Владимир Рюмин
Занимательная электротехника на дому

Индукторий из электрического звонка

Физиологическое действие переменного тока высокого напряжения можно испытать и не строя, и не покупая для этого спирали Румкорфа. Такой ток можно получить от обыкновенного электрического звонка. Какие небольшие изменения в обыкновенной звонковой проводке для этого следует сделать, видно из рис. 6. На нем буквой В обозначена звонковая батарея, К — кнопка, Z — звонок. Электроды (гильзы от ружейных патронов или деревянные палочки, оклеенные станиолем) присоединяются: I – к клемме звонка 1 (+), II – к клемме 2 (—) и III – к металлической чашке звонка. I и II электроды берут в одну руку так, чтобы они не касались друг друга, а III в другую. При нажатии на кнопку К (ее можно заменить пластинчатым коммутатором) звонок начинает действовать, и во все время его действия лицо, держащее электроды в руках, испытывает характерные мышечные содрогания, вызываемые электротоком, появляющимся в обмотке электромагнита в момент размыкания цепи.

Рис. 6

Теоретическое объяснение действия этого приспособления далеко не так просто, как его устройство, а потому касаться его я не буду.

Животное электричество

Те, кто знаком с физикой, хотя бы по краткому школьному учебнику, знают, что нашим широким применением гальванических звонков, а следовательно, и всей «техникой слабых токов» (электрических звонков, телеграфа, карманных фонариков и пр. и пр.), мы обязаны скромной серой травяной или съедобной лягушке… Жирные задние лапки этого земноводного являются тонким гастрономическим блюдом многих южных народов.

Жена итальянского профессора Алозия Гальвани тоже, вероятно, была поклонницей этого блюда, а по иным источникам, варила из лягушечьих лапок бульон, прописанный ей врачами, товарищами мужа, в качестве легкого и питательного кушанья.

Как бы то ни было, но каким-то путем одна из препарированных лягушек очутилась не в кухне, где ей надлежало быть, а в кабинете профессора, производившего в это время опыты с электрической машиной.

В то время как один из учеников Гальвани коснулся ножом спинного нерва лягушки, другой извлек искру из электрической машины. В этот момент лапки мертвой лягушки вздрогнули.

Умышленное повторение опыта вызывало то же явление до тех пор, пока в трупе лягушки не наступило мускульное оцепенение. Это открытие вызвало колоссальный интерес тогдашних физиков. Бедные лягушки сотнями приносились в жертву науке, число их росло по мере развития спора между Гальвани и другим физиком, Александром Вольта.

Вольта думал, что нервы и мускулы лягушки играют лишь роль проводника тока, а вся суть в прикосновении металлов; Гальвани же приписывал явление животному электричеству. Победило мнение Вольта, к которому примкнули и другие авторитеты и который за исследование электричества, возникающего между металлами, опущенными в раствор кислоты (уже без участия лягушек!), удостоился от Наполеона графского титула.

Оба противника были не правы. Впоследствии было признано, что ток является в этих случаях результатом химических реакций, но мысль Гальвани о существовании животного электричества получила впоследствии подтверждение в работах Дюбуа-Реймона, который доказал, что нервы и мускулы только что убитого животного заряжены разноименными электрическими зарядами.

Впрочем, в существовании животного электричества нельзя сомневаться, будучи знакомым с живыми лейденскими банками, электрическими рыбами, о которых говорилось в «Занимательной электротехнике».

Да и мы с вами, читатель, не только чувствуем приближение грозы и ощущаем разряды электрических машин и спирали Румкорфа, но и сами являемся источниками электрической энергии.

Было доказано возникновение электрического тока в результате мускульной деятельности. Один исследователь составил цепь из 16 человек, которые держали друг друга за руки, причем крайние касались концов проволок, соединенных с чувствительным гальванометром. При сокращении участниками цепи мускулов их правых рук стрелка гальванометра отклонялась от нулевого положения. При сокращении мускулов левых рук отклонение происходило в обратную сторону. Некоторые физиологи полагают, что процесс передачи нервами ощущений нашему мозгу есть также процесс электрический, аналогичный передаче тока по проводникам.

Более чем вероятно, что лечение электричеством основано на электрической природе нашей жизнедеятельности.

Применение катушки Румкорфа при электрификации комнаты

Мы уже знаем из «Занимательной электротехники», как можно электрифицировать наши жилые и нежилые помещения при помощи ряда приспособлений, действующих от батарей гальванических элементов.

Эту электрификацию можно изменить и расширить, если у вас кроме источника прямого тока невысокого напряжения имеется индукторий для превращения его в прерывистый ток большого вольтажа.

Опишем несколько таких домашних приборов с катушкой Румкорфа.

Электрическая зажигалка

Источником тока служит сухая батарейка или батарея элементов Лекланше звонковой установки. Самая зажигалка состоит из двух частей: металлической трубочки с бензином и фитилем, соединенной с одним из полюсов батареи, и металлической же кисточки, соединенной с другим полюсом. Для превращения прямого тока батареи в ток высокого напряжения, дающий искру при соприкосновении кисточки с трубочкой, охватывающей пропитанный бензином фитиль, между батареей и футляром или между батареей и кисточкой вводится небольшая спираль Румкорфа или спираль в одну обмотку, действующая экстратоком (током самоиндукции).

Рис. 7

Рис. 7 показывает схему соединения названных частей: В — батарея, s — спираль, ƒ – металлическая трубочка, К – такая же кисточка.

Металлическим сосудом для бензина может с удобством служить футляр от докторского термометра. Можно, конечно, если его нет под руками, подобрать отрезок металлической трубки соответственного диаметра (10–12 мм), припаяв к нему дно.

