Навыки, полученные на работе в Товариществе «Электротехник», оказались очень полезными А. С. Попову многим позже, когда он заведывал ярмарочной электрической станцией в Нижнем-Новгороде (г. Горьком). Практическая деятельность не отвлекала полностью Попова от научной работы. Он стремился совмещать одну с другой. Это выявилось, прежде всего, при выборе им темы для своей кандидатской диссертации. Тема эта была «О принципах магнито- и динамоэлектрических машин постоянного тока». Первая печатная работа Попова была также посвящена вопросу о динамо-машинах. Она была напечатана в 1883 г. в журнале «Электричество» под названием: «Условия наивыгоднейшего действия динамомашины». В этой работе А. С. Попов обращает особое внимание на значение и размеры тепловых потерь в динамомашине и зависимость этих потерь от разных показателей, характеризующих машину. Этот подход к вопросу был не особенно обычен в то время: исследователи больше интересовались электрическими и магнитными явлениями, происходившими в машине, чем тепловыми, хотя эти последние в значительной степени лимитировали возможную нагрузку машин.
Блестяще окончив курс университета и получив степень кандидата физико-математических наук, А. С. Попов не прервал связи с университетом и физической лабораторией. По представлении Ф. Ф. Петрушевского, решением физико-математического факультета он был оставлен при университете, как тогда говорили, «для подготовления к профессорскому званию». Это «оставление при университете» давало право работы в лабораториях, право пользования университетской библиотекой и т. п., но не давало оставленным никакой материальной поддержки. Так называемую «профессорскую стипендию» получали единицы. Поэтому Попову пришлось и после окончания университета продолжать свою учительскую деятельность. Но это длилось недолго. Уже через год после окончания курса Попов получил предложение занять место ассистента по физике в Кронштадтском минном офицерском классе и переехал в Кронштадт. Минный офицерский класс морского ведомства наряду с Техническим гальваническим заведением (впоследствии Офицерский электротехнический класс) военного ведомства были первыми рассадниками электротехнического образования в России. Из последней школы вышел в числе прочих Яблочков, из первой — известный пионер электротехники Тверитинов, будущий редактор «Электричества» и председатель VI отдела Технического общества А. И. Смирнов и многие другие. Состоявшие при этих офицерских классах школы для солдат и матросов, особенно последняя, дали стране многих опытных и знающих монтеров, техников и т. п.
Военно-морской флот в России начал применять электротехнику для своих целей с самого ее появления. Электрическая энергия применялась, главным образом, для питания электрических дуговых ламп для прожекторного освещения и для оптических сигналов, затем для освещения портов, эллингов, судовых мастерских и т. п., а также и для других целей, в частности, для электрического взрывания подводных мин. На флоте и во флотских организациях производились разные электротехнические исследования, например исследование и испытание каолиновых ламп Яблочкова, ламп накаливания Лодыгина и др. Вопросы электрического взрывания подводных мин издавна интересовали флот. Этим вопросом и теоретически и экспериментально, по поручению Правительства, занимались в начале столетия изобретатель электромагнитного телеграфа Шиллинг, акад. Якоби и др. Для подготовки минных специалистов флот обычно командировал своих офицеров в Техническое гальваническое заведение военно-сухопутного ведомства в Петербурге. Но эта мера оказалась недостаточной и в 1874 г., когда было учреждено в Морском министерстве специальное минное управление, в Кронштадте был открыт Минный класс для офицеров и Минная школа — для командоров (унтер-офицеров). Для заведывания учебной частью был приглашен лейтенант В. Л. Шпаковский. Для преподавания минного дела был приглашен военный инженер М. М. Боресков, один из основателей VI отдела Технического общества.
В Минном классе особое внимание было обращено на преподавание физики: организовал преподавание физики в Минном классе известный профессор Петербургского университета Ф. Ф. Петрушевский, который и читал сам курс физики с основания класса до 1880 г. В этот Минный офицерский класс и был приглашен на должность ассистента А. С. Попов. Но он не долго оставался ассистентом. Скоро пригласивший в Кронштадт А. С. Попова Степанов, читавший курс физики, покинул преподавание в Минном классе и заменить его должен был А. С. Попов, к тому времени показавший уже себя отличным лектором и превосходным экспериментатором. В Минном классе А. С. Попов проработал более семнадцати лет и оставил работу лишь в 1901 г., когда был приглашен занять кафедру физики в Петербургском электротехническом институте. В октябре 1905 г. он был избран директором Института и, находясь в этой должности, 13 января 1906 г. скоропостижно скончался от кровоизлияния в мозг.
