Своим изобретением Якоби открыл новую эпоху в электротехнике. Западные изобретатели, пытаясь построить электродвигатель, рабски копировали паровую машину. Рабочими частями их электродвигателей были металлические стержни, двигающиеся возвратно-поступательно, подобно поршню паровой машины. Качания стержней изобретатели с помощью сложных передач преобразовывали в круговое движение. Электродвигатель Якоби действовал иначе: он сразу давал круговое вращение. Этот электродвигатель стал прообразом великой армии электромоторов современности.
Электродвигатель Якоби был обратимой машиной. Он был одновременно и динамомашиной. Он мог вырабатывать ток, если бы его привели во вращение каким-нибудь двигателем.
Якоби создал и гальванопластику, эту замечательную отрасль электротехники. Пользуясь электролизом, можно покрывать металл слоем другого металла, готовить копии с оттисков, очищать металл от примесей.
Сверкающие золотом главы Исаакиевского собора и воспетая Пушкиным «адмиралтейская игла» были покрыты благородным металлом по способу Якоби.
Используя свое изобретение, Якоби изготовил и барельефы для Зимнего дворца и Эрмитажа.
Неоценимую роль сыграла гальванопластика в развитии книгопечатания. Она дала возможность готовить твердые, прочные матрицы с типографских наборов и с произведений искусных мастеров граверного резца.
Празднуя пятидесятилетие открытия гальванопластики, Русское техническое общество справедливо писало:
«В истории образованности открытие гальванопластики должно быть приравнено по своему значению к открытию книгопечатания».
Гальванопластика, о которой горячий патриот Якоби писал, что она «принадлежит исключительно России; здесь она открыта, здесь и развивалась», с каждым годом расширяла область своего применения.
Огромное значение открытия Якоби не исчерпывалось ценностью самой гальванопластики. Электролитические ванны были первыми промышленными потребителями электрического тока. Гальванопластика требовала мощных источников электроэнергии. Она стимулировала работу по конструированию динамомашин. В этом также историческая заслуга Б. С. Якоби.
Сродство электричества с веществом Якоби использовал и по-иному.
В 1860 году, воздействуя током на электролитический раствор, Якоби заставил вещество накапливать электричество, преобразовывать энергию тока в энергию химическую. После такой зарядки его прибор мог служить источником тока. Так был создан первый электрический аккумулятор.
Крупнейший вклад в науку об электричестве внес и друг Якоби, Э. X. Ленц (1804–1865). Ленц вывел один из важнейших законов электромагнетизма. Пользуясь этим законом, инженеры могут установить направление, в котором будет итти ток, возбужденный в каком-нибудь проводнике действием тока, идущего по соседнему проводнику.
В 1843 году Э. X. Ленц открыл закон эквивалентности тепловой и электрической энергии. Он дал формулу, по которой можно, зная напряжение и силу электрического тока, узнать, какое тепло выделит этот ток, проходя по проводнику. Закон Ленца и поныне является основой расчета тепловых действий электрического тока.
Многим обогатил электротехнику и А. И. Шпаковский (1823–1881), создатель регуляторов для дуговой электрической лампы. Он один из первых сделал попытку приспособить дугу Петрова для электрического освещения.
Идеи, открытия и изобретения русских электротехников передавались от поколения к поколению, как великая эстафета. Вклад русских ученых в электротехнику был столь велик, что ее можно считать поистине русской национальной наукой.
Но все же, несмотря на множество открытий и изобретений, электричество продолжало по большей части ютиться в стенах лабораторий.
Электричество может сиять, как солнце, — но на улицах и в домах попрежнему горели тусклые и чадные керосиновые лампы и фонари.
Электричество может греть, раскаливать, плавить, — но нигде и в помине не было электрических печей.
Электричество может вращать валы станков, колеса повозок, гребные винты судов, — но по улицам городов, как и встарь, трусили коняги извозчиков, а на заводах, железных дорогах и судах попрежнему безраздельно царствовала паровая машина.
Что же мешало электрическим аппаратам и машинам завоевать широкий мир, выйти на улицу, прийти на фабрики, заводы, в дома?
Распространению электричества препятствовало в известной степени то, что электрические светильники, нагревательные приборы и моторы были еще недостаточно совершенны по своей конструкции. Электротехникам, например, все еще не удавалось приспособить дугу Петрова для освещения.
Заставить дугу гореть устойчиво было делом трудным. Зазор между углями дуги по мере их сгорания увеличивался, и дуга в скором времени гасла. Чтобы дуга продолжала гореть, надо было обеспечить постоянство зазора между ее углями, сближать угли с помощью ручных регуляторов. Это, конечно, не было решением вопроса об электрическом освещении. У каждого светильника пришлось бы ставить надсмотрщика. Попытки же создать механический регулятор, автоматически управляющий дугой, успеха не приносили. Регуляторы с часовыми механизмами и электрическими моторчиками получались и очень сложными и вместе с тем недостаточно надежными: они были неспособны уследить за капризами дуги, вызываемыми неоднородностью угля, из которого делаются ее электроды. Из-за этой неоднородности разные участки электродов сгорали с разной скоростью, величина зазора изменялась неравномерно.
Бесплодными пока что оставались и попытки сконструировать лампу накаливания, получить свет, раскаляя добела током угольные стерженьки и металлические проволоки. Электротехникам никак не удавалось добиться длительного свечения своих ламп — стерженьки и проволоки быстро перегорали.
И все же, бесспорно, несовершенство аппаратов, потребляющих электроэнергию, не было главной помехой практическому применению электричества. Победа над трудностями, вызываемыми несовершенством конструкции этих аппаратов, вне всякого сомнения, была не за горами.
Главным вопросом, волновавшим тогда злектротехников, был вопрос о том, как получать обильную и дешевую электроэнергию, нужную для питания электрических аппаратов. Было бы вдоволь электроэнергии, а уж использовать ее электротехники смогли бы.
Создание генераторов электроэнергии было узловой проблемой электротехники тех лет. В первые десятилетия XIX века, когда гальванические элементы были единственным источником тока, о практическом применении электричества нечего было и помышлять.
Вырабатывать электроэнергию с помощью громоздких и сложных в обращении батарей, составленных из гальванических элементов, — генераторов маломощных, неэкономичных, недолговечных и расходующих при своей работе ценные химические материалы — было дорогим удовольствием.
Практическое использование гальванические элементы нашли только там, где можно было обойтись слабыми токами и небольшими мощностями, например в телеграфных устройствах. Для питания же электрических дуг, гальванопластических ванн и моторов гальванические элементы не годились.
Создание электротехники сильных токов стало возможным только после изобретения динамомашин — машин, способных превращать механическую энергию различных двигателей — гидравлических, ветряных и паровых — в энергию электрическую.
К началу семидесятых годов было создано уже много типов динамомашин. Перед электротехникой открылись широчайшие перспективы.
Появилась возможность сделать поистине слугами человека законсервированную в топливе энергию, мощь рек и водопадов, вездесущую силу ветра, заставив их вращать электрический генератор, преобразив их в электрический ток, который можно направить по проводам на заводы, фабрики, в дома. Однако эти заманчивые перспективы долгое время не были реализованы, так как, несмотря на усилия многих изобретателей, динамомашина и электромоторы в начале семидесятых годов XIX века были все еще далеки от совершенства.
Что же мешало электротехникам создать хорошие — экономичные, мощные и надежные — генераторы и
