Русские электротехники - Михаил Шателен

Как известно, Вольта уже при первых своих экспериментах, являвшихся до некоторой степени повторением опытов Гальвани с разными видоизменениями их условий, пришел к заключению, что во всех случаях он имеет дело с течением электричества. Дальнейшие опыты привели Вольта к заключению, что причиной этого течения является не препарат лягушки, как думал Гальвани, но проводники, составляющие электрическую цепь, при условии, однако, чтобы проводники были не однородны. В дальнейшем Вольта установил свой «ряд» проводников и деление их на два класса. С точки зрения унитарной теории электричества, которой он придерживался, Вольта объяснял явление тем, что в месте соприкосновения один металл отнимает электричество от другого, что и вызывает электрический ток в цепи. Отнятое электричество по внешней цепи, содержащей проводник второго класса, возвращается к проводнику первого класса, опять отнимается и т. д. Получается в цепи непрерывное течение электричества, т. е. электрический ток. Над этим явлением и стали экспериментировать электрики с первого года XIX в. Все новые наблюденные факты стали пытаться объяснять с точки зрения, высказанной Гальвани (животное электричество), или с точки зрения, высказанной Вольта (контактное электричество). Появились термины «гальванический» и «вольтаический», применявшиеся сторонниками того или другого ученого, но впоследствии начавшие применяться безразлично в одном и том же смысле для обозначения одного и того же явления. Трудно найти основания для предпочтения одного термина другому.

Быстро распространившиеся известия об опытах Вольта заинтересовали физиков и любителей физических опытов всего мира. Всюду начали сооружаться вольтовы столбы, всюду начались эксперименты с электрическим током. О получавшихся различными экспериментаторами результатах распространялись сведения, иногда очень преувеличенные. На вольтов столб иногда смотрели, как на какое-то чудо, считая, что он может давать неопределенное количество электричества без всякой затраты чего бы то ни было, как на какой-то своеобразный perpetuum mobile. Потребовалось много времени, чтобы установить правильный взгляд на открывавшиеся явления. В связи с работами Вольта, и даже еще раньше в связи с открытием «животного электричества» Гальвани, стали интересоваться физиологическими действиями электрического тока и пытаться применять его для врачевания. Понятно, для пытливого ума молодого профессора физики, притом еще профессора Высшей медицинской школы, доходившие до него известия представляли особый интерес и, конечно, возбудили в нем желание самому заняться столь интересными и, казалось, необъяснимыми явлениями.

Уже в 1801 г. Петров обращается в Конференцию Медико-хирургической академии с рапортом; в котором он пишет о необходимости иметь в физическом кабинете Академии вольтов столб.

«Поелику опыты над гальванизмом, — пишет Петров, — ныне сделались весьма достопримечательны в различных отношениях, а между всеми учебными пособиями, находящимися при сей Медико-Хирургической Академии, доселе еще нет вовсе никаких приборов относительных к сему предмету, необходимо приобрести для оной такой гальванический прибор, посредством которого было бы можно производить самые новые физико-медико-химические опыты, которыми многие европейские физики начинают теперь заниматься гораздо с большим прежнего радением».

Проф. Петров понимал уже тогда, что «гальванический прибор» должен быть достаточно мощным, чтобы при его помощи можно было получать новые, неизвестные ранее явления, поэтому в своем рапорте он пишет, что нужно, «чтобы сей гальванический прибор был бы такой, который соответствовал бы полезному его употреблению при сей Академии, которому подобного не имел бы вероятно никто из здешних господ для приватного своего употребления и посредством которого можно было бы производить не только уже известные достопримечательнейшие физико-медико-химические опыты, но и с надежнейшим успехом заниматься новыми исследованиями». Ходатайство проф. Петрова было уважено, и Конференция признала нужным заказать «гальванический прибор» из 100 цинковых и 100 медных кружков в диаметре не менее 10 дюймов каждый, из которых всякий будет весить побольше фунта.

На эти кружки было ассигновано 200 руб., но, кроме того, было ассигновано еще 100 руб. «за хрустальные с медной оправой приборцы с пьедестальцем для поддержания их (кружков), при самом употреблении также и за несколько проволок из различных металлов, между которыми должны находиться серебряные и золотые, и за ящик из красного дерева с особенными листами для укладывания порознь всех приборов».

