Юный техник, 1999 № 12

ВМЕСТЕ С ДРУЗЬЯМИ Электрические фонтаны Гастона Планте

Проводники с током, напомним, создают вокруг себя магнитное поле, в результате чего отталкиваются или притягиваются друг к другу. В обычных случаях, например в комнатной электропроводке, токи и вызываемые ими силы сравнительно малы, а поскольку сами проводники достаточно жестки, никаких изменений их формы мы не замечаем. Лишь при авариях токи короткого замыкания достигают тысяч ампер на квадратный миллиметр, и тогда магнитные силы завязывают проводники толщиною в руку узлами.

Зато, пропуская по жидкости относительно небольшие токи, Г.Планте обнаружил, что порою при этом возникают довольно неожиданные эффекты.

Вот самый простой для повторения опыт Планте. В сосуде с раствором медного купороса (чайная ложка на литр воды) два медных электрода. При подаче на них напряжения всего в 2–3 В на всем протяжении положительного электрода возникают пузырьки кислорода. Если же к электродам подключалась батарея из 15–20 элементов Бунзена, развивавшая напряжение 45–50 В, возникала иная картина. Кислород хлестал, в основном, на конце электрода шипящей струей, которая расплывалась в виде хлопьев. Если в этот момент к оконечности электрода приближали полюс намагниченного стального стержня (рис. 4), облачко водорода приходило в быстрое вращательное движение. Его направление менялось на противоположное при смене магнитного полюса.

Объяснить причину движения нетрудно. В воде под действием электрического поля, создаваемого электродами, движутся ионы растворенной соли. Ион — заряженная частица. При их движении в магнитном поле на ионы действует сила Лоренца, искривляющая траекторию потока и закручивающая его в спираль Архимеда.

Бывают случаи, когда на жидкость с протекающим в ней током действует не внешнее магнитное поле, а ее собственное. Тогда картина становится сложнее. Поле меняет форму траектории движения ионов, а она в свою очередь меняет конфигурацию поля.

Этим и объясняются необычные эффекты в других опытах.

Таков, например, электрический прилив (рис. 2).

В сосуд с солоноватой водой погружались проводники, соединенные с батареей из 400 пар свинцовых аккумуляторных пластин. Если один из электродов касался стенки, то возле него наблюдался вихрь, на 1,5–2 см выходящий над поверхностью воды и сопровождающийся появлением светящихся полос. Получить источник с параметрами батареи Планте сложно. Ориентировочный расчет на основе параметров энерговыделения, найденных из рисунков к книге, говорит о возможности применить для этой цели батарею конденсаторов емкостью в одну фараду при напряжении 600–800 В. Однако опыт, чисто внешне схожий с электрическим приливом, получается в ванне с вазелиновым маслом. Погруженные в нее электроды следует соединить со школьной электростатической машиной.

На рисунке 3 изображен опыт с дистиллированной водой. Положительный электрод выполнялся в виде полоски фильтровальной бумаги. При напряжении около 1600 В, прежде, чем произойдет искровой разряд, жидкость поднимается в виде конуса на 2–3 см. Аналогичный конус высотой в несколько миллиметров можно наблюдать, используя масло и электростатическую машину.

Наконец, самый красивый опыт — электрический фонтан, вольтаическая помпа, как назвал его сам автор (см. рис. 1).

Рис. 1

В слабосоленую воду опускается стеклянная трубочка со вставленным в нее проволочным электродом, соединенным с плюсом батареи, дающей напряжение 400 В. Минусовый провод опускается в чашу с водой. При подаче напряжения вода быстро поднимается по каналу трубки и, вырываясь на высоту 20–30 см, рассыпается на тысячи блестящих черточек и брызг пара. При более высоком напряжении фонтан возрастает, но процесс начинает идти почти без выделения тепла.

Планте обращал особое внимание на сходство явлений, наблюдавшихся в его опытах, с такими атмосферными явлениями, как смерчи и циклоны. Он полагал, что вращение смерча происходит благодаря взаимодействию атмосферного электричества, стекающего по столбу влажного воздуха (с водяными каплями), и земного магнетизма. В подтверждение этому есть множество наблюдений, когда смерчи сопровождаются канонадой линейных и шаровых молний. Особенно сильные электрические явления, сопровождающиеся оранжево-красным свечением волн, отмечаются в районе ока тайфуна — места его зарождения.

Одно время точка зрения Планте на эти грозные явления была популярна среди ученых. Но энергия электричества в них была измерена и сопоставлена с энергией воздушных масс. Оказалась, что доля ее ничтожна, и ее вообще перестали принимать во внимание. Лишь в последние десятилетия на атмосферное электричество стали смотреть иначе. Ему отводится тонкая организующая роль, примерно роль пальца, спускающего курок грандиозных природных процессов. В Аргентине, например, ведутся опыты по электрическому управлению погодой. Похоже что идеи Гастона Планте живут и побеждают. Но это тема отдельного разговора…

А. ИЛЬИН

Рисунки автора по эскизам Г.ПЛАНТЕ