 1835 году голландский профессор Сибрандус Стрэтин построил небольшую электрическую машину на гальванических элементах. В 1838 году шотландец Роберт Дэвидсон разработал электрический локомотив, который достигал скорости 6км/ч. Патенты на использование рельсов в качестве проводника выданы в Англии и США в 1840 г. Сенат США в 1849 г. профинансировал строительство электромагнитно­самоходного поезда из Вашингтона в Балтимор.

И всё же первым, пусть несовершенным и не достигшим промышленной и транспортной реализации, был механизм с использованием магнетизма и электромагнетизма, сделанный Томасом Дэвенпортом.