Маятниковые часы Бена. Появление самых ранних часов с электрическим приводом прямого действия связано с именем английского часовщика Александра Бена (1811—1877). В 1837 г. он приехал в Лондон из Эдинбурга, чтобы поступить на работу в качестве часового мастера. Это случилось в тот самый год, когда Кук и Уитстон получили патент на электротелеграфный аппарат.
Александр Бен был не только квалифицированным часовщиком, но и талантливым изобретателем, интересовавшимся достижениями науки. После того как ему удалось устроиться на работу, он систематически посещал лекции в Политехническом институте и всецело отдался изобретательской работе. Знакомство с электромагнитными машинами направило мысль Бена на поиски того, как электричество может быть использовано в той области техники, которая была ему, как часовщику, ближе всего.
Бен стал работать над созданием электрического буквопечатающего телеграфа («печатание информации вместо указания ее знаками») и над созданием электрических часов. «К июню 1840 г. я столь продвинулся в обоих этих изобретениях, — пи сал Бен, — что пожелал встретиться с некоторыми из тех лиц, кто мог бы материально помочь мне в реализации моих изобретений». Основная мысль Бена в области электрохронометрии заключалась в устройстве нескольких вторичных (с циферблатом) часов с единым управлением от первичных, или главных, часов так, чтобы они могли показывать одно и то же время в различных местах. В библиотеке Лондонского патентного бюро сохранились чертежи Бена вместе с подробными описаниями по меньшей мере десяти его изобретений, относящихся к созданию электрической системы часов, приводимой в действие последовательным включением и выключением тока, осуществляемых движением маятника и баланса. Наряду с этим известны изобретения Бена, связанные с созданием печатающего телеграфного аппарата и устройством железнодорожной электросигнализации через токопроводящие рельсы и кон тактные башмаки. Он набросал также план осуществления нового принципа передачи штриховых изображений и печатного материала на расстояние по проводам и без проводов, в кото ром предвосхищал некоторые идеи современного телевидения. По тому значению, какое имеют изобретения Бена, его имя может быть поставлено рядом с выдающимися деятелями тех ники.
В августе 1840 г. Александр Бен был представлен ученому и изобретателю Уитстону, которому изложил свои проекты электрических часов и буквопечатающего телеграфного аппарата. Проекты молодого изобретателя заинтересовали Уитстона, и он дал средства, чтобы Бен окончил свои модели. Буквопечатающий аппарат он купил у Бена. Интерес, проявленный к изобретению электрических часов в Англии, показывает, что общественность придавала этому большое значение.
Бен получил патент на изобретенные им электрические часы в октябре 1840 г. На основании этого Бена считают первым изобретателем электрочасов в Англии, так как здесь до него подобный патент никому не выдавался.
Описание и характеристика патента Бена довольно подробны и охватывают вторичные импульсные часы и разные способы продвижения в них стрелок импульсами тока, реализуемыми движением качающегося маятника или колебательным движением баланса. Здесь также имеется описание маятниковых часов с электрическим приводом прямого действия, которые могут управлять вторичными (импульсными) часами.
Механизм первых главных часов, описанных в этом патенте, приводился в действие грузом, а регулятором хода служил секундный маятник.
На рис. 231 показана схема устройства одних из таких электрических часов. На ней изображены секундный маятник 2 и трое вторичных часов в цепи /. Часовой механизм на фигуре не показан. Стержень маятника несет хомутик с металлическим пальцем 4 для осуществления контакта. Палец с трущимся контактом проходит по изолятору с металлической вставкой 3, прикрепленной к раме. При каждом размахе маятника происходит замыкание контактов цепи, после чего посылается импульс тока в цепь вторичных часов, соединенных последовательно, чтобы передвигать стрелки импульс за им пульсом.
Маятниковые часы Бена 1843 г. с электрическим приводом прямого действия, т. е. с маятником, сохраняющим свое колебание под действием электромагнита, можно видеть на рис. 232. В качестве источника электрической энергии в часах был применен так называемый земляной элемент /, 2, состоящий из медной и цинковой пластин, зарытых в сырую землю. Затем имеется два закрепленных циферблата вторичных часов 3, 4. Маятниковый груз 7 представляет собой многовитковую массивную катушку из изолированной про волоки. Катушка расположена между полюсами двух постоянных подковообразных магнитов 8, прикрепленных к раме. Электрический контакт осуществлялся маленьким шариком, установленным на стержне маятника. При качании маятника шарик попеременно касался левой или правой пластины 5, 6. При колебании маятника влево шарик падал на пластину 5, замыкая цепь; тогда маятник мог быть притянут вправо и получить импульс, который в то же время передавался на все циферблаты в цепи. Когда маятник двигался влево, шарик падал на другую металлическую пластину 6, которая, не имея электрического контакта, прерывала цепь. Этот цикл повторялся при каждом переменном размахе маятника. Часы Бена заслужили похвалу и за оригинальность, но устройство контакта и прерывателя было неудачным. Поэтому Бен вынужден был этот контакт усовершенствовать.
В 1845 г. он создал более совершенную конструкцию электрочасов (рис. 233, а). Основная их часть состоит из маятника с линзой и двумя стальными магнитами. Полюсы магнитов обращены к катушкам С и С1 которые соединены последовательно (рис. 233, б). Поэтому при пропускании через них тока одна катушка притягивает линзу, в то время как другая отталкивает ее.