Фрэнсис Ролт-Уилер - Как мальчик Хюг сам построил радиостанцию
Теперь возьми то же самое наоборот. Если ток Вольтова элемента включить в цепь через проволочную петлю, лежащую в сильном магнитном поле, свойственная линиям магнитного поля сила толчка заставит вращаться петлю — и вот тебе электрический мотор. Просто, не правда ли?
— Для вас, но не для меня, — сказал Хюг, — глаза которого готовы были выскочить из орбит.
— Если ты это сам сделаешь, ты найдешь это нетрудным. Электрические приборы кажутся сложными только, когда о них слышишь или читаешь. Сделай только сам маленький электрический прибор, и после этого тебе самый большой покажется пустяком.
Заметь, что все эти приспособления действуют под влиянием магнитного поля или магнитной индукции. Почти все электрические машины электромагнитные Запомни только, что магнитная индукция может существовать и существует и без постоянного магнита или электромагнита.
— Час от часу не легче, — воскликнул Хюг, которому казалось, что он тонет в море науки.
— Ничего — сказал телеграфист, который понимал, в какое напряженное состояние он привел бедного мальчика-горца. — Самое трудное уже позади.
— Но то, что я скажу сейчас, особенно важно. Вот в чем дело.
Вокруг электрического тока всегда есть магнитное поле. Если две цепи находятся близко одна от другой и параллельны друг другу, включение и выключение тока в одной послужит причиной возникновения тока в другой.
Когда возбуждающий ток устанавливается, индуктивный ток ослабевает. Таким образом, если имеется в одной цепи переменный ток, который возникает, прекращается, снова возникает и т. п. тысячу раз в секунду, что делает его близким к постоянному, в другой цепи, не имеющей собственного источника, может получиться ток, который можно считать постоянным. Если в цепи, не имеющей собственного возбудителя. есть слабый переменный ток этот ток может быть передан одинаково настроенной цепи с сильным местным током и увеличен во сколько угодно раз.
Он нагнулся и положил руку на плечо Хюга.
— Так работает радио.
Телеграфист помолчал и продолжал.
— Это принципы. Теперь о практике. Электромагнитные машины большей частью работают с большой скоростью. Вернемся к простому альтернатору, с которого мы начали. Я уже говорил, что в каждом периоде ток получает два толчка. Если внутри проводника вращается магнит или проводник вращается между двумя полюсами магнита — все равно — со скоростью 120 оборотов в минуту, он делает в секунду два периода и даст четыре толчка цепи в одно и другое направление.
— Это ясно, — сказал Хюг, довольный, что хоть тут он чувствует твердую почву под ногами.
— Теперь представь себе, что тебе нужно больше периодов в секунду, большая «частота», как это принято называть, как это сделать?
— Я бы увеличил число оборотов.
— Если бы тебе нужно было 60 периодов в секунду — обыкновенная промышленная «частота»?
— Мне бы нужно было 3.600 оборотов в минуту, — сказал мальчик, подумав.
— Это слишком большая скорость для большой машины. Она бы разлетелась на куски. А если нужно 500 периодов в секунду, — обычная цифра для телефона?
— То-есть 30.000 оборотов в минуту? Не думаю, чтобы этого можно было достигнуть.
— Все же это сделано.
— Но как?
— Не можешь ли ты сообразить?
Хюг подумал немного, но отказался.
— Ну, ты не родился механиком, — сказал телеграфист с упреком. — Я покажу тебе. Представь себе, что в твоем обруче вращается не один брусок, а два, — он воткнул в спичку еще одну булавку так, чтобы она пересекала первую, — тогда, не увеличивая числа оборотов, будет вдвое больше периодов, правда?
— Конечно, как же я не подумал об этом!
— Представь, что у тебя десять магнитов, даже сто. Тогда было бы в сто раз больше периодов. При скорости в сто двадцать оборотов в минуту многополюсный альтернатор (полюсы северный и южный чередуются в каждом магните) даст двести периодов в секунду, это не шутка! До сих пор мы говорили только об увеличении числа магнитов, где бы они ни находились, в неподвижной части (статор) или вращающейся (ротор).
Но можно увеличить число проводников в машине так, чтобы от магнитов в каждом обороте проходили бы мимо 100 проводников. Эго даст 20.000 периодов в секунду при 120 оборотах в минуту. Это все теория, только для того, чтобы ты понял. При конструкции такой машины встретились бы большие трудности. Гораздо легче увеличить число оборотов и уменьшить сложность магнитов и проводников[7]. Но я слышал, что бывают большие радиоальтернаторы высокой частоты, с 300 магнитными полями и 300 проводниками. Чтобы сделать такую машину, надо величайшее искусство, и я думаю, что не наберется на свете и сотни инженеров-электриков, которые могли бы спроектировать или сделать такую машину.
