Skip to content

Szikrázó találmányok

A 19. században számos elektrotechnikai kísérlet egyik fontos eszköze volt Heinrich Daniel Rühmkorff találmánya a szikrainduktor, mellyel a galvánelemek néhány voltos feszültségét több százezer voltra tudták növelni. A nagyfeszültséggel végzett kísérletek nemcsak számos felfedezéshez vezettek, de lehetővé tették azok gyakorlati hasznosítását is.

Szikrainduktor higanyos megszakítóval

Az első készülékek még csak pár milliméteres szikrát adtak. Először 1851-ben Rühmkorffnak közel fél méteres szikrát sikerült létrehoznia, ezzel a kutatás új területei nyílhattak meg.

Látványos szikrakisülés két elektróda között

Az elektromágneses indukció elvén működő szikrainduktort a fizikai kutatásokban a gázkisülési csövek nagyfeszültségű tápforrásaként alkalmazták. Induktorral és gázkisülési csővel fedezték fel az elektront, az ionsugarakat és a röntgensugarakat.

Röntgen laboratóriuma 1895-ben. Katódsugarakra vonatkozó kísérleteihez szikrainduktort használt.
(forrás: Archiv Deutsches Röntgen-Museum, https://roentgenmuseum.de/cool_timeline/seinem-laboratorium)

A készülékkel előállított feszültség a 100 000 V-ot is elérhette, így nagyfeszültségű eszközök (pl. röntgencső) áramforrásaként is alkalmazták. Szikrainduktort használt Heinrich Hertz az elektromágneses sugárzás tulajdonságainak vizsgálatához, Guglielmo Marconi, első drótnélküli telegráfia kísérleteihez, vagy Károly Irén József rádiótechnika egyik magyar úttörője is.

Guglielmo Marconi drótnélküli telegráfia kísérleteihez szikrainduktort használt.

Tudósok, feltalálók, mérnökök

Heinrich Daniel Rühmkorff

(1803 – 1877) német mechanikus

Párizsban telepedett le és ott alapította meg mechanikai intézetét, ahol elektromos műszereket készítettek. 1844-ben termoelektromos készüléket, majd 1849-ben a polarizációsík mágneses elforgatásának kimutatására szerkesztett műszert. Találmányát a szikrainduktort, először az 1855. évi nemzetközi kiállításon mutatta be, mely a 19. században a fizikai kutatás és az elektrotechnika fontos eszköze volt. Az indukciós készülékkel a galvánelemek néhány voltos feszültségét több százezer voltra tudták növelni. Fontos szerepe volt a rádióhullámok, a röntgensugarak és az elektron felfedezésében, a szikratávírásban, a korai röntgentechnikában.

Heinrich Rudolf Hertz

(1857 – 1894) német fizikus

Eredetileg építészmérnöknek tanult, de 1878-ban már az elismert fizikus, Helmholtz asszisztenseként dolgozott Berlinben. Főként gázkisüléssel foglalkozott. 1882-ben megfigyelte, hogy a katódsugarak képesek a vékony fémfólián is áthatolni. 1886-ban nevezték ki a karlsruhei műszaki egyetem professzorának. Kísérleteivel a Maxwell-elméletet akarta bebizonyítani. 1887-ben kimutatta az elektromágneses hullámok létét és azt, hogy a fényhullámokkal azonos módon viselkednek: visszaverődnek, törnek és polarizálhatóak. Tehát igazolta, hogy a fény is elektromágneses hullám, csak kisebb hullámhosszú. Az általa kifejlesztett rezonátorok és oszcillátorok váltak a híradástechnika fizikai alapjává. Munkásságával ő vetette meg a rádiózás, a televíziózás, a radar és a mikrohullámú sütő alapjait. Ma nevét viseli a frekvencia (rezgésszám) mértékegysége.

Guglielmo Marconi

(1874 – 1937) olasz feltaláló

Tanulmányait Bolognában, Firenzében és később Livornoban végezte. Karl Hertz elektromágneses hullámokkal kapcsolatos munkái alapján kezdett el a drótnélküli távíró kidolgozásához. Eredményes kísérleteket végzett a távíróval Olaszországban és Angliában is.

1895-ben sikerült egy működő berendezést létrehoznia. Szerkezetére 1896-ban megkapta az első szabadalmát. Marconi hamarosan vállalatot alapított és 1898-ban elküldték az első marconigramokat (táviratokat). 1899-ben drótnélküli üzeneteket továbbított a La Manche csatornán túlra. Megvalósította az első transzatlanti rádióösszeköttetést: 1901-ben sikerült rádióüzenetet küldenie az Atlanti-óceánon keresztül Angliából Új-Foundlandra.

A következő évben már a rádió segítségével továbbította az üzenetet Írországból Argentínába, vagyis majdnem tízezer kilométeres távolságra. Az üzeneteket a morze-ábécé kódjával küldték.

