— Вот это называется индукционной катушкой, — сказал он. — Внутри этой картонной трубочки пачка мягких железных прутиков. На внешней стороне картона я намотал около пятидесяти оборотов довольно толстой проволоки, 1/25 дюйма в диаметре; это называется первичной обмоткой.
Заметь, отец, что я соединяю другую проволоку батареи — от отрицательного полюса или цинкового конца последнего элемента — с левым концом первичной обмотки. Ты сам видишь, что если бы я присоединил ключ к свободному концу первичной обмотки, цепь или забор, как ты сказал, была бы замкнута, и ток пошел бы по всем виткам катушки.
— Думаю, что так.
— Но я не соединил, и сейчас скажу тебе, почему. — Он коснулся железной внутренности цилиндра.
— Тут у меня пучок прутьев из мягкого железа. Как я тебе уже показывал, мягкое железо легко намагничивается от проволочной спирали, по которой идет ток. Вот эта первичная обмотка представляет собою такую спираль. Когда в ней есть ток, железо становится магнитом, когда ток прекращается, оно теряет свой магнетизм.
Берли Сесиль кивнул, но было ясно, что ему не все понятно. Хюг взял свой ножик и с силой воткнул его в деревянный стол так, что он стал раскачиваться взад и вперед.
Нож раскачивался взад и вперед.
— Этот ножик действует, как пружина. — сказал он. — Он стальной и магнитом может быть наклонен в ту или другую сторону. Если убрать магнит, нож сам по себе, благодаря своей упругости, снова встанет прямо.
— Да, — сказал горец, довольный, что хоть это понял.
— Я делаю тут то же самое. У меня есть стальная пружина с куском мягкого железа наверху, вроде молоточка. Представь себе, что я укрепляю эту пружинку на раме, как ножик на столе, и сделаю это так, что железный молоточек будет отстоять от железной внутренности цилиндра на 1/8 дюйма; если потом я пущу по первичной обметке ток, который намагнитит железную середину, она притянет железный молоточек через воздушный промежуток в 1/8 дюйма. Если я выключу ток, уничтожится магнетизм — и молоточек сам по себе отскочит.
— Да, вероятно.
— Наверное. Но так бы мне пришлось каждый раз самому поворачивать ключ, чтобы включать и выключать ток. Хорошо бы, чтобы это делалось само. И можно это сделать. В это отверстие в раме я вставил этот деревянный стержень, к которому я сверху приладил винт. Когда я замыкаю полюсы, ток от положительного полюса батареи идет до самого винта. Затем я беру молоточек стальной пружины и прикрепляю его к раме близ стержня так, чтобы задняя часть молоточка крепко нажимала на винт, а передняя отстояла от железной внутренней стороны индукционной катушки на 1/8 дюйма. Теперь молоточек, или, как он называется, прерыватель, готов и может действовать. Если я закрою ключ, ток от положительного полюса батареи пойдет до молоточка, пройдя через винт.
Осталось сделать только одно: провести эту длинную проволоку от правого конца первичной обмотки к основанию стальной пружины, наверху которой находится молоточек; во время этого, конечно, ключ должен быть открыт. Ты замечаешь, что тут получается цепь, в которой есть только один промежуток у ключа, а повернув ключ, я уничтожу его, и цепь замкнется.
— Теперь смотри. Когда я закрою ток, замыкая цепь, ток сразу пойдет от положительного полюса батареи по проволоке к ключу, по проволоке к винту в деревянном стержне, вниз по стальной пружине (прижатой к винту), кругом первичной обмотки индукционной катушки и по обратной проволоке к отрицательному полюсу батареи.
Тогда намагничивается мягкое железо индукционной катушки; став сильным магнитом, она притягивает мягкое железо молоточка-прерывателя.
Индукционная катушка Румкорпфа.
Магнит тащит молоточек вперед, он оттягивает пружину от винта, на который она нажимала и по которому проходил ток. Это образует промежуток в цепи. Как только образуется промежуток, ток прекращается.
