1801 год. Родился Якоби Борис Семенович (настоящее имя Мориц Герман Якоби) (21.09.1801 – 27.02.1874), выдающийся физик и электротехник, член Петербургской академии наук, изобретатель электродвигателя и метода гальванопластики металлов

В 1834 году Якоби изобрел электродвигатель с вращающимся рабочим валом, работа которого была основана на притягивании разноименных магнитных полюсов и отталкивании одноименных. В 1839 году Якоби вместе с академиком Эмилием Христиановичем Ленцем (1804–1865) построил два усовершенствованных и более мощных электродвигателя. Один из них был установлен на большой лодке и вращал ее гребные колеса. При испытаниях лодка с экипажем из четырнадцати человек поднималась против течения Невы, борясь со встречным ветром. Данное сооружение представляло собой первое в мире электрическое судно. Другой электродвигатель Якоби – Ленца катил по рельсам тележку, в которой мог находиться человек. Эта скромная тележка приходится «бабушкой» трамваю, троллейбусу, электропоезду, электрокару. Правда, сидеть в ней было не очень удобно, поскольку свободного места там почти не оставалось из-за батареи. Других источников электрического тока тогда не знали.

А пятью годами раньше Якоби изобрел гальванопластику, это открытие получило признание во всем мире. В Петербурге было создано предприятие, которое делало с помощью гальванопластики барельефы и статуи для украшения Исаакиевского собора, Эрмитажа, Зимнего дворца, золотило листы кровли для куполов, производило медные копии с форм для печатания денег, а также географических карт, почтовых марок, художественных гравюр.

Якоби предложил около десяти конструкций телеграфных аппаратов, в том числе буквопечатающий аппарат (в 1850 году), одним из первых в мире построил кабельные телеграфные линии: в Петербурге – Зимний дворец — Главный штаб (в 1841 году) и Зимний дворец — Главное управление сообщений и публичных зданий (в 1842 году) и линию Петербург — Царское Село протяженностью около 25 км (в 1843 году). Значительный интерес с технической точки зрения представляли его проекты кабельных линий Петербург — Москва и Петербург — Петергоф. Большие заслуги имеет Якоби в создании подземных и подводных кабелей, в разработке технологии их производства, в подборе электроизоляционных материалов.

Много сделал этот ученый и для создания отечественного электротехнического оборудования. Он построил ряд электротехнических приборов, например, вольтметр, проволочный эталон сопротивления, несколько конструкций гальванометров, регулятор сопротивления.

Важное значение для России имели труды Якоби, касающиеся организации электротехнического образования. В начале 1840-х годов он составил и прочитал первые курсы прикладной электротехники, подготовил программу теоретических и практических занятий.

История создания электродвигателя

Электромеханика является относительно молодой, по историческим меркам, отраслью науки и техники.

1800, Вольта

Итальянский физик, химик и физиолог, Алессандро Вольта, первый в мире создал химический источник тока.

1820, Эрстед

Датский ученый, физик, Ханс Кристиан Эрстед, обнаружил на опыте отклоняющее действие тока на магнитную стрелку.

1821, Фарадей

Первый электродвигатель Фарадея, 1821 г.

Британский физик-экспериментатор и химик, Майкл Фарадей, опубликовал трактат «О некоторых новых электромагнитных движениях и о теории магнетизма», где описал, как заставить намагниченную стрелку непрерывно вращаться вокруг одного из магнитных полюсов. Эта конструкция впервые реализовала непрерывное преобразование электрической энергии в механическую. Принято считать ее первым электродвигателем в истории.

1822, Ампер

Французский физик, Андре Мари Ампер, открыл магнитный эффект соленоида (катушки с током), откуда следовала идея эквивалентности соленоида постоянному магниту. Среди прочего Ампер предложил использовать железный сердечник, помещенный внутрь соленоида, для усиления магнитного поля. В 1820 году им был открыт закон Ампера.

1822, Барлоу

Английский физик и математик, Питер Барлоу, изобрел колесо Барлоу, по сути, униполярный электродвигатель.

1825, Араго

Французский физик и астроном, Доминик Франсуа Жан Араго, опубликовал опыт показывающий, что вращающийся медный диск заставляет вращаться магнитную стрелку, подвешенную над ним.

1825, Стёрджен

Британский физик, электротехник и изобретатель, Уильям Стёрджен, в 1825 изготовил первый электромагнит, который представлял из себя согнутый стержень из мягкого железа с обмоткой из толстой медной проволоки.

Вращающееся устройство Йедлика, 1827/28 гг.

1827, Йедлик

Венгерский физик и электротехник, Аньош Иштван Йедлик, изобрел первую в мире динамо-машину (генератор постоянного тока), однако практически не объявлял о своем изобретении до конца 1850-х годов.

1831, Фарадей

Английский физик, Майкл Фарадей, открыл электромагнитную индукцию, то есть явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Формулировка закона электромагнитной индукции.

1831, Генри

Американский физик, Джозеф Генри, независимо от Фарадея обнаружил взаимоиндукцию, но Фарадей раньше опубликовал свои результаты.

1832, Пикси

Генератор постоянного тока Пикси

Француз, Ипполит Пикси, сконструировал первый генератор переменного тока. Устройство состояло из двух катушек индуктивности с железным сердечником напротив которых располагался вращающийся магнит подковообразной формы, который приводился в движение вращением рычага. Позже для получения постоянного пульсирующего тока к этому устройству был добавлен коммутатор.

Электродвигатель Стёрджена
Strurgejn’s Annals of Electricity, 1836/37, vol. 1

1833, Стёрджен

Британский физик, Уильям Стёрджен, публично продемонстрировал электродвигатель на постоянном токе в Марте 1833 года в Аделаидской галерее практической науки в Лондоне. Данное изобретение считается первым электродвигателем, который можно было использовать.

1833, Ленц

В начале в электромеханике разграничивали магнито-электрические машины (электрические генераторы) и электро-магнитные машины (электрические двигатели). Российский физик (немецкого происхождения), Эмилий Христианович Ленц, опубликовал статью о законе взаимности магнито-электрических явлений, то есть о взаимозаменяемости электрического двигателя и генератора.

Май 1834, Якоби

Первый вращающийся электродвигатель. Якоби, 1834

Немецкий и русский физик, академик Императорской Санкт-Петербургской Академии Наук, Борис Семенович (Мориц Герман фон) Якоби, изобрел первый в мире электродвигатель с непосредственным вращением рабочего вала. Мощность двигателя составляла около 15 Вт, частота вращения ротора 80-120 оборотов в минуту. До этого изобретения существовали только устройства с возвратно-поступательным или качательным движением якоря.

1836 — 1837, Дэвенпорт

Проводя эксперименты с магнитами, американский кузнец и изобретатель, Томас Дэвенпорт, создает свой первый электромотор в июле 1834 года. В декабре этого же года он впервые продемонстрировал свое изобретение. В 1837 году Дэвенпорт получил первый патент (патент США №132) на электрическую машину.

1839, Якоби

Используя электродвигатель питающийся от 69 гальванических элементов Грове и развивающий 1 лошадиную силу, в 1839 г. Якоби построил лодку способную двигаться с 14 пассажирами по Неве против течения. Это было первое практическое применение электродвигателя.

1837 — 1842, Дэвидсон

Шотландский изобретатель, Роберт Дэвидсон, занимался разработкой электродвигателя с 1837 года. Он сделал несколько приводов для токарного станка и моделей транспортного средства. Дэвидсон изобрел первый электрический локомотив.

1856, Сименс

Немецкий инженер, изобретатель, ученый, промышленник, основатель фирмы Siemens, Вернер фон Сименс изобрел электрический генератор с двойным T-образным якорем. Он первый разместил обмотки в пазах.

1861-1864, Максвелл

Британский физик, математик и механик, Джеймс Клерк Максвелл, обобщил знания об электромагнетизме в четырех фундаментальных уравнениях. Вместе с выражением для силы Лоренца уравнения Максвелла образуют полную систему уравнений классической электродинамики.

