Первый русский электротехник

29 мая исполнилось 210 лет изобретению академика Василия Петрова

00:00, 01 июня 2012г, Общество 3213


В 1788-1791 годах он работал преподавателем в Колывано-Воскресенской горной школе в Барнауле, а позже открыл явление электрической дуги.

Земная энергия

Ещё до появления Василия Петрова на свет учёных интересовала возможность выработки электричества без каких-либо движущихся механических частей – одним только таинственным химическим процессом. Изобретение в 1745 году голландским учёным Питером ван Мушенбруком, а также параллельно и независимо от него немецким учёным Клейстом «лейденской», или «медицинской банки» позволяло получать, накапливать и хранить сравнительно большие заряды. Теперь человечество имело в арсенале разные виды электричества: небесное, рождаемое молнией, и рукотворное – земное.

Василий Петров родился через полтора десятилетия после этого открытия в городе Обоянь Курской губернии в семье священника. Поначалу его направляли по пути отца: окончив церковную школу, он продолжил обучение в Харьковском духовном коллегиуме. Но, обнаружив у себя способности, тягу к естественным наукам и большую любознательность, в 1785 году Василий перебрался в Санкт-Петербург, где стал казеннокоштным слушателем учительской семинарии. Он входил в четвертьвековой возраст, а всё ещё учился.

В 1788 году, не окончив курса обучения, по предложению комиссии по народному просвещению отправился в Барнаул преподавателем горного училища при Колыванско-Воскресенских заводах. Подписал договор на три года, вёл математику, физику, российскую грамматику и латинский язык. При его участии улучшился весь строй занятий, были введены экскурсии на рудники и заводы, а также классно-урочная система обучения.

На Алтае, где построил и запустил первую в мире паровую машину Иван Ползунов, где творили Кузьма Фролов и другие новаторы, Василий Владимирович начал складываться как исследователь. Столкнувшись с конкретными задачами, выдвигаемыми перед физикой и химией разнообразными производственными процессами, он создал, к примеру, первый в Сибири физический кабинет, который, к сожалению, уничтожило наводнение 1793 года. В числе его учеников были известные алтайские изобретатели Поликарп Залесов и Михаил Лаулин – первый из них создал оригинальный механизм для разлива металла из печей в формы, а второй руководил изготовлением «Царицы ваз» и других изделий из удивительных алтайских камней на Колыванской шлифовальной фабрике.

Аттестация Петрова была настолько блестящей, что по окончании договорного срока в 1791 году он возвратился в Санкт-Петербург, где читал лекции по физике и математике сначала кадетам Инженерного училища, а позднее – слушателям Медико-хирургической академии, которую оставил лишь в 1833 году, за год до кончины. Здесь в 1795 году он стал экстраординарным (внештатным) профессором, а в 1809 году ему присвоили звание академика.

Благодаря неустанному поиску и страсти к исследованиям имя профессора Петрова осталось на скрижалях мировой науки.

Электрические опыты

Ещё будучи на Алтае, Василий Владимирович узнал о том, что в ноябре 1780 года взору 54-летнего профессора анатомии Луиджи Гальвани предстала жуткая картина. Вот как сам болонский учёный описал её в мемуарах: «Я разрезал лягушку и положил её безо всякого умысла на стол, где на некотором расстоянии стояла электрическая машина. Случайно один из моих ассистентов дотронулся до нерва лягушки концом скальпеля, и в тот же момент мускулы лапки содрогнулись как бы в конвульсиях. Другой ассистент, обыкновенно помогавший мне в опытах по электричеству, заметил, что явление это происходило лишь тогда, когда из кондуктора машины извлекалась искра».

Трактат Луиджи Гальвани «Об электрических силах в мускуле» был опубликован в 1791 году, когда Петров завершал преподавательскую карьеру в Барнауле. Знакомство с сенсационным исследованием профессора старейшего в Европе Болонского университета, основанного в 1088 году, побудило молодого русского учёного заняться, нет, не опытами над мёртвыми лягушками, а люминесценцией.

