Страница 19 из 23
Первоначальную трудность в поиске плохо изолированных участков длинных проводов я смог преодолеть следующим образом. Покрытый гуттаперчей сухой провод протягивался сквозь заземленный сосуд с водой, в то время как вторичная спираль тонкого, свернутого вокруг электромагнита молоточка Нефа провода подключалась между изолированной медной проволокой и землей. И если теперь стоявший на земле рабочий опускал палец в сосуд с водой, то тут же получал удар током, а в воде отражалось место неисправности покрытого гуттаперчей провода.
Так удалось выявить все мелкие, не видимые никаким другим способом дефекты изоляции и после их устранения получить хорошо изолированные провода.
Тут можно сделать следующее замечание о только что описанной конструкции молоточка Нефа. Я создал данную модификацию еще в 1844 году, назвав ее «вольтаиндуктор»[91]. Уже тогда мне предоставилась возможность наблюдать медицинское воздействие индуцированных во вторичной обмотке переменных токов такого вольтаиндуктора.
Моего брата Фридриха в то время очень беспокоила ревматическая зубная боль, пронизывавшая все его абсолютно здоровые зубы и не поддававшаяся никаким лекарствам. Эксперименты с новым вольтаиндуктором навели нас на мысль попытаться с помощью вырабатываемых им переменных токов устранить или хотя бы уменьшить невыносимую боль, пропустив их через зубы. Первая попытка состоялась на особо болезненном переднем зубе. В первый момент боль была ужасной, но затем сразу же прекратилась. Усилием воли, свойственной Фридриху с рождения, он тут же опробовал лечение на всех остальных зубах, проведя переменные токи сквозь корни зубов и испытав давно забытое ощущение полного избавления от боли. К сожалению, уже на второй день боли постепенно возобновились. После повторных электризаций они хотя и вновь прекращались, но безболезненные перерывы становились все короче и, наконец, эффект полностью исчез. Этот, насколько мне известно, первый опыт медицинского применения электрических токов тогда внушил мне определенное недоверие к их использованию в данной сфере.
Их действие показалось мне лишь кратковременным, не имеющим устойчивого терапевтического эффекта.
Наступившая тем временем осень 1848 года стала для меня крайне интересной и деятельной. Телеграфная линия во Франкфурт-на-Майне, где заседал германский парламент и находилась резиденция регента, по политическим соображениям должна была быть завершена как можно скорее. Но этому мешала, с одной стороны, нестабильная политическая ситуация, а с другой стороны – абсолютно непредсказуемые явления, возникавшие на подземных проводах. С этими явлениями сначала столкнулся мой друг Гальске, в чьи обязанности входило оснащение готовых частей линии телеграфными аппаратами, пока я занимался строительством линии между Эйзенахом и Франкфуртом. Ее предполагалось сделать наземной, так как железная дорога тут только строилась, и отчасти для нее еще не были приобретены необходимые земельные участки.
Вначале Гальске обнаружил, что наши самодействующие стрелочные телеграфы на коротких участках работали гораздо быстрее, чем позволяло сопротивление линии. После сдачи линии из Берлина в Кётен протяженностью около 20 немецких миль[92] передающий аппарат заработал с удвоенной скоростью, а устройство приема замолчало. Это необъяснимое тогда явление наступало тем скорее, чем лучшую изоляцию имела линия, что заставило Гальске прибегнуть к такому средству, как намеренное ухудшение изоляции линии с помощью искусственно созданных параллельных соединений.
…Сколько трудностей и пространных переговоров создает прежнее состояние германского государственного права для прокладки большого и полезного сооружения хотя бы через исконно немецкие монархические государства и свободные города! Это следует уже, например, из того факта, что ради электромагнитной телеграфной линии из Берлина в Кёльн и далее во Франкфурт-на-Майне потребовалось заключение девяти международных договоров и одного – с частной компанией (с Тюрингским железнодорожным обществом). А именно это договоры с Ганновером, Брауншвейгом, Шаумбург-Липпе, курфюршеством Гессен, Великим герцогством Гессен, Франкфуртом-на-Майне, Ангальт-Дессау и Кётеном, Великим герцогством Саксен-Веймар, Саксен-Кобург-Гота…
Наземная телеграфная линия тоже принесла с собой нежданные трудности. Там, где еще не были закуплены земельные участки под железную дорогу, владельцы запрещали установку столбов. Главным образом это противостояние имело место в не принадлежащих Пруссии землях Гессен-Кассель и Гессен-Дармштадт, когда конфронтация между правительством Пруссии и германским парламентом после восстановления порядка в Берлине вернувшейся из Шлезвиг-Голштинии армией значительно усилилась. Мне удалось тогда выполнить свою задачу только благодаря получению открытого приказа имперского регента эрцгерцога Иоганна Австрийского. Но возникали сложности и технического порядка. Все провода телеграфной линии были медными, так как подходящей железной проволоки в Германии тогда было не достать и к таким проводам относились еще с определенной степенью недоверия. Тот негативный опыт, который мы получили в предшествующем году на линии Берлин – Потсдам, где, несмотря на все возможные средства изоляции, в дождливую погоду линия имела такую плохую изоляцию, что нарушалась хорошая работа аппаратов, привел меня к мысли использовать фарфоровые изоляторы в форме колокольчиков. Последние имели то преимущество, что внутренняя поверхность такого колокольчика всегда оставалась сухой даже в дождливую погоду, за счет чего достигалась изоляция при любых условиях. И действительно, таким образом удалось достигнуть почти идеальной изоляции. К сожалению, тогда я не посчитал нужным спаивать концы отдельных медных проводов друг с другом, мне казалось достаточным лишь прочно скрутить их. Впоследствии выяснилось, что это было заблуждение. При хорошей погоде аппараты работали отлично, но при сильном ветре сопротивление линии так странно менялось, что оборудование отказывалось функционировать. Только произведенная позже пайка всех мест соединений положила конец такому состоянию дел.
