— А какому ремеслу вы его обучать будете?—робко спросил отчим.
— Он будет механиком физических приборов! — ответил профессор.
И вот радостный Ваня Усагин простился с отчимом и со своими скромными пожитками переехал в семью университетского архивариуса Ларионова, где за пятнадцать рублей в месяц, аккуратно вносимых отзывчивым профессором, получал квартиру и стол.
Ежедневно утром (почти в продолжение шести месяцев) Н. А. Любимов обучал Усагина арифметике, геометрии, алгебре и грамматике.
Принцип действия трансформатора и схема передачи электрической энергии.
А через год Иван Филиппович Усагин стал помощником Любимова, демонстрировал различные опыты на лекциях по физике. В этой должности Усагин долго состоял и при профессоре Столетове. Александр Григорьевич Столетов стал вторым отцом Усагина.
В 1882 году Усагин стал заведывать физической мастерской университета. И в том же году Иван Филиппович сделал изобретение, которое сохранит его имя в веках.
Он изобрел трансформатор и успешно применил его для устройства электрического освещения павильонов и территории Всероссийской промышленно-художественной выставки в Москве.
Комитет выставки, присуждавший различные дипломы поставщикам лучших экспонатов, выдал Ивану Филипповичу особый диплом, подписанный от имени жюри выставки великим русским ученым К. А. Тимирязевым:
«За успешные опыты электрического освещения через посредство отдельной индукции и в поощрение дальнейшей разработки этой методы».
Иван Филлипович усовершенствовал свое изобретение и получил второй диплом: «за открытие трансформаций токов», который подписали русские ученые К. А. Тимирязев, Н. Ё. Жуковский и др.
Но Иван Филиппович не имел средств на то, чтобы запатентовать свое изобретение за границей. Вот почему до последнего времени честь изобретения трансформатора приписывается иностранным инженерам.
Иван Филиппович Усагин, талантливый русский физик-самоучка и изобретатель, до последних дней своей жизни работал ассистентом кафедры физики при Московском университете. Когда совершилась Великая Октябрьская социалистическая революция, Иван Филиппович вступил в ряды большевистской партии. Он немало сделал для того, чтобы отныне наука была доступна трудящимся, таким же выходцам из народа, каким был он сам.
Иван Филиппович Усагин умер в 1919 году.
В 1884 году итальянские электротехники, заинтересовавшись опытами Депре, организовали в Турине большую электротехническую выставку. Наиболее важной частью выставки была установка для передачи электроэнергии на расстояние 40 километров, из Турина в Ланцо, при напряжении в две тысячи вольт переменного тока.
Здесь впервые были применены для повышения напряжения передаваемого тока трансформаторы, похожие на аппарат И. Ф. Усагина и вторично изобретенные французским инженером Голардом.
По предложению венгерского электротехника инженера Карла Циперновского и его товарищей Дери и Блату в 1885 году начали строить трансформаторы с кольцевым сердечником. Потери энергии в таких трансформаторах были значительно уменьшены.
Когда появился практически удобный трансформатор, в Италии, Франции, Швейцарии и Венгрии—повсюду были доказаны огромные преимущества не только передачи электрической энергии, но и обязательного, как наиболее выгодного, применения переменного тока.
Применение переменного тока имеет то главное преимущество, что оно с помощью трансформаторов позволяет сравнительно просто получать высокие напряжения.
Трансформатор изготовленный Голардом.
Тогда многие электротехнические фирмы Европы и Америки, изготовлявшие электрические приборы и аппараты постоянного тока, опасаясь краха своих предприятий, пытались задушить развитие техники переменного тока. Дельцы, из Эдисоновской компании, владевшей электрическими станциями постоянного тока, и другой фирмы, производившей оборудование для постоянного тока, за огромные деньги скупали патенты на трансформаторы, чтобы похоронить это изобретение.
Вместе с тем ученые и изобретатели понимали, что ближайшее будущее принадлежит переменным токам, и энергично вели различные исследования именно над ними. В 1887 году крупных успехов в этой области добились итальянский электротехник профессор Галилео Феррарис из Турина и работавший в Америке талантливый физик и изобретатель Николай Тесла.
Феррарис организовал первое в Италии электротехническое инженерное училище, где он провел важнейшие теоретические исследования. Тесла — серб. Он родился в городе Смильяне. Сначала он работал в качестве электромонтера и техника в различных телеграфных и телефонных конторах
Венгрии и на первых электроустановках в Париже. Прослышав о работах Эдисона, Тесла, полный смелых и остроумных изобретательских планов, переселился в начале восьмидесятых годов в Америку. Он попал к Эдисону, но здесь работал недолго. Тесла нашел лучшие условия для осуществления своих планов в лаборатории, вновь созданной для него на средства тех американских капиталистов, которые хотели развивать производство аппаратов переменного тока.
Трансформаторы Голарда и Джибса. Сердечники сделаны в виде железных цилиндров»
Схема трансформатора Яблочкова. Яблочков включал свои лампы во вторичные цепи индукторов, соединенных между собой последовательно.
В 1886 году Феррарис сделал крупное открытие. Научной основой исследований и поводом к этому замечательному открытию был давно забытый диск Араго.
Друг великого Ампера, Араго показал, что если быстро вращать медный диск вблизи магнитной стрелки»она также начинает вращаться. Чтобы опыт был еще эффектнее, и никто не мог сказать, что стрелка вращается потому, что она увлекается струей воздуха, Феррарис видоизменил опыт Араго. Между магнитной стрелкой и медным диском он поместил стеклянную пластинку. Великий физик Ньютон много лет назад в опытах с магнитными стрелками тоже разделял их стеклом.
