Броненосцы Петра Великого -ч.3 Петербург (СИ)

Про электролизер нарисовал подмастерьям целое батальное полотно, как электронная жидкость, стекая с электродов, вступала в битву с обычной жидкостью. Результат такой битвы может быть разный, и, чтоб результат получался нужный нам — добавляем в обычную жидкость разные вещества, которые становятся шпионами электрических потоков и обеспечивают им не только победу, но и чтоб обычная жидкость выполняла пожелания победителя. От того, каким будет это вещество-шпион — результат может быть разный. От того, сколько силы мы вкладываем в электроды — будет различаться размер результата, вплоть до бабаха. К счастью, подмастерья провели эксперименты без разрушительных последствий и подобрали параметры электролиза на наших экспериментальных генераторах.

Перед этим они занимались подбором параметров трансформатора для сварки на переменном токе. Стандарта для переменного тока еще не выработали, и подбирали габариты сердечника под частоту конкретного генератора, опытным путем разумеется.

Сложного в трансформаторе ничего нет — он прост и понятен. Первичная обмотка, навитая спиралью, порождает водоворот электрической реки и та, в свою очередь, порождает водоворот магнитного поля. Если, для наглядности, посмотреть на водоворот в реке, увидим, что силы водоворота изменяются в нем от максимальной силы на минимальном радиусе, ближе к центру, до минимума силы, но на большом радиусе, на периферии. Если переводить эту аналогию в электричество, то можно преобразовывать в трансформаторе электричество либо в большую силу тока на небольшом напряжении, либо в большое напряжение на маленькой силе тока. Вот такая аналогия с водоворотом.

А технически это делают, навивая разное количество витков в первичной обмотке, куда заводим преобразуемое электричество и вторичной обмотке, из которой забираем преобразованное электричество. Во сколько раз количество витков вторичной обмотки меньше, чем у первичной обмотки — во столько раз меньше будет напряжение на выходе из вторичной обмотки и больше сила тока, если, конечно, попадется подходящая нагрузка. В большую сторону это также работает. Например, на кинескопы телевизоров моего времени нужно было подать напряжение около 10 000 вольт. И ничего, трансформаторы справлялись. Делали сотню витков в первичной обмотке, и двадцать тысяч витков во вторичной. Вот и повышали напряжение с сорока до 8 тысяч вольт, лишь бы изоляция проводов это напряжение выдерживала. Но это отдельный разговор.

А в сварочных трансформаторах стоит противоположная задача, надо максимальный ток, а напряжение уже вторично, лишь бы вольт 60 на холостом ходу для зажигания дуги было, а варить можно и на 12 вольтах. Тогда в первичной обмотке наматывали пару сотен витков, а во вторичной десяток, и преобразовывали 220 вольт к 11 вольтам. Зато сила тока возрастал в 20 раз, и если через первичную обмотку проходило 5 ампер, то от вторичной можно было забрать уже 100 ампер. Этого, с грехом пополам, хватало для сварки электродом троечкой. Хотя, 200 ампер будет значительно лучше для сварки. А еще лучше, если можно будет регулировать ток от 100 до 500 ампер. На это и ориентировался.

А регулировать трансформатор очень просто — можно сделать несколько отводов от витков спирали обмотки, и включать в работу то больше, то меньше витков — и вся регулировка. Можно и более экзотические методы, вплоть до регулировки частоты. Но это не для моих возможностей.

Вот и прозвучало это слово — частота. Частота это сколько раз в секунду будут происходить всплески электричества в проводах. В генераторах переменного тока, или напряжения, как хотите — всплески происходят каждый раз, когда полюса катушки ротора проходят через полюса катушек статора. Тем самым, частоту всплесков можно регулировать, увеличивая количество этих катушек или увеличивая частоту вращения ротора. И зачем это знать? Это задачка буриданова осла.

Самый серьезный недостаток всех трансформаторов, что они не могут работать на постоянном токе. Им обязательно нужен переменный. И чем выше частота, тем компактнее можно сделать трансформатор. А чего тогда не задрать частоту на максимум? Ведь тогда все бытовые и промышленные электроприборы станут в разы меньше?

Вот это и есть два стога сена для осла. С повышением частоты больше энергии расходуется на нагрев проводов и радио излучение, как это не смешно. Если проводить аналогию, то можно представить туриста, забывшего спички и лихорадочно воспроизводящего древний способ добычи огня трением деревянной палочки. Чем чаще он трет палочку, тем сильнее она нагревается, а если будет тереть не торопясь, то палочка и через неделю холодной останется.

Зато, с повышением частоты можно через провод одного сечения пропускать больше энергии и преобразовывающие устройства получаются компактнее, начиная от трансформатора и заканчивая электродвигателем.