1871-1873, Грамм

Бельгийский изобретатель, Зеноб Теофил Грамм, устранил недостаток электрических машин с двух-Т-образным якорем Сименса, который заключался в сильных пульсациях вырабатываемого тока и быстром перегреве. Грамм предложил конструкцию генератора с самовозбуждением, который имел кольцевой якорь.

1885, Феррарис

Итальянский физик и инженер, Галилео Феррарис, изобрел первый двухфазный асинхронный электродвигатель. Однако Феррарис думал, что такой двигатель не сможет иметь КПД выше 50%, поэтому он потерял интерес и не продолжал улучшать асинхронный электродвигатель. Считается, что Феррарис первым объяснил явление вращающегося магнитного поля.

1887, Тесла

Американец сербского происхождения, изобретатель, Никола Тесла, работая независимо от Феррариса, изобрел и запатентовал двухфазный асинхронный электродвигатель с явно выраженными полюсами статора (сосредоточенными обмотками). Тесла ошибачно считал что двухфазная система токов оптимальна с экономической точки зрения среди всех многофазных систем.

1889-1891, Доливо-Добровольский

Русский электротехник польского происхождения, Михаил Осипович Доливо-Добровольский, прочитав доклад Феррариса о вращающемся магнитном поле изобрел ротор в виде «беличьей клетки». Дальнейшая работа в этом направлении привела к разработке трехфазной системы переменных токов и трехфазного асинхронного электродвигателя, получившего широкое применение в промышленности и практически не изменившегося до нашего времени.

Широкое внедрение электромеханических устройств в России начинается после Октябрьской революции 1917 г., когда электрификация всей страны стала основой технической политики нового государства. Можно сказать, что XX век стал веком становления и широкого распространения электромеханики.

Выбор между двухфазной и трехфазной системой

Доливо-Добровольский справедливо считал, что увеличение числа фаз в двигателе улучшает распределение намагничивающей силы по окружности статора.

Переход к трехфазной системы от двухфазной уже дает большой выигрыш в этом отношении. Дальнейшее увеличение числа фаз нецелесообразно, так как приводит к значительному увеличению расходов металла на провода.

Для Теслы же казалось очевидным, что чем меньше число фаз, тем меньше требуется проводов, и следовательно тем дешевле устройство электропередачи. При этом двухфазная система передачи требовала применения четырех проводов, что представлялось не желательным в сравнении с двух проводными системами постоянного или однофазного переменного токов. Поэтому Тесла предлагал применять трех проводную линию для двухфазной системы, делая один провод общим. Но это не сильно уменьшало количество затрачиваемого на систему металла, так как общий провод должен был быть большего сечения.

Таким образом трехфазная система токов предложенная Доливо-Добровольским была оптимальной для передачи энергии. Она практически сразу нашла широкое применение в промышленности и до наших дней является основной системой передачи электрической энергии во всем мире.

Борис Якоби

Опыты с электричеством

Царское правительство Николая I, которого по праву называли царем-инженером возлагало большие надежды на использование электричества для военного дела. В 1837 году Бориса Семеновича вызвали в столицу для организации серии опытов по оснащению морских судов электродвигателемя. Это стало поводом к окончательному переезду в Россию и получению русского подданства. В 1838 году один из экспериментальных кораблей – небольшой ботик, оснащенный электрическим двигателем, успешно проплыл по Неве, а мины Якоби с электрическими запалами применялись во время Крымской войны. Среди них были самовоспламеняющиеся (гальваноударные) мины, а также оружие с запалом от индукционного устройства. Якоби принадлежит идея создания специальных гальванических подразделений в саперных частях.

Работа над электродвигателем

Свой первый электродвигатель, оснащенный неподвижной и вращающейся частями, Борис Семенович создал в 1834 году. Тогда ему удалось описать принцип беспрерывного вращательного движения. Мотор был выполнен из коммутатора и двух дисков, на которых располагались 16 железных стержней. За один оборот дисков коммутатор изменял полярность до восьми раз. Благодаря силе инерции вал основного двигателя совершал вращения. Питание магнитов установки обеспечивала гальваническая батарея. В течение секунды двигатель поднимал груз до 6 кг на высоту около 30 см, что соответствовало 15 Вт.

Однако в практическом плане устройство было не применимо по причине невысокой мощности и Якоби стал целенаправленно разрабатывать двигатель для использования на транспорте и в производстве. В результате ему удалось создать конструкцию, в устройстве которой сочетались сразу 40 моторов, что позволило существенно увеличить производительность двигателя.

Испытания магнитоэлектрического двигателя прошли осенью 1838 года в Санкт-Петербурге. Мотор был установлен на пассажирской лодке с 12 людьми на борту. Транспортное средство двигалось в противоположных направлениях – как по течению реки, так и против. Его скорость была невелика – всего 2 км/ч. И хотя за семь часов испытаний лодка сумела преодолеть всего около 7 км, но по меркам того времени результат можно назвать выдающимся.

Практически сразу изобретатель приступил к созданию более совершенного устройства и через год прошли новые испытания. На этот раз лодка перевозила 14 человек, но на ней был установлен более мощный двигатель, способный обеспечить движение со скоростью 4 км/ч. Известие об успешном эксперименте моментально облетело весь свет – такого мощного, а главное надежного электродвигателя мир еще не знал. Однако в крупнотоннажном флоте найти ему применение так и не удалось по причине отсутствия полноценного источника питания.

Якоби делал попытки установить свое детище на тележку и таким образом хотел создать электровоз, но довести до конца свою идею не смог. Несмотря на это ученый внес значительный вклад в мировую электротехнику, реализовав три главные идеи получившие свое развитие в будущем:

• коммутатор с трущимися частями;
• вращательное движение якоря в электромоторе;
• магниты в статичной и динамичной частях электродвигателя.

Создание телеграфа

В 30-е годы XIX века ученый мир активно занимался созданием электромагнитного телеграфа. Одним из первых преуспел в этом деле П. Шеллинг, заинтересовавшийся явлением магнитного поля вокруг проводника, по которому движется электрический ток. Впервые его описал датский физик Ганс Христиан Эрстед, но именно Шеллинг сумел перевести это открытие в прикладную плоскость. В 1833 году он сконструировал проводной телеграф, возможности которого демонстрировались в его пятикомнатной квартире на Мойке. Впоследствии ученому поручили провести телеграфную линию между Петергофом и Кронштадтом, для чего Шеллинг впервые в мире создал изолированный кабель на каучуковой основе. Но из-за скорой смерти завершить начатый проект ему не удалось и продолжателем дела ученого стал Якоби.

В 1839 году он проложил подземный телеграф, в конструкции которого были использованы созданные автором приемное и отправочное электромагнитные устройства. Сам аппарат функционировал от манипулятора. Часовой механизм и карандаш, соединенный с якорем электромагнита, перемещали фарфоровую доску и создавали особые зигзагообразные символы. Эта линия соединяла личный кабинет Николая I в Александровском дворце и главное управление путей сообщения.

Позднее телеграф Якоби свяжет Зимний дворец с Главным штабом, а в 1842 году ГУПС (Главное управление путей сообщения) и Публичные здания. В этот период изобретатель выдвинул идею стрелочного телеграфа, который связывал несколько кабинетов императора в Зимнем дворце и дом Юсуповых на Фонтанке. Особенность этой конструкции заключалась в приемной станции, вращающиеся стрелки которой обозначали букву на циферблате, которая транслировалась со стороны передающего устройства.

Электромагнитный телеграф

Новым этапом развития телеграфного дела стала разработка магистрального железнодорожного телеграфа. К работам по его созданию Бориса Семёновича подключил глава северной дирекции строительства Николаевской ж/д П. Мельников. В 1845 году Якоби начал укладку кабеля на опытном участке строящейся магистрали, но сильные морозы внесли коррективы в ход работ. Это побудило ученого предложить новый проект, который был реализован между пассажирским зданием столицы и Обводным каналом. В 1847 году он проложил еще одну линию между Александровским заводом и Московским вокзалом, но из-за возникших разногласий с главой МПС Петром Алексеевичем Клейнмихелем дальнейшие работы были свернуты.

