Цахилгаан гэрэлтүүлгийн амжилтууд ба П.Н.Яблочковын гавъяа зүтгэлийн түүхээс
Оросын инженер, цахилгаан лааг зохион бүтээгч П.Н.Яблочковын нэрийг мэдэхгүй хүн цөөн биз ээ. Хөгжил цэцэглэлт жил, сараар бус өдөр минутаар хэмжигддэг болсон өнөө үед улс, хот, том барилга байшингуудын чансааг тодорхойлох нэгэн чухал үзүүлэлт яах аргагүй гэрэлтүүлэг болсон. Томоохон хот, барилгуудын цахилгаан гэрэлтүүлгийн асуудал өдрөөс өдөрт өргөжин, эхний ээлжинд яригддаг асуудлуудын нэг болжээ. Тиймдээ ч Яблочковын нэр цахилгаан техникчдийн дунд тэргүүлэх зэрэглэлээр дурсагддаг.
Павел Николаевич Яблоков 1847 онд мэндэлсэн бөгөөд анхан шатны боловсролоо Саратовын дунд сургуульд эзэмшжээ. Эндхийн курсээ төгсөөд Николаевийн инженерийн сургуульд элсэн орж бага дэслэгч цолтойгоор төгсөн улмаар Киевийн сапёрын батальонуудын нэгэнд хуваарилагдсан байна. Удалгүй тэрбээр Москва-Курскийн төмөр замын цахилгаан холбооны дарга болжээ. Энд л тэр цахилгаан техникийн бүхий л нарийн нандин бүхнийг хичээнгүйлэн судалж эхэлсэн бөгөөд энэ нь ирээдүйн хөгжил ертөнцийн өнгө болсон цахилгаан гэрэл бүтээх боломжийн эхлэл болсон байна.
Эл бүтээлийн ач холбогдлыг тодруулахын тулд цахилгаан гэрэлтүүлгийн системийн тухай цухас дурдах нь зүйтэй болов уу. Цахилгаан гэрэлтүүлэгт зориулагддаг бүх төхөөрөмжийг хоёр үндсэн бүлэгт хувааж болно. Энэ нь нэгдүгээрт, хүчдэлийн нумын зарчмаар ажиллагч төхөөрөмж, хоёрдугаарт улайсгалттай чийдэн. Улайсгалттай гэрэл үйлдвэрлэхийн тулд цахилгаан гүйдлийг хэний ч санаанд оромгүй хачин янзын дамжуулагчдаар гүйлгэдэг. Эдгээр нь хүчтэй улайсч гэрэл гаргадаг байна. Улайсгалттай чийдэнг хоёр хэсэгт хуваана.
- Агаар орох үед улайлт явагддаг (Ренье, Вердеман нарын бүтээсэн чийдэн)
- Хоосон орон зайд улайлт үйлдвэрлэгддэг.
Ренье, Вердеманы чийдэнгүүдэд гүйдэл цилиндр өнцгийн дундуур дамжин гардаг. Агаар орох үед нүүрс агшин зуурт шатдаг. Гэхдээ ийм чийдэн ашиглахад нэн төвөгтэй тул хэрэглээнд бараг ашиглагддаггүй. Өдгөө хоосон зайд улайсдаг чийдэнгүүдийг өргөн ашиглаж буй. Уг төхөөрөмжийн ажиллах зарчим ч хамгийн энгийн. Нүүрсэн утасны тусламжтайгаар цахилгаан утаснуудын төгсгөлүүд нэгддэг агаад шилэн бумба юмуу гожгор шилэн дотор бэхлэгдэж гэрлийн эх үүсвэр болдог. Нүүрсний утас (маш нарийхан) хүчтэй халдаг хэрнээ 1200 хүртэл болон түүнээс дээш цагийн туршид агаарын оролцоогүйгээр шаталгүй хэвийн ажиллах чадвартай байдаг. Хоосон орон зайд улайсдаг чийдэнгийн бүхий л систем үндсэн утаснуудад холбогддог нүүрсэн утасны загвар боловсруулалтаараа бусдаас ялгардаг.
