Русские электротехники - Шателен Михаил Андреевич - Страница 11

Государственная медицинская коллегия отпустила нужную сумму на «огромной величины батарею с различными приборами для употребления при Санкт-Петербургской Медико-Хирургической Академии» и уже в апреле 1802 г. новый вольтов столб был изготовлен.

Это был, насколько известно, самый мощный вольтов столб из существовавших в то время во всем мире, и с ним проф. Петров производил свои исследования, описанные в книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах», которые привели к открытию явления, получившего впоследствии название «вольтовой дуги».

Батарея Петрова была, действительно, «наипаче огромная». Она, как было сказано, состояла из 4200 медных и цинковых кружков, между которыми помещались бумажные кружки, пропитанные водным раствором нашатыря. Если бы расположить все эти кружки один на другой вертикально, то получился бы столб более 12 м высотой. Давая описание своей батареи, Петров заканчивает его словами: «А отсюда и наступает, что такой величины гальвани-вольтовскую батарею с довольным основанием можно назвать „огромною"». Чтобы избежать неудобства работать с одним столбом столь больших размеров, Петров располагал кружки в нескольких специально спроектированных ящиках из красного дерева, снабженных нужными изолирующими приспособлениями, причем кружки ставились ребром, образуя в каждом ящике лежащую цилиндрическую стопку с горизонтальной осью. Стопки в различных ящиках соединялись между собой проводниками. Подобная конструкция вольтова столба была разработана, повидимому, самим Петровым, и этой конструкции он придавал большие преимущества по сравнению с обычной применявшейся формой вольтова столба. «Хотя все почти иностранные физики, — пишет Петров, — сколько мне известно, досель употребляют описанное вертикальное гальвани-вольтовых батарей расположение, однако с употреблением оного сопряжены два довольно важных неудобства: во-первых, весьма затруднительно составлять таким образом батареи из нескольких тысяч слоев металлических и бумажных кружков, во-вторых, известно из опытов и то, что при употреблении двухсот только их слоев тяжестью верхних скоро выжимается из нижних бумажных кружков большое или меньшее количество жидкости, с уменьшением коей постепенно слабее становится и самое действие гальвани-вольтовской батареи».

К сожалению, восстановить даже внешний вид батареи, сооруженной Петровым, не представляется в настоящее время возможным: батарея и даже ее части исчезли, по-видимому, бесследно. Никаких остатков ее в физической лаборатории Военно-медицинской академии пока обнаружить не удалось. О ней можно судить только по описанию, данному Петровым в своей книге, описанию, правда подробному, касающемуся конструкции батареи, сопровождаемому подробными наставлениями для пользования ею. «Прежде, чем я приступлю к описанию самоих опытов, — пишет Петров, — за нужное считаю предположить оным сперва изъяснения приготовления и употребления гальвани-вольтовских батарей, а после и самих средств чистить составные их металлические части с некоторыми примечаниями наипаче для пользы тех читателей, которые живут в отдаленных от обеих столиц местах и которые не имели случая приобрести нужного понятия о сих предметах».

«Изъяснения» Петрова чрезвычайно поучительны и, учитывая уровень знаний об электричестве в его время, показывают в нем глубокого и тонкого наблюдателя и удивительного экспериментатора. В изъяснениях Петров обращает особое внимание на значение изоляции батареи от земли и, описывая примененные им методы изоляции (покрытие дерева сургучным лаком и промасленной бумагой), говорит, что «от изолированной обоими, теперь объявленными, способами гальвани-вольтовской батареи происходили приметно сильнейшие действия, нежели как от неизолированной при сходных всех прочих обстоятельствах». Не менее внимания обращает в своих изъяснениях Петров на значение чистоты поверхности кружков и дает подробнейшие наставления относительно методов их чистки и содержания. Если принять во внимание, что во времена Петрова не было еще установлено понятие об электрическом сопротивлении, не был известен закон Ома и не было также известно явление, получившее название поляризации электродов, то все высказанные Петровым соображения еще раз показывают его научную наблюдательность и экспериментаторский талант.