Очень мешало в работе и атмосферное электричество. При переходе с равнинной местности в горы по линии часто проходили токи переменного направления и затрудняли работу аппаратов. Запоздалое осеннее ненастье причинило сильные разрушения, заставившие меня сконструировать громоотводы для защиты проводов и аппаратов. Для получения самых эффективных громоотводов я расположил между двумя параллельными проводниками металлические пруты, шары и пластины на одинаковом расстоянии друг от друга и наблюдал разрядные искры большой батареи из лейденских банок, перебегающие между этими тремя параллельно подключенными громоотводами. Выяснилось, что очень слабые разряды шли исключительно через пруты, разряды средней мощности – в основном через шары, а сильные разряды с большим количеством искр почти полностью отводились через пластины[93]. Самой действенной защитой от настоящих молний оказались две параллельные, очень близко стоящие друг к другу шероховатые металлические пластины. Также и влияние полярного сияния часто бывало заметно, а временами очень мешало, особенно на подземной, проходившей преимущественно с востока на запад линии. Так, во время продолжительного полярного сияния осенью 1848 года из-за сильных, быстро меняющих направление токов в линии целыми днями не удавалось восстановить связь. Это было первое наблюдение взаимосвязи между блуждающими токами, магнитными помехами и полярным сиянием.
Когда подземная линия достигла Эрфурта, параллельные соединения Гальске больше не спасали. Тем временем я уже убедился, что своенравное поведение подземных проводов можно приписать только электростатическому заряду (уже наблюдавшемуся при испытаниях на фабрике), когда медный провод образует внутреннюю, а сырая почва – внешнюю обкладку лейденской банки. Решающим стало то обстоятельство, что связанный электрический заряд, находящийся в полностью изолированном проводе и измеренный с помощью отклонения свободно качающейся магнитной иглы, пропорционален как электродвижущей силе включенной гальванической батареи, так и длине проводника. Кроме того, электрическое напряжение разряда в замкнутой цепи соответствовало возникающему по закону Ома напряжению в каждом участке цепи. После открытия данной закономерности помехи, возникавшие при разговорах на далеких расстояниях, могли быть если не полностью устранены, то, по крайней мере, незаметны. Я использовал параллельные соединения к проводнику в виде металлических резисторов без самоиндукции и самостоятельной трансляции, с помощью которых несколько замкнутых участков линии объединялись в одну большую линию.
91
Вольтаиндуктор. Согласно счетам фирмы Siemens & Halske в первые годы медицинские санные индукционные аппараты по цене двенадцать талеров за штуку были проданы:
– в 1848 году: 4 марта – д-ру Розенбергеру, Кёзен; 7 июня – проф. Людвигу, Марбург;
– в 1849 году: 24 августа – проф. Фолькману, Галле;
– в 1850 году: 7 февраля – г-ну Гасско, Лондон; 1 марта – проф. Бишофу, Гисен; 22 апреля – фирме Fonrobert & Pruckner, Берлин; 17 июля – проф. Шнельбаху, Берлин; Берлинской гимназии им. Фридриха Вильгельма, Берлин.
Спрос сохранился и в последующие годы. Только с 1855 по 1865 год было продано 450 аппаратов.
92
Немецкая миля составляла 7 верст или 7420 м. – Примеч. пер.
93
Громоотвод в виде пластин. Чтобы поймать разрушительную силу сверхвысокого напряжения, которое может образоваться из-за атмосферного электричества на телеграфных проводах, в особых ящичках на небольшом расстоянии друг от друга ставятся две пластины. Одна из них соединена с проводом, а вторая с землей. При слишком высоком напряжении между пластинами возникает электрическая дуга, через которую электричество отводится в землю. После исчезновения дуги прослойка воздуха между пластинами вновь становится изоляцией.