Ingpen, Robert et al.: Találmányok enciklopédiája. Az emberiség történetének legjelentősebb találmányai és felfedezései (Budapest, 1996)
A természet ereje
TALÁLMÁNYOK ENCIKLOPEDIAJA Az elektrofór sikeres eszköz lett, s hamarosan kiszorította a leydeni palackot, mint az elektromos töltések tárolására alkalmas eszközt. Volta is hírnévre tett szert általa, ő azonban nem pihent a babérjain, hanem továbblépett, és megalkotta még nagyobb hatású találmányát, a folyamatos, egyenletes áram termelésére alkalmas eszközt, vágyás az elemet. Találmánya tulajdonképpen egy kis „halom” volt: réz és cinklemezekből állt, amelyeket savas kémhatású vízzel átitatott papírdarabok választottak el egy mástól. A halom két vége között aprócska elektromos kisülés keletkezett. A kísérlet egy másik, 1800-ban elvégzett változata, amikor Volta egy cink- és egy rézlemezt merített kénsavoldatba, szinten sikeres volt. A két fémdarab víz fölé nyúló végeit vezető anyaggal összekapcsolva folyamatos elektromos áram indult meg a lemezek között. Volta elemeinek még több évtizeden át tartó változásokon kellett átmennie, hogy kialakuljon belőlük az elem, a ma már oly elterjedt, hordozható áramforrás. Munkássága mégis nagy on fontos volt, mivel rámutatott az elektromosság néhány alapvető elvére: hogyan viselkedik a réz- és a cinklemez pozitív, illetve negatív elektródként, és hogyan képződik elektromos potenciálkülönbség a két fém között, amelynek következtében megindul a töltés-áramlás közöttük. A villanymotor Nem sokkal Volta elemekkel kapcsolatos kísérletei után más tudósok az elektromosság egy éb, de hasonlóan fontos tulajdonságaival kezdtek foglalkozni. 1820-ban egy Hans Christian 0rsted nevű dán fizikus felfedezte, hogy az iránytű mutatója kitér, ha olyan elektromos vezető közelébe teszik, amelyben áram folyik. Felfedezését André-Marie Ampére francia fizikus is megvizsgálta, aki 0rsted kísérletének megismétlése alapján kidolgozott egy szabályt annak megállapítására, melyik irányba fog kitérni az iránytű. Ezt ő „úszószabálynak” nevezte - ha elképzeljük, hogyT az árammal egy irányban, az iránytű felé úszunk a vezeték mellett, a tű északi hegye a bal kezünk felé fog kilendülni. 114 Hans Christian 0rsted dán fizikus mutatta ki elsőként a mágnesesség és az elektromosság kapcsolatát, ezért végeredményben neki köszönhetjük a villanymotort is. Azok a kísérletek, amelyeket &rsted egy iránytű és egy áramot vezető huzal segítségével végzett, nagy hatással voltak a fizika további fejlődésére. A tudósok Európa-szerte megismételték kísérleteit, az Újvilágban pedig Joseph Henry' olyan kutatásokba kezdett, amelyek végül elvezettek a szikratávíró felfedezéséhez. 0rsted kísérletezése alapján azonban Michael Faradaynek sikerült a legtovább jutnia, és így 1821-ben ő készítette el az első villanymotort. Ampére másik szabálya azt mondja ki, hogy ha a jobb kezünkkel megragadjuk az áramot vezető huzalt, s hüvelykujjunk az áram haladási irányába mutat, akkor ujjaink a tű északi hegye kitérésének irányába fognak mutatni. 0rsted felfedezéséből kiindulva azonban egy brit tudós, Michael Faraday jutott a legtovább. Faraday rájött, hogy ha sikerülne izolálnia egy mágneses pólust (ami egyébként lehetetlen), annak körbe-körbe kellene mozognia az áramot vezető huzal körül. Egy eszköz, amelyik így működne, az elektromos energiát mozgássá alakíthatná át, amely aztán valami módon hasznosítható lenne. 1821-ben Faraday összeállított egy' kísérleti berendezést, amely két higannyal teli pohárból állt. A poharakon áramot vezetett keresztül. Mindkét edényben volt egy-egy henger alakú mágnes is. Amikor folyt az aram, az egyik pohárban lévő mágnes - amely szabadon foroghatott - forogni kezdett a közepén áthúzott, áramot vezető drót körül. A másik pohárban, ahol a mágnes rögzítve volt, a huzal forgott a mágnes körül. A mozgás mindkét esetben addig tartott, amíg az áram folyt. Faraday ezzel lényegében megalkotta az első villanymotort - azt a találmányt, amely legalább olyan nagy jelentőségű lett, mint az elektromosság-kutatás úttörőinek bármely más találmánya. Áramtermelés Faraday azonban nem érte be ennyivel, elektromosság iránti érdeklődése további kutatásokra sarkallta. 1821-ben az áram segítségével sikerült forgó mozgást előidéznie, majd 1822-ben éppen ellentétes célt tűzött maga elé: a mágnesesség segítségével akart áramot termelni. Legfontosabb kísérletében öt szigetelt rézdrótszálat tekercselt egy lágyvasból készült gyűrű köré. Három szál drót a gyűrű egyik, két szál a másik fele köré került, és a két csoportba tartozó szálak nem érintkeztek egymással. A második csoport drótjait egy galvanométerhez (gyenge elektromos áramok mérésére alkalmas szerkezethez) kötötték, az első csoport drótszálait pedig egy elemmel kapcsolták össze. Amikor ez utóbbi kapcsolatot létrehozták, az első tekercsben mágnesesség keletkezett, és a galvanométer mutatója kilendült. Meglepő módon azonban a tű akkor is kilendült, amikor a kapcsolatot megszakították. Faraday ezután úgy' döntött, további kísérleteiben a tekercsek közé mágnest fog helyezni. Felfedezte, hogy' amikor a mágnest behelyezi a tekercs belsejébe, ott áram indukálódik. Az áramtermelődés abbamaradt, amikor a mágnes mozdulatlanul pihent a tekercsben, amikor azonban kivették onnan, ismét áram termelődött - csakhogy7 ekkor az előbbivel éppen ellentétes irányú. Ha tehát a rúdmágnest folyamatosan ki-be tologatták a tekercsbe, úgy Az elektromosság és mágnesesség kutatásának egyik legnagyobb hatású úttörője, Michael Faraday háta mögött néhány, a kísérleteiről készített vázlata látható. Ezek a következők: 1) az 0rstedféle iránytűs kísérlet megismétlése; 2) az elektromágneses forgás bemutatása; 3) lebegő vezető kering egy mágnes körül - a villanymotor elvének demomtrációja; 4) a huzaltekercses kísérlet, amelynek révén felfedezte az elektromos indukciót; 5) a generátor elvének bemutatása; 6) a dinamó működési elve.
