Электричество шаг за шагом

Человеку посчастливилось родиться и жить на планете с огромными доступными ему запасами энергии. Научившись добывать огонь, люди много тысячелетий получали энергию из того, что буквально валялось под ногами, — из дерева, древесины. Затем кое-где пошли в ход и другие энергетические консервы — уголь и нефть. Все эти источники энергии, сгорая, давали тепло и свет, что, конечно, сильно изменило жизнь наших далёких предков. Они уже могли спасаться от холодов и есть варёную пищу, сделав тем самым ещё один шаг вперёд из своей тяжёлой звериной предыстории. Но совсем по-иному заработало тепло, когда примерно 300 лет назад англичанин Томас Ньюкомен изобрёл и построил огромный паровой насос для откачки воды из шахты, — огонь показал, что может выполнять серьёзную механическую работу. А ещё через 80 лет Джеймс Уатт завершил создание универсальной паровой машины, она превращала тепловую энергию в непрерывное вращательное движение — началась эпоха машинного производства и транспортных машин. Это, конечно, была революция, человек получил помощников, которые могли работать вместо него, в том числе выполнять монотонную и очень тяжёлую, просто нечеловеческую работу. И совершенно новые возможности у работающих машин открылись после того, как в них начало действовать электричество, а вернее, союз электричества и магнетизма. Именно этот союз, открытый в простейших экспериментах с проволочками и магнитными стрелками, породил столь удобное, простое и чрезвычайно неприхотливое устройство, как электромотор, или, более официально, электрический двигатель. И именно электромагнитный союз дал человеку простой и очень эффективный способ получения электрической энергии.

Т-100. Всё многообразие электродвигателей, все их неисчислимые количества берут начало с открытия, сделанного примерно 200 лет назад. До сих пор мы знали, что ток, работая в электрической цепи, может создавать тепло и свет, может переносить некоторые вещества с одного электрода на другой. Тепло, конечно, очень нужно, особенно зимой, свет — это всегда прекрасно. Но всё же человек на протяжении всей своей истории искал помощников, которые могли бы поднимать, перевозить, проталкивать, протягивать, передвигать, сжимать, вращать различные предметы, могли бы, коротко говоря, выполнять механическую работу.

То, что электричество могло бы это делать, подсказали уже первые опыты с натёртой янтарной палочкой. Но интуитивно чувствуется, что большой работающей силы здесь не получишь, — электричество притягивает какие-то клочки бумаги, да и то с близкого расстояния. Другое дело магнит или электромагнит, подсказывает та же интуиция, — он килограммовую гирю тянет вверх и, притянув, держит мёртвой хваткой, не оторвёшь. А маленькая катушка электромагнита в обычном реле, получив слабый импульс тока, так щёлкает притянутой стальной пластинкой, что, кажется, кто-то стукнул по ней молотком.

Интуиция в данном случае не подвела — главным электрическим работником действительно стал магнетизм, а точнее, союз электричества и магнетизма. Действует этот союз так: используя энергию электрогенератора (в простейшем случае батарейки), электрический ток с помощью электромагнитов создаёт магнитные поля, которые с большой силой взаимодействуют с магнитным полем другого электромагнита, неутомимо выполняя именно то, что требуется от исполнительного помощника, притягивают или отталкивают другой электромагнит.