Яблочков — слава и гордость русской электротехники

Разработку новых типов гальванических элементов Яблочков вёл очень систематически, исходя каждый раз из определённой идеи. В первых типах своих элементов Яблочков стремился получить электрическую энергию путём непосредственного расходования угля в гальваническом элементе, минуя применение паровой машины. Это так называемые «элементы горения», основанные на наблюдениях одного учёного над возникновением электродвижущей силы при соприкосновении горящего угля с холодным металлом. Катодом в элементе Яблочкова служил уголь; электролитом служила расплавленная селитра, являвшаяся в то же время источником кислорода для горения угля и деполяризатором. Внесение в селитру солей некоторых металлов позволяло регулировать интенсивность всего процесса. В другом элементе Яблочкова источником кислорода служила вода.

Несколько позднее Яблочков перешёл к элементам, в которых вместо угля применялся натрий или другие щелочные металлы. Эти элементы не требовали присутствия жидкости и были названы Яблочковым «сухими элементами» в более точном значении этого слова, чем современные нам «сухие батарейки», знакомые каждому радисту, так как в последних имеются опилки, пропитанные электролитическим раствором.

Действие сухих элементов Яблочкова основано на окислении натрия при комнатной температуре. Натрий, служащий катодом, отделён от пористого угля или от какого-либо другого пористого проводника пластинкой пористого изолятора. Воздух, окисляющий натрий, проникает к последнему через пористый анод и пористый изолятор. Задняя поверхность натриевой пластинки покрыта слоем лака, препятствующим непосредственному окислению её воздухом. В руках Яблочкова элемент с натрием прошёл несколько различных модификаций.

Опыты с натриевыми элементами в Париже в 1884 году чуть ли не стоили Яблочкову жизни, так как во время этих опытов от воспламенения водорода произошёл пожар. Яблочков стал задыхаться и уже лежал без чувств, когда к нему пришли на помощь.

Вредным процессом в гальванических элементах является так называемая поляризация анода, представляющая собой накопление около анода водорода, мешающего прохождению тока. Яблочков воспользовался поляризацией анода для создания особого трехэлектродного элемента с электродами из натрия, цинка и угля. В центральной части этого цилиндрического элемента катодом служит сильно окисляющийся штабик из натрия, анодом — сравнительно слабо окисляющийся цинковый цилиндр. Во внешней части того же элемента анодом служит неокисляющийся уголь, катодом — цинк. Уголь постоянно поляризуется, но вместе с тем поглощает кислород из воздуха, что приводит к непрерывному уничтожению поляризации путем соединения кислорода с поляризующим уголь водородом. Этот тип гальванического элемента был назван Яблочковым «автоаккумулятором» и является прототипом предложенных намного позднее элементов с «воздушной деполяризацией».

Один из наиболее удачных типов автоаккумулятора Яблочков запатентовал в 1885 году и тогда же представил доклад о принципах действия автоаккумулятора в Парижскую Академию наук.

В 1887 году Яблочков получил патент на гальванический элемент с механической подачей в него под давлением газов, служащих для деполяризации. В последних типах разработанных им гальванических элементов Яблочков борется с засорением пор угля путём устройства перед последним тонкой деревянной перегородки с очень малыми пористыми отверстиями, не пропускающими засоряющих частиц солей к углю. Загрязнение цинкового катода окисью цинка Яблочков устранил в этом типе гальванических элементов путём лужения поверхности цинка оловом.

Работы П. Н. Яблочкова над гальваническими элементами не явились простыми попытками подобрать наиболее удачную комбинацию путём очень большого числа пробных опытов. Как и во всех других изобретениях, Яблочков шёл и здесь по строго намеченному пути, обусловленному имевшимися в его руках научными данными и его собственными исследованиями.

Существенной задачей современной электротехники является передача энергии по проводам — та канализация электричества, которую предсказывал Чиколев. П. Н. Яблочков не мог оставить эту задачу без внимания.

В 1885 году он поделился в кругу близких ему специалистов-электротехников своими мыслями по вопросу о наилучших методах передачи электрической энергии на расстояние при помощи высоковольтного переменного тока. Слушатели записали предложение Яблочкова. Он указал на выгодность и необходимость пользоваться для передачи энергии током высокого напряжения. Он предлагал пользоваться для передачи переменным током, повышая напряжение последнего при помощи трансформаторов («индукционных катушек» по его терминологии).

Эти мысли вскоре нашли блестящее подтверждение в работах другого русского учёного-новатора — Михаила Осиповича Доливо-Добровольского.