Реферати українською » История техники » Вільям Стерджен і перший у світі електромагніт


Реферат Вільям Стерджен і перший у світі електромагніт

>Стерджен (>Sturgeon) Вільям (22.5.1783,Уайтингтон, біля р. Ланкастер, - 4.12.1850,Престуич, біля р. Манчестер), англійський винахідник у сфері електротехніки. Спеціальної освіти недоотримав. У 1825 винайшов електромагніт, в 1830 розробив технологію виготовлення пластин замальгамированного цинку для гальванічних елементів.Сконструировал гальванометр з рухомий котушками (1836). Проводив дослідження атмосферного електрики і робив питаннямигрозозащити. У 1836 заснував перший Великобританії електротехнічний журнал ">Annals ofElectricity".

Після опублікування памфлетуЭрстеда багато зацікавилися проблемами електромагнетизму: у тому 1820 р. Араго продемонстрував дріт із течією, обліплену залізними тирсою, а Ампер довів, що спіраль із течією –соленоид – має усіма властивостями природного магніту, притягаючи дрібні залізні предмети.

Щодо першого електромагніта, тобто. котушки, обтічній струмом і що містить всередині залізний сердечник, його винаходи довелося чекати ще п'ять років. Це пристрій створив ВільямСтерджен.

Він народивсяЛанкастере в 1783 р. у ній шевця. Батько не приділяв сім'ї ані найменшого уваги; він насолоджувався життям, вудив рибу і вважався великим любителем півнячих боїв. Молодого Вільяма послали вчитися майстерності до чоботареві, і той, очевидно, тримав їх у чорному тілі. Вільям голодував, і тому, щойно випала нагода, утік від шевця в військову частина. Було то той час дев'ятнадцять років. Два роки Вільям дослужився до артилериста, він читав, ставив фізичні і хімічні досліди.

Якось, якщо їх частина стояла на острові Ньюфаундленд, налетів страшний ураган, що супроводжувався блискавками і громом. Ураган справив на Вільяма несподівано моє найбільше враження і привернув його до електрики. Він був читати книжки з природознавства, однак невдовзі із жалем зрозумів, що у них розуміє. Тоді вирішив розпочати від самих азів і нарешті зайнявся листом, читанням і граматикою. Сержант тієї ж частини постачав його книжками, які Вільям, звільнившись від вахти, читав ночами. Незабаром він перейшов до математики, мертвим і новим мовам, оптиці і природознавства. Його пристрастю у час було ремонтувати годинник, і креслити.

Після звільнення з військової служби в 1820 р.Стерджен купив верстат та посвятив себе виготовлення фізичних приладів, зокрема електричних. Завдяки підтримці відомого хіміка Джеймса Марша він призначили лектором в Воєнну академію Ост-Індської компанії, уАддискомбе, що й викладав до 1838 р.

Першим внескомСтерджена до науки стала розробка їм модифікованої моделі обертових циліндрівАмпера, описаної в «>Философском журналі» в 1823 р. Наступного року він зробив за статтями з термоелектрики, а 23 травня 1825 р. представив Суспільству мистецтв кілька удосконалених приладів для електромагнітних експериментів, серед яких було став тепер знаменитим перший електромагніт. Ідея циліндричного іподковообразного магнітів захопила його ще 1823 р. ТодіСтерджен та побудував обертове «колесоСтерджена» – фактично жодну з перших модифікацій електромотора.

>Стерджен зробив ряд дуже важливих відкриттів, про які написав кілька статей, проте «Філософський журнал», котрій вони призначалися, відмовився їх друкувати, іСтерджену й не залишалося нічого, як створити свій власний журнал – «Аннали електрики».

Музей науки в Манчестері, директором якого сталаСтерджен в 1840 р., був занадто науковим, щоб бути прибутковим, іСтерджен жив у бідності. У 1850 р. винахідник електромагніта помер, не отримавши нагороду за свій великий винахід ані статків, ні слави.

УченьСтерджена, знаменитий англійський фізик ДжеймсПрескоттДжоуль, писав, щоСтерджен був високий розвитку і добре складний, мав шляхетної зовнішністю і приємними манерами. На жаль, портрета їх збереглося. На його могильній плиті вибите: «Тут лежить винахідник електромагніта...»

Пристрій першого електромагніта

Перший у світі електромагніт, продемонстрованийСтердженом 23 травня 1825 р. Суспільству мистецтв, був зігнутий в підкову лакований залізний стрижень довжиною 30 і з діаметром 1, 3 див, покритий згори одним шаром ізольованій мідної дроту.Электроенергией він забезпечувався від гальванічної батареї (вольтова стовпа).Электромагнит утримував у положенні 3600 р і перевершував за силою природні магніти той самий маси. Це було блискуче на той час досягнення.

