Владимир Рюмин
Занимательная электротехника. Опыты и простые устройства своими руками
Серия «Советские учебники. Классика научпопа»
В оформлении обложки использована иллюстрация: yusuf_demirci / Shutterstock / FOTODOM
Используется по лицензии от Shutterstock / FOTODOM
© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2025
Предисловие
Телеграф, телефон, радиосообщение, электрическое освещение и отопление, электроавтомобили, трамваи, электровозы, передача работы на сотни верст при помощи электрического тока, электроплавка металлов и прочие приложения электричества в технике и промышленности – вот что составляет предмет изучения прикладной отрасли знания, называемой электротехникой.
Вещи все как будто серьезные и не предназначенные для забавы. Каким же образом электротехника может быть занимательной? Интересной – да! Полезной – да! Но занимательной?
А вот увидите, что и из этой науки можно извлечь немало занимательного и без всякой скуки ознакомиться с кое-какими ее данными.
Знакомство же это людям XX века нужно.
Все шире и шире распространяется приложение электричества во всех отраслях человеческого труда, все властнее и властнее вторгается оно в обыденную жизнь – как же не знать основ этого приложения?
Мы, современники начала электрической эры человечества, еще далеко не отчетливо сознали всю важность совершающегося на наших глазах процесса электрификации всех областей жизни – от заводской деятельности до театральной сцены, от взрыва на расстоянии гигантских броненосцев до укачивания ребенка в колыбели.
И многие ли знают, хотя бы в общих чертах, на чем основан этот процесс, из каких «детских» игрушек ученых прошлых столетий он возник и развился?
Все ли мы оцениваем как должно те неисчислимые блага, которые принесло нам использование техниками результатов наблюдений ученых над свойствами электричества, хотя бы в виде телеграфа, телефона, электрического освещения и трамвая?
Мы уже успели свыкнуться с тем, что для освещения комнаты достаточно щелкнуть выключателем, что трамвай в несколько минут успевает домчать нас туда, куда пешком мы бы шли более часа, что мы, не выходя из дома, беседуем с нужным нам человеком, живущим на другом конце города, и ежедневно узнаем, что случилось вчера во всем мире. Все это совсем не кажется нам чем-то чудесным.
Вот разве еще радиопередача поддерживает интерес общества к электротехнике, еще не перестали мы удивляться возможности в любой глухой деревушке, на тысячи верст удаленной от культурных центров, слушать концерты мировых знаменитостей или лекции прославленных ученых.
Привыкнем скоро и к этому чуду электротехники, как привыкли к десяткам других.
Люди – дети, их занимает только новинка, а то, что стало обычным, перестает привлекать их внимание и возбуждать желание познакомиться с поближе.
В этой книжке я постараюсь пробудить у читателя такой интерес и показать, что не все привычное является нам понятным и не все повседневное лишено занимательности.
Надеюсь, что после того, как ее прочтете, у вас явится желание поближе познакомиться с законами, по которым действует электричество [1], и с методами и приемами, с помощью которых это действие использовано техниками.
Если так, то и отлично!
Говорят: «Корни учения горьки, а плоды его сладки». Попробую убедить вас, что это правило имеет исключения, что можно без всяких формул и сухих правил начать знакомство с некоторыми проявлениями электричества и приспособлениями для использования нами этих явлений.
Попутно, может быть, вы сверх того узнаете кое-что из того, о чем трактуют учебники физики и электротехники. Такое знание, приобретенное между делом, без напряжения соображения и памяти, вам во всяком случае не повредит, даже облегчит будущее систематическое изучение этих наук.
Электротехник не найдет в моей книге ничего для себя нового, ведь она и предназначается не для него, а для тех, кто в будущем, быть может, захочет сам стать электротехником.
На новизну описываемых в ней опытов и приборов я также не претендую, да вряд ли такая претензия и возможна.
Мне принадлежит не идея тех или иных занимательных опытов или развлечений, о которых я говорю, и приборов, которые я описываю, а в большинстве случаев лишь некоторые изменения в постановке первых и конструкции вторых.
По мере возможности я старался опыты сделать более эффектными, а приборы наиболее примитивными. Насколько это мне удалось, о том судить читателю!
За прекрасно выполненные иллюстрации к книге пользуюсь случаем принести благодарность художнику Ю. Д. Скалдину.
Вместо введения
Незанимательное начало занимательной книжки
Незанимательное начало – это еще не значит горькие корни учения. Это просто необходимое вступление, да и то необходимое только для тех, кто совершенно незнаком даже с элементарными понятиями об электричестве. Тот, у кого они есть, может перевернуть эту пару страниц, не читая.
Человека работоспособного, не любящего сидеть долго сложа руки, называют человеком энергичным. Он почти всегда в движении: возьмется за одну работу, управится с ней, принимается за другую. Любо глядеть на такого. Наверное, он полезнее своим ближним, чем какой-нибудь лентяй-лежебока. Но конечно, нельзя работать без передышки, нельзя круглые сутки быть в движении. И самый энергичный человек временами спит или просто отдыхает. И все-таки, хотя он в такие моменты ничем своей энергии не проявляет, в скрытом состоянии она у него остается. Проснулся, отдохнул – и опять может приняться за дело.
В физике (наука об окружающем нас вещественном мире) всякую работоспособность вещества тоже называют энергией. Если это энергия действующая, могущая производить работу – например, энергия расширяющегося пара, движущего поршень, энергия падающего потока, вращающего мельничное колесо, и т. п., – то мы говорим об энергии движения (кинетической). Тот же пар в герметически (вплотную) запертом котле, та же вода, задержанная плотиной, содержат определенный запас энергии в скрытом (потенциальном) состоянии.
Чем паровой котел вместительней, тем большее количество пара он содержит, тем бóльшую работу пар, выпускаемый из котла в машину, может произвести, тем более, стало быть, его энергия. Но работоспособность пара зависит не только от его количества, а и от температуры и, как следствие этой температуры, от его упругости, напряженности. И в небольшом паровике находящийся под большим давлением пар может иметь такой же и даже больший запас энергии, как пар малого напряжения в большом котле.
Опять же возьмем воду. И сто ведер, падающих с высоты одного метра, и одно ведро, выливающееся с высоты ста метров, проявят одну и ту же работоспособность.
Значит, работа всякой энергии измеряется единицами сложными, представляющими произведение из единиц количества энергии на единицы ее напряженности (потенциала).
Электричество тоже работоспособно, это тоже вид энергии, и, как всякая энергия, может: 1) находиться в состоянии покоя (статический заряд) или действия (разряд, ток); 2) производить работу, пропорциональную своему количеству и напряжению.
А все-таки что же такое электричество?
Существует старый анекдот, как профессор спросил у студента: «Что такое электричество?» Растерявшийся юноша отвечал: «Я знал, только сейчас забыл». – «Постарайтесь вспомнить. Это крайне для меня важно, так как я и сам не знаю, что оно такое».