В тот же момент внутренность катушки размагничивается и теряет силу притягивать молоточек. Упругость отбросит его снова к винту. Но как. только прерыватель коснется винта, цепь замкнется. Снова пойдет ток, намагнитит мягкое железо, которое притянет молоточек, опять прекратив ток. Молоточек отлетит обратно, коснется винта и включит ток.
Таким образом, прерыватель летает взад и вперед с громадной быстротой, автоматически включая и выключая ток. Если бы я хотел сделать пружину подлиннее и поместить около нее колокольчик, тогда, когда молоточек притягивается вперед, пружина сперва ударила бы в колокольчик и потом отскочила с дюжину раз в секунду, и вышел бы простой электрический звонок. Но я сейчас не стану возиться со звонком, отец, потому что хочу сделать модель аппарата, при помощи которого была впервые открыта возможность радиопередачи. Так что давай кончим собирать катушку.
— Смотри, отец, вот другой цилиндр, обернутый несколько тысяч раз проволокой ровно в десять раз тоньше, чем проволока первичной обмотки.
Тут несколько слоев таких оборотов, проложенных восковой бумагой. Это вторичная обмотка. Этот второй цилиндр свободно входит на первый. Проволоки первого и второго, конечно, не соприкасаются, между ними проложен толстый слой картона и восковой бумаги, и, конечно, проволока изолирована. Проволока первичной обмотки обвита бумагой, а вторичной шелком.
В электрическом токе есть много странного, но самое странное — это индукция. В минуту, когда возникает ток, он не только идет кругом по проволоке, но образует магнитное поле вокруг проволоки, которое распространяется во все стороны. Эти магнитные линии, пересекая по пути другую проволоку, возбуждают в ней ток, хотя между ними и нет настоящего соединения. Это называется индуктивным током. Ты обратил внимание, что в первичной обмотке есть только дюжина-другая оборотов толстой проволоки, а вторичная проволока тонка и обернута несколько тысяч раз. Вот почему индуктивный ток имеет такое громадное напряжение. Ток в несколько вольт от батареи достигает двадцати или тридцати вольт в первичной и сотен и даже тысяч вольт во вторичной обмотке индукционной катушки.
Индукционная катушка заряжает лейденскую банку.
— Я не понимаю, — сказал Берли Сесиль, — но я тебе верю.
— Теперь, — продолжал Хюг, — будем продолжать дальше о вибраторе Герца. Видишь, от вторичной обмотки идут две проволочки. Это два конца обмотки, я присоединяю их к тем двум металлическим пластинкам с стержнями и шариками, о которых я тебе рассказал, когда их делал. Так как это пластинки конденсатора, они соберут много электричества перед тем, как дать ток, так что заряд получится большой.
Хюг кончил сборку и проверил соединения.
— Ну, отец, смотри.
Он замкнул ключ, из отверстия вибратора с треском выскочил сноп искр и несколько искр показалось там, где молоточек касается винта (это доказывало на плохое соединение, ведущее к утечке энергии); во второй модели Хюгу удалось этого избежать.
— Чорт возьми! — воскликнул Берли Сесиль в испуге.
Хюг просто подскочил от радости.
— Отец, — крикнул он, — это настоящие радиоволны.
Горец недоверчиво смотрел на фиолетовые блестки.
— Откуда ты знаешь!
— Это то, что открыл Герц. Четыре года он над этим работал. Но теперь я знаю, как он это сделал.
— Теперь посмотри, отец, на этот прибор, он уже готов. — Он показал проволочный круг, в одном месте разорванный. На обоих концах были крошечные медные шарики. Щель между ними была очень мала. — Это резонатор или приемник Герца, — объяснил он. — Эти два шарика на самом деле полюсы конденсатора, и воздух между ними не проводник.
Кольцо — толстая соединительная проволока, которая благодаря толщине имеет малое сопротивление.