Изучение явления холодного свечения было модным увлечением исследователей в конце XVIII века. Оно привлекало внимание итальянца Марсильи, ирландца Бойля, немцев Палласа и Лейбница, голландца Мушенбрука, француза Лавуазье. Но заслуга русского профессора, по заключению советского академика Сергея Вавилова, состоит в том, что «Петрову удалось разделить хемилюминесценцию от фотолюминесценции» – то есть свечение тел, вызванное химическим воздействием, от возбуждаемого светом.

Также Василий Петров исследовал химическое действие тока, электропроводность, электрические явления в газах.

К тому времени успех Луиджи Гальвани в изучении природы возникновения «земного» электричества развил Алессандро Вольта. Перечитывая трактат предшественника, он заметил, что эффект содрогания лапок лягушки наблюдался лишь тогда, когда конечностей касались двумя различными металлами. Вольта решил провести опыт, но не на земноводных, а на самом себе. Он брал две монеты, изготовленные из разных металлов, и клал их себе в рот: одну - на язык, другую – под язык. И если соединял проволочкой, то чувствовал вкус примерно такой, как если лизнуть одновременно два контакта батарейки.

Далее Алессандро Вольта экспериментировал уже с сотней цинковых и серебряных кружков, разделённых бумагой, смоченной солёной водой. В итоге он получил источник электричества, получивший название «вольтов столб».

Вслед за этим Алессандро Вольта изобрёл электрическую батарею, названную им «короной сосудов». Батарея – это много последовательно соединённых цинковых и медных пластин, опущенных попарно в сосуды с разбавленной кислотой. Однако поражавший современников «мощный» источник электрической энергии сейчас мог бы привести в действие разве что электрический звонок.

Василий Петров пошёл дальше своих предшественников – он открыл электрическую дугу. В «Известии о гальвани-вольтовских опытах» исследователь говорит о том, как ему удалось получить между двумя кусками древесного угля электрический свет и белое пламя, от которого «тёмный покой достаточно ярко освещён быть может». Затем в 1802 году, израсходовав около 200 рублей, Петров построил поистине «огромную наипаче баттерею», состоящую из 4200 медных и цинковых кружков, проложенных бумажными кружками и смоченных электролитом – водным раствором нашатыря, получив явление электрической дуги.

Искры характера

Явление, замеченное Василием Петровым в 1802 году, наблюдал Гэмфри Дэви лишь через восемь лет, описав его в «Элементах химической философии» в 1812 году. С лёгкой руки этого английского физика оно и получило название «вольтова дуга», хотя вернее было бы именовать её «дугой Петрова».

Управляющий Главной палатой мер и весов профессор Николай Егоров утверждал, что Дэви опубликовал сведения о «вольтовой дуге» в журнале Electrician. Но знал ли об этой публикации Петров – неизвестно.

Игнорирование открытия русского изобретателя, своевременно не нашедшего мирового признания, позднее объясняли тем, что оно было описано автором лишь на русском языке. Хотя известно, что ещё в Барнауле Василий Петров хорошо владел латинским, английским, французским и немецким языками. Однако почему-то не перевёл и не издал за рубежом описание своего открытия. Впрочем, он считал принципиально важным все свои работы публиковать только на русском языке и в российских журналах.

К примеру, в «Собрании физико-химических новых опытов и наблюдений», опубликованном в 1801 году, Петров скромно писал: «Я природный россиянин, не имевший случая пользоваться изустным учением иностранных профессоров физики и доселе остающийся в совершенной неизвестности между современными нам любителями сей науки».

Об изобретении Василия Петрова, скончавшегося в 1834 году, надолго забыли и в России. Лишь через полвека после его кончины, в 1886 году, благодаря случайной находке Александра Гершуна, студента Петербургского университета, впоследствии известного физика, вновь вспомнили имя и работы Василия Владимировича. Работая в библиотеке города Вильно, Александр Гершун нашёл на одной из запылённых полок небольшую по формату книгу «Известие о гальвани-вольтовских опытах», изданную в 1803 году Петровым. Студент был потрясен: книга Петрова, закрепившая за ним первенство его открытий в 1802 году, принадлежит мировой науке и является одним из блестящих доказательств мощи русского творчества.

