Электричество шаг за шагом

Р-80. КАК УМЕНЬШИТЬ ДИАМЕТР ПРОВОЛОКИ, НЕ ПРИКАСАЯСЬ К НЕЙ. Если двумя кусками медного провода подключить лампочку к батарейке, а затем с помощью какого-нибудь фантастического прибора заглянуть внутрь одного из проводов, то мы увидим, что по всей его толщине движутся электроны. Но на высоких частотах, например в сотни килогерц и более, картина заметно меняется. В центральной части провода разные составляющие поля противодействуют друг другу и ток идёт в основном только по окраинам, по кольцу, прилегающему к поверхности проводника (1). Это явление называется «поверхностный эффект», или по-английски «скин-эффект», то есть «эффект кожи». При диаметре медного провода 1 мм и частоте переменного тока 2 МГц площадь кольца, по которому идёт ток, составит всего лишь 2 % площади поперечного сечения провода. С увеличением частоты площадь круга, по которому идёт ток, уменьшается, то есть скин-эффект проявляется сильнее. Иногда для тока с частотой несколько мегагерц можно увидеть катушку индуктивности из нескольких витков медного провода, покрытого тонким слоем дорогого серебра с меньшим, чем у меди, сопротивлением. Делать весь провод серебряным нет никакого смысла, так как ток на этих частотах идёт только по самой его поверхности. Нередко используют многожильный провод с изолированными жилками, который называют «лицендрат» (2). У него соотношение между суммарным поверхностным слоем и общим сечением проводов лучше, чем у одножильного провода. При сборке концы всех жилок лицендрата соединяют, то есть включают их параллельно. Изучение и практическое использование поверхностного эффекта оказалось очень важным для индустрии. Закаливая сталь высокочастотным током, получают детали.

Т-172. Команда «Турбина» уверенно выигрывает у команды «Поршень». Начав с попытки пошутить, автор хотел бы рассказать об очень серьёзных событиях, имевших место 100 лет назад. Правда, если взглянуть повнимательней, то окажется, что всё началось почти на 2 тысячи лет раньше, когда замечательный греческий исследователь и инженер Герон Александрийский придумал свой эолипил (Р-84.1). Это был шар, который вращался под действием вырывавшегося из двух трубок пара, — первая, видимо, в истории попытка использовать тепло для выполнения механической работы. Уже приручил человек себе в помощь животных, уже заставил ветер и падающую воду вращать тяжёлые жернова мельницы, а вот огненное вещество, которого полно было в любом лесу, хоть и не раз показывало свою грозную силу, а из полезных дел применялось только для того, чтобы изжарить кусок мяса или зимой погреться у костра.