СамСтерджен особливо високо оцінював від своєї ідеї, пов'язану заміняючи жорсткого заліза м'яким. Вчений вільно оперував такими поняттями, як «магнетизм», «магнітна енергія», «однорідність магнітного матеріалу», «відпал заліза» тощо.

Правління суспільства оцінило заслугиСтерджена. Він здобув медаль і грошову премію, а перший електромагніт було виставлено у музеї суспільства.

>Джоуль, експериментуючи з найпершим магнітомСтерджена, зумів довести піднімальну силу до 20 кг. Це було того ж 1825 р.

У 1828 р. лондонський годинниковий майстерВоткинс виготовив електромагніт, який піднімав 30 кг.

Тоді ж професор Молл зУтрехта, узявши в основі конструкціюВоткинса, виготовив магніт, «який порушував ковадло масою 60 кг і який порушував ковадло масою 80 кг».

У 1832 р.Стерджен виготовив магніт, який порушував 160 кг, але вже тому ж році Марш створив магніт, здатний узяти більш 200 кг. ПротеСтерджен банкрутом не хотів втрачати першості. За його замовлення в 1840 р. було виконано електромагніт, здатний узяти вже 550 кг!

На той час уСтерджена знайшовся дуже сильний суперник за океаном. У 1831 р. професор Єльського університету Джозеф Генрі (іменем Тараса Шевченка названа одиниця індуктивності) побудував електромагніт масою близько кг, який порушував близько 1 т.

Всі ці магніти за конструкцією виглядалиподковообразние стрижні, обмотані дротом.Джоуль у листопаді 1840 р. створив магніт власної конструкції, як товстої сталевої труби, розрізаної вздовж осі.Сечение цього магніту було досить великим, магніт виявився компактним і піднімав 1, 3 т. У той самий часДжоуль побудував магніт абсолютно новій конструкції –притягиваемий вантаж відчував дію не двох полюсів, звісно ж, а значно великої кількості, що дозволило різко збільшитиподнимаемий вантаж. Магніт масою 5, 5 кг утримував вантаж масою 1, 2 т.

Перші магніти було зроблено «як бог дасть». Проте чи будь-яка форма давала хороший результат. Випадково було такого, щоСтерджен для свого першого магніту вибрав вельми принадну –подковообразную – форму (>подковообразние магніти виготовляють досі). Відсутність досвіду і елементарної методики розрахунку магнітів призвела до того, деякі різновиду магнітів, запропоновані той час, було б, з погляду, просто абсурдними. Так,трехлапий магніт було б успішно працювати, оскільки магнітні потоки кожного стрижня протидіяли одна другу – потік одного стрижня замикали другою стрижні, де зараз його діяв назустріч потоку цього стрижня.

>Негодной, на сучасний погляд, виявляється, і часто-густо вдавалися конструкція, один магніт у якій складається з трьох дрібніших і намотаних окремо. Зрозуміло, що у проміжках між тими маленькими магнітами магнітні поля двох сусідніх стрижнів взаємно знищуються.

Лабораторні магніти у той час виготовлялися «на око». Ніякої теорії, яка б заздалегідь передбачити властивості магнітів, немає. Перший внесок у теорію розрахунку електромагнітів внесли російські вченіЭ.X.Ленц іБ.С. Якобі,указавшие на зв'язок піднімальної сили електромагніта і твір сили струму в котушках на число витків обмотки.

ПісляЛенца і Якобі великий внесок у теорію розрахунку магнітів внесли англійці братиГопкинсони, запропонувавши метод обліку насичення – явища, давно заміченого проектувальниками магнітів і яка полягає у цьому, що у магніті заданої форми після деякого краю збільшенням струму в котушках не можна підвищити його піднімальну силу. Сучасна теорія пов'язує це явище про те, що з досягненні деякогонамагничивающего струму елементарнімагнитики (диполі) заліза (>ферромагнетика), раніше розташовані безладно, переважно орієнтовані щодо одного напрямку і при подальшому посиленнінамагничивающего струму істотного збільшення кількостімагнитиков, орієнтованих щодо одного напрямі, немає. Насичення стали призвела до того, що індукція магнітного поля перших магнітів не перевищувала 2Тл.

Настала нова ера посилення потужності магнітів, але з шляхом збільшення їх розмірів, а у вигляді вдосконаленням їхніх форми і з насиченням. Не скажеш, щоб це була успішної. За років цій напруженій війни фізиків з непокірливої «>насищающейся» сталлю індукція магнітного поля була в магнітах зросла лише на дві з половиною разу. Над цією проблемою працювали багато визначні фізики та електротехніки.

Список літератури

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайтуelectrolibrary.info


Схожі реферати:

Навігація