А в роли осла приходиться выступать мне, так как, задав один раз стандарт — будет очень тяжело отойти от него впоследствии. В мое время таких стандартов было море. У многих стран напряжение в сети было 220 вольт 50 Гц, у других — 110 вольт 50 герц, в той же Японии. В Америке приняли стандарт 110 вольт 60 Гц, а в Африке 220 вольт 60 Гц. Эти нюансы надо знать при поездках по миру, иначе можно остаться без любимого ноутбука. Хотя, справедливости ради, следует уточнить, что и формы розеток в разных странах разные, более десятка форм точно. Так что, любимый ноутбук в чужую розетку будет не воткнуть физически.
А в самолетах, так как там электропроводка короткая, используют напряжение 28 вольт 400 Гц. В автомобилях вообще 12 или 24 вольта постоянного тока. На заводах порой частоту 100Гц используют. Одним словом, кто в лес, кто по дрова. Из всего этого безобразия было необходимо выбрать стандарт для первой бытовой сети. И, самое печальное, далее его придерживаться.
И почему, например 220 вольт? Точнее, генераторы то трехфазные, на 380 вольт, а 220 вольт это уже производная. И, судя по тому, что три фазы прижились без нареканий — генератор и надо таким делать. Но почему 380 вольт? Вот тут — без понятия. Кто и от чего плясал. Тем более, что 380В это уже у конечного потребителя — по уличным столбам идут десятки киловольт, точно не помню, то ли 22 то ли 35, а для линий электропередачи вообще 110 киловольт. Зачем? Да очень просто. Медь может пропустить через себя ток около 10 ампер на каждый квадратный миллиметр своего сечения, и с этим уже ничего не сделать. Значит, при напряжении в 220 вольт, через каждый квадратный миллиметр провода можно пропустить мощность в 2.2 киловатта. Мощность, в электрическом смысле, это сила тока помноженная на напряжение. А вот при напряжении 110 киловольт через тот же квадратный миллиметр провода пройдет уже мощность 1100 киловатт, то есть в 500 раз больше. Точно такая же картина и для алюминиевых проводов, но там сила тока, разрешенная на квадратный миллиметр раза в два меньше чем у меди.
Получается, чем больше напряжение — тем экономически выгоднее его передавать, нужны более тонкие и дешевые провода. Недостатков два. Если таким напряжением шибанет человека, он точно в другой мир перенесется. В лучший мир. Значит, требуються понижающие трансформаторы для потребителей.
А второй недостаток — высокое напряжение требовательно к изоляции. И столбы для него высокие надо, достаточно ЛЭП вспомнить. Да много там нюансов. Все сразу и не вспомню. Вот сяду писать пособие по производству и передаче электроэнергии — тогда и задумаюсь, а пока, буду считать все это набросками.
А вот про разрешенную для материала силу тока надо помнить всегда. Если намотать вторичную обмотку сварочного трансформатора проводом сечением в один квадратный миллиметр и попытаться снять с нее 100 ампер — обмотка просто сгорит. Каждой силе тока должно соответствовать свое сечение провода и это надо знать даже владельцу квартиры моего времени. Провода в таких квартирах, обычно, имеют сечение 2.5 квадратных миллиметра, то есть, рассчитаны на 25 ампер. Законов электрических не отменить правительственными указами — и, при напряжении сети в 220 вольт — в квартире не может быть суммарной нагрузки на один провод более 5.5 киловатт — если больше, будут гореть провода. А что такое 5.5 киловатт? Чайник электрический, стиральная машина, разогревающая воду, СВЧ печь, да десяток лампочек. Включи сюда еще и масляный радиатор отопления — и Привет. Скажете — ничего страшного, для этих целей стоят автоматы, отсекающие питание? Вот тут и кроется болезнь незнания моего времени!
При мне человек в магазине покупал автоматы для защиты сети — ему рекомендовали на 16 ампер, такой действительно защитит сеть при перегрузке — но он требовал на 50 ампер, так как ему 16 ампер мало и у него автомат часто выключается. А он не жадный, и готов заплатить за более дорогой девайс. Автомат человеку продали.
Было впору сразу звонить пожарникам и говорить адрес. Вот только адрес этот знаток электричества не оставил.
