Академик якоби. © Изобретения и изобретатели России

Борис Семенович ЯКОБИ

Труды русского изобретателя, ученого, академика Бориса Семеновича Якоби легли в основу современной теории электромагнитных машин. Якоби была открыта совершенно новая область техники - гальванотехника.

"Имя... Бориса Семеновича Якоби хорошо известно, как имя изобретателя гальванопластики, пионера в области электромагнитной телеграфии, конструктора первого электродвигателя, получившего применение при движении лодки и т. п. Меньше знают Якоби как одного из первых организаторов международной метрической службы и еще меньше, как инициативного работника в области электротехнических измерений, способствовавшего своими работами улучшению методов электротехнических измерений и совершенствованию электрических измерительных приборов", - писал член-корреспондент АН СССР, электротехник М. А. Шателен.

Борис Семенович (Мориц Герман) Якоби родился 9 сентября 1801 г. в Потсдаме. Отец Якоби был личным банкиром короля Фридриха Вильгельма. Младший брат Якоби - Карл Густав Якоб Якоби - в дальнейшем стал выдающимся немецким математиком. (Он один из создателей теории эллиптических функций, ему принадлежат открытия в области теории чисел, линейной алгебры и многих других разделах математики.)

Образование Борис Якоби получил в Гетгингенском университете, согласно желанию родителей - по специальности архитектора. В 1835 г. Якоби стал профессором гражданской архитектуры в Дерптском университете. .

Но у Бориса Якоби, кроме архитектуры, была еще одна страсть - проводить опыты с электричеством. В мае 1834 г. Якоби построил свою первую действующую модель электродвигателя, "магнитного аппарата", как называл он свой двигатель. В ноябре 1934 г. с правил в Парижскую академию наук рукопись с описанием изобретенного им электродвигателя. 1 декабря о его достижении был доложено на заседании Академии, и уже 3 декабря его записка опубликована.

Но более известно имя Якоби в связи с практическими применениями электролиза, законы которого были установлены великим английским ученым Фарадеем, с которым Якоби состоял в дружеской переписке.

При прохождении электрического тока через растворы кислот или солей составные части этих химически сложных тел выделяются на электродах-проводниках, подводящих электрический ток к данному раствору. Здесь эти части либо реагируют с растворителем (водой) или с веществом электрода, либо оседают на электроде в виде сплошного слоя. Последнее имеет место при выделении большинства металлов на катоде - электроде, соединенном с отрицательным полюсом источника электрического тока.

Для приведения в движение электромагнитных машин Якоби дался в источниках электрического тока и подверг тщательному изучению ряд гальванических элементов. Работая с элементом, в котором на электроде оседала медь, он обратил внимание на то, что это оседание происходило ровным слоем, который затем можно было целиком оторвать от электрода. Форма поверхности полученного таким способом медного листочка полностью и в точности воспроизводила все неровности и особенности поверхности электрода.

Летом 1936 г. ему довелось наблюдать эту удивительную способность частичек меди осаждаться на поверхности отрицательного электрода. Якоби применил в качестве электрода медную дощечку, на которой было выгравировано его имя, и увидел, что отодранный от электрода листочек представляет собой негативный отпечаток дощечки с надписью. Он тотчас же оценил техническое значение факта и уже сознательно очень удачно снял копию с медного пятака Якоби назвал этот прием "гальванопластикой" и стал всячески пропагандировать его распространение и применение на практике.

Его труды в области "чистой и прикладной электрологии" заинтересовали Академию наук в Петербурге, и в 1837 г. Якоби был командирован туда на неопределенное время. В 1839 г. он получил в Академии место адъюнкта, в 1842 г. - место экстраординарного, и, наконец, в 1847 г. - ординарного члена Академии наук. В 1838 г. он представил в Академию наук докладную записку об открытии им гальванопластики, а в 1840 г. вышло написанное им руководство по гальванопластике: "Гальванопластика или способ по данным образцам производить медные изделия из медных растворов помощью гальванизма".

Якоби первый установил техническую возможность и практическую значимость электролитического осаждения металлов. Таким образом, Якоби является изобретателем гальванотехники в целом и родоначальником современной электрохимии.

Благодаря энергии Якоби гальванопластика быстро нашла в России практическое применение - в изготовлении точных и во всем сходных между собой клише для печатания государственных бумаг, в том числе денежных знаков, чего нельзя было достигнуть простой гравировкой клише.

