10 Электролитические часы

10

Электролитические часы

Если укрепленный на оси легко вращающийся и точно сбалансированный металлический диск или цилиндр поместить в подготовленный гальванический раствор посередине между анодом и катодом, то одна половина диска становится электроположительной, а другая половина — электроотрицательной. Вследствие этого на одной половине металл накапливается, а с другой половины удаляется, и диск начинает вращаться под действием силы тяжести. Так как количество накапливаемого и теряемого металла пропорционально силе тока, то скорость вращения, даже небольшая, пропорциональна величине тока.

Ил. 1. Электролитические часы

С первым устройством такого рода я работал в начале 1888 года, пытаясь создать электрический счетчик. Однако когда я узнал, что другие опередили меня в том, что имеет отношение к принципу устройства, то изобрел прибор, который представлен на прилагаемой иллюстрации (Ил. 1). Здесь F — прямоугольная рама из твердой резины, укрепленная на деревянном основании. Толщина этой рамы около ? дюйма, длина 6 дюймов и высота 5 дюймов. К обеим вертикальным сторонам прикреплены толстые металлические пластины, которые служат электродами. Эти пластины плотно прижаты к резиновой раме с помощью зажимов ТТ и T₁T₁. На горизонтальных сторонах рамы укреплены латунные пластины В и B₁, имеющие такую же форму, что и резиновая рама F. Латунные пластины служат для крепления двух пластин из полированного стекла, и полученный сосуд герметически закрывается с помощью резиновых прокладок, помещаемых между латунными и стеклянными пластинами. Таким образом, пластины можно плотно скрепить винтами без опасения сломать их.

Гальванический раствор, который в данном случае является концентрированным раствором сульфата меди, заливается внутрь через отверстие вверху резиновой рамы, которое закрывается пробкой R.

В центр сосуда помещается легкий и точно сбалансированный медный диск D, ось которого поддерживается капиллярной стеклянной трубкой, прикрепленной к одной из стеклянных пластин с помощью сургуча или другого вещества, не разъедаемого жидкостью. Чтобы уменьшить трение сколько это возможно, в капиллярной трубке, выполняющей роль подшипника, должна быть капля масла. Центр диска должен находиться на равном расстоянии от обоих электродов. С одной стороны диска к оси прикреплен очень легкий индикатор, или стрелка, лучше всего, если это будет тонкая стеклянная нить. На стеклянной пластине, ближайшей к этой стрелке, имеется круг с обычными делениями, как на циферблате часов. Этот круг может двигаться, так что его можно поместить в любое положение относительно стрелки. Если циферблат неподвижен, тогда в качестве стрелки следует использовать тонкий провод из закаленного железа. В этом случае провод следует поместить таким образом, чтобы он был точно в центре раствора. Тогда с помощью подковообразного магнита диск можно будет повернуть и поставить в нужное положение.

Если осторожно залить медный раствор и поставить на место крышку R, а клеммы батареи постоянного тока соединить с зажимами TT₁ можно наблюдать вращение диска. Шунт, соединенный с двумя другими зажимами TT₁ дает возможность изменять скорость вращения диска. Скорость вращения регулируется таким образом, чтобы соответствовать делениям шкалы, к примеру, один оборот совершается за 12 часов.

Очевидно, что этот прибор был задуман не для практического применения. Также и его показания не будут достаточно точными. Имеются определенные неизбежные погрешности, например, вследствие трения, которое невозможно полностью преодолеть. Но прибор интересен как средство измерения времени новым способом. Тем не менее выясняется, что при условии продуманной конструкции, постоянного тока и температурного компенсатора его можно отрегулировать так, что вращение будет почти идеально равномерным. Для достижения наилучших результатов плотность тока должна быть небольшой, а диск диаметром около 3 дюймов будет совершать один оборот за 6 часов. При использовании раствора серебра и серебряной пластины предположительно можно добиться лучших результатов. Очень интересно отметить феномен раствора и диска в таком узком прозрачном сосуде. Раствор имеет голубой цвет, одна часть диска выглядит белой, как серебро, а другая часть подобна почерневшему серебру. Разграничительной линии нет, но эти тона красиво переходят один в другой.

«The Electrical Engineer», 6 мая 1891 г.