Информация

Карта сайта

Эволюция arrow История вещей arrow Разные изобретения arrow Изобретение штучных легких и магнитофонной пленки
2013-09-26 10:52:02
Изобретение штучных легких и магнитофонной пленки
Печать E-mail
(0 голосов)

Непроторенными тропами

Прекрасно работают разнообразные электрические устройства, и нам сейчас было бы трудно представить себе жизнь без тихого, но незаменимого участия электрического тока.

Новые научные идеи, правда, постоянно возникают и в этой уже ставшей традиционной области физики. Ученые, например, пытаются создать электрические генераторы совсем без… вращающихся частей.

В обычных электродвигателях к ротору приходится тоже подводить постоянный ток, чтобы возникла «магнитная сила». Когда похожий на ротор электромагнит притягивает к себе и поднимает в воздух, перенося с места на место, тяжелые стальные и железные детали на заводе, то такого «электрического» грузчика легко подключить к сети — он двигается спокойно и неторопливо. К электромагниту, «работающему» ротором (скорость его вращения иногда достигает трех тысяч оборотов в минуту!), электрический ток приходится подводить через проводящие угольные щетки и кольца, которые трутся друг о друга и легко изнашиваются при столь быстром движении. Это, пожалуй, наиболее уязвимое место двигателей и генераторов.

У физиков родилась необычная мысль — заменить ротор струей раскаленных газов, плазменной струей, в которой много свободных электронов и ионов. Если пропустить такую струю между полюсами сильного магнита, то по закону электромагнитной индукции в ней обязательно возникнет электрический ток — ведь струя движется. Электроды, с помощью которых должен «выводиться» ток из раскаленной струи, могут быть неподвижными, в отличие от угольных щеток обычных электрических устройств.

Магнитогидродинамический генератор

Новый тип электрической машины получил название магнитогидродинамического генератора. При ее создании, конечно, возникло много сложнейших научных и технических проблем.

Электроды нового генератора стоят неподвижно, но им надо «уцелеть» в горячей струе, летящей со скоростью 330 метров в секунду. Температура плазмы, выбрасываемой этим огнедышащим драконом, составляет 1200°С (в центре его — еще больше: 2450°С).

Впервые в мире экспериментальный образец магнитогидродинамического генератора был создан в нашей стране. Под руководством академиков В. А. Кириллина и А. Е. Шейндлина запущен генератор этого типа мощностью 25 миллионов ватт! Создаются устройства с еще большей энергоотдачей, которые сначала предполагается использовать в сочетании с обычной теплоэлектростанцией — не пропадать же зря температуре в 1200° С на выходе…

Значительно усовершенствован в наши дни и электрохимический источник тока, изобретенный Алессандро Вольтой. Миллионы маленьких и больших гальванических батареек разнообразнейших конструкций выпускаются во всем мире ежегодно.

В середине двадцатого столетия ученые создали оригинальный электрохимический генератор, получивший название топливного элемента. К электродным пластинкам топливного элемента (к сожалению, покрытым тонким слоем дорогой платины) подводятся два газа — водород и кислород. На электродах газы отдают электроны во внешнюю электрическую цепь, становятся ионами и, соединяясь, превращаются в воду. Из газового топлива получается сразу и электроэнергия и вода! Удобный, бесшумный и чистый источник тока для дальних путешествий, например в космосе, где особенно нужны оба продукта «деятельности» топливного элемента.

Анализируя процессы, происходящие на поверхности электродов топливного элемента, советские физики — член-корреспондент АН СССР Н. С. Лидоренко, профессор Г. Ф. Мучник и кандидат наук 3. Р. Каричев пришли к выводу, что топливный элемент работает очень похоже на… легкие человека. Если в легких вдыхаемый кислород, прежде чем попасть в кровь, проходит через полупроницаемую биологическую мембрану, то в топливном элементе газы и вода тоже разделены тончайшими пористыми пленками. А ведь в аппаратах «искусственного кровообращения», с помощью которых хирурги научились делать операции на открытом сердце, временно «отключая» сердце и легкие от организма, именно это никак не удавалось сделать! Кислород из баллонов и кровь непосредственно соприкасались, при этом зачастую изменялся состав крови, разрушались ее белковые и жировые компоненты, образовывались тромбы, пузырьки, опасные для жизни пациента.

Физики в содружестве с врачами — членом-корреспондентом Академии медицинских наук СССР В. И. Шумаковым и профессором А. А. Писаревским разработали искусственные легкие — очень компактные и похожие на настоящие. Искусственные легкие, в которых кислороду не дают ухудшить состав крови: он попадает в кровь через многослойные полупроницаемые мембраны, созданные первоначально для одной из моделей топливного элемента. Рожденный в содружестве двух наук искусственный человеческий орган уже успешно применялся во время ответственных операций, вживлялся экспериментальным животным, спас нескольких больных, погибавших от острой дыхательной недостаточности…

Очень полезно иногда отклоняться от основной проторенной дороги! Изучение электрических и магнитных свойств веществ тоже привело к успеху не только в области создания электрических генераторов и электродвигателей. Исследуя поведение магнитных кристаллов, ученые обнаружили, что группы атомов этих кристаллов, получившие название доменов, обладают способностью «запоминать» форму и характер электрических сигналов, меняя свою ориентацию в пространстве. Форма электрических сигналов может быть изменена под воздействием звуков человеческого голоса, музыки, пения. Кристаллы, нанесенные на полимерную основу в виде пленки, будут хранить в своей памяти эти изменения. Родились на свет магнитофоны, записывающие и воспроизводящие любые звуки…

Неутомимы искатели нового! Недавно была изобретена цифровая система записи звука — электронно-вычислительную машину научили запоминать изменение электрических сигналов, вызванное различными звуками, в виде огромного набора цифр.

Запись и «извлечение» звука (как говорят музыканты) лишились тех небольших дефектов, которые неизбежны при многократном проигрывании склонной к вытягиванию магнитной ленты, избавились от эффекта, который часто обозначают словами: «звук плывет».

Магнитная лента тем не менее вряд ли останется без работы. В последние годы ученые научили ее запоминать не только звук, но и свет, цвет, видимое изображение. Появились видеомагнитофоны…

 

http://www.thingshistory.com/

 
Этот день в истории
2 апреля
1618родился Франческо Мария Гримальди (итал. Francesco Maria Grimaldi) (ум. 1663), итальянский физик, астроном (составил первую карту Луны)
1794Во исполнении распоряжения французского Конвента о формировании воинской части воздушных шаров 1793 г. Создана первая в мире авиакомпания Aerostiers. Спустя два месяца воздушный шар с наблюдателем был впервые использован в разведывательных целях. Донесения воздушных наблюдателей сыграли значительную роль в ходе многих успешных битв и осад французской армии, но в 1799 компания была распущена
1966советский спутник «Луна-10» стал первым в мире космическим аппаратом, облетевшим Луну
Поиск
 

 
Случайные
Рейтинг
Популярные
Статьи