Всю свою долгую жизнь и все свои силы Якоби посвятил служению России и ее промышленному развитию. Он отлично понимал значение открытия гальванопластики и до конца жизни, несмотря на все затруднения, боролся за внедрение гальванопластики в русскую промышленность. Якоби соблазняли тем, что в другой стране он мог бы гораздо лучше воспользоваться правами изобретателя. Но он считал, что гальванопластика принадлежит исключительно России: "Сие изобретение принадлежит исключительно России и не может быть оспорено никаким другим изобретением вне оной..." Здесь "она открыта и здесь развивалась!"

Отличительной чертой Якоби была его скромность. Он никогда не подчеркивал и не афишировал своих многолетних трудов, имеющих огромное научное и практическое значение. Хотя Якоби занимал видное служебное положение и получил за изобретение гальванопластики в 1840 г. Демидовскую премию в 25 000 рублей, а в 1867 г. на Парижской выставке - большую золотую медаль и премию, он не заработал больших денег. Умирая, этот крупнейший изобретатель был вынужден обратиться к правительству с просьбой не оставить в нужде его семью.

И все же Б. С, Якоби, по сравнению с другими русскими изобретателями-электротехниками XIX в. - А. Н. Лодыгиным, П. Н. Яблочковым, исключительно повезло. Работой его интересовались люди, власть имущие, вплоть до императора Николая I. Ему были предоставлены все условия и средства для работы. Практическим проведением в жизнь его изобретения занимались, с одной стороны, "ЭКСПЕДИЦИЯ заготовления государственных бумаг", с другой - особая гальванопластическая мастерская, где при участии Якоби было изготовлено много замечательных произведений искусства.

Так, для статуй и барельефов Исаакиевского собора, Эрмитажа, Большого театра в Москве, Зимнего дворца, Петропавловского собора и на некоторые другие изделия мастерская осадила гальваничес ким путем 6749 пудов меди! Для позолоты куполов Храма Христа Спасителя в Москве, Исаакиевского собора, Петропавловского собора и нескольких других небольших куполов и позолоты разных изделий мастерская эта израсходовала 45 пудов 32 фунта золота.

Исходя из законов и представлений Ампера и Фарадея, дополненных собственными исследованиями, проведенными им в конце 1830-х гг. совместно с академиком Э. X. Ленцем, Якоби в 1839 г. построил первый магнитоэлектрический двигатель, приводящий в движение на реке Неве против ее течения лодку с четырнадцатью человеками, и тем доказал возможность практического использования электродвигателей с непрерывным вращательным движением.

На основе этих опытов, а также своих более ранних изысканий в области "приложения электромагнетизма к движению машин" Якоби создал теорию электромагнитных машин.

Законы электромагнитных двигателей изложены им в статьях, опубликованных в 1840 и 1850 гг. Якоби разбил при этом распространенные в то время иллюзии о возможности весьма значительного увеличения полезной работы за счет электрического тока данной мощности путем дальнейшего усовершенствования и перестройки электромагнитных машин. Он доказал, что если такая перестройка приведет к выигрышу в скорости двигателя, то этот выигрыш неминуемо будет сопровождаться потерей в силе, и наоборот - выигрыш в силе приведет к уменьшению скорости. Это положение до Якоби было признано лишь в области чистой механики.

Научно-техническое творчество Якоби было очень многообразным. Он создал ряд приборов для измерения электрического сопротивления, назвав их "вольтаметрами". Стремясь ввести единство в измерения электрического тока, Якоби приготовил свой собственный условный эталон сопротивления (из медной проволоки) и разослал его экземпляры ряду физиков.

В 1852 г. Вебер определил величину сопротивления эталонов Якоби в абсолютных единицах. Таким образом, произведенные при помощи этих эталонов измерения можно было перевести в общепринятые единицы. Одним из способов измерения силы электрического тока является определение количества вещества, отлагаемого на электродах током при электролизе в течение одной секунды в приборе, называемом "вольтаметром". Якоби сперва усовершенствовал вольтаметр, перейдя от электролиза воды к осаждению меди, затем выяснил недостаток и этого способа и предложил принятый теперь в науке метод осаждения в вольтаметре серебра из раствора азотнокислого серебра.

| Якоби соединил телеграфом (с подземной прокладкой проводов) Зимний и Царскосельский дворцы, изобрел и построил для этой линии, а также для телеграфной связи между Зимним дворцом и Главным штабом несколько новых своеобразных телеграфных аппаратов, провел исследование сопротивления жидких проводников и их поляризации, изобрел так называемую контрабатарею, делающую возможным телеграфирование по плохо изолированным проводам;

построил гальванометры новых типов; изобрел аппарат для отделения и измерения плотности жидкости различного удельного веса (аппарат этот нашел применение в качестве проверочного прибора на винокуренных заводах).