Томас Эдисоны бүтээсэн чийдэнд л гэхэд утсыг хулс модны нүүрсэн цуултаас гаргаж авсан бөгөөд утсуудыг нь U үсгийн хэлбэртэйгээр тахийлгасан байдаг. Харин Жозеф Сваны (Их Британийн зохион бүтээгч) чийдэнд утсыг хөвөн даавуун цааснаас гаргаж авсан байдаг. Хайрем Стивенс Максим (Америк гаралтай Их Британийн зохион бүтээгч) чийдэнгийнхээ утсыг бристолийн хатуу цаасны шатаасан нүүрснээс гарган авч М үсгийн хэлбэрээр зохион бүтээсэн байна.
Хүчдэлийн нумтай чийдэнг хүн бүрийн мэдэх физикийн хүчдэлийн нумын үзэгдэл дээр үндэслэн зохион бүтээжээ. Эл үзэгдлийг 1813 онд Их Британийн хими, физикч Гемфри Деви анх ажигласан байна. Тэрбээр хоёр нүүрсэн дундуур 2000 цайр зэсийн хослолоос цахилгаан гүйдэл дамжуулж нүүрсний төгсгөлүүдийн хооронд нум хэлбэртэй галт хэл үүсгэн үүнийгээ хүчдэлийн нум хэмээн нэрийджээ.
Хүчдэлийн нум бий болгохын тулд эхлээд нүүрсний төгсгөлүүдийг шүргэлцдэг болтол нь ойртуулах хэрэгтэй. Эс тэгвээс цахилгаан гүйдэл хэчнээн хүчтэй байлаа ч нум үүсэхгүй аж. Нүүрснүүдийн төгсгөл улайссан үед тэд бие биенээсээ холддог. Энэ нь хүчдэлийн нумын хамгийн чухал таагүй зүйл гэрэл асан үргэлжлэх үед үүсдэг. Хэрвээ цахилгаан гүйдэл байнгын бол нэмэх туйлтай нэгддэг нүүрс сөрөг туйлтайгаа нэгддэг бусад нүүрснээс хоёр дахин зөрж хазайдаг. Түүнээс гадна нэмэх туйлын нүүрсний төгсгөлд (кратер гэж болох) хөндий бүрэлддэг. Харин сөрөг нь хурц хэв загвараа хадгалсаар байдаг. Нүүрсний эгц босоо байрлалын үед нэмэх нүүрсийг кратерийн хотгор гадаргуунаас цацарч буй гэрлүүдийг ашиглуулахын тулд тогтмол дээгүүр байрлуулдаг. Цахилгаан гүйдэл дамжуулах үед хоёр нүүрс хурц хэлбэрээ хадгалан адил хэмжээнд шатдаг. Гэхдээ энд дээд нүүрсний гэрэлтүүлэг байхгүй тул эл арга тийм ч боломжийн бус. Эндээс хүчдэлийн хомсдолууд тод харагдаж байгаа юм. Иймэрхүү чийдэнгүүдийг асаахын өмнө нүүрснүүдийн төгсгөлүүдийг ойртуулах шаардлагатай агаад дараа нь асах бүхий л явцад тэдгээрийг асалтын хэмжүүрээр шилжүүлэн тавих хэрэгтэй болдог. Өөрөөр хэлбэл, хэрэглээнд буй чийдэн бүр хүний ажиглалт, тохируулгыг шаардаж байсан гэхэд хилсдэхгүй.
