Электромагнитные реле. Через тернии к звездам

Электромагнит В. Старджена состоял из подковообразного железного сердечника длиной 30 см и диаметром 1,3 см, на который было намотано 18 витков неизолированного медного провода (изолированных проводов в то время еще попросту не существовало, поэтому витки не должны были касаться друг друга!). Для изоляции же обмотки непосредственно сам сердечник покрывался лаком [2].
Когда ток протекал по обмотке, создавалось магнитное поле, сердечник намагничивался и притягивал всевозможные железные детали. Когда обмотка обесточивалась, намагниченность сердечника исчезала. "Ну и что?! Ничего особенного и необычного!" - скажем мы. Но... сам электромагнит В. Старджена весил около 200 грамм, и впервые в истории при питании от одной батареи был способен поднять груз, превосходивший свой собственный вес (приблизительно в 20 раз (!)) - около 4 кг. Таким образом, с помощью электромагнита В. Старджен впервые в истории продемонстрировал преобразование электрической энергии в полезную механическую работу.
Электромагнит В. Старджена был выставлен все в том же Британском Королевском обществе искусств, производств и торговли, находящемся в г. Лондоне, в 1825 г., за который, кстати, изобретатель получил от данной организации серебряную медаль (рис. 6,слева).
На родине В. Старджена в небольшом английском городке Виттингтон (Whittington) установлена мемориальная доска в честь В. Старджена, "изобретателя и самого знаменитого сына Виттингтона" (рис. 6,справа).

Рис. 6.

Однако электромагнит В. Старджена был все-таки достаточно "слабым", так как применение в его конструкции неизолированного медного провода ограничивало количество витков, которое возможно было разместить на сердечнике. Может именно по данной причине автору изобретения досталась "всего лишь" серебряная медаль.
Впоследствии эффект преобразования энергии электрического тока в механическую энергию по перемещению детали из ферромагнитного материала (якоря) лег в основу различных электромеханических устройств электросвязи (телеграфии и телефонии), электротехники, электроэнергетики.
Одним из первых таких устройств было электромагнитное реле (рис. 7), изобретенное американским ученым Дж. Генри (Joseph Henry) (рис. 8) в 1831 г. Однако необходимо отметить, что данное реле представляло собой не совсем коммутационный аппарат - электрический ток от внешнего источника после преобразования электромагнитом 1 данного реле в магнитное поле приводил в движение подвижный якорь 2, который, перемещаясь, ударял по корпусу металлического колокола 3, вызывая звуковой сигнал.

Рис. 7. Электромагнитный звуковой телеграф Дж. Генри

Также Дж. Генри сделал значительный вклад в развитие непосредственно электромагнитов постоянного тока. Начиная с 1827 г., он в течение нескольких лет вел постоянные усовершенствования электромагнитов, результатом которых стали следующие достижения.
Дж. Генри был первым, кто использовал для обмотки электромагнита медный провод с изоляцией, в качестве которой служила обычная шелковая нить (которую, кстати, он наматывал сам, беря ее со свадебного платья своей жены! [3]). Применение данной концепции позволило Дж. Генри создать самый мощный в то время электромагнит ("Yale magnet" или "Big magnet") под руководством Б. Силлимана (Benjamin Silliman), профессора Йельского университета, редактора журнала "American Journal of Science", в котором, кстати, и вышла публикация с описанием новой разработки в 1831 г. О данном электромагните речь пойдет ниже.

Рис. 8. Дж. Генри (1797-1878) и его знаменитый "Yale magnet"

Страница 3 из 5«‹12345›»