Якоби разработал и усовершенствовал способ зажигания мин на расстоянии электрическим током и руководил применением этого метода в Кронштадтской крепости во время Крымской войны. На склоне лет Якоби заведовал Физическим кабинетом Петербургской академии наук. Он создал команды военных гальванеров, на основе которых выросла высшая электротехническая школа России. В 1872 г. по возвращении из Парижа, где он активно участвовал в качестве русского делегата в работе Международной комиссии по установлению однообразной международной системы мер и весов, у Якоби начались сердечные приступы (припадки), первые симптомы которых были еще в 1870 г. Он слег. Сердечные припадки стали повторяться, и в ночь с 10 на 11 марта 1874 г. Борис Семенович Якоби скончался. Незадолго до смерти Якоби писал:

Культурно-историческое значение и развитие наций оцениваются по достоинству того вклада, который каждая из них вносит в общую сокровищницу человеческой мысли и деятельности. Поэтому нижеподписавшийся обращается с чувством удовлетворенного сознания к своей тридцатисемилетней ученой деятельности, посвященной всецело стране, которую привык считать вторым отечеством, будучи связан с нею не только долгом подданства и тесными узами семьи, и личными чувствами гражданина.

Нижеподписавшийся гордится этой деятельностью потому, что она, оказавшись плодотворной в общем интересе всего человечества, вместе тем принесла непосредственную и существенную пользу России..."

Во время установления мемориальных досок на доме, где жили выдающиеся русские академики, в 1949 г. во вступительном слове президент АН СССР, академик С. И. Вавилов сказал: "Имя Якоби навеки и останется в истории в связи с изобретенной им гальванопластикой, получившей широчайшее применение в технике..."

Мориц Герман фон Якоби родился в состоятельной еврейской семье. Отец будущего физика, Симон Якоби, был личным банкиром короля Пруссии Фридриха Вильгельма III; мать, Рахель Леман, была домохозяйкой. Свою учёбу он начинает в Берлинском университете, затем переходит в Гёттингенский университет. По окончании курса в Гёттингене до 1833 года работал архитектором в строительном департаменте Пруссии.

Изобретение электродвигателя

В 1834 году переезжает в Кёнигсберг, где в университете преподавал его младший брат Карл. Увлечения физикой приводят Якоби к серьёзному изобретению - первому в мире электродвигателю с непосредственным вращением рабочего вала. До изобретения Якоби существовали электротехнические устройства с возвратно-поступательным или качательным движением якоря. Якоби отозвался об одном из них:

Целью учёного становится создание более мощного электродвигателя с возможностью его практического применения. В 1834 году Якоби строит электродвигатель, основанный на принципе притяжения и отталкивания между электромагнитами.

Двигатель состоял из двух групп магнитов: четыре неподвижных были установлены на раме, а остальные - на вращающемся роторе. Для попеременного изменения полярности подвижных электромагнитов служил придуманный учёным коммутатор, принцип устройства которого используется до настоящего времени в тяговых электродвигателях. Двигатель работал от гальванических батарей и на момент создания был самым совершенным электротехническим устройством. Двигатель поднимал груз массой 10-12 фунтов (примерно 4-5 кг) на высоту 1 фут (примерно 30 см) в секунду. Мощность двигателя была около 15 Вт, частота вращения ротора 80-120 оборотов в минуту. В этом же году Якоби направляет рукопись с описанием своей работы в Парижскую академию наук. Изобретение рассматривается на заседани Академии и практически сразу работа публикуется. Таким образом, о построенном в мае 1834 года в Кёнигсберге двигателе становится широко известно в декабре 1834 года.

Российский период

Работы Якоби были высоко оценены В. Я. Струве, П. Л. Шиллингом и по их рекомендации Якоби в 1835 году был приглашён на должность профессора в Дерптский университет на кафедру гражданской архитектуры. В этом же году Якоби публикует «Мемуар о применении электромагнетизма для движения машин», вызвавший большой интерес в академических кругах.

