Приключения великих уравнений

Владимир Карцев

Электричество со знаками «плюс» и «минус»

Изобретение и усовершенствование электрической машины и как следствие возможность получения больших количеств электроэнергии относительно простым путем оказали поистине магическое влияние на изобретателей. Слово «электрический» стало ставиться буквально перед всеми понятиями повседневной жизни. Именно тогда в Европе появились первые электрические утюги, электрические звонки, электрические плиты, электрические органы, электрические силки, электрические ружья, электрические хлысты для выездки лошадей, электрические зонды для поиска пуль в телах раненых, электрические сети для ловли рыбы и т.д. и т.п.

Американские изобретатели тоже внесли свою лепту в новое увлечение, предложив в числе прочих устройств электрический стул. В качестве прототипа они использовали установку для убоя скота. Устройство было предельно простым: деревянный стул с захватами и два электрода. На электроды с помощью выключателя дежурный электротехник (чуть не написал «палач») подает 2 тысячи вольт переменного тока.

По замыслу авторов, этот метод должен был продемонстрировать всему миру гуманность американского правосудия: традиционные французская гильотина, английская виселица, испанская гаррота и безотказный китайский способ отрубать мечом голову, ухваченную предварительно за косу, должны были смениться новым, более прогрессивным способом. Уже в январе 1896 года власти штата Огайо издали закон об обязательном применении электрического стула.

Первым под действие этого закона попал убийца Кеммслер. Авторы изобретения с волнением собрались в Аусбурнской тюрьме Нью-Йорка, где должно было состояться испытание их детища «в работе». Вот преступник зажат в кресле. Включается ток. Через 17 секунд после этого преступник был, по-видимому, еще жив. Пришлось включить ток более высокого напряжения и на длительное время. Еще долго и мучительно «эксперимент» доводили «до конца». Казнь вызвала много протестов со стороны американской и мировой общественности.

Электрический стул и по сей день является непременным атрибутом американских тюрем. Он стал одним из ярких символов американского образа жизни, а после казней Сакко и Ванцетти, Этели и Юлиуса Розенберг в это понятие был вложен новый, совершенно определенный смысл.

Широкое распространение переменного тока высокого напряжения вызвало волну протестов со стороны невежественных людей. Как ни странно, дирижировал этим хором Томас Альва Эдисон, на этот раз выступавший не в качестве великого изобретателя, а как владелец акций компании, производящей и эксплуатирующей оборудование постоянного тока. Эдисон даже внес в сенат штата предложение издать закон, запрещающий применение переменного тока как богопротивного, опасного и аморального. Эдисон говорил на митингах:

– Меньшей опасности подвергались бы города, закопавшие в самом своем центре громадные количества нитроглицерина, чем помещающие под землей провода переменного тока высокого напряжения!

Его союзники (в основном совладельцы акций компании) подтверждали эту опасность тем, например, что 23 ноября 1890 года, наступив на крышку люка, где был уложен кабель, мгновенно сдохла лошадь; в подобных иллюстрациях недостатка не было.

Именно вмешательством Эдисона объясняется и факт введения электрического стула в практику американского правосудия. Дело в том, что это зловещее устройство действовало на переменном токе, и Эдисон рассчитывал на психологический эффект.

Здравый смысл в конце концов взял верх – переменный ток до сих пор является основным видом тока. Но проблема осталась: проблема безопасности при работе с электрическими токами как постоянными, так и переменными (кстати говоря, специалисты считают, что постоянный ток опаснее).

Врачи должны были как можно скорее решить задачу безопасности людей, работающих с электрическими токами. Один из врачей, доктор Вебер из Цюриха, решил провести эксперименты на себе. Он создал небольшую установку переменного тока частотой 50 герц, в которой можно было получать напряжения разной величины. Оголенные концы, идущие от установки, Вебер держал в руках.

• 30 вольт – руки до предплечья парализуются, но есть возможность слабо шевелить пальцами. Согнуть руки невозможно. Вебер смог выдержать все это не более 10 секунд, после чего оторвать руки от оголенных концов стоило громадных усилий.
• 50 вольт – руки парализуются, выдержать можно лишь в течение 2 секунд.
• 90 вольт – руки парализуются так сильно, что оторвать их невозможно. Прибор отключен ассистентом.

Опыты проводились в самых неблагоприятных условиях: с влажными руками, стоя без обуви на полу. Другие опыты – с сухими руками, в сухих сапогах – показали, что можно безопасно касаться одного оголенного конца, находящегося под напряжением до 1 300 вольт относительно земли.

Подобные эксперименты проводились и русскими врачами. В результате были разработаны научно обоснованные нормы безопасности при работе с электрооборудованием. Если бы эти нормы строго соблюдались и руководителями предприятий, и рабочими, несчастные случаи с электрооборудованием при работе практически исчезли бы. Почти все поражения электрическим током происходят из-за халатности. Само электричество тут ни при чем.

