Opfindelsernes Bog/Elektriciteten og Opfindelsen af Elektrisermaskinen.
Indledende Bemærkninger. De græske Kvinder i Oldtiden satte en særlig Pris paa et Slags Tene, der vare af Rav eller indlagte og forsirede med dette Stof. Idet nemlig Uldtraadene gned mod Tenene, bragtes Ravet i en ejendommelig Tilstand, saa at de fine Fnug, der gik løs af Ulden, afvexlende bleve tiltrukne og frastødte, hvad der afgav et underholdende Skue for de Spindende.
Denne Ravets Egenskab, at kunne udvikle en tiltrækkende Kraft, havde ogsaa skaffet det Navnet Elektron, af det græske Ord εlχεin, som betyder »at trække til sig«, og dets Benævnelser i andre Sprog — paa Latin; harpax, »Røverne«, paa Persisk: Karuba »den som trækker Avner til sig« — tyde paa, at man allerede tidligt er bleven opmærksom paa denne Særegenhed.
Af Navnet Elektron afledede man senere Navnet paa selve Kraften og kaldte denne Elektricitet, og de ved denne fremkaldte Fænomener elektriske.
Men allerede i Oldtiden kjendtes fornden Ravet enkelte andre Legemer, som paa samme Maade kunde blive elektriske, f. Ex. den blaa Ædelsten, der kaldes Hyacinth, og i Tidens Løb har denne Egenskab vist sig saa almindelig og ytret sig paa saa mangfoldige og forskjellige Maader, at Læren om Elektriciteten nu udgjør et af de vigtigste Afsnit af Fysiken. Den store Interesse, som de elektriske Fænomener have vakt, grunder sig ikke blot paa de overraskende Former, hvorunder de saa ofte optræde, men snarere paa den Mængde vigtige Erfaringer og Anvendelser, som Kjendskaben til dem har bragt, og som benyttes i det praktiske Liv.
Det er vanskeligt at afgjøre, hvormeget Oldtidens Forskere have kjendt af det Omraade, som vi nu vide hører ind under denne ejendommelige Naturkraft, Det kunde vistnok synes, som en nærmere Kjendskab til Naturkræfterne overhovedet og særlig til den elektriske Kraft og dens Virkninger har været Grundlag for mangen religiøs Kultus, hvis egentlige Betydning Præsterne have bevaret som en dyb Hemmelighed fra Slægt til Slægt. Men selv om det kan antages, at Præsterne have havt en saadan Kjendskab til Naturkræfterne og deres almindelige Love, uden hvilke man da ikke kunde tale om nogen Naturvidenskab, er denne Kundskab i Tidens Løb gaaet fuldstændig tabt og er bleven aldeles uden Betydning for Udviklingen af den nuværende Lære om Elektriciteten. Dens Begyndelse kunne vi først regne fra William Gilbert, en betydelig engelsk Fysiker, som undersøgte en Mængde Legemer med Hensyn til deres elektriske Egenskaber, og som i sit, Aar 1600, i London udgivne Værk »De magnete« opstillede en anselig Liste over saadanne Legemer, »der ved Gnidning blive elektriske«.
At Elekriciteten, der dog er en ligesaa hyppig virkende Naturkraft som Lyset eller Varmen, saa længe har kunnet unddrage sig Forskernes Blik, har sin Grund deri, at vi ikke have noget særligt Organ til at sandse denne, hvorfor ogsaa kun dens mest fremtrædende Virkninger — og især da naar de ere ledsagede af Lys-, Lyd- eller Varmefænomener — tildrage sig Opmærksomheden. Men da Gilbert havde vist, at en Mængde Legemer ved Gnidning kunde bringes i elektrisk Tilstand, kastede den opblomstrende Naturforskning sig med Iver over Undersøgelsen af disse Fænomener. Man søgte Midler til at frembringe større Mængder af Elektricitet, som man i Begyndelsen kun kjendte under en Form, som Gnidningselektricitet, og Otto von Guericke konstruerede den første Elektrisermaskine. Han fyldle en Glaskugle med smeltet Svovl; da dette var størknet, blev Glashylstret knust og den saaledes støbte Svovlkugle forsynet med en Axe, hvorom den ved Hjælp af et Sving kunde sættes i hurtig omdrejende Bevægelse, medens den venstre Haand blev trykket op imod den (Fig. 280). Hvis den berømte Borgmester blot havde undladt at slaa Glashylstret itu og havde gnedet dette istedetfor Svovlkuglen, vilde det have været en væsentlig Forbedring ved hans Elektrisermaskine; nu saa han ikke den Fordel, som Tilfældet uden hans Vidende havde lagt i hans Haand. Ham tilkommer dog med fuld Ret Æren for at have forfærdiget den første, om end noget raa, Elektrisermaskine, med hvilken han anstillede en Mængde særdeles interessante Forsøg.
Elektrisk Tiltrækning og Frastødning. Til at foretage de elektriske Fundamentalforsøg behøves slet ikke noget indviklet Apparat. Naar vi gnide en Stang Lak med en Stump uldent Tøj og derpaa holde Stangen over nogle smaa Papirstumper, Korkstumper eller lignende, ville vi strax bemærke en livlig Bevægelse af disse Smaalegemer: de springe op og hæfte sig til Stangen for atter efter faa Øjeblikke at stødes bort fra den (Fig. 281).
Benytte vi i Stedet for Papirstumper en lille Kugle af Hyldemarv, som er ophængt i en Silketraad, kunne vi gjøre den samme Iagttagelse. Det elektriske Pendul tiltrækkes af Lakstangen, men neppe har det berørt denne, før det atter stødes bort og skyer derpaa Stangen ligesaa meget, som det før stræbte at nærme sig den. (Fig. 282 og 283).