В 1837 году по рекомендации нескольких членов Петербургской академии наук, Якоби составляет докладную записку с предложением о практическом применении своего электродвигателя «для приведения в действие мельницы, лодки или локомотива» и подаёт её Министру народного просвещения и президенту Академии графу С. С. Уварову. Предложение Якоби было доведено до сведения Николая I, который даёт распоряжение о создании «Комиссии для производства опытов относительно приспособления электромагнитной силы к движению машин по способу профессора Якоби». Комиссию поручено возглавить адмиралу И. Ф. Крузенштерну, в состав входят академики Э. Х. Ленц, П. Л. Шиллинг и другие известные учёные. На проведение работ выделяется баснословная по тем временам сумма в 50 тысяч рублей. Якоби навсегда переезжает в Россию, принимает российское подданство и до конца жизни считает Россию своей второй родиной:

Научно-техническое творчество учёного было многообразным. Якоби изобрёл ряд приборов для измерения электрического сопротивления, названных им вольтагометром. В 1838 году Якоби сделал своё самое замечательное открытие, а именно открыл гальванопластику, положив начало целому направлению прикладной электрохимии. Значительные успехи были достигнуты в области телеграфии. Он сконструировал телеграфный аппарат синхронного действия с непосредственной (без расшифровки) индикацией в приёмнике передаваемых букв и цифр и первый в мире буквопечатающий телеграфный аппарат, руководил строительством первых кабельных линий в Санкт-Петербурге и между Санкт-Петербургом и Царским Селом. Разрабатывал гальванические батареи, много работал над созданием противокорабельных мин нового типа, в том числе самовоспламеняющихся (гальваноударных) мин, мин с запалом от индукционного аппарата; был инициатором формирования гальванических команд в сапёрных частях русской армии.

Работы Якоби получили заслуженное признание, в 1839 году он был утверждён в звании адъюнкта Императорской Академии Наук, в 1842 году стал экстраординарным, а в 1847 году - ординарным академиком. За изобретение гальванопластики Б. С. Якоби в 1840 году удостоен Демидовской премии в размере 25000 рублей, в 1867 году награжден Большой золотой медалью на Всемирной выставке в Париже. Жалован дипломом на потомственное дворянское достоинство 04.12.1864.

Последние годы жизни заведовал Физическим кабинетом Петербургской академии наук. Умер Борис Семёнович Якоби в Санкт-Петербурге от сердечного приступа. Похоронен на Смоленском лютеранском кладбище на Васильевском острове.

Научное наследие

Совместно с академиком Ленцем Якоби исследовал электромагнитные притяжения и законы намагничивания железа. Для этой цели он построил особый реостат, названный им вольт-агометром. В 1839 г. Якоби построил лодку с электромагнитным двигателем, который от 69 элементов Грове развивал 1 лошадиную силу и двигал лодку с 14 пассажирами по Неве против течения. Это было первое применение электромагнетизма к передвижению в больших размерах. В 1838 г. Якоби сделал свое самое замечательное открытие, а именно гальванопластику. В 1840 г. Якоби был утвержден в звании адъюнкта Императорской Академии Наук, в 1842 г. экстраординарным, а в 1847 г. ординарным академиком. Оценка работ Якоби была дана академиком Вильдом в речи, произнесенной 29 декабря 1874 г. в годичном заседании Академии Наук (см. "Bulletin de l"Academie" декабрь 29, 1876). Якоби продолжительное время нес еще обязанности члена мануфактурного совета при Министерстве финансов. В 1867 г., во время всемирной выставки в Париже, Якоби был делегатом от России в международной комиссии для выработки общих единиц мер, весов и монет; здесь Якоби явился горячим поборником метрической системы. В 1842 - 1845 гг. Якоби построил телеграф с подземными проводами между Санкт-Петербургом и Царским Селом. Якоби построил также по этой линии несколько телеграфных аппаратов новой весьма остроумной конструкции, которые хранятся в физическом кабинете Академии Наук.

Основные научные труды Б.С. Якоби

Гальванопластика или способ по данным образцам производить медные изделия из медных растворов помощью гальванизма, Спб., 1840.

Адреса в Санкт-Петербурге

Борис Семенович ЯКОБИ

Борис Семенович Якоби (Мориц Герман) родился 9 (21) сентября 1801 года в немецком городе Потсдам в состоятельной еврейской семье, однако все свои изобретения он завещал России. Отец будущего физика был личным банкиром короля Пруссии Фридриха Вильгельма III, мать - домохозяйкой. Обучался в Берлинском и Геттингенском университетах на архитектурных факультетах, работал в строительном департаменте Пруссии. В 1834-м переехал в Кенигсберг. Увлечение физикой не прошло даром - в этом же году он изобрел электродвигатель с вращающимся рабочим валом. В 1837 году Николай I выделяет Якоби баснословную сумму в 50 тысяч рублей для проведения опытов с изобретенной им электромагнитной машиной. В ответ Якоби навсегда перебирается в Россию и принимает российское подданство. В 1838-м ученый изобрел гальванопластику, положив начало целому направлению прикладной электрохимии. Достиг значительных успехов в области телеграфии. В 1839 году получил звание адъюнкта Петербургской академии наук, через восемь лет стал академиком. За изобретение гальванопластики в 1840 году был удостоен Демидовской премии в размере 25 000 рублей и награжден Большой золотой медалью на Всемирной выставке в Париже. До конца жизни Якоби был заведующим Физическим кабинетом Петербургской академии наук. Скончался ученый 27 февраля (11 марта) 1874 года в Санкт-Петербурге от сердечного приступа.