Причиной недопонимания между ученым и чиновником стали эксперименты по разработке более надежной изоляции, в которых Якоби задействовал как традиционные материалы — глину, смолу, шелковые нитки, так и совершенно новые для тех времен, например, гуттаперчу. Однако отсутствие необходимого оборудования вынудило Бориса Семёновича остановить работы и заняться вопросом прокладки воздушных линий. Эта технология выглядела более перспективной и в Старом Свете стали постепенно отказываться от подземных коммуникаций. Клейнмихель отклонил предложение ученого по причине ненадежности подобных конструкций, что привело к разрыву сотрудничества с железнодорожным ведомством.

Тем не менее в 1850 году Якоби удалось изобрести первый на планете буквопечатающий телеграф. Идея российского ученого легла в основу последующих электромагнитных телеграфных аппаратов. В 1854 году он создал свое последнее телеграфное устройство для связи на больших кораблях между капитаном и матросами машинного отделения.

Изобретения России // Электрический двигатель

Изобретения Бориса Семеновича Якоби следовали одно за другим. В то время многие проделывали опыты по магнитоэлектричеству и электромагнетизму. В частности, в 1833 г. английскому ученому В. Риччи удалось создать прибор, в котором железная полоса, обвитая проволокой, начинала вращаться под действием тока, протекавшего по проволоке. При перемене электрических полюсов магнит начинал вращаться вокруг своего центра, т.е. электрическая энергия превращалась в механическую.

Сегодня невозможно сказать, знал ли Б.С. Якоби об опытах В. Риччи. Не исключено, что он самостоятельно пришел к мысли о создании электродвигателя.

Электродвигатель, состоящий из вращающейся и неподвижной частей, Б. С. Якоби изобрел еще в 1834 г., когда жил в Германии. Об этом изобретении стало известно и в России, ставшей для Якоби второй родиной.

Опытный образец был устроен достаточно просто. Двигатель состоял из коммутатора и двух дисков, на которых были закреплены 16 стержней из мягкого железа (по 8 штук на каждом диске). Пока один из дисков делал оборот, коммутатор 8 раз менял полярность дисков. Инерция поддерживала вращение рабочего диска и вмонтированного в него вала основного двигателя. Самым ценным в этом изобретении было открытие способа беспрерывного вращательного движения.

Питание магнитов в электродвигателе осуществлялось при помощи гальванической батареи. За секунду двигатель поднимал груз массой в 4—6 кг на высоту около 30 см. Это соответствовало мощности около 15 Вт. Двигатель совершал 80—20 об./мин, что для модели было неплохо, но не годилось для практического применения. Б.С. Якоби приступил к созданию электродвигателя, который мог бы использоваться в транспортных средствах или на производстве.

В результате многочисленных экспериментов было сконструировано устройство, в котором на одной плоскости были соединены 40 двигателей, что дало существенное увеличение мощности.

13 сентября 1838 г. на Неве состоялись первые испытания магнитоэлектрического двигателя, установленного на лодке с 12 пассажирами на борту. Можно считать, что испытания прошли успешно. Лодка двигалась как по течению, так и против него. Скорость ее достигала 2 км/ч, движение продолжалось в течение 7 ч, и пройденное расстояние оказалось равным 7 км. По меркам того времени, это были сенсационные результаты.

Однако электродвигатель еще имел ряд недостатков. В процессе испытаний стало ясно, что некоторые усовершенствования по сравнению с первой (лабораторной) моделью произведены зря. Поэтому началась работа по созданию следующей, более перспективной конструкции. Комиссия, призванная оценить изобретение, поддержала продолжение исследований. Особенно настаивали на этом представители судоходного транспорта: они рассчитывали, что применение электромашины позволит повысить надежность кораблей и увеличить рен-табельность морских и речных перевозок.

Испытание нового двигателя проходило в августе и сентябре 1839 г. В катере, оснащенном двигателем, находились до 14 пассажиров. Скорость судна достигала 4 км/ч (за счет увеличения мощности электродвигатель стал быстрее вращать греб-ные колеса).

Имело значение и то, что в конструкции Б.С. Якоби отсутствовали поршни, клапаны, полые цилиндры, вентили и другие регуляторы, игравшие большую роль в паровом двигателе. Они могли истираться во время работы, что в целом повышало стоимость паровой машины. Еще одним преимуществом элек-тродвигателя являлось отсутствие шума, который неизбежен при работе пара.

Известие об изобретении Б.С. Якоби вскоре облетело весь мир. Электродвигатель, сконструированный в России, оказался намного мощнее и надежнее всех известных на тот момент моделей. Однако электродвигатели так и не нашли применения в крупном судоходстве. Для больших судов требовался двигатель огромной мощности. А это означало, что нужен соответствующий источник электрического тока, который так и не был найден.

Б.С. Якоби был убежден, что электродвигатели могут использоваться на железных дорогах. В 1838 г. он предпринял попытку установить двигатель на железнодорожную тележку, т.е. создать электровоз. Но замыслы изобретателя в то время не могли осуществиться. Заслуга Якоби состоит прежде всего в том, что он первым среди ученых подошел к вопросу применения электродвигателей как инженер-практик, увидев огромные возможности, которые таило в себе это изобретение. Время показало, что он не ошибся в своих расчетах.

 

100 великих русских изобретений, Вече 2008

ЯКОБИ • Большая российская энциклопедия

ЯКО́БИ Бо­рис Се­мё­но­вич (Мо­риц Гер­ман) [21.9.1801, Пот­сдам – 27.2(11.3).1874, С.-Пе­тер­бург], рос. фи­зик и изо­бре­та­тель в об­лас­ти элек­тро­тех­ни­ки, акад. Пе­терб. АН (1847). Брат К. Яко­би. Учил­ся в Бер­лин­ском и Гёт­тин­ген­ском ун-тах. По­лу­чив ди­плом ар­хи­тек­то­ра (1829), ра­бо­тал по спе­ци­аль­но­сти до пе­ре­ез­да в Кё­нигс­берг (1834), где на­чал за­ни­мать­ся элек­тро­тех­ни­кой: изу­чал элек­тро­маг­не­тизм, скон­ст­руи­ро­вал элек­тро­дви­га­тель с ком­му­та­то­ром ори­ги­наль­ной кон­ст­рук­ции. В 1835–37 проф. на ка­фед­ре гражд. ар­хи­тек­ту­ры Дерпт­ско­го ун-та. В 1837, при­няв рос. под­дан­ст­во, пе­ре­ехал в С.-Пе­тер­бург и про­дол­жил ра­ботать в об­лас­ти прак­тич. при­ме­не­ния элек­три­че­ст­ва, гл. обр. в во­ен. де­ле и на транс­пор­те. Я. так­же за­ни­мал­ся раз­ра­бот­кой галь­ва­нич. ба­та­рей и соз­да­ни­ем но­вых об­раз­цов мин­но­го ору­жия, в т. ч. мин са­мо­вос­пла­ме­няю­щих­ся (галь­ва­но­удар­ных) и с за­па­лом от ин­дукц. ап­па­ра­та; был ини­циа­то­ром фор­ми­ро­ва­ния галь­ва­нич. ко­манд в са­пёр­ных час­тях рус. ар­мии. Я. скон­ст­руи­ро­вал неск. элек­тро­дви­га­те­лей, один из ко­то­рых, ра­бо­тав­ший от галь­ва­нич. ба­та­реи, был ус­та­нов­лен на суд­не, со­вер­шив­шем в 1838 пла­ва­ние по р. Не­ва. Совм. с Э. Х. Лен­цем за­ни­мал­ся ис­сле­до­ва­ния­ми элек­тро­маг­ни­тов, пред­ло­жил ме­то­ди­ку их рас­чё­та (1838–44).

В 1836 от­крыл спо­соб по­лу­че­ния ко­пии с ори­ги­на­ла ме­то­дом, позд­нее на­зван­ным галь­ва­ни­че­ским. Ис­сле­до­вал про­цес­сы галь­ва­но­тех­ни­ки, о ко­то­рых до­ло­жил на за­се­да­нии Пе­терб. АН в 1838. В 1850 опуб­ли­ко­вал ст. «О тео­рии элек­тро­маг­нит­ных ма­шин», в ко­то­рой впер­вые сде­лал по­пыт­ку на­уч. ана­ли­за ра­бо­ты элек­тро­дви­га­те­ля.