Et Glasrør, som er blevet gnedet med et Stykke Silketøj, tiltrækker og frastøder Pendulet, tilsyneladende paa samme Maade som en Lakstang, der er gneden med en ulden Klud; men der er dog en væsentlig Forskjel mellem Lakkets og Glassets Virkninger. Hvis vi nemlig ophænge to Hyldemarvskugler, hver for sig, paa den ovenfor angivne Maade og berøre den første med den gnedne Lakstang, den anden med det ligesaa behandlede Glasrør, vil den første naturligvis, som før vist, fly Lakstangen, men derimod med desto større Hæftighed tiltrækkes af Glasrøret. Omvendt forholder den anden Kugle sig, idet den flyer Glasrøret, men tiltrækkes af Lakstangen.
Positiv og negativ Elektricitet. Glas- og Lakelektriciteten ere altsaa indbyrdes forskjellige. I det videnskabelige Sprog kaldes den første positiv, den anden negativ Elektricitet. De betegnes i Korthed med + E og ÷ E. Den, der først iagttog denne Forskjel, var Du Fay (1773), og hans Opdagelse er en af de mest betydningsfulde i Fysikens Historie.
Alle Legemer, som ved Gnidning blive elektriske, blive enten positiv eller negativ elektriske, det vil sige: de udvikle under samme Forhold stedse samme Art Elektricitet. Af hvilket Slags denne er, kan undersøges ved Hjælp af det elektriske Pendul. Er Korkkuglen bleven gjort positiv elektrisk, saaledes at den tiltrækkes af Lakstangen, vil den ligeledes blive tiltrukket af ethvert negativ elektrisk Legeme, men blive frastødt af ethvert positiv elektrisk. De tvende Elektriciteters Forhold til hinanden kan udtrykkes ved følgende Sætning: De ensartede Elektriciteter frastøde, de uensartede tiltrække hinanden. Paa dette Forhold beror Elektroskopet, hvilket vi saavelsom Elektrometret længere fremme, ved Beskrivelsen af Elektrisermaskinen, skalle lære nærmere at kjende. Af Elektroskopet, saaledes som det blev konstrueret af Bohnenberger, gives i Fig. 284 en Afbildning. Dette lille Apparat bestaar i det væsentlige af to korte Stykker Straa eller Guldblade, som ved Hjælp af en ledende Traad eller Stang ere fæstede til en Metalkugle, der forøvrigt er isoleret. Meddeler man denne Kugle Elektricitet, saa at de to Halmstraa blive gjorte ensartet elektriske, ville de frastøde hinanden, og efter Størrelsen af Udslagsvinklen kan man bedømme Elektricitetens relative Styrke. I Reglen benytter man kun Apparatet som Elektroskop for overhovedet at paavise Tilstedeværelsen af fri Elektricitet og bestemme dens positive eller negative Natur.
Naar to med ensartet Elektricitet ladede Legemer bringes i Berøring med hinanden, udbreder Elektriciteten sig over begge Legemer. Lige Mængder positiv og negativ Elektricitet ophæve derimod hinandens Virkninger, idet de forene sig med hinanden. Findes et Overskud af det ene eller det andet Slags, vedbliver dette naturligvis at virke ligesom forhen. De to forskjellige Arter Elektricitet stræbe med stor Kraft at forene sig med hinanden, og dette er Aarsagen til den Tiltrækning, som et med Elektricitet ladet Legeme udøver paa et andet, hvad vi nedenfor skulle vise.
Endskjøndt Anskuelserne om Elektricitetens egentlige Væsen, navnlig hvorvidt den ligesom Lyset og de øvrige Kræfter beror paa en Bølgebevægelse, ingenlunde stemme overens, kunne dog de bekjendte Fænomener let forklares ved Hjælp af nogle simple Hypotheser.
En saadan Hypothese er da ogsaa den, at der i alle Legemer findes en neutral elektrisk Blanding, bestaaende af ligestore Mængder positiv og negativ Elektricitet. Denne Blanding betragter man som et særdeles fint Fluidum, uden dermed at ville give en udtømmende Definition paa en særegen Egenskab hos Legemerne. I og for sig giver dette Fluidum sig naturligvis intetsteds til Kjende, thi det er først, naar dets tvende Bestanddele skilles fra hinanden, at nogen Virkning kan fremkomme. Ved Gnidning skilles de elektriske Fluida saa vel i det gnidende som i det gnedne Legeme; men i Berøringsfladen gaa de modsatte Halvdele over i hinanden og forenes paa ny, medens de holde sig adskilte i de Dele af Legemet, som ligge bortvendte fra Berøringsfladen. Naar f. Ex. en Lakstang bliver gneden med en ulden Lap, vil det elektriske Fluidum i begge Legemer deles i sine positive og negative Bestanddele; men i Berøringsfladen forener Lakkets positive Elektricitet sig med Uldets negative, og vi faa tilsidst Lakket ladt med negativ Electricitet; Uldlappen derimod vilde være ladt med positiv Elektricitet, hvis vi ikke med vor Haand havde afledt denne. Vi ville dog endnu en Gang minde om, at hele denne Tanke om de elektriske Fluida maa betragtes som et Forsøg paa ved et Billede at anskueliggjøre de elektriske Fænomener, og at den ikke maa forstaas, som om der i Virkelighed existerede saadanne Fluida i de elektriske Legemer.
Man har i den seneste Tid gjort adskillige Forsøg paa nærmere at udfinde Elektricitetens Væsen. Professor Edlund i Stockholm har for nylig fremsat en saadan Theori. Han antager, at Elektriciteten ikke er andet end den hypothetiske Æther, som findes i Verdensrummet, og som ligeledes skulde findes i de uendelig smaa Mellemrum (Porer) mellem de Atomer, hvoraf ethvert Legeme bestaar. Et Legeme, som i normal Tilstand indeholder en vis Mængde Æther, skulde ved Optagelsen af mere Æther blive positiv elektrisk, og negativ, hvis der gik noget af den normale Æther bort fra det.