По жизни Якоби имел одну большую страсть - проводить опыты с электричеством. Он даже вел переписку с великим английским ученым Майклом Фарадеем, который установил законы электролиза - процессов, протекающих при пропускании электрического тока через растворы. Началом будущих открытий стало создание электродвигателя с вращающимся рабочим валом. В основе его работы были те же магнитные эффекты, которые заставляют стрелку компаса поворачиваться одним концом к северу, а другим - к югу. В 1839 году Якоби вместе с физиком Эмилием Ленцем построил два усовершенствованных и более мощных электродвигателя, один из которых был установлен на большой лодке и вращал ее гребные колеса. Для демонстрации мощности двигателя в лодку посадили экипаж из четырнадцати человек и пустили ее против течения Невы и ветра. Второй электродвигатель демонстрировал возможность передвижения по рельсам тележки, в которой мог находиться человек. Эти сооружения представляли собой первое в мире электрическое судно и аналог трамвая, троллейбуса, электропоезда и электрокара. Однако, несмотря на революционность идеи, сидеть в тележке было неудобно из-за отсутствия свободного места. Кроме этого, источник электрического тока не мог работать без цинка, который расходовался так же быстро, как уголь в топке, но в отличие от последнего был дороже. Поэтому для проведения опытов Якоби нуждался в других, более дешевых источниках электрического тока. Для решения этой проблемы он тщательно изучил целый ряд гальванических элементов. До Якоби было известно, что при прохождении электрического тока через растворы солей на электродах происходят особые процессы, сопровождающиеся выделением газов, металлов и других продуктов взаимодействия с водой. При электролизе часть веществ может оседать на электроде в виде сплошного слоя, причем данное явление характерно для большинства металлов, покрывающих катод - электрод, к которому движутся положительно заряженные частицы. Однажды, работая с раствором, в котором на электроде оседала медь, Якоби обратил внимание, что получившийся слой был равномерным и мог быть легко отделен. Более того, листочек меди полностью и в точности воспроизводил все особенности поверхности электрода, включая неровности.

Как истинный практик, Якоби в следующий раз применил в качестве электрода полоску металла, на которой было выгравировано его имя. Результат был предсказуемым, но все равно впечатляющим: отодранный от электрода медный листочек представлял собой точную копию полоски металла с надписью на ней. Якоби оценил техническое значение этого факта и, видя потенциал в таком открытии, в другой раз снял копию с медного пятака.

Открытый процесс Якоби назвал гальванопластикой и стал широко пропагандировать его применение на практике. В 1838 году в докладной записке для Петербургской академии наук он рассказал о своем открытии, а спустя два года выпустил руководство по использованию гальванопластики, став родоначальником современной электрохимии.

Ученый был настолько нацелен на результат, что именно благодаря ему гальванопластика стала использоваться при изготовлении точных клише для печати государственных бумаг и денежных знаков. Интересно, что Якоби сулили огромные доходы и говорили о том, что в другой стране он мог бы найти гораздо больше применений своему изобретению. На это он отвечал, что «сие изобретение принадлежит исключительно России и не может быть оспорено никаким другим изобретением вне оной. Здесь оно открыто и здесь развивалось».

Талантливый физик открыл гальванопластическую мастерскую, где при его участии было изготовлено много замечательных произведений искусства. Из нее вышли статуи и барельефы Исаакиевского собора, Эрмитажа, Большого театра в Москве, Зимнего дворца, Петропавловского собора в Санкт-Петербурге. На эти и другие изделия мастерская потратила 6749 пудов меди. Для позолоты куполов Храма Христа Спасителя в Москве, Исаакиевского и Петропавловского соборов в Санкт-Петербурге и других небольших куполов и изделий было израсходовано 45 пудов 32 фунта золота. Параллельно Якоби занимался созданием телеграфных аппаратов. Его главным достижением стал буквопечатающий аппарат, который служил источником связи по специальным кабельным телеграфным линиям между главными царскими резиденциями.