Я. при­над­ле­жат ра­бо­ты в об­лас­ти те­ле­гра­фии. Он скон­ст­руи­ро­вал ок. 10 ти­пов те­ле­граф­ных ап­па­ра­тов, в т. ч. син­хрон­но­го дей­ст­вия с не­по­сред­ст­вен­ной (без рас­шиф­ров­ки) ин­ди­ка­ци­ей в при­ём­ни­ке пе­ре­да­вае­мых букв и цифр (1845) и пер­вый бу­к­во­пе­ча­таю­щий (1850), в ко­то­ром впер­вые при­ме­нён прин­цип со­гла­со­ван­ной (син­хрон­ной) ра­бо­ты пе­ре­дат­чи­ка и при­ём­ни­ка. Ру­ко­во­дил про­клад­кой пер­вых ка­бель­ных ли­ний в С.-Пе­тер­бур­ге и ме­ж­ду С.-Пе­тер­бур­гом и Цар­ским Се­лом (1841–43).

В об­лас­ти элек­трич. из­ме­ре­ний Я. пред­ло­жил ряд ори­ги­наль­ных кон­ст­рук­ций рео­ста­тов, элек­тро­из­ме­рит. при­бо­ров; раз­ра­бо­тал (совм. с Э. Х. Лен­цем) бал­ли­стич. ме­тод элек­тро­из­ме­ре­ний, по­зво­ляю­щий оп­ре­де­лять фи­зич. ве­ли­чи­ны по­сред­ст­вом из­ме­ре­ния про­пор­цио­наль­но­го им ко­ли­че­ст­ва элек­три­че­ст­ва (при крат­ко­врем. им­пуль­се то­ка). Его тру­ды ус­ко­ри­ли ре­ше­ние мн. про­блем мет­ро­ло­гии: ус­та­нов­ле­ние мет­рич. сис­те­мы, раз­ра­бот­ку эта­ло­нов, вы­бор еди­ниц из­ме­ре­ний и др.

Борис Семенович Якоби

Борис Семенович Якоби

Борис Семенович Якоби

    “…я здесь чувствую себя очень хорошо. Но предостерегаю вас одновременно: остерегайтесь, как бы русские также и в научном отношении не превзошли вас, и ни в коем случае не думайте, что вы можете почивать на ваших немецких лаврах и что они не будут у вас отняты. Здесь имеет место разносторонняя деятельность”.

Из письма Б.С. Якоби брату из Петербурга (1837 г.).

    Немец по происхождению, Борис Семенович (Мориц Герман) Якоби (1801—1874) принял в 1837 году русское подданство и считал Россию “вторым отечеством, будучи связан с ней не только долгом подданства и тесными узами семьи, но и личными чувствами гражданина” [1]. Выдающийся физик и электротехник, член Петербургской академии наук Якоби всегда подчеркивал, что его изобретения принадлежат России.
    Младший брат Бориса Семеновича, Карл Густав Якоби (1804—1851), был видным немецким математиком, одним из создателей теории эллиптических функций. Карл Якоби внес существенный вклад в развитие ряда областей математики. Например, он ввел в употребление функциональные определители (т.е. определители, составленные из функций) и указал на их роль при замене переменных в кратных интегралах [2]. В его честь получивший потом широкое применение в математике функциональный определитель специального вида назван якобианом [3, 4].
    Что же касается Бориса Семеновича Якоби, то его научные интересы были связаны главным образом с физикой и особенно с электромагнетизмом [1, 5—7], причем ученый всегда стремился найти практическое применение своим открытиям.
    В 1834 году Якоби изобрел электродвигатель с вращающимся рабочим валом, работа которого была основана на притягивании разноименных магнитных полюсов и отталкивании одноименных. (Это то же самое явление, которое заставляет магнитную стрелку компаса поворачиваться одним концом к северу, другим — к югу.) Немного позже появилась другая модель новой “магнитной машины”.
    В 1839 году Якоби вместе с академиком Эмилием Христиановичем Ленцем (1804— 1865) построил два усовершенствованных и более мощных электродвигателя. Один из них был установлен на большой лодке и вращал ее гребные колеса. При испытаниях лодка с экипажем из четырнадцати человек поднималась против течения Невы, борясь со встречным ветром. Данное сооружение представляло собой первое в мире электрическое судно. Другой электродвигатель Якоби — Ленца катил по рельсам тележку, в которой мог находиться человек. Эта скромная тележка приходится “бабушкой” трамваю, троллейбусу, электропоезду, электрокару. Правда, сидеть в ней было не очень удобно, поскольку свободного места там почти не оставалось из-за батареи. Других источников электрического тока тогда не знали [5]. (При этом элементы батарей быстро выходили из строя: цинковый электрод в них разрушался — “сгорал”, как сгорает уголь в топке паровой машины. Но уголь был дешев, а цинк в то время стоил очень дорого. Получалось, что работа электродвигателя с батареями почти в 12 раз дороже, чем работа паровой машины.)
    А пятью годами раньше Якоби изобрел гальванопластику. (Гальванопластика — получение металлических копий с металлического и неметаллического оригинала путем электролиза, т.е. разложения веществ при прохождении через них постоянного электрического тока.) И вскоре данное открытие получило признание во всем мире. В Петербурге было создано предприятие, которое делало с помощью гальванопластики барельефы и статуи для украшения Исаакиевского собора, Эрмитажа, Зимнего дворца, золотило листы кровли для куполов, производило медные копии с форм для печатания денег, а также географических карт, почтовых марок, художественных гравюр.
    Якоби предложил около десяти конструкций телеграфных аппаратов, в том числе буквопечатающий аппарат (в 1850 г.), одним из первых в мире построил кабельные телеграфные линии: в Петербурге [Зимний дворец — Главный штаб (в 1841 г.) и Зимний дворец — Главное управление сообщений и публичных зданий (в 1842 г.)] и линию Петербург — Царское Село протяженностью около 25 км (в 1843 г.). Значительный интерес с технической точки зрения представляли его проекты кабельных линий Петербург — Москва и Петербург — Петергоф [1]. Большие заслуги имеет Якоби в создании подземных и подводных кабелей, в разработке технологии их производства, в подборе электроизоляционных материалов.
    Много сделал этот ученый и для создания отечественного электротехнического оборудования. Он построил ряд электротехнических приборов, например, вольтметр, проволочный эталон сопротивления, несколько конструкций гальванометров, регулятор сопротивления.
    “Я черпал из науки только то, что ведет или обещает привести к практическим результатам. Я поставил себе задачу примирить науку и технику, стереть неоправданное различие, которое установили между теорией и практикой”, — говорил Якоби [6].
    Важное значение для России имели труды Якоби, касающиеся организации электротехнического образования [1, 7]. В начале 1840-х годов он составил и прочитал первые курсы прикладной электротехники, подготовил программу теоретических и практических занятий.

    Литература
   1. Якоби Борис Семенович // Большая советская энциклопедия. Изд. 2-е. М.: Гл. науч. изд-во “Большая советская энциклопедия”, 1957. Т. 49.
    2. Стройк Д.Я. Краткий очерк истории математики: Пер. с нем. Изд. 4-е. М.: На- ука, 1984.
    3. Мышкис А.Д. Лекции по высшей математике. Изд. 4-е. М.: Наука, 1973.
    4. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. Изд. 13-е, исправленное. М.: Наука, 1986.
    5. Детская энциклопедия. М.: Издательство Академии педагогических наук РСФСР, 1960. Т. 5.
    6. От махин до роботов: очерки о знаменитых изобретателях, отрывки из документов, научных статей, воспоминаний, тексты патентов / Сост. М.Н. Ишков. (В 2 кн. Кн. 1.) М.: Современник, 1990.
    7. Подданный России // Информатика, № 8/2001.

9.1. Первые электродвигатели — Энергетика: история, настоящее и будущее

9.1. Первые электродвигатели

Нам уже известны способы преобразования механической энергии в электрическую. Но и энергию электрического тока можно преобразовать в энергию движения. Динамомашину, вырабатывающую электрический ток, называют первичной машиной, или генератором, а устройство, принимающее электрический ток и преобразующее его в механическую энергию, называют вторичной электрической машиной, или электродвигателем. При этом преобразование электрической энергии в механическую, как и обратное, происходит не непосредственно, а за счет явления электромагнетизма.