У меня электрика до автоматов еще не дошла, и приходилось точно и с запасом рассчитывать сечения проводов.
Переломный момент в наших экспериментах наступил в середине июля. Когда подмастерья смогли ответить на ряд вопросов электротехники экспериментальным путем. Какие задать вопросы — на это мне сообразительности хватило. А вот какие на эти вопросы ответы — моя память скромно промолчала, и пришлось подбирать экспериментально. В частности, остановились на параметрах бытовой электросети в 127 вольт и 60 Гц. Напряжение хотелось побольше — но изоляция с ним не справлялась. Пусть потомки мучаются. Это понятно, фазное напряжение, потому как был выбран трехфазный генератор, с линейным напряжением 220 вольт. Соотношение между линейным и фазным напряжением легко посчитать. Если генератор трехфазный, значит линейное напряжение больше фазного на корень из трех.
Были и другие варианты. Тот же Тесла использовал двухфазный генератор, если мне не изменяет память. Но остановился на трехфазном, как более знакомом.
Большой коловратник, на который планировали подключить оба генератора, давал 600 оборотов в минуту, или 10 оборотов в секунду. Так что шести полюсная машина напрашивалась сама собой для достижения частоты в 60 Гц. Чтоб унифицировать наши генераторы, машину постоянного тока сделали так же шести полюсной с шестью щетками, три из которых служили плюсом и три минусом.
И вот, во второй декаде июня, когда погода просто шептала, и небольшие дожди оставляли красивые радуги на небе, про которые пришлось подробно рассказывать оптикам — литейшики мне сказали, что они готовы! Запасы проводов вытянуты и заизолированы. Кузнецы отчитались, что и они готовы, лента для промышленных генераторов стояла в рулонах, благо, первую коловратную машину запустили и уже эксплуатировали почти четыре дня без существенных поломок. Машинисты выразили готовность ставить второй большой коловратник, уже модифицированный. Мои подмастерья трясли бородами, ведь звание подмастерья еще не говорило о возрасте, и уверяли, что новые электромашины они с закрытыми глазами соберут. Вот это и было страшно. Мне бы пару дней отлежаться, перед большим кошмаром.
Дал отмашку начинать строительство. На том свете отдохну.
К концу второй декады был очень близок к тому, чтоб отдохнуть, как планировал. Кроме строительства генераторов, которое двигалось далеко не гладко, пошли проблемы в других цехах. Нам, в частности, не хватило проволоки 3мм диаметром, которая шла на обмотки, и которой по непонятной причине ушло больше, чем рассчитывал. При этом проволока стала самой скромной проблемой. Катастрофически не хватало меди. Точнее, на генераторы то хватит точно, а вот латунный прокат решили сократить вдвое, и в связи с этим пошла волна проблем по заводу. Страшное дело, когда чего-то не хватает в отлаженных и взаимозависимых процессах производства — лавинообразно нарастают проблемы.
Теперь стало окончательно плохо. С новой силой развернулась карусель. Висел над каждым цехом и деталью, перераспределяя ресурсы и предлагая альтернативы. А за моим плечом висела тень Ермолая, занявшая свое законное место. За его плечом, в свою очередь, висела тень моего охранника. И за плечом охранника висело еще несколько свободных, в данный момент, мастеров — кто с вопросами, кто просто учился новому. Вот такой гирляндой и ходили — даже привычно стало. А то раньше не понимал, как это всякие герцоги ходят с большими свитами. Теперь понимаю. Более того, теперь спокойно отношусь к тому, что, даже закрывшись в сортире, из-за дверей могут звучать вопросы, и на них приходиться развернуто отвечать. И бланки заявок на подпись под дверь подпихивали, кому совсем уж срочно было надо. А срочно надо было всем. Цезарь удивился бы такому многостаночничеству.
Опять вернулась ноющая усталость, и душой начало овладевать безразличие. Крепился, но срочно требовалась пауза.
Генераторы и коловратник собрали единой связкой. Генератор постоянного тока будет работать в паре с генератором переменного тока, даже если не будем использовать постоянное напряжение. Понимаю, что это глупо, так расходовать ресурс. Но это был самый простой способ организовать подмагничивание обмоток обоих генераторов в отсутствии силовых выпрямителей.