ния о порядке их оформления в Америке, вдруг узнаю: Томсон опередил меня и получил множество патентов на этот принцип устройства, что, конечно, очень огорчило меня и привело в замешательство. Используя такую лампу, я искал способ улучшить регулирование ламп переменным током, при этом видя преимущество в применении легкого, ни с чем не связанного зажима, движению которого ничто не препятствует. В это время обстоятельства не позволили мне довести до конца несколько проектов машин, которые я мысленно представлял себе, а с имевшимися машинами работа лампы представала в очень невыгодном свете. Я не могу согласиться с Элью Томсоном, что малые колебания будут в той же мере благоприятны для ламп с часовым механизмом, как и для ламп с зажимным устройством; в действительности они, как я считаю, вообще не дают никаких преимуществ для ламп с часовым механизмом.
Было бы интересно узнать мнение г-на Чарльза Ф. Браша по этим вопросам.
Профессор Томсон утверждает, что он добился полного успеха, применяя лампу с зажимным устройством «в контуре с катушками такой большой самоиндукции, что гасились любые, даже очень слабые флуктуации». Нет сомнений, что профессор не имеет в виду самоиндукцию, сглаживающую периодические флуктуации тока. Для этого требуется как раз противоположное свойство, а именно электрическая емкость. Самоиндукция катушек в этом случае просто увеличивала полное сопротивление и предотвращала возникавшие с большими временными интервалами сильные отклонения, которые появляются, когда сопротивление в контуре с лампами очень мало или оно большое, но амортизаторы, будь то в лампе или где-нибудь в другом месте, слишком свободны.
Далее профессор Томсон заявляет, что в лампе, механизм питания которой регулируется исключительно магнитом шунтирующей цепи, флуктуации, происходящие в дуге, не оказывают ощутимого воздействия на магнит. Действительно, колебания сопротивления дуги как следствие колебаний силы тока таковы, что могут гасить флуктуации. Тем не менее периодические флуктуации передаются через шунтирующую цепь, в чем каждый может с легкостью убедиться, приложив к магниту тонкую железную пластинку.
В отношении физиологического воздействия токов я мог бы сказать, что по прочтении незабываемой лекции, где изложены его взгляды на распространение переменных токов по проводникам, мне сразу же пришло в голову, что токи с высокими частотами будут менее вредны. Я искал доказательства того, что практика прохождения [тока] через тело вызывает меньшие физиологические воздействия. И временами считал себя способным локализовать боль наружных частях тела, но это под большим вопросом. Однако совершенно уверен, что ощущение от токов очень высоких частот несколько иное, чем от токов с низкими частотами. Я также отметил огромное значение готовности к шоку. Если вы готовы, воздействие на нервы будет совсем не таким сильным, как если бы вы не были подготовлены. При частотах 10 000 колебаний в секунду и выше вы ощущаете лишь слабую боль в центральной части тела. Заслуживающее упоминания свойство таких токов высокого напряжения состоит в том, что, дотронувшись до провода, вы тотчас же получаете ожог, по сравнению с которым боль почти не заслуживает внимания.
Но поскольку разность потенциалов на разных сторонах тела, создаваемая определенным током, проходящим сквозь него, очень мала, эффект нельзя полностью приписать поверхностному распространению тока, а исключительно низкое сопротивление тела так быстро меняющимся токам говорит скорее в пользу емкостного действия.
Что касается предложения доктора Татума, на которое профессор Томсон ссылается в другой статье того же номера журнала, могу сказать, что мной построены машины, которые имели до 480 полюсов и от которых можно было получать до 30 000 колебаний в секунду, а возможно, и больше. Я также разработал типы машин, в которых поле вращается в направлении, противоположном якорю, посредством чего от такой машины можно получить 60 000 и более колебаний в секунду.
Я высоко ценю положительное мнение профессора Томсона о моей работе, но должен признать, что в своих выводах он делает поразительнейшее заявление относительно мотивов своих критических замечаний. Я никогда ни на миг не сомневался в том, что они были продиктованы лишь дружеским побуждением. В повседневной жизни мы часто вынуждены представлять противоположные интересы или мнения, но, несомненно, в более высоком смысле чувства дружбы и взаимного уважения не должны быть опорочены такими моментами, как эти.
«The Electrical Engineer», 18 марта 1891 г.
9Феномены токов высокой частоты
Я не могу не прокомментировать замечание профессора Томсона в вашем номере от 1 апреля, хотя и не люблю вступать в долгую полемику. И с радостью оставил бы последнее слово за профессором, если бы некоторые его заявления не сделали мой ответ необходимым.