Уже опыты М. Фарадея, проведенные им ещё в 1821 году, можно считать наглядной иллюстрацией принципиальной возможности построения электродвигателя. Исследуя взаимодействие проводников с током и магнитом, он показал, что электрический ток вызывает вращение проводника вокруг магнита или вращение магнита вокруг проводника с током.

В 1833 г. английский ученый У. Риччи создал прибор, в котором магнитное поле образовывалось постоянным неподвижным магнитом. Между его полюсами на вертикальной оси помещался электромагнит. Взаимодействие полюсов постоянного магнита и электромагнита приводило к вращению электромагнита вокруг оси. Направление тока периодически изменялось коммутатором. Вследствие своей примитивной конструкции и незначительной мощности электродвигатель Риччи не мог получить практического применения.

Рис. 9.1. Автоматический прерыватель

 

Первые устройства для преобразования электрической энергии в механическую применялись главным образом для получения переменно-возвратного движения в так называемых электрических прерывателях. Основным элементом их является вибрирующий якорь, притягиваемый электромагнитом под действием электрического тока и возвращаемый назад за счет сжатия пружины при разрыве электрической цепи (рис. 9.1). Такие устройства получили достаточно широкое распространение в виде, например, электрических звонков. Но значительно более интересно было преобразовать электрическую энергию во вращательную. Наиболее просто этого можно достичь, прикрепив к вибрирующему якорю шатун, действующий на кривошип вала и производящий при помощи качаний вращательное движение. Примером такой простейшей конструкции может служить электродвигатель Грюэля (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Электрический двигатель Грюэля

 

Увеличивая количество электромагнитов, можно получить значительно более плавное вращательное движение. Две системы электромагнитов первым применил русский ученый Б.С. Якоби, создавший в мае 1834 г. электрический двигатель (рис. 9.3) с вращательным движением якоря, который действовал на принципе притяжения и отталкивания между электромагнитами. В качестве источника питания электромагнитов использовалась батарея гальванических элементов, а для изменения полярности подвижных электромагнитов – коммутатор.

В ноябре 1834 года Якоби представил Парижской академии наук сообщение об этом устройстве. Известие об изобретении Якоби очень быстро распространилось. Сам автор широко демонстрировал свой электродвигатель и подвергал его опробованию для приведения во вращение различных механизмов. Он исходил из законов и представлений Ампера и Фарадея, дополненных собственными исследованиями, проведенными совместно с академиком Э. Ленцем в конце 1830-х годов. В процессе совершенствования двигателя Якоби объединил несколько электродвигателей в один агрегат, расположив неподвижные и вращающиеся магниты в одной плоскости, то есть пошел по пути механического соединения определенного числа элементарных машин. При этом увеличились размеры электродвигателя в вертикальном направлении, а это было удобно для создания опытной судовой установки. В 1838 году Якоби построил первый магнитоэлектрический двигатель, приводящий в движение на реке Неве против течения лодку с четырнадцатью человеками на борту.

Рис. 9.3. Электрический двигатель Якоби

Одна из петербургских газет 1839 года писала об испытаниях «электрического бота»: «… катер с двенадцатью человеками, движимый электромеханической силой (в 3/4 лошади), ходил несколько часов противу течения, при сильном противном ветре… Что бы ни было впоследствии, важный шаг уже сделан, и России принадлежит слава первого применения теории к практике». Испытания электродвигателя Якоби показали возможность практического применения электродвигателей, но в то же время обнаружили, что при питании их током от гальванических батарей (на боте Якоби вначале было установлено 320 гальванических элементов) механическая энергия получается очень дорогой. Произведенные опыты и теоретическое исследование привели Б.С. Якоби к очень важному выводу: применение электродвигателей находится в прямой зависимости от удешевления электроэнергии, то есть от создания генератора, более экономичного, чем гальванические батареи.

Все электрические двигатели постоянного тока, созданные позднее, были по существу лишь усовершенствованием электродвигателя Якоби.

В конце XIX – начале XX века изобретатели во многих странах пытались совершенствовать систему получения, передачи, превращения электричества в механическую работу и приспособить его для перемещения и поднятия грузов, освещения улиц и прочее. В Европе и Америке наибольшее распространение получили электродвигатели малой и средней мощности, используемые в основном для городского электротранспорта и легкой (например швейной и текстильной) промышленности.

 

Рис. 9.4. Отделение электродвигателей постоянного тока на заводе Шуккерта в Нюрнберге

 

Рис. 9.5. Электродвигатель постоянного тока производства «Немецких электрических заводов» в Ахене

Рис. 9.6. Мощный электродвигатель постоянного тока швейцарской фирмы «Эрликон»

На рис. 9.4 представлен общий вид цеха по производству электродвигателей постоянного тока на заводе Шуккерта в Нюрнберге. Такие электродвигатели в конце XIX века с развитием центральных электрических станций массово устанавливались на крупных заводах Европы и полностью вытеснили дорогой и ненадежный ременной или цепной привод. Лидером по производству электродвигателей постоянного тока в Германии были «Немецкие электрические заводы» в Ахене. Благодаря своей надежности и компактности эти электродвигатели получили большое распространение (рис. 9.5).

В сравнении с другими типами двигателей электродвигатель обладал столь важными преимуществами, что очень быстро стал устанавливаться везде, где только была возможна доставка электрического тока. Прежде всего он отличался легкостью установки, простотой ухода и относительной компактностью в сравнении с другими типами двигателей (например газомоторами) аналогичной мощности. Электродвигатели малой и средней мощности не требовали мощных фундаментов и могли устанавливаться прямо на полу или даже на стенных кронштейнах. Кроме того, при квалифицированном обслуживании эксплуатация их была практически безопасна.

В конце XIX века в Швейцарии серия электродвигателей средней и большой мощности производилась на фирме «Эрликон». При этом на электродвигателях мощностью до 100 л. с. применялся якорь Грамма, а на мощных – до 250 л.с. и более – многополюсный якорь (рис. 9.6). В Америке большое распространение получили электродвигатели небольшой мощности, например двигатели конструкции Франка Спрага (рис. 9.7).

Необходимо отметить, что в начале ХХ века история практического использования электрических двигателей не достигла еще и 15-летнего возраста, но темпы и массовость их применения были очень значительными. Этому способствовали интенсивное строительство центральных городских электрических станций и широко разветвленных распределительных электрических сетей, а также несомненные преимущества электродвигателей в сравнении с паровыми машинами и газомоторами равной мощности. Что касается ухода, то он ограничивался только смазкой подшипников и правильной установкой щеток. Кроме того, с развитием массового применения электрических двигателей центральные городские электрические станции, работавшие в основном в темное время суток для целей электрического освещения, получили возможность значительно более рационально использовать мощности своих генераторов, производя электрическую энергию в дневное время для питания многочисленных электродвигателей. Например, Берлинская центральная электростанция, первоначально созданная в 1884 г. для обеспечения электрического освещения, к концу 1892 г. снабжала электрической энергией 156 электродвигателей постоянного тока общей мощностью в 525 л.с. В следующем году станция снабжала электроэнергией уже 311 электродвигателей мощностью в 1070 л.с., а к 1898 г. общая мощность двигательной нагрузки составила уже 15400 л.с., или 11400 кВт, к которым нужно прибавить еще 2100 кВт двигательной нагрузки электрических железных дорог.

 

Рис. 9.7. Американский электродвигатель средней мощности конструкции Спрага

 

 Рис. 9.8. Типографский печатный станок с электрическим приводом

 

Рис. 9.9. Электродвигатели в машинном зале завода

 

 Рис. 9.10. Сушильная центрифуга с электрическим приводом

Рис. 9.11. Электрический центробежный насос с двигателем Кертинга

 

Рис. 9.12. Токарный станок с электроприводом

Приход ХХ века ознаменовался массовым использованием электропривода постоянного тока в различных отраслях промышленности. На рис. 9.8 показан типографский печатный станок с электрическим приводом, а на рис. 9.9 – общий вид машинного зала завода с установленными электрическими двигателями.