— Но для таких машин нужна громадная механическая энергия?
— Да, большая. Но в электрических машинах интересно, что их силу можно сколько угодно увеличить, если знать, как это сделать.
Можно начать работать с очень малыми средствами и понемногу увеличивать работу. Можно взять генератор и мотор и опять генератор, применить симметрию, резонанс[8],—я знаю только их названия, — и сделать почти все.
— Твое водяное колесо, Хюг, в умелых руках, с применением электромагнита, могло бы дать такую силу, что можно было бы устроить электрическое освещение во всей Муравьиной долине. Надо только знать: как!
— Могло ли бы оно дать довольно силы, чтобы я мог послать радиотелеграмму? — спросил Хюг, которого мало интересовало освещение долины.
— Хоть в Лос-Анжелос!
— Так я это сделаю! Только мне нужно в Локустборо.
Телеграфист предостерегающе поднял палец.
— Помни, мальчик, я говорю тебе: принципы просты, а выполнение трудно: как только ты станешь иметь дело с сильными токами, ты легко попадешь в беду. Прежде всего нужна большая точность, а точность невозможна без вычислений. Кроме того, материал для работы должен быть безукоризненный. Какая-нибудь мелочь, о которой ты и не подумал, может в самом конце разрушить все.
Лицо Хюга вытянулось.
— Я бы мог научиться делать вычисления, — сказал он, — как это для меня ни трудно. Но что же мне делать с материалом?
— Я думал об этом.
Телеграфист вытащил из-под стола маленький деревянный ящик.
— У меня тут много хлама. Обрезки медной проволоки, винты, старый звонок с электромагнитом, маленькая индукционная катушка и разная мелочь. Кое-что никуда не годно, а кое что и пригодится. Я уже хотел это выбросить, да все не соберусь. Так и стоит ящик, только пыль на нем собирается. Возьми его, если хочешь. Он тут стоит с тех пор, как дорога сделала все новые приспособления. Никому он не нужен, а ты может быть найдешь тут такие вещи, которых в нашем городе нет и купить нельзя.
У Хюга заблестели глаза.
— Это слишком много, м-р Блэден. Вам в самом деле все это не нужно?
— Мне? У меня есть все необходимое для работы.
Хюг быстро раскрыл ящик и погрузился в рассматривание всех приспособлений, и так был увлечен своим сокровищем, что не заметил, как подъехали дрожки.
— Послушай, — сказал телеграфист. — Вот Уот Берк. Возьми ящик. И каждый раз. как будешь тут, если захочешь что-нибудь спросить, что я мог бы тебе объяснить, приходи ко мне! — Пока!
Он сердечно пожал руку мальчику, который был настолько же ошеломлен свалившимися на него сведениями, как и своим богатством.
Уот Берк не имел никакого понятия об электричестве; но Хюг не утерпел и стал по дороге делиться с ним вновь приобретенными познаниями. Он с тем же успехом мог бы обращаться к лошади. Берк понял не больше ее. Он слушал, и время от времени издавал восклицание или задавал вопрос, чтобы показать, что заинтересован. Он был очень благодарен мальчику за лечение жены электричеством, и восхищался мужеством, с которым он охранял учительницу в холодные зимние ночи. Кроме того, он знал, что и доктор Камерон и мисс Фергюсон верили в мальчика и считали, что ему следует помогать в его научных стремлениях. Он решил тоже прийти Хюгу на помощь; его помощь была чисто практической: в следующий раз, когда он был в Фолджэмбвилле, он зашел к телеграфисту.
— Помните мальчика Сесиля, который был тут на-днях? — спросил он.
— Который интересуется радио? Как же! Что с ним случилось?
— Мне бы хотелось ему что-нибудь подарить, — он был очень добр к моей жене.
— Ну?
— Так не подарить ли мне ему радиоприемник?
Он вытащил из кармана каталог и указал на объявление.
— Вот тут продается радиоприемник.
— По-моему не надо, Уот Берк, — сказал телеграфист. — Я хотел сделать то же самое, и зная, что доктор Камерон интересуется этим мальчиком, спросил его совета. Он сказал мне, что для того, чтобы из мальчика вышел толк, надо, чтобы он сам добивался всего. Если дать ему в руки что-нибудь готовое, — можно все испортить. Он разочаруется в своих грубых приборах и, пожалуй, бросит все дело.