Изучив это явление, Феррарис пришел к заключению, что в медном диске при вращении возникают индукционные токи (ведь диск движется в магнитном поле стрелки и пересекает силовые линии, значит в диске должны индуктироваться токи!). Эти токи, наведенные в диске, в свою очередь образуют магнитные поля, которые механически взаимодействуют с магнитным полем магнитной стрелки. Поэтому-то стрелка и вращается.
Феррарис сделал и обратный опыт. Он взял достаточной силы магнит и стал вращать его. Тогда по тем же законам вслед за магнитом начинал двигаться и медный диск.
Так, воспроизводя эти старые опыты Араго, Феррарис установил, что движение диска происходит от взаимодействия магнитных полей, одно из которых вращается.
Тем самым Феррарис открыл существующее при переменном токе вращающееся магнитное поле и возможность создания на этом принципе генераторов и моторов переменного тока.
Открытием Феррариса заинтересовались электрики всех стран. Весть о существовании вращающегося магнитного поля быстро проникла и за океан. Николай Тесла и Чарлз Бродлей оценили огромное значение открытия Феррариса и на этом новом принципе стали конструировать двигатель nepeменного тока . У,
Но уже вскоре наилучших результатов добился работавший в Германии русский электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский, ставший отцом применяемой и поныне системы трехфазного тока.
Принцип действия асинхронного двигателя. Магнит при своем вращении наводит в диске (слева) или якоре (cnpавa) токи. Эти токи создают магнитный шток, который, взаимодействуя с потоком вращающегося магнита, заставляет диск или якорь вращаться. В двигателях переменного тока вращается магнитное поле статора и увлекает за собой ротор.
Он родился 3 января 1862 года в С- Петербурге, а в Одессе окончил реальное училище. Тяга к технике определилась в нем с детских лет, и он решил стать инженером. Добровольский поступил в Рижский политехнический институт. Здесь он учился лишь несколько месяцев. Передовое студенчество из солидарности с рабочими рижских заводов организовало в 1881 году мощную забастовку. За это Добровольского, в числе многих студентов, исключили из института без права поступления в высшие учебные заведения России. Его дядя выхлопотал ему разрешение поехать учиться за границу. Он же снабдил его небольшой суммой на проезд.
Михаил Осипович прибыл в Дармштадт (близ Франкфурта-на-Майне) и поступил в местный политехникум, вскоре преобразованный в электротехнический институт. Своими блестящими способностями русский студент не раз изумлял профессоров института.
В 1890 году, за год до открытия Франкфуртской выставки, Добровольский был приглашен в качестве инженера на работу в известную германскую фирму АЕГ. В его голове уже тогда окончательно созрел проект нового электрического двигателя.
Немцы предложили Михаилу Осиповичу переменить подданство.
— Здесь будет рождаться ваше детище. Эта страна— ваша новая родина. Станьте гражданином Германии.
— Нет, нет! — отвечал Михаил Осипович.— Я русский человек. Моя родина Россия, я русский подданный...
Электрический трехфазный двигатель—мотор Доливо-Добровольского представлял собой исключительную по простоте и удобству машину, равной которой еще никогда не было. Фирма ухватилась за изобретение Добровольского и нажила на нем огромные прибыли.
Трехфазный двигатель Доливо-Добровольского.
Трансформатор, трехфазные машины и двигатели переменного тока — это именно те самые основные аппараты, которые открывали электричеству ворота на все фабрики и заводы. Франкфуртская выставка наглядно это показала. Она-то и решила спор о преимуществах переменного тока.
Верный ученик Депре, Оскар Миллер вновь, как и девять лет назад в Мюнхене, с прежней страстностью взялся за испытание всех новых машин и аппаратов в действии. Миллер был не только замечательным пропагандистом электропередач, но и борцом за технику переменного тока.
По настоянию Миллера и под его техническим руководством были проведены новые опыты по передаче электрической энергии на Франкфуртской выставке 1891 года.
Уже с лета 1890 года Оскар Миллер вел кипучую организаторскую работу.
Нужно было построить первую в мире длинную линию электропередачи из местечка Лауффен близ Гейдельберга Сна левом берегу реки Неккара) во Франкфурт—175 километров! На такое расстояние раньше никто даже и не мыслил возможным передавать электрическую энергию.
Устройство асинхронного двигателя. Вид асинхронного двигателя; ротор асинхронного двигателя с кольцами; статор асинхронного двигателя; короткозамкнутый ротор асинхронного двигателя; беличья клетка.
Инженеры Броун и Доливо-Добровольский, разрабатывали проект этой грандиозной электропередачи.
Десятки других не менее важных технических поручений по выставке с огромной любовью, точностью и аккуратностью выполнял другой молодой русский инженер-технолог, секретарь выставочного комитета Роберт Эдуардович Классон. О лучшем помощнике Миллер не мог и мечтать.
Классон очутился во Франкфурте при следующих обстоятельствах. В Петербургском технологическом институте, который только-только окончил Классон, электротехника еще не преподавалась. Испытывая огромное влечение ко всему, что связано с электричеством, Классон, едва закончив институт, помчался во Франкфурт, желая изучить электротехнику в процессе сооружения грандиозной электропередачи.
Однако Миллер не знал другой причины, приведшей Роберта Классона в его страну. Дело в том, что Классон был активным членом студенческого марксистского кружка технологов. В Петербурге, на Охте, на квартире Классона бывали все виднейшие марксисты того времени. Здесь бывали Владимир Ильич Ленин, Крупская, Красин и др.
О революционных настроениях кружковцев, жадно изучавших великие произведения Маркса и Энгельса, много говорили в Петербурге. И Классону как одному из руководителей кружка стало опасно оставаться в самодержавной России. И вот Классон поспешил за границу...
Устроителям этой новой выставки удалось более совершенным образом приспособить силовую часть.