Одно из несомненных преимуществ использования электрических двигателей заключается в возможности повышения коэффициента полезного действия механизма при отказе от неэффективных и ненадежных ременных и цепных передач и переходе на прямой электрический привод.

Рис. 9.13. Электрический ворот

Рис. 9.14. Электрический лифт

Особенно значительным это преимущество становится при необходимости использования высокооборотного привода. На рис. 9.10 показана сушильная центрифуга с электрическим приводом производства «Немецких заводов» в Ахене, а на рис. 9.11 – электрический центробежный насос с двигателем Кертинга. Такая конструкция нашла широкое применение при разработке промышленных и пожарных помп, т.е. систем для перекачивания воды.

В промышленных и жилых зданиях широко использовались вентиляторы с электрическим приводом. Применение электроприводу нашлось и при производстве различных станков, машин и подъемных механизмов. На рис. 9.12 показан токарный станок с электроприводом, а на рис. 9.13 – электрический ворот, использовавшийся в различных подъемных приспособлениях, например в лифтах (рис. 9.14), или при устройстве транспортировочных механизмов (рис. 9.15). На рис. 9.16 показан общий вид портового крана грузоподъемностью 150 тонн с электроприводом.

Рис. 9.15. Загрузка корабля с помощью электрического транспортера

Рис. 9.16. Портовый кран грузоподъемностью 150 тонн с электроприводом

Из области домашнего применения можно отметить электроприводные швейную, сверлильную и даже зубоврачебную машины.

Институт

— История — Первый настоящий электродвигатель Якоби

Мориц Герман Якоби (немецкоязычный прусский, натурализованный русский) родился в Потсдаме в 1801 году. Он переезжает в Кенигсберг (тогда Пруссия, ныне Россия) в начале 1833 года и начинает с экспериментов с подковообразными электромагнитами.

В января 1834 года он пишет письмо Поггендорфу, редактору Annalen der Physik und Chemie о своих успехах.

Теперь он переходит к созданию настоящего электродвигателя, которое он завершает в мая 1834 года .

Этот первый электродвигатель установил мировой рекорд производительности, который продержался четыре года и был улучшен в сентябре 1838 года только самим Якоби. Не раньше 1839/40 года другим разработчикам во всем мире удалось создать двигатели с аналогичными, а затем и с более высокими характеристиками.

Доступно видео на YouTube об этом двигателе.

Единственное изображение двигателя — это гравюра на стали 1835 года.Оригинального мотора больше нет, но копия находится в Московском политехническом музее. Доктор Ковалески из Университета Ростока провел реконструкцию двигателя. Немецкая энергетическая компания Badenwerk построила два дополнительных экземпляра в 1992 году. Один из них был подарен Немецкому музею в Мюнхене, другой сейчас находится в Электротехническом институте (ETI) Технологического института Карлсруэ ( КОМПЛЕКТ). Мотор полностью исправен и его можно посетить.Однако его питание поступает не от оригинальных аккумуляторных батарей, а от скрытого источника питания.

Несущая конструкция из дерева: Цилиндрический диск с четырьмя подковообразными магнитами Цилиндрическая рама с четырьмя подковообразными магнитами Квадратный вал из кованого железа, снятый на концах и помещенный в кастрюли, также изготовленные из кованого железа. Магниты-подковы кованые из кованого железа: Длина опор стойки: 7 Zoll = 183 мм Диаметр опор стойки: 1 золл = 26 мм Обмотка медной проволоки: Общая длина провода: 320 Fuß = 100 м Диаметр проволоки 1 1/4 Paris Lines = 2,83 мм Изоляция шеллаком	Коммутатор
Коммутатор и щетки: 4 диска коллектора с изолирующими секциями из черного дерева 4 щетки (рычаги подачи тока) 4 контактные трубки с наполнением ртутью Продолжительная мощность: от 10 до 12 футов фунт / сек (15 Вт) Скорость вращения: от 60 до 130 оборотов в минуту	Щетки и щеткодержатель
Энергоснабжение от четырех гальванических столбов: Напряжение от 4 до 6 В Сила тока от 8 до 15 А Выполнены в виде медных желобов, заполненных серной кислотой и погруженных в воду цинковых пластин. 2).	Цинково-кислотный аккумулятор

В ноября 1834 года Якоби отправил отчет о своем двигателе в Академию наук в Париже, а летом 1835 года он публикует подробный научный меморандум. Позже за эту работу он получил звание почетного доктора философского факультета Кенигсбергского университета. Благодаря этому удачному стечению обстоятельств все данные о двигателях сегодня известны в деталях. Его текст разбит на 23 раздела и был расширен в 1837 году еще на 15 разделов. В своем меморандуме Якоби прямо не претендует на звание изобретателя электродвигателей. Он признал работу других до него, а именно Ботто и Даль Негро. Однако Якоби, несомненно, первым продемонстрировал пригодный для использования вращающийся электродвигатель.

По просьбе русского царя Якоби переехал в Санкт-Петербург в августа 1838 г. после того, как он жил в Допрате (ныне Тарту в Эстонии), где он был назначен профессором гражданской архитектуры в немецкоязычном университете в июня. 1835 .

В Санкт-Петербурге его приветствует Академия наук, щедро поддержанная царем в его дальнейшей работе над электродвигателем. Он начинает свое сотрудничество с Эмилем Ленцем. Вместе они исследуют электромагнитные явления в течение следующих десятилетий.

13 сентября 1838 года Якоби демонстрирует на Неве 8-метровую гребную лодку с электрическим приводом. Цинковые батареи из 320 пар пластин массой 200 кг размещены вдоль двух боковых стенок судна.Мотор имеет выходную мощность от 1/5 до 1/4 л.с. (300 Вт). Лодка движется со скоростью 2,5 км / ч по маршруту длиной 7,5 км и может перевезти десяток пассажиров. Он целыми днями водит лодку по Неве. Современная газета сообщает, что потребление цинка после двух-трех месяцев работы составило 24 фунта.

, 8 августа 1839 года Якоби испытывает улучшенный двигатель с механической мощностью в три-четыре раза выше, чем у 1838 года (около 1 кВт). Его лодка сейчас развивает скорость 4 км / ч. Ключевым фактором является улучшенная цинк-платиновая батарея (после Уильяма Роберта Гроува), которую он сделал сам.

В октябре 1841 года Якоби снова демонстрирует усовершенствованную машину, которая лишь немного превосходит модель 1839 года.

После этого он переходит к разработке теории электромагнитной машины и публикует несколько научных статей. Его работа завершается 1850 на лекции в Академии в Санкт-Петербурге.

Якоби принимает российское гражданство в 1848 и умирает в Санкт-Петербурге в 1874 .

Литература

H. Lindner, Elektromagnetismus als Triebkraft im zweiten Drittel des 19. Jahrhunderts , Диссертация TU Berlin, 1986

P. Hempel, Deutschsprachige Physiker im alten St.Petersburg: Georg Parrot, Emil Lenz und Moritz Jacobi im Kontext von Wissenschaft und Politik , Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 1999

Якоби, Мориц Герман фон | Энциклопедия.

com

( b . Потсдам, Германия, 21 сентября 1801 г .; d . Санкт-Петербург, Россия, 27 февраля 1874 г.)

физика .

По настоянию родителей Якоби изучал архитектуру в Геттингене, а в 1833 году открыл практику в Кенигсберге, где его младший брат Карл был профессором математики. Он также начал обращать внимание на физику и химию. В 1835 году он поступил в Дерптский университет профессором гражданского строительства, а в 1837 году переехал в Санкт-Петербург.Петербург. Там он стал членом Императорской Академии наук (присоединенной в 1839 г., экстраординарной в 1842 г. и ординарной в 1847 г.) и посвятил свою энергию исследованиям электричества и его различных практических применений, его интерес к этому предмету развился со времен его пребывания в США. Гёттинген.

Якоби участвовал в ряде исследований, представляющих большой интерес, в быстро развивающейся области электричества, особенно в области его возможных технических применений. Хотя большинство результатов его работы были опубликованы и общедоступны, их влияние было минимальным. Одна из причин этого, безусловно, кроется в его физической изоляции от центров развития электричества во Франции и Англии. Другой, вероятно, можно найти в том, что большинство его практических применений оказались преждевременными; то есть технология не была достаточно развита, чтобы поддерживать их.