Størstedelen af Fysikerne ere dog mest tilbøjelige til at betragte Elektriciteten lige saa vel som de øvrige Naturkræfter, Lys, Varme, Magnetisme o.s.v. som en Emanation af en og samme Kraft, der kan ytre sig snart paa den ene, snart paa den anden Maade. Et Arbejde kan saaledes frembringe Varme, Lys eller Elektricitet. Gnidningen af Lak- eller Glasstangen er jo netop et saadant Arbejde, der frembringer den elektriske Tilstand i det gnedne Legeme.
Gode og slette Ledere. I visse Legemer udbreder Elektriciteten sig med særdeles Lethed og kan gjennem disse, som ogsaa kaldes gode Ledere, bortledes til en hvilkensomhelst Afstand.
Der findes i Modsætning hertil andre Legemer, som standse Elektricitetens Gang; men, ligesaalidt som der gives fuldkommen gode Ledere, der slet ingen Modstand gjøre mod Elektricitetens Forplantning, ligesaalidt gives der absolut slette Ledere eller Isolatorer.
Til de gode Ledere høre fremfor alt Metallerne, dernæst Jorden og Vandet, dyriske Legemer og friske Planter; til de slette Ledere høre alle Harpixer, den tørre atmosfæriske Luft, Svovl, Kautschuk, Glas, Silke og en stor Mængde andre Legemer.
Ved den mindst mulige Modstand i det ledende Legeme kan Forplantningshastigheden naa til henad 60,000 Mil i Sekundet; den er dog forskjellig i de forskjellige Ledere. Selv den bedste Leder gjør en Modstand mod Elektricitetens Forplantning, og det i højere Grad jo mindre dens Tversnit er. Det forholder sig her som med et Rør, der efter sin større eller mindre Diameter jo ogsaa gjør mindre eller større Modstand mod det gjennemstrømmende Vand. I Jorden udbreder Elektriciteten sig øjeblikkeligt.
I Virkeligheden blive alle Legemer elektriske ved Gnidning, men, da de gode Ledere strax afgive deres Elektricitet, med mindre der er truffet særlige Foranstaltninger derimod, varede det længe, inden man vilde tilkjende dem elektriske Egenskaber. Hvis man omgiver en god Leder med en slet, eller som det kaldes, isolerer samme, kan man godt fastholde og opsamle den deri frembragte Elektricitet (Konduktorer).
Elektriciteten udbreder sig kun paa Overfladen af de gode Ledere; paa en Kugle har den overalt samme Tæthed; ved uregelmæssigt formede Legemer derimod vilde den samle sig paa de fremragende Partier, men kun i ringe Mængde findes paa de flade eller endog fordybede Steder. Paa en hul Kugle, hvori foroven findes et Hul, vil man, selv om Kuglen er stærkt ladet med Elektricitet, næsten ikke kunne finde noget Spor dertil paa den indre Overflade; den er for den allerstørste Del samlet paa den ydre Overflade.
Faraday har i denne Retning anstillet mange lærige Forsøg. Han indsluttede sig saaledes en Gang i en stor Kasse af Jerntraad, der var Isoleret, idet den blev baaren af stærke Silkesnore Kassen blev dernæst
elektriseret, saaat man overalt kunde drage store Gnister af dens Yderflade. Ikke desto mindre mærkede Faraday ikke det mindste til noget Spor af elektrisk Stød, ligesom de for Elektriciteten fint følende Appaater, han havde ført med sig ind i Kassen, ikke ikke viste mindste Tegn paa at være ladede med Elektricitet.
Findes der paa en isoleret, god Leder en Spids, vil næsten al den Elektricitet, der meddeles Lederen, søge hen til Spidsen og herfra strømme ud i Luften. Der opstaar da herved, hvad man kalder den elektriske Vind. Idet nemlig Elektriciteten strømmer til Spidsen, ophober den sig her saa stærkt, at den lader de Luftdele, der berøre den; disse blive da frastødte og fjerne sig fra Spidsen for at give Plads for nye, der efterat være elektrisiterede atter frastødes o.s.fr.
Den elektriske Fordeling. Man kan ogsaa gjøre et Legeme elektrisk uden at gnide det eller berøre det med et andet elektrisk Legeme. Det er nemlig blot tilstrækkeligt, at bringe et med Elektricitet ladet Legeme i Nærheden af en god Leder. Nærmer man saaledes et med positiv Elektricitet ladet Legeme E (Fig. 285) til en god isoleret Leder AB, bliver dette elektrisk saaledes, at der ved A kommer negativ og ved B positiv Elektricitet. Fjerne vi E, forenes AB's modsatte Elektriciteter, og dette Legeme bliver saaledes atter ikke-elektrisk.
Man forklarer dette ved, at den positive Elektricitet i E ved sin Nærhed adskilller de to forbundne Elektriciteter i AB, saaat den negative bliver tiltrukket og samler sig nærmest ved E i A, medens den positive frastødes og ophober sig i B. Man siger, at AB paa denne Maade er bleven elektrisk ved Fordeling.
Sætte vi, medens E er i Nærheden, og Elektriciteterne i AB altsaa adskilte, en Finger eller en anden god Leder til B, borttage vi den positive Elektricitet. Ophæve vi dernæst Berøringen, og fjerne vi derpaa E, er A ladet alene med negativ Elektricitet. Paa hvilket som helst Sted vi end berøre AB, kunne vi, naar E er i Nærheden, kun bortlede den frastødte, altsaa her den positive Elektricitet, medens den, der tiltrækkes af E, bliver ved A. Man siger derfor, at den negative Elektricitet ved A er bunden.