Преподавание в Минном классе А. С. Попов совмещал с преподаванием в другой морской же школе, в Инженерном училище морского ведомства в Кронштадте. Кроме этого, в течение нескольких лет он заведывал ярмарочной электротехнической станцией в Нижнем Новгороде (ныне г. Горький), работавшей только часть лета, в ярмарочный период. Таким образом, заведывание станцией, требовавшее присутствия Попова в Нижнем Новгороде только в каникулярное время, не мешало его учебной деятельности, в то же время давая ему опыт реальной практической работы в области электротехники.
Наиболее плодотворным периодом в жизни Александра Степановича и в научном и в учебном отношении был период его работы в Минном офицерском классе. И учебной, и научной работе Попов уделял одинаковое внимание. Свои лекции он строил чрезвычайно четко, доводя все, о чем он говорил, до определенного вывода и не допуская на лекциях ничего излишнего, не необходимого для успешного усвоения и понимания прочитанного.
Вместе с тем он придавал особое значение лекционным демонстрациям. Он сам проектировал эти демонстрации, сам придумывал способы их осуществления и часто сам, вместе с ассистентами, часами готовил демонстрации в аудитории перед лекциями. Демонстрации выходили блестящими, и многие из них осваивались затем кафедрами физики других высших школ. Некоторые лекционные опыты, как, например, опыт для демонстрации медленности нарастания тока в цепях с большой самоиндукцией (закон Гельмгольца), становились классическими и известными под названием «опытов Попова».
Учебники и пособия, составленные Поповым, отличались теми же качествами, как и его лекции. Так, составленный по лекциям А. С. Попова его слушателями лейтенантами Петровым и Макаровым курс «Об электродвигателе постоянного тока» в течение многих лет был основным руководством для минных офицеров флота.
Но, конечно, не учебная деятельность, как бы блестяща она ни была, создала Попову мировое имя. Это имя дали Попову его научные открытия в области беспроволочной телеграфии.
К этим открытиям Александр Степанович пришел не сразу. Им предшествовали долгие и упорные труды в других областях физики, давших Попову те навыки и развившие в нем ту интуицию, которые помогли ему дойти в сравнительно короткий срок до изобретения радиотелеграфа.
Первые годы своей научной деятельности А. С. Попов интересовался динамомашинами и их работой. Этим вопросам посвящены его первые печатные труды. Но уже в 1886 г. Попову пришлось временно заняться работой в другой области, именно в области фотометрии. В августе 1887 г. ожидалось солнечное затмение. Полоса полного затмения проходила через всю Россию, от западных ее границ до берегов Тихого океана. Понятен интерес к затмению, проявленный всеми русскими научными учреждениями. Для наблюдения затмения организовывались специальные экспедиции, для ознакомления публики с явлениями затмения солнца издавались брошюры, читались лекции. Сам знаменитый Дмитрий Иванович Менделеев поднимался для наблюдения затмения на воздушном шаре. Русское физико-химическое общество, активным членом которого был А. С. Попов, организовало ряд экспедиций, наиболее крупной из которых была Красноярская. Красноярск был избран местом наблюдения для экспедиции, так как в его районе продолжительность полной фазы затмения была около 4 мин., тогда как в Европейской части России она была всего около 2–2,5 мин. При этом в Красноярске затмение начиналось около 12 час. дня, когда солнце было уже высоко, в западных же районах России оно начиналось рано утром, когда солнце было близко к горизонту и поглощение лучей солнца земной атмосферой было гораздо значительнее. Это обстоятельство было, между прочим, причиной, что именно в Красноярске решено было произвести ряд фотометрических измерений яркости различных мест солнечной короны. Эти фотометрические измерения и были поручены А. С. Попову, приглашенному в состав Красноярской экспедиции. Другими членами экспедиции были молодые физики, группировавшиеся вокруг физической лаборатории Университета, А. И. Садовский, Н. Н. Хамонтов, Ф. Я. Капустин и Г. А. Любославский — все товарищи Попова по университету. В состав экспедиции входили также два студента, впоследствии профессора-электротехники — А. В. Вульф и М. А. Шателен.