Самой интересной работой Якоби, о которой было сообщено в Петербургскую Академию в 1838 году и в Британскую ассоциацию два года спустя, было его исследование зависимости мощности электромагнита от различных параметров; электрический ток, толщина проволоки, количество витков спирали, диаметр спирали и толщина железного сердечника.Эта работа, имеющая большое практическое значение для разработки двигателей и генераторов, была проведена более подробно Генри Роуленд и Джоном Хопкинсоном почти полвека спустя.

В мае 1834 года Якоби построил один из первых практических электродвигателей. Он провел множество тестов, например, измерил выходную мощность, определив количество цинка, потребляемого батареей. В 1838 году его мотор управлял 28-футовой лодкой, перевозившей дюжину русских чиновников по Неве со скоростью полторы мили в час.Однако его надежды прикрыть Неву флотом магнитных лодок с самого начала были обречены из-за затрат на работу от батарей и дыма, выделяемого такими батареями.

На отдельном предприятии Якоби попросили продолжить работу барона Павла Шиллинга, который продемонстрировал игольчатый (электромагнитный) телеграф российскому правительству в 1837 году, но умер в том же году, прежде чем могла быть установлена ​​экспериментальная линия. Якоби усовершенствовал конструкцию Шиллинга и к 1839 году сконструировал инструмент, очень похожий на первый и более ранний приемник Морзе.В последующие годы были запущены различные экспериментальные линии, но практическая телеграфия появилась в России только в 1850-х годах, когда была введена система Сименса и Хальске.

В 1838 году Якоби объявил о своем открытии процесса, который он назвал «гальванопластикой» (теперь называемым гальванопластикой), воспроизведением форм путем электроосаждения. В последующих публикациях он очень подробно описал свои методы.

БИБЛИОГРАФИЯ

I. Оригинальные произведения. Статьи Якоби перечислены в Каталоге научных статей Королевского общества № № , III, 517-518; VIII, 8.Среди наиболее важных — «Expéeriences électromagnétiques» в бюллетене Bulletin de l’Académie impériale des Sciences de Saint Pétersbourg, 2 (1837), 17–31, 37–44, пер. в R. Taylor et al ., eds., Scientific Memoirs , 2 (1841), 1-19; и «Galvanische und Electromagnetische Versuche. Ueber electro-telegraphische Leitungen », в Bulletin de l’Académie impériale des Sciences de Saint Pétersbourg , 4 (1845), 113-135, 5 (1847), 86-91, 97-113, 209-224, 6. (1848), 17-44, 7 (1849), 1-21, 161-170 и 8 (1850), 1-17.

Опубликовано отдельно в виде брошюр Mémoire sur l’application de l’électro-magetisme au mouvement des машин (Potsdam, 1835), trans. в научных воспоминаниях , 1 (1837), 503-531; и Die Galvanoplastik (Санкт-Петербург, 1840), пер. в Annals of Electricity, Magnetism and Chemistry, 7 (1841), 323-328, 337-344, 401-448 .; и 8 (1842), 66-74, 168-173.

Работы Якоби хранятся в архиве Академии наук СССР в Ленинграде.Его переписка с братом была опубликована Вильгельмом Аренсом как Briefwechsel zwischen C. G. J. Jacobi und M. H. Jacobi (Лейпциг, 1907).

II. Средняя литература. Биографический отчет с портретом опубликован на немецком языке в Bulletin de l’Académie impériale des Sciences de St. Pétersbourg , 21 (1876), 262-279. Гораздо более короткий набросок — Эрнест Х. Хантресс, Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences, 79 (1951), 22–23.

Бернард С.Финн

Мориц фон Якоби, немецкий физик в Санкт-Петербурге

Физик, изобретатель
Родился: Потсдам, Пруссия — 9 сентября 1801 г.
Умер: Санкт-Петербург — 10 марта 1874 г.

Изобретатель первого электродвигателя Мориц фон Якоби происходил из еврейской семьи ашкенази в Потсдаме. Его отец, Саймон Якоби, был личным банкиром короля Пруссии Фридриха Вильгельма III, а его младшим братом был известный математик Карл Густав Якоби.

Якоби учился в университетах Берлина и Геттингена и начал свою карьеру в качестве государственного архитектора. В 1833 году он переехал в Кенигсберг (Калининград) и начал экспериментировать с электромагнитами. В мае следующего года он разработал первый рабочий электродвигатель. В следующем году он подробно описал свой двигатель в меморандуме и получил звание почетного доктора Кенигсбергского университета. Он также переехал в герцогство Ливония, где преподавал гражданскую архитектуру в Дерптском университете.Два года спустя он был приглашен Николаем I для продолжения разработки своего электродвигателя в Императорской Академии наук в Санкт-Петербурге.

Его исследование касалось силы электромагнетизма в двигателях и генераторах. В ходе этих исследований он вывел теорему о максимальной мощности (закон Якоби). При финансовой поддержке царя Николая Якоби построил 28-футовую гребную лодку с улучшенной версией своего двигателя, которая перевозила до 14 пассажиров по Неве, как это было продемонстрировано в сентябре 1838 года.

Также в 1838 году Якоби открыл возможность изготавливать печатные формы с помощью процесса электротипирования, химического воспроизведения точных форм в металле. К следующему году электротипирование уже использовалось для печати правительственных документов. Эта технология также использовалась для создания металлических статуй без необходимости их литья. Якоби также участвовал в разработке электрического телеграфа. В 1842-1845 годах он построил телеграфную линию между Санкт-Петербургом и Царским Селом по подземным кабелям и выпустил первый буквопечатный телеграф.

В 1840 году Якоби был удостоен недавно учрежденной Демидовской премии за свои достижения. Он стал натурализованным гражданином России и последние годы своей жизни провел в должности главы Физического отдела Российской академии наук. Он умер от сердечного приступа в возрасте 72 лет, похоронен на Смоленском лютеранском кладбище.

Адреса: , Николаевская набережная, 1 (Набережная Лейтенанта Шмидта) (1839-1874)

Связан с: Генрих Фридрих Эмиль Ленц

Мориц Герман фон Якоби | Тартуский Ülikooli muuseum

Фото: Фонды библиотеки Тартуского университета

Физик, инженер-электрик и архитектор Мориц Герман фон Якоби

, 21 сентября 1801 г. , Потсдам — ​​10 марта 1874 г., Санкт-Петербург.Санкт-Петербург

Якоби родился в богатой еврейской семье. Его отец был личным банкиром короля Пруссии Фридриха Вильгельма III. Мориц Херманн изучал инженерное дело в университетах Берлина и Геттингена. В 1834 году он переехал в Кенигсберг, где его брат Карл был профессором математики. Там Якоби изобрел свой первый электродвигатель оригинальной конструкции.

В 1835–1840 гг. Он был профессором инженерии Тартуского университета, а в 1835–1837 гг. Также университетским архитектором.В городском пейзаже Тарту его запомнил Ангельский мост, нынешний вид которого получил в 1836 году по проекту Якова. В 1837 году он изобрел гальваническое покрытие — технологию, широко используемую для покрытия предметов тонким слоем (драгоценного) металла.

Якоби уехал из Тарту в Санкт-Петербург, где он стал академиком в 1839 году. Вместе с Эмилем Ленцем из Тартуского университета они изучали электромагнетизм и начали теорию электромагнитных машин. 13 сентября 1838 года на Неве была испытана лодка с электродвигателем конструкции Якоби, способная перевозить вверх по течению 14 пассажиров на 7 человек.5 км (около 5 км в час). Это был первый случай, когда электродвигатель выполнял полезную работу. В качестве источника питания использовалась электрическая батарея, изобретенная Жоржем Фредериком Парро.

В 1842–1845 годах Якоби построил электрическую телеграфную линию между Санкт-Петербургом и Царским Селом. Он сконструировал несколько разных телеграфов, в том числе тот, который печатал буквы. Некоторые из его изобретений широко использовались в вооруженных силах, например, самовзрывающиеся мины, изобретенные Якоби, использовались для защиты Кронштадта во время Крымской войны (1853–1856).Кроме того, он получил электротехническое образование в российской армии.