Dette Udtryk, som man har beholdt fra en tidligere fejlagtig Anskuelse, maa dog ikke forstaas, som om den negative Elektricitet ved A var i Besiddelse af en særlig Egenskab, fremfor den positive. At vi ikke kunne bortlede den, kommer ganske simpelt deraf, at Fingeren eller den anden gode Leder, vi nærme til A, selv bliver elektrisk ved Fordeling ligesom AB, og følgelig bliver negativ elektrisk ligesom A. Bringe vi altsaa Fingeren i Berøring med A, ville vi blot meddele A B mere negativ Elektricitet, end den tidligere havde; vi forøge altsaa dens negative Ladning, hvorved den positive Elektricitet ved B neutraliseres.
Havde vi sat en Metalspids paa A, vilde den negative Elektricitet være strømmet ud af denne over paa E og ophævet dennes Ladning, medens der var bleven positiv tilbage ved B. Man forklarede dette fejlagtig tidligere ved, at Spidsen indsugede E's positive Elektricitet, og man kalder derfor endnu Metalspidser, der virke paa den her beskrevne Maade, »Indsugere«, Det er ved saadanne Spidsers Virkning, at den positive Konduktor paa Elektrisermaaskinen lades, som vi nedenfor skulle se det.
Vi kunne nu ogsaa forklare, hvorfor et elektrisk Legeme først tiltrækker og senere efter Berøringen frastøder et uelektrisk. Dette bliver nemlig først elektrisk ved Fordeling, og da de uensartede Elektriciteter tiltrække hinanden og ere hinanden nærmest, vil der derfor finde en Tiltrækning Sted. Men ved Berøringen ophæve de uensartede Elektriciteter hinanden, og begge Legemerne ere da ladede med samme Art Elektricitet, saaat de derfor frastøde hinanden.
Elektricitet ved Meddeling. Nærme vi et elektrisk Legeme mere og mere til en isoleret god Leder, der ikke forud er ladet, vil det elektriske Legemes Elektricitet med større og større Kraft stræbe at forene sig med den modsatte, der i Lederen frembringes ved Fordeling. Omsider overvindes Luftens Modstand, og Foreningen mellem de modsatte Elektriciteter foregaar da under Form af en mindre eller større Gnist. Lederen har da blot den Elektricitet tilbage, der er ensartet med det elektriske Legemes. Man siger da, at dette er blevet ladet ved Meddeling.
Elektrisermaskinen. Det væsentligste ved dette Apparat bestaar endnu den Dag idag, ligesom ved den af Guericke opfundne, af en slet Leder, der gnides, og et Gnidetøj. Dette sidste staar i ledende Forbindelse med Jorden, medens den første er isoleret. Som vi forhen have set, benyttede Guericke Haanden som Gnidetøj; Hawksbee bar sig tredive Aar senere ligesaadan ad, men i Stedet for en Kugle af Svovl benyttede han en af Glas, som kunde drejes rundt ved et Sving. Disse første Maskiners Ufuldkommenhed var længe en Hindring for deres almindelige Anvendelse; endog Du Fay brugte endnu ved sine Forsøg almindelige Glasrør, hvorved han kun kunde frembringe en meget ringe Mængde Elektricitet. Ved Uausen, Bose og Winkler i Leipzig blev derpaa Elektrisermaskinen paa mange Maader forbedret og kom snart i almindelig Brug. Den sidstnævnte satte det elektricitetfrembringende Legeme, til hvilket han benyttede et almindeligt Ølglas, i Bevægelse ved Hjælp af en Mekanisme paa samme Maade som paa en Drejebænk, og i 1740 forsynede han sin Maskine med det af Drejeren Giessing i Leipzig opfundne Gnidetøj, som ved Fjedre blev trykket ind mod den roterende Glascylinder.
Konduktoren, en god Leder, sædvanligvis bestaaende af en lukket hul Cylinder af Metal, som er bestemt til at opsamle den udviklede Elektricitet, var allerede tidligere i Brug. Abbed Nollet gjorde den isoleret ved at ophænge den i Silketraade, men først Wilson forbandt den direkte med Maskinen, saaledes at den umiddelbart kunde opfange Elektriciteten; han opfandt ogsaa de endnu benyttede kamlignende, med Spidser forsynede Arme, som fra Konduktoren gribe om begge Sider af Glasskiven.
Det vilde være mere end overflødigt, om vi vilde beskrive de mangfoldige Former, man har givet Elektrisermaskinen, thi med Undtagelse af Holtz's, som vi senere skulle nærmere beskrive, have kun faa af dem vist sig som væsentlige Forbedringer. Om det er en Glascylinder eller en Glasskive, der bliver gneden, er i og for sig ligegyldigt; de Forandringer, som i disse Tilfælde blive nødvendige, følge af sig selv, og vi kunne derfor trøstigt undlade at beskrive deres Opkomst og i Stedet derfor henvende Opmærksomheden paa Fig. 286.