Вскоре об исследованиях соотечественника были сделаны подробные сообщения на заседаниях советских научных обществ, опубликована статья в журнале «Электричество».

Однако памятник на могиле русского новатора был поставлен только в 1914 году, а вот его портрет не обнаружен и поныне.

Возможные объяснения забытью можно найти в сложной судьбе и независимом характере учёного. Действительный член Императорской Академии наук фактически не имел систематического образования, однако стал одним из самых выдающихся людей своего времени, проделав путь от провинциального учителя до академика.

А состав Императорской Академии наук в начале XIX века отличался засильем иностранных учёных. Русский же новатор открыто выступал в поддержку немногочисленных соотечественников. К тому же он был известен коллегам сначала как профессор Медико-хирургической академии и блестящий лектор. При этом Петров являлся, безусловно, самым глубоким специалистом в физике в России в то время.

Проблемы с коллегами возникали на профессиональной почве. К примеру, Василий Владимирович изначально считал «гальваническое» и «вольтаическое» электричество одним и тем же явлением. С этим были в то время не согласны многие, в том числе Иоганн Паррот, ректор Дерптского университета, личный друг императора Александра I. Возможно, усугубило отношение к Петрову и то, что согласно некоторым документам он не явился на похороны императора Александра I.

И всё же справедливость в конце концов восторжествовала. В 1935 году Президиум ЦИК СССР принял постановление «Об ознаменовании столетия со дня смерти первого русского электротехника академика В.В. Петрова». Как указывал президент Академии наук СССР Сергей Вавилов, «в истории русской физики до половины XIX века В.В. Петров не только хронологически, но и по своему значению непосредственно следует за М.В. Ломоносовым».

Провозвестник

Сам факт открытия электрической дуги даёт право назвать Василия Петрова зачинателем современной электротехники.

Экспериментируя с угольными и металлическими электродами, анализируя, что происходит с металлами в пламени электрической дуги.

Так была впервые доказана возможность плавки металлов при помощи электрической дуги, что в дальнейшем имело колоссальное промышленное значение.

Вместе с тем Петров установил возможность превращения металлов в пламени электрической дуги в их окислы, имевшие «настоящий металлический вид». Следовательно, Василию Петрову принадлежит мировое первенство как зачинателю электрометаллургии, имеющей огромное значение в современном мире.

Также сейчас общепризнано, что Василию Петрову принадлежит честь первых опытов, последующее развитие которых привело к созданию электрической сварки, данной человечеству русскими новаторами Николаем Бенардосом и Николаем Славяновым в 1880-1890 годах. Иными словами, русский учёный внёс решающий вклад в развитие сварочной науки, опередив время практического применения дуги для сварки на 80 лет.

Между прочим, в 1957 году коллектив академика Бориса Патона, включая будущего ректора Алтайского политехнического института Василия Радченко, получил Ленинскую премию за разработку принципиально нового способа сварки под действием электрического тока.

До Василия Петрова были известны только электрические искры, проскакивающие между электродами при их сближении. Он же открыл в 1802 году принципиально иное: постоянное пламя, устанавливающееся между двумя углями, находящимися под током. Не ограничившись открытием этого явления, он указал на возможность использовать электрическую дугу для освещения.

Применив её в своей электрической свече, Павел Яблочков дал человечеству устройство дуговой лампы без регулятора межэлектродного расстояния – будущей «свечи Яблочкова».

Книга «Новые электрические опыты профессора Василия Петрова», вышедшая из печати в 1804 году, богата и многими другими открытиями вплоть до образования оксида азота при электрических разрядах. Это явление было в дальнейшем использовано для развития в конце XIX века новой отрасли промышленности, занятой производством связанного азота и его соединений, важнейшего сырья для производства взрывчатых веществ, удобрений и многого иного.

Вместе с тем электрическая дуга Петрова была одним из первых средств, использованных для нужд радиотелефонии.

Таким образом, Василий Петров, начинавший свой трудовой путь на Алтае, считается основоположником электрометаллургии и электросварки, провозвестником создания ряда подотраслей химической промышленности, автором ряда замечательных открытий, актуальных поныне.

Новости