По мнению автора, нагревание конденсаторов вызывается тремя различными причинами: первая — утечка или проводимость; вторая — несовершенство упругости диэлектрика, и третье — волнение зарядов в проводнике.
Во многих экспериментах автор сталкивался с проблемой передачи наибольшего возможного количества энергии через диэлектрик. Например, он делал лампы накаливания, в которых конца нитей накала были полностью запаяны в стекло, но подключены к обкладкам внутреннего конденсатора, так что всю энергию нужно было передавать через стекло при площади поверхности конденсатора не больше нескольких квадратных сантиметров. Эти лампы при достаточно высоких частотах имели бы практический успех. При переменах на уровне 15,000 в секунду нити легко раскалялись. При более низких частотах это тоже можно было выполнить, но разность потенциалов, конечно, надо было увеличить. Далее автор обнаружил, что через некоторое время в стекле появляются отверстия и вакуум нарушается. Чем выше частота тем дольше может выдержать лампа. Такой износ диэлектрика всегда имеет место, когда количество энергии, передаваемое через диэлектрик определенного размера и определенной частотой, слишком велико. Стекло выдерживает лучше всего, но даже стекло изнашивается. Конечно, в этом случае разность потенциалов на пластинах слишком велика, и вызывает потери на проводимость и несовершенную упругость. Если нужно сделать конденсаторы, способные выдерживать разности потенциалов, то единственный диэлектрик, который не приводит ни к каким потерям, — это газ под давлением. Автор работал с воздухом под огромными давлениями, но в этом направлении есть огромное количество практических трудностей. Он думает, что для того, чтобы сделать конденсаторы, имеющие значительную практическую пользу, следует использовать более высокие частоты, хотя такой план имеет помимо прочих тот недостаток, что система становится весьма неподходящей для работы моторов.
Если автор не ошибается, М-р Свинбурн предлагал способ возбуждения генератора переменного тока с помощью конденсатора. Много лет назад автор выполнил эксперименты, имевшие в виду целью получить практичный самовозбуждающийся генератор переменного тока. Он разными путями преуспел в получении определенного возбуждения магнитов посредством переменных токов, которые не переключались механическими устройствами. Тем не менее, его эксперименты выявили факт, твердый как скала Гибралтара. Никакое практическое возбуждение нельзя получить одним только периодическим изменяющимся и не переключающимся током. Причина в том, что изменения в силе возбуждающего тока вызывают соответствующие изменения в силе поля, что приводит к возбуждению токов в якоре; и эти токи являются помехой тем, которые производятся движением якоря через поле, при этом первые на четверть фазы опережают вторые. Если поле сделать ровным, не получится никакого возбуждения; если его не выравнивать, определенное возбуждение получается, но магниты нагреваются. Комбинируя два возбуждающих тока — смещенных на четверть фазы, — можно получить возбуждение в обоих случаях, и если магниты не выровнять, эффект нагрева будет сравнительно мал, поскольку поддерживается однородность силы поля, и, если бы можно было получить совершенно однородное поле, возбуждение такого вида дало бы достаточные практические результаты. Если эти результаты должен обеспечивать конденсатор, как предложил М-р Свинбурн, то нужно скомбинировать два тока, разделенные четвертью фазы; это то же, что сказать, что обмотки якоря должны быть намотаны в две укладки и подсоединены к одному или двум независимым конденсаторам. Автор проделал некоторую работу в этом направлении, но должен отложить описание устройств до будущих времен.
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЕ ЧАСЫ*
Если тонкий, легко вращающийся и хорошо сбалансированный диск или цилиндр поместить в соответствующий гальванический раствор посредине между анодом и катодом, то одна половина диска станет электрически положительной, а другая половина — электрически отрицательной. Благодаря этому металл осаждается на одной и удаляется с другой половины, и диск приводится во вращение под действием силы тяжести. Поскольку количество металла, который осаждается и удаляется, пропорционально силе тока, то и скорость вращения, если она будет мала, пропорциональна току.
Первый прибор такого вида заработал у меня в начале 1888 в попытках сконструировать электрометр. Узнав, однако, что меня опередили другие, по крайней мере в том, что касается самого принципа, я изобрел прибор, приведенный на прилагающейся гравюре. Здесь F— прямоугольная рамка из твердой резины, закрепленная на деревянном основании. Рамка примерно 1/2дюйма толщиной, 6 дюймов длиной и 5 дюймов высотой. На обеих ее вертикальных сторонах закреплены толстые металлические пластины, которые служат электродами. Эти пластины жестко удерживаются на резине зажимами T Ти T1T1. На боковых сторонах рамки закреплены латунные пластины, соответственно, Ви В1,той же формы, что и резиновая рамка F.Эти латунные пластины служат для того, чтобы удерживать на своем месте две пластины из полированного стекла, и если под и над каждой пластиной проложить резиновую прокладку, то сосуд герметично запечатывается. При этом пластины можно прикручивать туго, не боясь их сломать.
Гальванический раствор, который в данном случае является концентрированным раствором медного купороса, заливается внутрь через отверстие в верхней части резиновой рамки, закрывающееся затычкой R.
В центре сосуда помещается легкий и тонко сбалансированный медный диск D,ось которого поддерживается капиллярной стеклянной трубкой, прикрепленной к одной из стеклянных пластин сургучом или другим веществом, на которое не действует жидкость. Чтобы насколько возможно уменьшить трение, в капиллярной трубке, которая служит в роли подшипника, находится капелька масла. Центр диска должен быть равноудален от обоих электродов. К одной стороне оси диска прикрепляется очень легкий указатель или стрелка, лучше из стеклянного волоска. На стеклянной пластинке, которая со стороны этой стрелки, находится окружность с обычными часовыми делениями, выгравированная на ней как на циферблате часов. Эта окружность может быть подвижной, чтобы ее можно было установить в любое положение относительно стрелки. Если циферблат неподвижный, то вместе как стрелку можно использовать тонкую проволочку из отожженного железа. Проволочка должна быть размещена так, чтобы находиться точно в центре раствора. С помощью подковообразного магнита диск можно поворачивать и устанавливать в нужное положение.
Аккуратно заливается медный электролит и затычка Rвставляется на место, контакты батареи постоянного тока подключаются к зажимам Ти Т1,после чего время от времени наблюдается вращение диска. К другим зажимам Ти Т1подключается шунт, и меняя сопротивление этого шунта, или другого диска, регулируется скорость вращения, пока она не будет соответствовать делениям циферблата; то есть, пока, например, не будет делаться один оборот за 12 часов.
Очевидно, данный инструмент был придуман не для практических целей. Как и то, что он не будет достаточно точным в своих показаниях. Есть определенные ошибки, которые неизбежны в принципе; например, трение, которое нельзя полностью преодолеть. Но этот прибор интересен как средство новым способом показывать время. Тем не менее, показано, что при тщательной конструкции, постоянном токе и компенсаторе температуры можно сделать так, что он будет вращаться с почти безупречно равномерной скоростью. Чтобы достичь лучших результатов, плотность тока, конечно, должна быть очень мала, и диск примерно 3 дюйма в диаметре должен делать оборот за 6 часов. Вероятно, если использовать серебряный электролит и серебряный диск, то результаты будут еще лучше.
Очень интересно наблюдать поведение электролита и диска в таком узком прозрачном сосуде. Электролит становится чисто голубым, одна сторона диска кажется серебряно белой в определенном положении, а другая половина темной как тусклое серебро. Никакой разделительной линии нет, и оттенки красиво переходят один в другой.