Alt eftersom det gnedne Legeme er en Glasskive eller en Glascylinder, anvendes Benævnelsen Skive- eller Cylindermaskine. I vor Figur se vi en Maskine af det første Slags. Fra et faststaaende Bord hæve sig to oventil forenede Piller, hvorimellem der befinder sig en Glasskive P, som sidder paa en Axe, der kan drejes ved Hjælp af Svinget M. Foroven og forneden presses imod Skiven Gnidepuderne KK', som besstaa af Træstykker, overtrukne med Klæde eller et lignende Stof, som paa den gnidende Side ere besmurte med Kienmayers Amalgam (Kviksølv, Tin og Zink, som ere revne sammen med Svinefedt til en stiv Salve). Fra Gnidepuderne udgaa Hætter af Voxtaft GG, som under Skivens Omdrejning slutte tæt til denne, og som ikke alene hindrer Bortledningen af Elektriciteten men tvertimod ved sin egen Gnidning mod Glasset forøger denne. Da Skiven bliver gneden paa begge Sider, giver dette Slags Maskiner mere Elektricitet end Cylindermaskinerne og anvendes ogsaa fortrinsvis, naar den større Bekostning ved den store slebne Glasskive ikke er en Hindring for dens Anskaffelse. Paa højre og venstre Side omfattes Skiven af to Bøjler FF', som ere forsynede med Spidser, der vende ind mod Glasset. I disse »Indsugere« sker der en Fordeling af Elektriciteten, naar den positiv elektriske Glasskive føres forbi dem, idet den negative Elektricitet strømmer fra Spidserne over paa Glasskiven, hvis Elektricitet saaledes ophæves, medens Konduktoren selv lades med positiv Elektricitet, saaledes som vi ovenfor have beskrevet det. Denne Konduktor er dannet af en eller to vel afrundede Metalcylindre CC', der hvile paa de isolerende Glasfødder vv og ere forenede ved Metalstangen AA'. Paa denne Stang, der udgjør en Del af Konduktoren, ses et Elektrometer, som bestaar af et Pendul B, der, saalænge Konduktoren ikke indeholder nogen Elektricitet, hænger lodret ned; men saasnart denne bliver ladet, meddeles Elektriciteten ogsaa til Kuglen, og denne vil, da de ensartede Elektriciteter frastøde hinanden, gjøre et Udslag, der kan aflæses paa den graderede Bue. Jo større Udslagsvinklen er, desto større er den elektriske Spænding. En Metalkjæde sætter Gnidepuderne i ledende Forbindelse med Jorden.
Saa snart Skiven drejes rundt, ville ved Gnidningen de to Arter Elektricitet adskilles, saaledes som forhen er omtalt, og Glasset bliver positiv, Gnidetøjet negativ elektrisk. Ved Kjæden, der forbinder Gnidepuderne med Jorden, afledes den negative Elektricitet ligesaa hurtigt, som den udvikles, medens Glassets positive Elektricitet bliver fri og gaar over til Konduktoren. Benne Proces vil foregaa uden Afbrydelse, saa længe Gnidningen fortsættes.
Sætter man Gnidetøjet i Forbindelse med en selvstændig Konduktor i Stedet for med Jorden, kan man i den opsamle negativ Elektricitet netop i ligesaa stor Mængde, som Skiven udvikler positiv.
Nærmer man en Leder til en af Konduktorerne springer Elektriciteten over som en Gnist, og man hører en stærkere eller svagere knitrende Lyd.
Hvor megen Ladning en Konduktor kan holde, beror paa Størrelsen af dens Overflade. Ladningen kan dog ikke overstige visse Grænser, og fra en for stærkt ladet Konduktor vil Elektriciteten enten bortføres fra Luften eller springe med en Gnist og et Knald over til det nærmeste ledende Legeme. Den, som har set store Elektrisermaskiner arbejde, vil let kunne forstaa, at de lange Gnister, som kunne frembringes fra en saadan, kunne udøve en betydelig Indvirkning paa den menneskelige Organisme. Man kan iøvrigt umærkeligt udlade en Konduktor, naar man nærmer til den en god Leder, som er forsynet med en eller flere Spidser. I fugtig Luft er Elektrisermaskinens Virkning ingen eller i al Fald højst ubetydelig, og allerede Nærværelsen af flere Mennesker i et indesluttet Rum virker hindrende paa Grund af den Fugtighed, som ved Aandedrættet tilføres Luften. Som alle gode Ledere taber Konduktoren ved en eneste Udladning næsten al sin Elektricitet, medens man kun lidt efter lidt kan fratage f. Ex. Glas dets Elektricitet som svage Gnister ved at nærme Knoen af Fingeren dertil. Man bør derfor omgaas lidt varsomt med den ladte Konduktor og tage sig vel i Agt for dens Stød. Forholdet bliver helt anderledes, naar man ved Ladningens Begyndelse sætter sig i ledende Forbindelse med Konduktoren enten ved direkte Berøring eller ved at holde i en fra samme udgaaende Kjæde og stiller sig paa et isolerende Underlag (Isolerskammel). Det menneskelige Legeme lades i dette Tilfælde ganske som Konduktoren: det giver Gnister ved Berøring, Hovedet viser sig i Mørke omgivet af et blegt Lysskjær, og Haarene rejse sig, da de ere ladte med samme Art Elektricitet og saaledes maa frastøde hverandre, paa samme Maade som Guldbladene i Bohnenbergers Elektrometer.
Dampelektrisermaskinen. I den nyere Tid har man ogsaa benyttet den Gnidning, som fremkommer ved Vanddampes Udstrømning gjennem snevre Aabninger, til at udvikle betydelige Mængder af Elektricitet, og Armstrong i England har i 1840 konstrueret en egen Dampelektrisermaskine, som er afbildet i Fig. 287. Han lader den stærkt spændte Damp strømme gjennem et i flere Retninger brudt Mundingsrør af Buxbom, som er sat ind i det ved c Anbragte Stykke, og opsamler den ved Gnidningen udviklede Elektricitet i Konduktoren B. Denne Opsamling sker ligesom paa de forhen omtalte Maskiner ved fine Spidser, mod hvilke Dampen strømmer ud, og som staa i ledende Forbindelse med Konduktoren. Dampen udvikles i en særegen Kjedel, hvis Ventil s holdes lukket saalænge indtil den behørige Spænding er naaet. Dampen bliver positiv elektrisk og Kjedelen negativ.