Для их создания ученому понадобилось разработать еще много других сопутствующих технологий, например создания и производства подземных и подводных кабелей, подбора электроизоляционных материалов. Вклад Якоби в создание отечественного электротехнического оборудования огромен, с его участием был построен ряд электротехнических приборов - вольтметр, проволочный эталон сопротивления, несколько конструкций гальванометров и регуляторов сопротивления.

Борис Семёнович Якоби (Мориц Герман Якоби, 1801-1874) – известный немецкий и российский физик иэлектротехник, благодаря которому был создан электрический двигатель, телеграфный аппарат, а также изобретена гальванопластика. Ученый впервые применил возможности электродвигателя на практике, приведя в движение лодку с пассажирами. Семён Борисович внес огромный вклад в развитие электротехники, сконструировав несколько вариантов гальванометра, регулятор сопротивления, вольтметр и другие приборы.

Якоби Борис Семёнович (Санкт-Петербург, 1856 год)

Мориц Герман Якоби появился на свет 21 сентября 1801 года в Потсдаме в состоятельной еврейской семье — отец будущего изобретателя Симон Якоби работал личным банкиром прусского императора Фридриха Вильгельма III. Благодаря высокому достатку мальчик получил хорошее образование и смог поступить в Берлинский университет. Однако проучился он там недолго и вскоре перевелся в Геттингенский университет, в котором получил профессию архитектора.

Первое время Якоби работает архитектором в строительном департаменте, но его настоящей страстью оставалась физика. В 1834 году он переезжает в Кенигсберг, где в местном университете преподавал родной брат, известный математик Карл Якоби. Здесь он с увлечением предался изучению явлений электромагнетизма и приступил к работе над созданием электродвигателя. Результаты своих экспериментов ученый активно публиковал, чем привлек внимание российских научных светил Павла Львовича Шиллинга, Василия Яковлевича Струве и других. В 1835 году Борис Семёнович получил приглашение занять профессорскую должность в университете Дерпта и с радостью принял его. В его родной раздробленной Германии не было условий для реализации научных мечтаний о вечном двигателе и других изобретениях.

Опыты с электричеством

Царское правительство Николая I, которого по праву называли царем-инженером возлагало большие надежды на использование электричества для военного дела. В 1837 году Бориса Семеновича вызвали в столицу для организации серии опытов по оснащению морских судов электродвигателемя. Это стало поводом к окончательному переезду в Россию и получению русского подданства. В 1838 году один из экспериментальных кораблей – небольшой ботик, оснащенный электрическим двигателем, успешно проплыл по Неве, а мины Якоби с электрическими запалами применялись во время Крымской войны. Среди них были самовоспламеняющиеся (гальваноударные) мины, а также оружие с запалом от индукционного устройства. Якоби принадлежит идея создания специальных гальванических подразделений в саперных частях.

Работа над электродвигателем

Свой первый электродвигатель, оснащенный неподвижной и вращающейся частями, Борис Семенович создал в 1834 году. Тогда ему удалось описать принцип беспрерывного вращательного движения. Мотор был выполнен из коммутатора и двух дисков, на которых располагались 16 железных стержней. За один оборот дисков коммутатор изменял полярность до восьми раз. Благодаря силе инерции вал основного двигателя совершал вращения. Питание магнитов установки обеспечивала гальваническая батарея. В течение секунды двигатель поднимал груз до 6 кг на высоту около 30 см, что соответствовало 15 Вт.

Оригинального двигателя Якоби уже не существует, но его копия хранится в Московском Политехническом музее

В видео можно увидеть, как работает двигатель Якоби.

Однако в практическом плане устройство было не применимо по причине невысокой мощности и Якоби стал целенаправленно разрабатывать двигатель для использования на транспорте и в производстве. В результате ему удалось создать конструкцию, в устройстве которой сочетались сразу 40 моторов, что позволило существенно увеличить производительность двигателя.

Испытания магнитоэлектрического двигателя прошли осенью 1838 года в Санкт-Петербурге. Мотор был установлен на пассажирской лодке с 12 людьми на борту. Транспортное средство двигалось в противоположных направлениях – как по течению реки, так и против. Его скорость была невелика – всего 2 км/ч. И хотя за семь часов испытаний лодка сумела преодолеть всего около 7 км, но по меркам того времени результат можно назвать выдающимся.