Гэрэлтүүлгийн ийм систем хэрэглээний тохь тухтай байдлыг яавч хангаж чадахгүйгээс гадна бүхэл бүтэн хот, наашлаад том барилгыг бүрмөсөн гэрэлтүүлэхэд огт тохиромжгүй. Эдгээр төгс бус асуудлыг шийдвэрлэх гэж олон зохион бүтээгч удаан хугацааны турш шинэ санаа эрэлхийлсээр байжээ. Тэд нүүрс асах явцдаа хүний хяналт шаардалгүй өөрөө ойртдог механик зохицуулагчийг бодож олох гэж янз бүрээр туршсаар байж. Серрен, Жаспер, Сименс, Грамм, Бреш, Уэстон, Канс зэрэг олон зохион бүтээгч, инженер ер бусын онцгой, содон зохицуулагчдыг бодож олон бүтээж байсан ч төгс болж чадахгүй л байлаа. Учир нь тэдний гаргасан санаанууд хэт нарийн арга барил шаардсан, заль ихтэй эсвэл яг төгс болж чадаагүй хэрнээ хэт өндөр үнэтэй байх жишээтэй.
Бүгд л янз бүрийн аргаар нарийн төгс зохицуулагчийн эрэлд байх тэр үед Яблочковын толгойд суут санаа төрсөн байна. Түүний бодож олсон санаа тун энгийн байсан агаад тэр хүртэл эл санааг хэн нэгэн бодоогүй байсан гэхэд итгэмээргүй. Нууцлагдмал байсан бяцхан хайрцгийг хэрхэн нээснийг дараах схемээс харж болно:
а____б в____г д____е ж____з
а б - в г - - нь хүчдэлийн нумын систем. Цахилгаан гүйдэл а, г хоёрын дундуур гүйж байсан бөгөөд нум б, в хоёрын дунд байсан. Зохион бүтээгчдийн үндсэн даалгавар цахилгаан гүйдлийн хүчийг харилцан солилцож байсан б, в хоёрын хоорондох зайг а,б б,а в,г гэх мэтийн хэмжээ, чанарын дагуу зохицуулах байжээ. Эл даалгавар мянган мушгиа, сүлжээсгүйгээр бүтэхгүй заль, нарийн ухаан шаардсан нь илт байна.
Яблочковын бодож олсон эл суут санааг тухайн үед Орост итгэж, дэмжих хэн ч байсангүй. Тиймээс тэрбээр гадаад явахаар шийджээ. Тэрбээр анхны туршилтаа нэлээд их хэмжээгээр 1877 оны 6-р сарын 15-нд Лондон хотноо олноо сонирхуулсан байна. Түүний туршилтууд гялалзсан амжилттай болж, удалгүй Яблочковын нэр Европ даяар алдаршив.
Өнөө үед Яблочковын системийг Парис, Лондонгийн томоохон барилгууд гэрэлтүүлэгтээ ашигласаар буй. Яблочков өөрийн зохиосон системээ улам төгөлдөржүүлэхийн тулд ихийг хийсэн байдаг. Түүний зохиосон системийн ганц дутагдалтай тал нь чийдэн шатсан үед солих шаардлага гардаг байв. Харин өдгөө ийм дутагдал олон чийдэнг нэг дор байрлуулах болсны ачаар бараг арилсан гэж болно. Эхний гэрэл шатсан ч хоёр, гурав дахь гэрлийн шатах хугацаа болоогүй байх жишээтэй. Парист Яблочковын системээр гэрэлтүүлгээ хийсэн газрууд Луврын музей, "Континентальная" зочид буудал, олон том дэлгүүр, үйлдвэр, уран дархны газрууд байдаг бол Москвад ч уг системийг ашигласан газар цөөнгүй бий.
XIX зууны хоёрдугаар хагаст Оросын шинжлэх ухаан-техникийн хөгжил АНУ болон Европын зарим оронтой харьцуулахад зарим салбар дээр илт хоцронгуй байсан. Тиймдээ ч тухайн үед Яблочков хэдий суут санаа гаргасан боловч оросуудын хувьд шинэ ололт амжилт, суутнуудыг өөрийнхөөсөө бус холоос хилийн чанадаас хүлээж авдаг ойлголт бараг тогтсон байж. Өөрсдийнхөө дунд тийм суутан байгааг мэдэхгүй, итгэхгүй байна гэсэн үг.