Сверху трубка закупоривается пробкой / с пропущенной сквозь нее узенькой (1–2 мм) трубочкой m для фитиля. Эта трубочка либо прямо соединяется с проводом, подводящим ток (тогда и сосуд для бензина может быть не металлический, а из любого материала, например, как на рисунке, стеклянный, в виде обыкновенной химической пробирки или аптекарского пузырька), либо находится в соединении с металлическим корпусом зажигалки, соединенным, в свою очередь, с источником тока.

Кисточка собирается из отрезков тончайших медных проволок (из гибкого провода электроосветительных установок) длиной около 1 см; в середину пучка вводится обнаженный конец провода от другого полюса батареи, а затем пучок плотно вдвигается в деревянную или стеклянную трубочку, чтобы его можно было брать в руки, не опасаясь удара индуктивным током.

При включении катушки провода, ведущие один к батарее, а другой к корпусу или трубочке зажигалки, соединяются с борнами (клеммами) вторичной обмотки, то есть с точками включения разрядника. Прерыватель катушки, значит, из цепи выключается.

Вместо катушки Румкорфа можно включить в цепь спираль из звонковой проволоки (диаметр 0,8 мм), примерно в 5 слоев намотанную на проволочный железный сердечник, длиной около 10–12 см, диаметром раз в десять меньше длины.

Если взять более тонкую обмотку (например, 0,4 мм), то длину сердечника можно соответственно (в данном случае вдвое) уменьшить.

Как расположить отдельные части такого приспособления для зажигания индуктивной искры – это дело вкуса. Можно сосуд с бензином укрепить в вертикальном положении на столе или на стене и тут же вблизи поместить клеточку, а спираль и батарею вынести в соседнее помещение или скрыть их в ящике, на крышке которого установить самую зажигалку.

Ее удобство, в сравнении с зажигалками с накаливающейся проволокой – отсутствие ломких частей. Зажигание производится чирканьем металлической кисточки о край трубочки с фитилем. Пары бензина при этом вспыхивают. Чтобы предохранить бензин от испарения в то время, как зажигалка не работает, трубочку надо прикрывать подобранным к ней или специально сделанным колпачком.

В технике зажигание искрой тока высокого напряжения имеет место в двигателях внутреннего сгорания, следовательно, в автомобилях и на аэропланах.

Предохранители от воров

Большинство предохранителей от воров нетрудно усложнить введением в цепь спирали Румкорфа. В этом случае любитель чужого добра, пытаясь открыть дверь, окно, сундук, ящик стола и т. и., немедленно наказывается неприятным сотрясением руки, а при достаточной величине катушки может испытать даже настолько сильное сокращение мускулатуры, что понадобится посторонняя помощь, чтобы разжать руку.

Эта помощь может быть оказана самим собственником охраняемых вещей и, следовательно, передачей вора в соответственное учреждение, для воров установленное.

И в этом случае фантазии любителя, как расположить отдельные части установки, предоставляется широкий простор, в зависимости от рода охраняемого помещения и вида запора.

Приведу два примера. Во-первых, предположим, что замыкается помещение щеколдой или задвижкой а (А, рис. 8).

Та и другая должны быть в этом случае не металлические: щеколда может быть деревянной, а задвижка эбонитовой.

В них ввертываются две металлические (лучше всего медные или латунные) ручки А и с, за которые они отодвигаются в сторону. При отодвигании щеколда концом d, с привинченной к нему снизу металлической палочкой, надвинется на металлическую же планку е. Этим замкнется цепь установки, и охраняющий аппарат придет в действие.

Аппарат же в целом состоит из батареи звонковых элементов ƒ, звонка g, катушки Румкорфа к и описанной задвижки а.

Рис. 8

Ток от батареи идет в звонок, играющий в данном случае не только роль известителя о покушении на вторжение в охраняемое помещение, но и прерывателя для катушки к, в одну из клемм первичной обмотки которой (1) идет ток из звонка выходя из другой клеммы от той же обмотки (2) и направляется в планку d щеколды. При надвигании этой планки на планку е ток возвращается в батарею, цепь замыкается, звонок звонит и во вторичной обмотке спирали Румкорфа появляется переменный ток высокого напряжения, идущий через ручки b и с и через тело держащего их человека.

Для второго примера возьмем дверь, по-видимому не имеющую никакой охраны и запора, отворяющуюся, если повернуть к себе ручку а (В, рис. 8). В действительности такая дверь должна иметь контактное приспособление, приводящее в действие электрический звонок, когда ее открывают. Сверх этого охранительного прибора в цепь вводят катушку Румкорфа, включая ее так же, как и в предыдущем случае, то есть соединяя клеммы от ее первичной обмотки – одну со звонком, другую с одной из металлических пластинок надвигающегося или скользящего контакта, из числа описанных в «Занимательной электротехнике». Клеммы же вторичной обмотки катушки соединяют с винтами в и с, которыми дверная ручка привинчивается к дверному полотнищу.

Металлическая ручка (обычно латунная) делится на две части распилом посередине и заполнением выпиленного промежутка каким-нибудь изолирующим слоем rf, хотя бы из пластинки эбонита, подходящей толщины.

Взявшийся за ручку, открывая ее и тем замыкая ток в охранительной установке, а следовательно, и во вторичной обмотке спирали, получает сотрясение в мускулах руки и, как я сказал, сокращение их, которое может быть сделано более или менее сильным в зависимости от размеров катушки.

На день или вообще на время, в течение которого охранительный прибор не должен действовать, цепь прерывается обычным пластинчатым прерывателем (А, рис. 8), размыкаемым на день и замыкаемым на ночь или при выходе хозяина из помещения.