Со своей «огромной» батареей проф. Петров произвел целый ряд исследований, описанных им, главным образом, в его книгах: «Известие о гальвани-вольтовских опытах, которые производил профессор Василий Петров» и «Новые электрические опыты профессора физики Василия Петрова», изданных, как было уже сказано, в С.-Петербурге соответственно в 1803 и 1804 гг. Исследования эти касались и электролитических действий тока, и тепловых и световых, и физиологических действий на живой организм. Многие из этих исследований дали результаты, которые были получены европейскими физиками гораздо позже.

Из всех исследований Петрова для электротехники представляют наибольший интерес те, которые имеют отношение к световым электрическим явлениям, так как они привели Петрова к открытию вольтовой дуги. Этим вопросам посвящены статьи VI и VII в книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах». Статья VI носит название: «О некоторых светоносных явлениях, происходящих от гальвани-вольтовской жидкости». Статья VII озаглавлена: «О расплавлении и сожигании металлов и многих других горючих тел, а также о превращении в металлы некоторых металлических оксидов посредством гальвани-вольтовской жидкости». В этих статьях проф. Петров подробно описывает те свои опыты, при которых он обнаруживал световые явления. Эти явления он наблюдал между электродами, приготовленными из разных материалов и находившимися как в воздухе или разреженной среде, так и погруженными в различные жидкости. Во всех случаях Петров пользовался своей огромной батареей. Характеризуя наблюденные им световые явления, Петров говорит, что «свет является по большей части в виде искр различной величины и яркости». Уделяя особое внимание световым явлениям, происходящим между угольными электродами из древесного угля, Петров применяет термин: угли «способные для произведения светоносных явлений посредством гальвани-вольтовской жидкости». В особом примечании он говорит: «Здесь нужно заметить, что иногда из нескольких десятков древесных углей сыскивается один только такой, который способен бывает для произведений светоносных явлений, зависящих от гальвани-вольтовских жидкостей».

Петров нигде не дает пояснений, от каких свойств древесного угля зависит пригодность его для «произведения светоносных явлений посредством гальвани-вольтовских жидкостей». И лишь в одном месте замечает, что эта пригодность связана со свойством угля хорошо пропускать гальвани-вольтовскую жидкость.

Если вспомнить, что во времена Петрова понятие об электрическом сопротивлении тел и связи сопротивления с размерами и физическими свойствами тел еще не существовало и что закон Ома стал известен лишь много лет спустя, то в этом нет ничего удивительного. Наоборот, надо удивляться проникновенному уму Петрова и экспериментаторскому таланту, которые дали ему возможность дойти до классификации углей на «хорошо» и «дурно» проводящие галывани-вольтовскую жидкость. Если вспомнить, что Петров оперировал с «древесными угольками» весьма неоднородными по своему составу и физическим свойствам, то нельзя не признать, что установление подобной классификации было большим достижением и представляло большие трудности. В следующей статье, статье VII, Петров переходит уже от описания опытов с искрой различной величины и яркости к описанию наблюденных им световых явлений более длительных и стабильных, имевших характер пламени. Статья эта, как было сказано, носит длинное название: «О расплавлении и сожигании металлов и многих других горючих тел, а также о превращении в металлы некоторых металлических оксидов посредством гальвани-вольтовской жидкости».

Начинается эта статья словами: «Есть-ли на стеклянную пластинку или на скамеечку со стеклянными ножками будут положены два или три древесных угля, способные для произведения светоносных явлений посредством гальвани-волътовской жидкости, и есть-ли потом металлическими направителями (directores), сообщенными с обоими полюсами огромной батареи, приближать оные один к другому на расстояние от одного до трех линей, то является между ними весьма яркого белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются и от которого темный покой довольно ясно освещен быть может» (фиг. 2).