Но не всегда поражение электричеством – нежелательное явление. Проблема борьбы с сельскохозяйственными вредителями поставила задачу и перед электротехниками. Вот как справились с ней украинские ученые.

«Мы установили в садах, – говорит Б.Р. Лазаренко, – специальные светильники, излучающие световые волны разной длины, на разной высоте от почвы. Ведь главная часть вредителей – вечерние и ночные бабочки... Выяснилось, что для каждого вида вредителей нужна своя оптимальная длина световой волны, своя наилучшая высота расположения источника излучения. Установив наиболее подходящие параметры для всех деталей нашей установки, мы снабдили ее крестообразными двойными сетками, на которые подали высокое напряжение. Попадая между нитями, – а насекомые, прилетев на зов луча, неизбежно начинают кружиться вокруг источника света, – они замыкают контакт, и крошечная искра уничтожает вредителя.

По утрам, выходя в сады к нашим установкам, мы находим около них на земле тысячи убитых вредителей. Каждая из этих установок привлекает к себе вредителей садов с расстояния до километра. Оказалось, что они уничтожают около 200 видов вредителей садов, более 100 видов лесных вредителей, а всего – около 500 видов различных вредных насекомых! При этом установки абсолютно безвредны для полезных насекомых, например для пчел, которые летают днем, а не ночью.

За короткие часы летней ночи каждый такой «фонарь» уничтожает несколько тысяч насекомых. Кстати, очень скоро их останки к утру стали исчезать: наши ловушки пристрастились навещать лягушки, мыши, ежи – природные союзники человека. Им понравился даровой обед, поставляемый нашими аппаратами».

Приведенный текст свидетельствует о могуществе техники и о том, что нам наверняка удастся собирать в наших садах еще более высокие урожаи и яблок, и миндаля, и инжира, и всего, чего мы пожелаем. Но не настораживают ли вас, читатель, слова о 500 видах насекомых?

Здесь, быть может, окажутся небесполезными исследования, проведенные в Институте энтомологии в Лейпциге (ГДР), где удалось записать на магнитную ленту и ленту осциллографа радиосигналы, которые посылают комары. Оказалось, что у комаров различные, характерные для каждого отдельного вида длина волны, форма импульсов и другие характеристики. Например, горные комары «переговариваются» на волнах длиной 14...17 миллиметров, а болотные и полевые используют диапазон волн длиной 13...14 миллиметров. Удалось даже уловить разницу между радиосигналами, посылаемыми самцом, самкой, комаром, наполняющим желудок, и голодным. Удалось даже записать «храп» спящего комара!

Вероятно, такие записи можно использовать для подманивания к ловушкам определенных (и только определенных) категорий насекомых, относительно которых точно доказано, что их уничтожение не принесет человеку ничего, кроме пользы.

...Список жертв электричества несколько лет назад пополнился строкой, входящей одновременно в список жертв исследователей космического пространства.

Это было 27 января 1967 года. Лифт поднял в небо троих. В капсуле космического корабля «Аполлон» они должны были провести несколько часов, привыкая к новой обстановке, лежа в сделанных специально по их телам креслах – ложементах, дыша чистым кислородом на вершине громадной ракеты «Сатурн-1».

Лифт поднял в небо троих, спускать было некого. Непосредственной причиной взрыва и пожара в кабине была электрическая искра. Она проскочила между двумя кусочками меди в поврежденном проводнике под сиденьем Гриссома.

Обогащенная кислородом атмосфера и горючие материалы обшивки, казалось, только и ждали этой искры, Все занялось в один миг, и кабина моментально превратилась в пылающий ад. От астронавтов поступило лишь несколько слов: «Кажется, мы горим», «В кабине пожар!» и крики ужаса. За 20 секунд все было кончено. Чьи-то обгоревшие пальцы остались на внутренней стороне крышки люка. Но спасение было невозможным – люк можно было открыть в спокойных условиях минуты за две. А этих двух минут ни у спасателей, ни у астронавтов не было.

Горький урок извлекли конструкторы кабины из этого случая: необходимо изменить состав атмосферы, необходимо создать быстродействующую систему аварийного выхода космонавтов и, конечно, необходимо еще более тщательно проверять всю электрическую схему космического корабля. Наш верный друг электричество может при неосторожном с ним обращении превратиться в опасного и коварного врага.

Ждет ли нас нашествие электромобилей?

Оглавление

Дата публикации:

10 августа 2001 года

Текст издания:

Карцев Владимир Петрович. Приключения великих уравнений. М.: Знание, 1986.

Дата обновления:

27 июня 2011 года