Магнитоэлектрическая машина Штерера
Значительный интерес представляют исследования Эмилия Христиановича Ленца над магнитоэлектрической машиной.
Исследования эти были начаты с целью выяснения взаимной корреляции скорости вращения катушек, в которых индуктировался ток, и величины тока, производимого магнитоэлектрической машиной Штерера. Эти исследования, очень поучительные сами по себе, привели к открытию явления, значение которого было понято и оценено гораздо позже, уже после изобретения коллектора, и которое получило название «реакция якоря».
Ленц работал с магнитоэлектрической машиной Штерера, состоявшей из трех вертикальных подковообразных стальных магнитов, над концами которых вращались в горизонтальной плоскости 6 катушек; эти катушки можно было соединять в любые группы последовательно и параллельно. Машина была снабжена коммутатором из полуколец, позволявшим получать от машины выпрямленный волнообразный ток одного направления.
Работая с магнитоэлектрической машиной Штерера, Ленц заметил ряд явлений, которые зависели от положения коммутатора относительно полюсов машины. Подробное изучение этих явлений привело Ленца к выводу, в котором он впервые вскрывает сущность явления реакции якоря и указывает на необходимость сдвига щеток с нейтральной линии.
Заслуживает внимания тот факт, что до Ленца ряд ученых делал бесплодные попытки объяснить причину нарушения пропорциональности между скоростью вращения машины и величиной тока. Так, например, известный немецкий физик Вебер ошибочно предполагал, что причина этого явления заключается в том, что железо якоря при большой скорости вращения в магнитном поле не успевает намагнититься. Точными экспериментами Ленц не только вскрыл сущность исследуемых явлений, но указал пути устранения искрения на коммутаторе путем сдвига щеток. «В магнитоэлектрических машинах, - утверждает Ленц, - для достижения максимального действия коммутатор должен иметь особое положение для каждой скорости или, точнее, для каждой силы тока».
Не надо забывать, что эти заключения были высказаны уже в 1847 г. Затем они были забыты и потребовались еще десятки лет, чтобы уже для новых типов машин установить такое же правило.