Man faar dog ingen Virkning, naar Dampen er overhedet, eller langt fra sit Mætningspunkt. Elektricitetsudviklingen foregaar kun, naar Dampen indeholder smaa Vanddraaber, og det er ved disses Gnidning mod Udløbsrørets Sider, at Elektriciteten fremkommer. Vandet maa endvidere være destilleret; er der opløst faste Stoffer i Vandet, virker Maskinen ikke.
Franklins Tavle er en Glasplade, der paa begge Sider indtil et Par Tommer fra Randen er belagt med Staniol. Lades den ene Side med positiv Elektricitet fra Konduktoren paa en Elektrisermaskine, vil ved Fordeling en tilsvarende Mængde negativ blive dragen til den nærmest Glasset liggende Flade af den anden Staniolbelægning, medens den derværende positive Elektricitet stødes tilbage til samme Belægnings fra Glasset vendte Side, hvor den da kan bortledes med Fingeren.
Man kan paa denne Maade opsamle en stor Mængde Elektricitet efter som næsten alt samles inde ved Glasset, der hindrer Elektriciteten i at forene sig. Den Elektricitet, der er fremkommen ved Fordeling, er her »bunden«, og kan ikke bortledes. Bringes begge Belægningerne i ledende Forbindelse med hinanden, udlades Tavlen, og da man, som sagt, ved dette Apparat kan opsamle en stor Mængde Elektricitet, er Virkningen af Udladningen langt stærkere end ved en almindelig Elektrisermaskine.
Leydnerflasken er et lignende Apparat, hvoraf man betjener sig ved større elektriske Forsøg. Egentlig er det kun en Franklins Tavle i en anden Form, thi det bestaar af en foroven aaben Glascylinder eller Flaske, som saavel paa den udvendige som indvendige Side til de to Trediedele af Højden er belagt med Staniol. En Metalstang, der ender i en Kugle, staar i ledende Forbindelse med den indvendige Belægning; i Stedet for denne kan Flasken ogsaa fyldes med Filspaaner, Hagl eller lignende. Den lades ved at man bringer den indvendige Belægnings Metalkugle i ledende Forbindelse med Konduktoren paa en Elektrisermaskine medens man holder Flasken i Haanden eller paa anden Maade bringer den udvendige Belægning i Forbindelse med Jorden. Hvor stærkt Flasken formaar at lades, og den deraf følgende større eller mindre Virkning ved Udladning, beror paa begge Belægningers Kvadratindhold. Sættes flere Flasker i Forbindelse med hverandre, saaledes at alle de indvendige Belægninger lades med samme Slags Elektricitet, faar man, hvad man kalder et elektrisk Batteri. Alle Flaskerne sættes paa et fælleds ledende Underlag, som staar i Forbindelse med Jorden, medens de indvendige Belægningers Metalkugler forenes ved Metalstænger, saa at de samtidig kunne lades og udlades. Fig. 288 er en enkelt Leydnerflaske, Fig. 289 en Samling af flere saadanne d. v. s. et elektrisk Batteri. CC' er Konduktoren til en elektrisermaskine, der ved Hjælp af Metalstangen T ved B er sat i ledende Forbindelse med Flaskernes indvendige Belægninger. Fra de ydre Belægninger, som ligeledes ere forbundne med hverandre, ledes den positive Elektricitet ned i Jorden gjennem den ved P anbragte Kjæde C'. For at frembringe ledende Forbindelse mellem de indvendige og udvendige Belægninger betjener man sig af Henleys Udlader, forsaavidt Forsøget ikke kræver, at andre Gjenstande bringes ind i Ledningen. Fig. 290 viser en saadan Udlader. Den bestaar af to Metalarme C og D, forbundne ved et Hængselled O og med Metalkugler i deres fri Ende, samt af to Glashaandtag, ved Hjælp af hvilke Armene kunne drejes i deres Led. Den derpaa følgende Fig. 291 viser en anden Form af Udladeren samt dens Anvendelse. I Fig. 289 vil, hvis A ved P er sat i Forbindelse med de udvendige Belægninger, en Gnist springe over ved F saa snart A' og de indvendige Belægninger ved Udladeren bringes i Forbindelse med hverandre.
Elektroforet, som man kan benytte i Stedet for Elektrisermaskinen, naar man kun behøver at udvikle en ringere Mængde Elektricitet, grunder sig ligeledes paa Virkningen af Elektricitet ved Fordeling. Det bestaar af en Harpixkage, helst forfærdiget af Schellak og venetiansk Terpentin, som hviler i en afledet Metalskaal; Overfladen bør være saa jevn og fri for Sprækker som vel muligt. Denne Kage, som med en Diameter paa 8—16 Tommer bør have en Tykkelse af 3—7 Linier, pidskes med en meget tør Rævehale eller et Katteskind og bliver derved negativ elektrisk. Paa den Saaledes elektriserede Kage lægger man et med et isolerende Haandtag forsynet eller i Silkesnore ophængt Skjold, bestaaende af en plan Metalplade med afrundede Kanter eller en med Staniol overtrukken Papskive. Kagens negative Elektricitet frembringer positiv i Skaalen og fordeler tillige Elektriciteterne i Skjoldet: + E samler sig ved den nedre og ÷ E ved den øvre Flade; denne sidste, som er fri, kan bortledes. Nærmer man nu Knoen af en Finger til den øvre FIade af det paa Kagen liggende Skjold, springer en negativ elektrisk Gnist
over. Saa længe Skjoldet ligger paa Kagen, holdes + E bunden ved den nedad vendte Flade, men saa snart det løftes op, bliver den fri, og man kan faa en ny Gnist, denne Gang af positiv Elektricitet. Dette Spil kan man gjentage saa ofte, man ønsker det, thi ved at lægge Skjoldet paa Harpixkagen berøver man ikke denne nogen Elektricitet; den bliver blot bragt i den bundne Tilstand, hvoraf den befries, saa snart Skjoldet atter løftes af. Elektroforet blev opfundet af Volta. (Fig. 292.).