Благодарности

1847 Действительный член Санкт-Петербургской Академии наук

1853 Член Линчейской академии в Риме

1859 Член-корреспондент Прусской королевской академии наук

1864 Член-корреспондент Геттингенской академии наук

Происхождение электродвигателя

% PDF-1. 4 % 1 0 объект > поток application / pdf

Американский институт инженеров-электриков

Электротехника; 1948; 67; 11; 10.1109 / EE.1948.6444428

Происхождение электродвигателя

Joseph C. Michalowicz

Электротехника 1035 Ноябрь 1948 г. 116710.1109 / EE.1948.64444281040 конечный поток эндобдж 2 0 obj > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / ColorSpace> / Font >>> / LastModified (D: 20121217141642 + 05’30 ‘) / MediaBox [0 0 612 828] / Повернуть 0 >> эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > поток HW˒ + paC ~ OZzeG% k> ~ *

История двигателей постоянного тока

История двигателей постоянного тока уходит корнями в 19, ^и века. От первоначальных испытаний и разработки до широкого использования в мировой промышленности мотор-редукторы постоянного тока претерпели значительные изменения в наши дни.

Быть надежным производителем электродвигателей на протяжении более 70 лет означает, что мы увидели, как электродвигатели постоянного тока менялись и адаптировались к новым технологиям с течением времени. Нас всегда интересует, как он будет развиваться и преуспевать в новых отраслях в будущем. Узнайте больше о двигателях постоянного тока и их увлекательной истории:

Что такое двигатель постоянного тока?

Двигатель постоянного тока питается от постоянного тока, который преобразует электрическую энергию в механическую.Эта механическая энергия вызывает вращательное движение внутри двигателя, помогая приводить в действие подавляющее большинство промышленных приложений.

Изобретение двигателя постоянного тока

Изобретение двигателя постоянного тока произошло в начале 1800-х годов, а первые разработки были сделаны в 1832 году британским ученым Уильямом Стердженом. Sturgeon создал самый первый коллекторный двигатель постоянного тока с возможностью поворота механизмов.

Однако идея Стерджена была развита и продолжена американским изобретателем Томасом Дэвенпортом.Давенпорт более широко известен тем, что официально изобрел рабочий двигатель постоянного тока, который он запатентовал несколько лет спустя в 1837 году. Первоначально Давенпорт боролся с проблемами, связанными с высокими затратами на аккумуляторную энергию во время работы двигателей, что сделало самый первый двигатель постоянного тока. мотор изрядно не выдерживает испытание временем. Узнайте больше о том, как был изобретен электродвигатель.

Как двигатели постоянного тока использовались в 19-м

^-м веке

После того, как Давенпорт впервые изобрел двигатель постоянного тока, многие другие изобретатели и инженеры вдохновились на разработку своих собственных концепций.В 1834 году русский инженер Мориц фон Якоби изобрел самый первый вращающийся двигатель постоянного тока. Его изобретение прославилось своей невероятной мощью, что позже установило мировой рекорд. Невероятно, но он побил свой собственный мировой рекорд в 1838 году с новой, улучшенной версией своего изобретения двигателя постоянного тока. Этот двигатель побудил других производить двигатели постоянного тока такого же уровня мощности, которые могут управлять лодкой вместимостью 14 человек через реку.

1864 год стал годом удивительного прорыва в истории двигателей постоянного тока, когда Антонио Пачинотти впервые признал кольцевую арматуру.Это стало жизненно важным элементом конструкции двигателя постоянного тока, который проводит ток через сгруппированные вместе катушки.

Учитывая все эти разработки, в 1800-х годах еще не было более практичного двигателя постоянного тока с улучшенным контролем скорости. Это произошло в 1886 году, когда Фрэнк Джулиан Спраг изобрел двигатель, который мог поддерживать постоянную скорость при переменных нагрузках. Его изобретение привело к более широкому коммерческому использованию двигателя постоянного тока, такого как первый электрический лифт и тележка с приводом. Практичность этого двигателя постоянного тока вызвала большой спрос как в коммерческих, так и в жилых помещениях, например, на заводах и в доме.

Как используются двигатели постоянного тока сегодня

Перенесемся в наши дни, двигатели постоянного тока полностью изменили современный мир в таких отраслях, как здравоохранение, отдых и работа. Промышленные установки повысили свою эффективность и производительность благодаря тому, что оборудование полностью оснащено надежным источником энергии. В сельскохозяйственных условиях двигатели постоянного тока снимают давление с людей и животных, чтобы быстро и легко выполнять такие задачи, как перекачка воды или раздача зерна.Мы также не могли жить без мотор-редукторов постоянного тока в наших домах. От посудомоечных машин до холодильников с морозильной камерой, двигатели постоянного тока служат источником питания для самых важных предметов, которые приносят удобство и скорость в нашу напряженную повседневную жизнь.

В Parvalux мы гордимся тем, что предлагаем моторы PMDC и BLDC для широкого спектра требовательных промышленных приложений по всему миру, включая крупномасштабные системы стеклоочистителей, багги для гольфа и инвалидные коляски с электроприводом.

Чтобы получить дополнительную информацию о двигателях постоянного тока в Parvalux или узнать о индивидуальном решении для двигателей, свяжитесь с нашей дружной командой.Позвоните нам по телефону +44 (0) 1202 512575 или по электронной почте [email protected].

Ботинки Jacobi

Лодка Jacobi , испытанная в 1839 г. ^[1] была первым гидроциклом, приводимым в движение электродвигателем; электродвигатель питался от аккумулятора.

Двигатель постоянного тока Якоби

story

13 сентября 1839 года Мориц Герман фон Якоби провел первые успешные эксперименты с переоборудованной гребной лодкой на каналах Санкт-Петербурга и Невы, чтобы исследовать электропривод.Это была первая в мире функциональная электрическая лодка. Комиссия из семи ученых и инженеров, назначенная министром народного образования, должна была проверить, можно ли Якоби управлять лодкой по Неве с системой электропривода, состоящей из гальванических элементов с электродами из цинк-медь, постоянного тока. двигатель и гребные колеса без помощи пара или человека. ^[2]

В последующие годы Якоби провел еще один тест-драйв с двигателем постоянного тока, который он оптимизировал и улучшил гальванические элементы от William Grove.Двигатель мощностью около 1 кВт примерно в три раза превосходит мощность первой машины. В гальванической ячейке, выполненной в виде элемента Гроува, было использовано 64 ячейки с цинк-платиновыми электродами. Это позволяло развивать скорость около 4 км / ч. Дальнейшие технические усовершенствования электродвигателя, которые Якоби осуществил в последующие годы, потребовали дополнительных поездок в октябре 1841 года.

техническое описание

Двигатель постоянного тока, усовершенствованный Якоби, для управления первой электрической лодкой в ​​сентябре 1839 г.

Гребная лодка длиной 8 метров и длиной 2.Ширина 6 метров была предоставлена ​​ВМС, которую Якоби и его помощник оснастили гребными колесами и приводным валом. В 1834 году Якоби разработал свой первый мотор для электрической лодки. Статор теперь состоял из 24 подковообразных электромагнитов, а ротор имел 12 цилиндрических катушек. Электрический ток для электродвигателя генерировался в гальванических ячейках. Гальванические элементы Якоби были первым применением гальванической колонки в секторе морской техники.Гальванический элемент состоял из 320 пар медных и цинковых пластин, расположенных рядом друг с другом, каждая пара пластин образовывала гальванический элемент, пространства между которыми были заполнены кусками кожи, пропитанными электролитом. Панели весили около 200 кг и размещались на боковых стенках лодки.

Результаты испытаний

В ходе испытаний, после некоторых начальных проблем с двигательной установкой, было обнаружено, что лодка, укомплектованная 12 человек (другой источник — 14 человек), могла двигаться в спокойной воде без течения со скоростью от 3 до 4 человек. км / ч без ограничений.Хотя испытание относилось только к на спокойной воде , испытания на Неве показали, что электрическая лодка может идти и против течения.