50.000 rúp, quốc tịch Nga và niềm vui của Faraday: câu chuyện về "chiếc thuyền điện" đầu tiên trên thế giới

Có thể mất nhiều thập kỷ từ khi tạo ra một sáng chế đến khi áp dụng nó vào thực tế. Thế nhưng câu chuyện về động cơ điện có thể áp dụng thực tế đầu tiên lại là một ví dụ tương phản và là một minh họa cho thực tế rằng không hề có ranh giới giữa tư tưởng khoa học và kỹ thuật.

Là người gốc Do Thái, học tập tại Đức và trái tim thuộc về Nga, nhà vật lý và kỹ sư điện lỗi lạc Boris Jacobi đã dựa trên những khám phá của các đồng nghiệp người Anh và những người tiền nhiệm: Faraday, Barlow và Henry.

Trước phát minh của Jacobi đã có các thiết bị điện mật độ công suất thấp với chuyển động phần ứng điện qua lại hoặc dao động. Nhà phát minh đã viết về một trong số đó: "Một thiết bị như vậy sẽ không hơn gì một món đồ chơi gây cười để làm phong phú thêm lớp học vật lý, nó không thể được áp dụng trên quy mô lớn với bất kỳ lợi ích kinh tế nào..."

Jacobi muốn phát triển một động cơ điện mạnh mẽ hơn và có thể ứng dụng thực tế. Năm 1834, ông đã tạo ra động cơ điện truyền động trực tiếp đầu tiên trên thế giới. Động cơ của Jacobi bao gồm hai nhóm nam châm điện. Các cực của nam châm điện chuyển động được đảo ngược luân phiên bằng một bộ chuyển mạch đặc biệt. Nguyên tắc tương tự được sử dụng trong động cơ điện cổ góp lực kéo hiện đại, ví dụ như trong đầu máy xe lửa. 

Công suất động cơ của Jacobi là 15 W ở tốc độ roto 80-120 vòng/phút. Nó có thể nâng vật nặng 4-5 kg ​​lên độ cao khoảng 30 cm mỗi giây, chạy bằng pin galvanic và là thiết bị điện tiên tiến nhất vào thời điểm đó. Trong vòng sáu tháng, phát minh của Jacobi được biết đến rộng rãi và được công nhận trong giới khoa học. 

Năm sau, giáo sư được mời sang Nga giảng dạy. Ngay sau đó, chính phủ Sa hoàng đề nghị ông tổ chức một loạt thí nghiệm để trang bị động cơ điện cho tàu biển. Jacobi nhận quốc tịch Nga và trở thành thành viên của một ủy ban đặc biệt về việc đóng một chiếc "thuyền điện". Kho bạc nhà nước đã cấp một khoản tiền khổng lồ 50.000 rúp cho dự án, đó là một khoản tiền khổng lồ vào thời điểm đó. 

Các thí nghiệm được thực hiện trên một chiếc xuồng ba lá dài 8 mét, cần một động cơ mạnh hơn. Do đó, Jacobi đã tạo ra phiên bản thứ hai cho động cơ của mình - có kích thước lớn hơn và có một stato đôi. Tuy nhiên, công suất 120W vẫn là không đủ, và ông đã thay đổi ý tưởng, làm cho động cơ nhỏ gọn hơn. Cuối cùng Jacobi đã lắp ráp bốn mươi động cơ này trên hai trục song song thẳng đứng nối với bánh xe đẩy của "thuyền điện". 

Năm 1838 "thuyền điện" bắt đầu thử nghiệm nhiều tháng trên sông Neva. Chiếc thuyền chở 14 hành khách ngược dòng trong quãng đường dài 7 km với tốc độ lên đến 4 km/h. Các động cơ được cung cấp năng lượng bởi 320 tế bào mạ kẽm - bạch kim nặng 200 kg, giúp tăng sức đẩy lên 550 watt. 

Đây là phương tiện vận chuyển người và hàng hóa chạy bằng điện được thử nghiệm thành công đầu tiên trên thế giới. Giới truyền thông và các nhà khoa học đã đánh giá rất cao. Chính Michael Faraday đã gửi cho Boris Jacobi một bức thư riêng, trong đó ông nói về ước mơ lắp động cơ điện như vậy trên tàu biển.

Tuy nhiên, Jacobi tính toán rằng những con tàu lớn sẽ đòi hỏi quá nhiều năng lượng và lượng pin khổng lồ. "Năng lượng hóa học vẫn đắt hơn năng lượng cơ học", giáo sư than thở. Do kinh tế không hiệu quả, vào năm 1842, công việc trên "con thuyền điện" bị dừng lại, và Jacobi chuyển sang các dự án khác, không kém phần quan trọng, trở thành người sáng lập ra ngành mạ điện.

Chúng ta không thể tưởng tượng cuộc sống trong thế kỷ 21 mà không có động cơ điện. Phát minh của Jacobi là một trong những phát minh khởi nguồn "nền văn minh điện" của chúng ta. Và công nghệ "Slavyanka" cùng "Sovelmash" đang đi đầu trong phát triển động cơ điện ngày nay.