Fordelingsmaskinen. Hvis man kunde gjøre Elektroforets Virkning kontinuerlig, vilde dermed være givet en ny Form for Elektrisermaskinen. Denne Tanke førte to tyske Fysikere, Töpler i Dorpath og Holtz i Berlin, uafhængig af hinanden, til Opfindelsen af Fordelingsmaskinen, hvorved Elsktrisermaskinen, der ganske vist siden Otto von Guerickes Tid i flere Henseender var bleven forbedret uden dog at undergaa væsentlige Forandringer, fik en Konstruktion, der hvilede paa fuldstændigt nye Principer. Fig. 293 og 294 forestille to hinanden kompletterende Tegninger af denne Maskine, som unægtelig er en af de senere Aars mærkværdigste elektriske Opfindelser. Tegningerne vise den Skikkelse, som Holtz gav den efter ham opkaldte Elektrisermaskine.
Maskinen bestaar af to tæt til hinanden liggenge Glasskiver A og B, hvoraf den første er den største og ligger fast, medens B ved Hjælp af Remskiverne S og S' kan sættes i hastig omdrejende Bevægelse. Skiven A befæstes ved Ringe af hærdet Kautschuk (Ebonit), der sidde paa horisontale Glasstænger, som foroven og forneden forene de vertikale Glassøjler 1, 2, 3 og 4: i Midten er en cirkelformet Udskjæring, hvorigjennem den Axe gaar, som bærer Skiven B. Axen x hviler med Staaltappe paa Tverstykkerne k og h, som ere anbragte mellem Søjlerne 1 og 3 samt 2 og 4. Paa det første af disse Tverstykker findes desuden to Konduktorer g og i; de vende med deres Spidser imod Glasskiven B og ende i de to Metalkugler f og e, gjennem hvilke Messingstængerne kk kunne forskydes ved Hjælp af Glashaandtag; de to sidstnævnte Stænger ende i to Kuglepoler n og p. Paa Glasskiven A findes, som Fig. 293 viser, to diametralt modsatte Udskjæringer a og b lige ud for Konduktorerne g og i. Paa Kanten af disse Udskjæringer er paaklistret to Papirstykker c og d, fra hvilke der udgaar to spidse Stykker stivt Papir, der ere bøjede ind gjennem Aabningerne, saaledes at Spidserne netop, berøre den bevægelige Skive B.
For at sætte Maskinen i Virksomhed meddeles først Elektriciteten til Belægningen c. Hvis vi antage, at det er sket ved at berøre den med en med Katteskind pidsket Ebonitplade, vil c blive ladet med negativ Elektricitet. Den her samlede Elektricitet virker gjennem Glasskiven B fordelende paa Konduktoren g, saaat positiv Elektricicitet trækkes til dens mod Glasset vendte Spidser og derfra strømmer over paa Skiven, medens den negative gaar til Kuglen n, som vi foreløbig maa tænke os i Berøring med p. Fra n gaar den negative Elektricitet over til p paa Konduktoren i og strømmer fra dens Spidser over paa Glasskiven B paa det Sted, som ligger lige over for Belægningen d paa Skiven A.
Denne Proces vilde ikke blive synderligt bemærket, hvis Skiven B forblev rolig paa sin Plads, og i ethvert Tilfælde vilde den elektriske Ladning, bestaaende af + E fra g og ÷ E fra i, som den havde faaet, ikke kunne frembringe nogen Virkning, da den vilde holdes bunden. Men naar Skiven B drejes rundt i den Retning, som Pilene paa Figuren antyder, komme stedse nye, endnu ikke med Elektricitet ladte Steder af Glasskiven frem for Konduktorerne, og i Mørke kan man overbevise sig om, at Udstrømningen fra Spidserne paa Konduktoren g er vedvarende. Den ved gg med positiv Elektricitet ladte Skive B beholder denne Ladning, der bindes af den nærliggende Skive At indtil den kommer midt for Udskjæringen b. Her frigjøres den positive Elektricitet og frembringer en Fordeling i Belægningen d, saaat negativ Elektricitet gjennem Papirspidsen strømmer over paa Skiven B, imedens Belægningen selv lader sig med positiv. Denne positiv elektriske Belægning d virker nu ganske paa samme Maade paa Konduktoren i som den negativ elektriske Belægning c paa Konduktoren g, og det saaledes, at den forøger den positive Udstraaling fra Konduktoren i. Belægningernes Ladning bliver saaledes forstærket, og Skiven faar under den anden øvre Halvdel af sin Omdrejning en stærkere Ladning ÷ E fra dt end den + E, den fik fra c. Hver halve Omdrejning forøger paa denne Maade Spændingen, og denne bliver snart saa stor, at Kuglerne n og p kunne fjærnes fra hinanden, og den Gnist, der springer over imellem dem, kan lidt efter lidt blive meget større og længere end paa Elektrisermaskiner af ældre Konstruktion. Fra Konduktoren kan man lade Leidnerflasken, idet man sætter den indre Belægning i Forbindelse med den ene, den ydre med den anden Pol o. s. fr.
Elektriske forsøg. Ved Hjælp af Elektrisermaskinen kan man anstille en hel Mængde særdeles interessante Forsøg. Tidligere navnlig benyttede man den elektriske Tiltrækning og Frastødning til en Mængde forskjellige Kunststykker. Man havde elektrisk Klokkespil, elektrisk Kugle- og Dukke-dans og andre Variationer paa det samme Thema, alle bestaaende i at man lod lette Legemer springe op og ned mellem to med forskjellig Art Elektricitet ladte Plader, f. Ex. Harpixkagen og Skjoldet i Elektroforet. Man tildannede disse Legemer i forskjellig Skikkelse af Hyldemarv.