В моих словах не было и намека, что все свои работы в области переменных токов высокой частоты Томсон сделал после своего письма, опубликованного в «Electrician». Я посчитал возможным и даже очень вероятным, что он провел свои эксперименты до письма, и мое высказывание в этой связи подразумевало этот обычный ход вещей. Более чем вероятно, что достаточно много экспериментаторов создали такие машины и наблюдали эффекты, подобные тем, что описаны профессором. Однако сомнительно, что при отсутствии каких бы то ни было публикаций по этому вопросу описанный мной эффект свечения наблюдался другими. Это тем более вероятно, поскольку очень немногие смогли бы пойти на те тяготы, которые испытал я. Да и сам не сделал бы этого, если бы у меня не было твердого убеждения, к которому я пришел, изучая труды самых выдающихся мыслителей, что я добьюсь искомых результатов. Теперь, когда я указал направление, будет, вероятно, много последователей, и именно с этой целью были продемонстрированы мной некоторые из достигнутых результатов.
Относительно экспериментов с лампой накаливания и нитью накала, установленной на одиночном проводе, профессор Томсон решительно утверждает, что он совершенно не может согласиться со мной, что проводимость сквозь стекло имеет какое-либо отношение к наблюдаемому явлению. Он упоминает хорошо известный факт, что лампа накаливания действует так же, как лейденская банка, и говорит, что «если бы проводимость сквозь стекло была возможной, этот эффект не мог бы проявиться». Я думаю, что могу с уверенностью утверждать, что очень немногие электротехники согласятся с этой точкой зрения. Чтобы емкостный эффект мог осуществиться, необходимо лишь, чтобы скорость, с которой заряды способны равномерно проникать через стекло благодаря проводимости, была бы несколько ниже скорости, с которой они накапливаются.
Профессор, по-видимому, считает, что проводимости сквозь стекло не существует. Но разве он никогда не измерял сопротивление изоляции? И разве не с помощью тока проводимости? Неужели он считает, что среди существующих физических тел есть идеальный изолятор? Разве он не понимает, что в связи с проводимостью вопрос может стоять только о ее степени? Если бы стекло было абсолютным изолятором, как мы могли бы объяснить утечку в стеклянном конденсаторе, когда на него воздействует постоянная разность потенциалов?
Хотя это и не связано напрямую с данной полемикой, я хотел бы здесь указать на то, что существует распространенная ошибка относительно свойств диэлектриков. Многие электротехники часто путают теоретический диэлектрик Максвелла с применяемыми на практике диэлектриками. Они всё еще думают, что единственным идеальным диэлектриком является эфир, а все остальные тела, о существовании которых нам известно, должны быть проводниками, судя по их физическим свойствам.
Мое утверждение, что в описанном выше опыте речь идет о некоторой, возможно, незначительной, проводимости, было сделано не только на основании того, что все вещества в большей или меньшей степени являются проводниками, но главным образом из-за нагрева стекла в ходе эксперимента. Профессор Томсон, видимо, не учел, что изолирующая способность стекла очень сильно ослабевает с повышением температуры, тем более что расплавленное стекло является сравнительно неплохим проводником. В своем первом ответе профессору в номере от 18 марта я, кроме того, изложил, что такой же эксперимент можно провести при постоянной разности потенциалов. В этом случае необходимо допустить, что в какой-то степени такой процесс, как проводимость стекла, имеет место, тем более что это можно продемонстрировать на опыте, в котором при достаточно высокой постоянной разности потенциалов сквозь стеклянный конденсатор с ртутным покрытием может проходить достаточное количество тока, чтобы засветилась трубка Гейслера, последовательно соединенная с конденсатором. При переменном напряжении проявляется влияние конденсатора и проводимость становится незначительной; проводимость тем слабее, чем выше частота чередований или изменений тока в единицу времени. Тем не менее, по моему мнению, проводимость существует всегда, особенно если стекло горячее, хотя слабая проводимость может иметь место при очень высоких частотах.
Далее профессор Томсон заявляет, что я, с его точки зрения, неправильно понял его высказывание о пределе слышимости. Он говорит, что от 10 000 до 20 000 полуволн соответствуют 5 000-10 000 полных звуковых колебаний. В своем ответе (в номере от 18 марта) я избегал прямого подчеркивания ошибки, допускаемой им, но теперь не вижу другого выхода. Профессор, надеюсь, извинит меня, если обращу его внимание на явление, которому он, по-видимому, не придал значения, а именно на то, что от 10 000 до 20 000 полуволн колебаний тока в дуге — что и было предметом обсуждения — означают не 5 000-10 000, а от 10 000 до 20 000 полных звуковых колебаний.
Профессор говорит, что я поддержал или предложил идею считать пределом слухового восприятия 10 000 колебаний в секунду, но я этого не делал. С его утверждением, что я экспериментировал со звуками от 5 000 до 10 000 полных колебаний, категорически не могу согласиться. По его мнению, это ниже предела слышимости, а в качестве аргумента приводит ссылку на то, что, экспериментируя в старших классах в Central High School в Филадельфии, он воспринимал 20 000 колебаний в секунду. Однако полностью проигнорировал особенность, на которой я подробно останавливался, а именно на том, что пределом слышимости дуги является нечто совершенно иное, чем предел слышимости вообще.