Практически сразу изобретатель приступил к созданию более совершенного устройства и через год прошли новые испытания. На этот раз лодка перевозила 14 человек, но на ней был установлен более мощный двигатель, способный обеспечить движение со скоростью 4 км/ч. Известие об успешном эксперименте моментально облетело весь свет – такого мощного, а главное надежного электродвигателя мир еще не знал. Однако в крупнотоннажном флоте найти ему применение так и не удалось по причине отсутствия полноценного источника питания.

Якоби делал попытки установить свое детище на тележку и таким образом хотел создать электровоз, но довести до конца свою идею не смог. Несмотря на это ученый внес значительный вклад в мировую электротехнику, реализовав три главные идеи получившие свое развитие в будущем:

коммутатор с трущимися частями;
вращательное движение якоря в электромоторе;
магниты в статичной и динамичной частях электродвигателя.

Создание телеграфа

В 30-е годы XIX века ученый мир активно занимался созданием электромагнитного телеграфа. Одним из первых преуспел в этом деле П. Шеллинг, заинтересовавшийся явлением магнитного поля вокруг проводника, по которому движется электрический ток. Впервые его описал датский физик Ганс Христиан Эрстед, но именно Шеллинг сумел перевести это открытие в прикладную плоскость. В 1833 году он сконструировал проводной телеграф, возможности которого демонстрировались в его пятикомнатной квартире на Мойке. Впоследствии ученому поручили провести телеграфную линию между Петергофом и Кронштадтом, для чего Шеллинг впервые в мире создал изолированный кабель на каучуковой основе. Но из-за скорой смерти завершить начатый проект ему не удалось и продолжателем дела ученого стал Якоби.

В 1839 году он проложил подземный телеграф, в конструкции которого были использованы созданные автором приемное и отправочное электромагнитные устройства. Сам аппарат функционировал от манипулятора. Часовой механизм и карандаш, соединенный с якорем электромагнита, перемещали фарфоровую доску и создавали особые зигзагообразные символы. Эта линия соединяла личный кабинет Николая I в Александровском дворце и главное управление путей сообщения.

Позднее телеграф Якоби свяжет Зимний дворец с Главным штабом, а в 1842 году ГУПС (Главное управление путей сообщения) и Публичные здания. В этот период изобретатель выдвинул идею стрелочного телеграфа, который связывал несколько кабинетов императора в Зимнем дворце и дом Юсуповых на Фонтанке. Особенность этой конструкции заключалась в приемной станции, вращающиеся стрелки которой обозначали букву на циферблате, которая транслировалась со стороны передающего устройства.

Электромагнитный телеграф

Новым этапом развития телеграфного дела стала разработка магистрального железнодорожного телеграфа. К работам по его созданию Бориса Семёновича подключил глава северной дирекции строительства Николаевской ж/д П. Мельников. В 1845 году Якоби начал укладку кабеля на опытном участке строящейся магистрали, но сильные морозы внесли коррективы в ход работ. Это побудило ученого предложить новый проект, который был реализован между пассажирским зданием столицы и Обводным каналом. В 1847 году он проложил еще одну линию между Александровским заводом и Московским вокзалом, но из-за возникших разногласий с главой МПС Петром Алексеевичем Клейнмихелем дальнейшие работы были свернуты.

Причиной недопонимания между ученым и чиновником стали эксперименты по разработке более надежной изоляции, в которых Якоби задействовал как традиционные материалы — глину, смолу, шелковые нитки, так и совершенно новые для тех времен, например, гуттаперчу. Однако отсутствие необходимого оборудования вынудило Бориса Семёновича остановить работы и заняться вопросом прокладки воздушных линий. Эта технология выглядела более перспективной и в Старом Свете стали постепенно отказываться от подземных коммуникаций. Клейнмихель отклонил предложение ученого по причине ненадежности подобных конструкций, что привело к разрыву сотрудничества с железнодорожным ведомством.

Тем не менее в 1850 году Якоби удалось изобрести первый на планете буквопечатающий телеграф. Идея российского ученого легла в основу последующих электромагнитных телеграфных аппаратов. В 1854 году он создал свое последнее телеграфное устройство для связи на больших кораблях между капитаном и матросами машинного отделения.

Изобретение гальванопластики

Гальванопластика считается одним из направлений прикладной электрохимии. Её суть заключается в получении металлических копий предметов электролитическим способом. Если подобным путем наносить металлические покрытия на различные поверхности, то это называется гальваностегия.