Яблочков нумт чийдэн бүтээсэн даруйдаа эх орондоо туршиж үзэн, ашиглах гэж нэлээд хөөцөлдсөн гэдэг. Гэвч Оросын үйлдвэрлэгчдээс түүний бүтээлийг үзэж, үнэлэн хүлээж авах хэн ч байсангүй. Аргагүйн эрхэнд Парис, Их Британийг зорьсон байна. Европ даяар алдартай болсон Яблочков 1876 онд бүтээлдээ зохиогчийн эрх авчээ. Европын том хотуудын гудамж Яблочковын гэрлээр чимэглэх болж сонингууд "Орос-цахилгаан гэрлийн орон", "Яблочковын гэрлийг та бүхэн үзэх ёстой" гэсэн гарчгууд бүхий нийтлэлүүдийг нийтэлсээр. Францчууд түүний чийдэнг орос гэрэл гэх болсон агаад Америк, Европын хотуудаар хоромхон зуурт алдаршив. Орчин үеийн ойлголтоор түүнд жинхэнэ амжилтын оргил үе ийн тохиожээ.
Ийм үед тэрбээр алдартай, баян болох ёстой. Гэвч тухайн үеийн хүмүүс өөрөөр сэтгэдэг байснаас гадна алдар нэрийг ч юман чинээ боддоггүй байж. Хилийн чанад дахь алдаршил орос зохион бүтээгчийн зорилго байсангүй. Тийм болохоор Орос-Туркийн дайны дараа тэрбээр гэнэт байж боломгүй хачирхалтай алхам хийсэн байна. Түүний бүтээлийг зүй ёсоор хамгаалан, түүний нэрээр үйлдвэрлэж байсан францын компанид 100 сая франк төлөн бүтээлээ эх орондоо үйлдвэрлэх эрхээ буцаан авч нутгаа зорьжээ. Түүний төлсөн 100 сая франк суут бүтээл зохиосныхоо төлөө хүлээн авч байсан нийт мөнгө байсан гэдэг. Тэрбээр Европт гаргасан амжилтын дараа эх орон нь халуун дулаанаар угтан авна гэж найдсан байна. Гэвч тэр алдаатай боджээ. Түүний бүтээлийг өмнөхөөс илүү сонирхон хүлээн авсан ч үйлдвэрлэгчид хангалттай хэмжээгээр үнэлэхэд бэлэн бус гэдгээ илэрхийлжээ.
Яблочков амьдралынхаа сүүлийн жилүүдийг нам гүмхэн өнгөрүүлж, 1894 онд хорвоогоос оджээ. Хэвлэлийнхэн түүний тухай бараг мартсанаас гадна ямар ч үйлдэврлэгч түүнд хандаагүй байна.
Удалгүй томоохон орнуудад түүний бүтээлийн жинхэнэ өрсөлдөгч улайсдаг чийдэн гарч иржээ. Улайсдаг чийдэнгийн боловсруулалт XIX зууны эхэн үеэс гарч эхлэв. Эл чиглэлийг үндэслэгчдийн нэг Их Британийн зохион бүтээгч Деларю юм. Тэрбээр 1809 онд цагаан алтан эргүүлэг дундуур цахилгаан гүйдэл дамжуулж гэрэл гаргаж чадсан байна.
Цахилгаан гэрэлтүүлгийн түүхэнд хамгийн их алдаршсан хүн бол Америкийн зохион бүтээгч Томас Алва Эдисон. Түүнд энэ их алдар ирэх нь зүй ёсны хэрэг гэдэгтэй хэн ч маргахгүй. 1879 оноос хойш Эдисон улайсдаг чийдэн боловсруулж эхэлсэн агаад эл ажилдаа хэдэн мянган туршилт хийжээ. Түүгээр ч зогсохгүй энэ төрлийн судалгааны ажилдаа тухайн үед үлгэрийн мэт их хэмжээ байсан 100 мянган ам.доллар зарцуулсан гэдэг. Түүний хүчин зүтгэл талаар болсонгүй. Эдисон урт хугацааны туршид үргэлжлэн (1000 орчим цаг) ажиллах чадвартай анхны чийдэнг бүтээсэн юм.