Таким образом, первый «гальванический прибор» проф. Петрова обошелся в 300 руб. Он был, вероятно, не первым в России, и надо думать, что некоторые «из здешних господ» имели уже для «приватного своего употребления» подобные столбы. Это можно уже заключить из того, что проф. Петров рекомендовал поручить изготовление кружков английскому мастеру Меджеру, который «по учиненной справке сделал уже несколько гальванических приборов для здешних господ».

Но столб из 200 кружков не удовлетворил Петрова и он занялся сооружением столба гораздо больших размеров.

В предисловии к своей книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах» Петров пишет: «Многочисленные, поучительные и весьма любопытные опыты деланные наипаче с прошедшего 1800 года, посредством так называемого Вольтова столбика (la pile,la colonne de Volta), который буду я именовать Гальвани-Вольтовскою батареею, а гальванизм Гальвани-Вольтовскою жидкостью, в честь как Гальвани, так совокупно и Вольты, усовершенствовавшаго оный чрезвычайно важный физико-химический инструмент, возбуждали весьма сильное во мне желание иметь столь выгодную и такой огромной величины сию батарею, чтобы оною можно было надежнее производить такие новые опыты, о получении счастливого успеха в которых я сомневался от употребления таких обыкновенных батарей, о каковых доселе объявляется во всех известных мне иностранных сочинениях».

Интересно отметить характерную терминологию Петрова, связанную с его отношением к работам Вольта. Придавая огромное значение этим работам, он уже не счел возможным применять получившие уже право гражданства термины «гальванизм», «гальванический», как бы приписывающие Гальвани всю честь открытия новых явлений, а предложил свой термин гальвани-вольтовская батарея — «в честь как Гальвани, так совокупно и Вольта». Из этих слов видно, что получение электрического тока Петров связывал с физико-химическими процессами — мысль в его время далеко не общепринятая.

Государственная медицинская коллегия отпустила нужную сумму на «огромной величины батарею с различными приборами для употребления при Санкт-Петербургской Медико-Хирургической Академии» и уже в апреле 1802 г. новый вольтов столб был изготовлен.

Это был, насколько известно, самый мощный вольтов столб из существовавших в то время во всем мире, и с ним проф. Петров производил свои исследования, описанные в книге «Известие о гальвани-вольтовских опытах», которые привели к открытию явления, получившего впоследствии название «вольтовой дуги».

Батарея Петрова была, действительно, «наипаче огромная». Она, как было сказано, состояла из 4200 медных и цинковых кружков, между которыми помещались бумажные кружки, пропитанные водным раствором нашатыря. Если бы расположить все эти кружки один на другой вертикально, то получился бы столб более 12 м высотой. Давая описание своей батареи, Петров заканчивает его словами: «А отсюда и наступает, что такой величины гальвани-вольтовскую батарею с довольным основанием можно назвать „огромною"». Чтобы избежать неудобства работать с одним столбом столь больших размеров, Петров располагал кружки в нескольких специально спроектированных ящиках из красного дерева, снабженных нужными изолирующими приспособлениями, причем кружки ставились ребром, образуя в каждом ящике лежащую цилиндрическую стопку с горизонтальной осью. Стопки в различных ящиках соединялись между собой проводниками. Подобная конструкция вольтова столба была разработана, повидимому, самим Петровым, и этой конструкции он придавал большие преимущества по сравнению с обычной применявшейся формой вольтова столба. «Хотя все почти иностранные физики, — пишет Петров, — сколько мне известно, досель употребляют описанное вертикальное гальвани-вольтовых батарей расположение, однако с употреблением оного сопряжены два довольно важных неудобства: во-первых, весьма затруднительно составлять таким образом батареи из нескольких тысяч слоев металлических и бумажных кружков, во-вторых, известно из опытов и то, что при употреблении двухсот только их слоев тяжестью верхних скоро выжимается из нижних бумажных кружков большое или меньшее количество жидкости, с уменьшением коей постепенно слабее становится и самое действие гальвани-вольтовской батареи».