Истоки гальванотехники, ранее активно использовавшейся в полиграфии, заложил Борис Якоби, проводя серию экспериментов с гальваническими элементами ещё во время пребывания в Дерпте. В дальнейшем опыты были продолжены в Санкт-Петербурге. В 1837 году во время одного из экспериментов ему удалось изготовить гальванопластическим способом монету номиналом в 2 копейки, от которой ученый вскоре избавился из-за боязни быть обвиненным в фальшивомонетничестве.

Официально открытие гальванопластики произошло позднее, когда в октябре 1838 года на заседании Петербургской Академии наук было оглашено письмо Якоби, где он подробно описал процесс своего открытия. В дальнейшем он продолжил совершенствовать свое детище, пытаясь адаптировать его под практические нужды полиграфии. В частности, Борис Семёнович занимался копированием политипажей (типовой книжный декор для многократного использования в разных изданиях), использовавшихся для репродуцирования орнаментальных узоров.

Позже Якоби открыл способ наращивания металлического слоя на диэлектрические слепки различных предметов с сохранением аутентичных гравюр и политипажей, ранее попросту уничтожавшихся. Это привело к появлению нового направления гальваностегии.

В 1840 году Якоби подает прошение в Мануфактурный совет, занимавшийся вопросами защиты изобретений, о выдаче ему привилегии на гальванопластику сроком на 10 лет. Совет утвердил его просьбу, а Министр Финансов Канкрин распорядился выдать ученому 25 тысяч рублей серебром для широкой публикации собственной технологии. Борис Семёнович выполнил указание и напечатал практическое руководство с подробным изложением метода гальванопластики.

Открытие Якоби практически сразу нашло применение в жизни. Приоритет здесь был, конечно, за полиграфией. Одним из первых продуктов гальванопластики стал комплект типографского шрифта, а также копия даггеротипа «Берега Невы».

Благодаря высочайшей оценке сделанных открытий карьера Якоби стала стремительно развиваться. В 1839 году он получает звание адъютанта Имперской академии наук. В 1842 году он утверждается сначала экстраординарным, а спустя пять лет ординарным советником. Его заслуги как ученого высоко ценили и за рубежом – Бориса Семёновича избрали корреспондентом роттердамского общества наук, а также иностранным членом Королевской Бельгийской Академии наук, Королевской Туринской академии и многих других. В 1867 году ученый удостоился большой золотой медали Парижской выставки, а император Александр II вскоре пожаловал ему потомственное дворянство.

Другие интересы

После кончины Николая I интересы правительства изменились и Якоби сокращает свои работы в сфере электротехники. В этот период ученый занимается вопросами обработки платины, а в 1864 году Семёна Борисовича привлекли к выработке методов определения содержания спирта в алкогольных напитках. Якоби уделяет большое внимание метрологии, сделав ряд интересных предположений. Вместе с он предложил баллистический способ электроизмерений. Занимаясь разработкой эталонных мер и отбором единиц измерения, ученый оказал огромное влияние на становление метрической системы в Российской империи.

Якоби изобрел несколько вариантов реостатов – прототипов пишущих машинок для набора текста. В 1840 году он представил Петербургской академии наук одну из своих моделей – агометр Якоби, на который ориентировались будущие создатели реостатов Чарльз Уитстон и Иоганн Поггендорф.

Личная жизнь

Якоби был многодетным отцом. Его супруга Анна родила ему семерых детей, пятеро из которых скончались в раннем детстве. Только двое сыновей Владимир и Николай пережили совершеннолетие, первый из них пошел по стопам отца и также стал изобретателем.

Борис Семёнович умер от сердечного приступа 27 февраля 1874 года. Ученый похоронен на протестантском Смоленском кладбище в Санкт-Петербурге.

За открытие гальванопластики Якоби был удостоен престижнейшей Демидовской премии, за которую полагалось 5 тысяч рублей. Однако он отказался лично взять деньги, предложив их направить на дальнейшую работу по совершенствованию гальванизма и электромагнетизма.
В начале 40-х годов XIX века при Рисовальной школе на Васильевском острове был открыт специальный гальванопластический класс, ученики которого могли лично освоить новый метод. Курс обучения длился чуть больше месяца – занятия проводились дважды в неделю. Сам изобретатель прочитал здесь 12 лекций, кроме него здесь преподавал известный скульптор Пётр Карлович Клодт и один из российских основоположников даггеротипии Ф. Вернер. И хотя в классе обучалось всего десять человек, на выступления Бориса Семёновича собирался полный зал.
Рожденный в Пруссии Якоби, называл Россию «вторым Отечеством» и утверждал, что связан с ней личными чувствами гражданина.