Paa den elektriske Gnists Lys- og Varmefænomener grunde sig ogsaa flere andre Apparater, hvoraf Lynildstavlen og Lynildsrøret ere de mest bekjendte. Den første (Fig. 295) bestaar af en Glasflade, hvorpaa er klæbet Staniolstrimler, der ere afbrudte paa forskjellige Steder. Leder man nu en elektrisk Gnist langs ad Belægningen vil der opstaa smaa Gnister paa de afbrudte Steder og ere disse ordnede efter en bestemt Tegning, vil man for hver Gang en Gnist slaar over paa Staniolbelægningen faa en lysende Figur svarende til Tegningen. — Lynildsrøret er et Glasrør, paa hvilket der i en Spirallinie er klæbet smaa rhomboide Stykker Staniol, som, naar en Gnist slaar over paa Belægningen, afgiver Skuet af en lysende Spiral.
Hvis man fylder et Rør med en exploderende Luftart, f. Ex. en Blanding af Brint og Ilt (Knaldluft) og lader en Gnist springe over mellem to i denne Blanding anbragte Metaltraade, antændes denne, og en Kugle kan skydes ud af Røret. Denne saakaldté elektriske Pistol har i Lenoirs Gasmaskine fundet en Anvendelse i det store. Krudt kan ligeledes antændes ved den elektriske Gnist, og ved større Sprængninger gjør man ogsaa Brag heraf. Den Varme, som den elektriske Gnist udvikler, kan endog udvide en indesluttet Luftmasse, saaat den som i den elektriske Morter (Fig. 296) kan udslynge en Kugle. Figuren viser Gjennemsnit af en saadan.
Ogsaa Virkningerne af Leydnerflasken og det elektriske Batteri ere særdeles interessante. Ved disse Apparater faa vi dog langtfra saa lange Gnister som fra Konduktorerne paa en Elektrisermaskine. Van Marum fik paa den store Maskine i det Teylerske Musæum i Leyden Gnister paa næsten 3 Fods Længde, og Winter i Wien har paa en Elektrisermaskine, der tilhører den derværende polytekniske Skole, og som er omændret efter hans Plan, faaet Gnister af endnu større Længde. Ved Udladningen af en Leydnerflaske ere langt større Mængder Elektrcitet i Bevægelse, hvorfor ogsaa dens Virkninger kunne være særdeles stærke. Tykke Papskiver formaar Gnisten at slaa Hul igjennem; ogsaa Glasplader kan den gjennembore, naar man anvender en Fremgangsmaade som vist i Fig. 297. Spidsen T' sættes ved en Kjæde i Forbindelse med den ydre Belægning, medens den anden Spids T ved Kuglen B kan bringes i Forbindelse med den indre. Mellem Spidserne lægges den Glasplade, man vil gjennembore, og er Afstanden mellem disse ikke for stor, kan Spændingen blive saa stærk, at Gnisten slaar lige gjennem Glasset. Metaltraade bringes til at gløde under Elektricitetens Gjennemgang, tyndere Traade smelte, og fine Sølv- og Platintraade forbrænde med et blændende Skin. Det er naturligt, at saadanne Virkninger nok skulle give sig tilkjende for Følelsen. Medens Gnisten fra en Konduktor blot foraarsager en stikkende Fornemmelse, kan Udladningen fra et elektrisk Batteri øjeblikkelig bedøve et Menneske, ja, Virkningen kan være endnu langt farligere. For under Forsøg at undgaa disse i al Fald meget smertende Stød, maa man omgaas disse Apparater med den største Forsigtighed og navnlig altid passe, at ingen Del af Legemet kommer ind i Ledningen mellem den indre og ydre Belægning.
Vi have ovenfor med nogle faa Ord omtalt den aaakaldte »elektriske Vind«. Man kan meget let overbevise sig om dens Tilstedeværelse: naar man holder en vædet Finger hen foran den Metalspids, man anbringer paa Konduktoren, naar man vil anstille Forsøg i saa Henseende, vil man, saasnart Maskinen sættes i Bevægelse, mærke et svagere eller stærkere Pust paa den Side af Fingeren, der er vendt mod Spidsen. Bøjer man Spidsen i en Vinkel og holder man et tændt Lys tæt hen foran denne, vil man ved Maskinens Omdrejning se Flammen forholde sig, som om den blev paavirket af en Glaspusters Blæserør.
Vi ville endnu omtale et smukt lille Apparat, den saakaldte elektriske Mølle. Den bestaar af endel fine Metaltraade, der i lige Afstande straale ud fra et fælleds Centrum, og hvis Spidser alle ere bøjede i samme Retning. Naar dette Hjul anbringes vandret paa Spidsen af en Tap, som rager op fra Konduktoren, og saaledes, at det med Lethed kan bevæge sig rundt, vil det begynde at dreje sig i en Retning, der er modsat Spidsernes, saa snart Maskinen sættes i Virksomhed. Dette kommer af, at de elektriserede Luftdele frastøde Spidserne med den samme Kraft, hvormed disse frastøde de elektriserede Luftdele.
Anbringer man den elektriske Mølle paa en Spids, der er i ledende Forbindelse med Jorden, og nærmer man en ladt Konduktor til den, vil Møllen strax begynde at dreje sig, idet nemlig Jordelektriciteten, under den ladte Konduktors Paavirkning, strømmer ud gjennem Spidserne, paa samme Maade som den under Paavirkning af en Tordensky strømmer ud gjennem Spidsen af en Lynafleder.