Ismeretes volt, hogy hang is közvetíthető rádió segítségével, de ez csak 1906-ban sikerült először. 1909-ben fizikai Nobel-díjat kapott. A rádiós műsorszórás csak az 1920-as évek elején indult, népszerűsége és jelentősége ezt követően rohamosan nőtt. Élete utolsó éveiben Marconi jelentős kutatásokat végzett a rövidhullámú és mikrohullámú távközlés terén.

Károly Iréneusz József

(1854 – 1929) tanár, fizikus, premontrei szerzetes

Kassai gimnáziumi tanulmányainak befejezése után lépett be a premontrei rendbe. Ekkor vette fel az Iréneusz nevet is. A Kolozsvári Ferenc József Tudományegyetemen bölcsészet, fizika, matematika és földrajz tanári diplomát szerzett. 1881-től tanított Nagyváradon, ahol 33 évig volt a Nagyváradi Premontrei Főgimnázium fizika és matematika tanára.

A rádiótechnika egyik magyar úttörőjének tekintjük. 1895-től sikeres kísérleteket végzett a drótnélküli távíróval. 1900-ban szerkesztett drótnélküli távíróját a Calderoni és Társa Tanszervállalat is forgalomba hozta. Tökéletesítette az elektromágneses hullámok vizsgálatához használt kohérert.

1896-ban néhány hónappal a röntgensugarak felfedezése után Nagyváradon felállította az ország első orvosi és tudományos vizsgálatokra alkalmas röntgenlaboratóriumát. 1916-ban alapítványt tett fizikai tanulóversenyekre, melyet róla neveztek el. Az első alkalommal kiírt fizikaversenyt Jendrassik György, a második helyet Szilárd Leó nyerte.

Károly Irén József készítette az első magyar fizikai feladatgyűjteményt, amit a premontrei főgimnázium értesítőjében közölt le négy részben. 1921-ben az Eötvös Loránd Fizikai Társaság elnökévé választották.

Műtárgyak

Rühmkorff-féle szikrainduktor, 1900-as évek eleje

Az elektromágneses indukció elvén működő szikrainduktort a fizikai kutatásokban a gázkisülési csövek nagyfeszültségű tápforrásaként alkalmazták. Induktorral és gázkisülési csővel fedezték fel az elektront, az ionsugarakat és a röntgensugarakat. A készülékkel előállított feszültség a 100 000 V-ot is elérhette, így nagyfeszültségű eszközök (pl. röntgencső) áramforrásaként is szolgált.

(lelt.szám: 97.171.1, MMKM Elektrotechnikai Gyűjtemény, kiállítva az Elektrotechnikai Múzeum „Töltődj fel! utazó kiállításában)

Telefoninduktor glimmlámpával, 1910-es évek

A készülék, az indukció jelenségének alapján történő feszültség előállításra szolgál. Az induktorban egy jó hatásfokkal üzemeltethető, a mágneses erőtérben forgó mozgást végző tekercs segítségével állíthatunk elő feszültséget. Ezt a készülékcsaládot – mint neve is mutatja – a telefon-technika korai szakaszában fejlesztették ki csengető-áramok előállítására. Az Edison áramfejlesztőkre jellemző hosszú elektromágnesekkel ellátott berendezést később iskolai kísérletekhez is használták olyan helyeken, ahol még nem volt villany.

(lelt.szám: 2007.11.1, 91.154.1, MMKM Elektrotechnikai Gyűjtemény, kiállítva az Elektrotechnikai Múzeum „Töltődj fel!” utazó kiállításában)

Részlet a kiállításból

Kísérletek

Szikrainduktor működés közben

A szikrainduktor kis feszültséget nagy feszültséggé alakít át. Működése az elektromágneses indukción alapul. A berendezés egy rúd alakú vasmagra csévélt kevés menetszámú primer-, és nagyon nagy menetszámú szekunder tekercsből áll. A primer tekercsbe szaggatott egyenáramot vezetve, a mágneses fluxus változása a szekunder tekercsben nagyfeszültséget indukál. A nagyfeszültség hatására a szikrainduktor elektródái között szikrakisülés alakul ki. A szikra pályája mentén élénk ionizációs folyamatok játszódnak le, ezek okozzák a fényjelenséget. A hirtelen felmelegedő gáz és az ezzel járó helyi túlnyomás hanghullámot hoz létre, ami csattanó hang formájában jelentkezik.

Telefoninduktor működés közben

A készülék, az indukció jelenségének alapján történő feszültség előállításra szolgál. Az induktorban egy jó hatásfokkal üzemeltethető, a mágneses erőtérben forgó mozgást végző tekercs segítségével állíthatunk elő feszültséget. Ezt a készülékcsaládot – mint neve is mutatja – a telefon-technika korai szakaszában fejlesztették ki csengető-áramok előállítására. Az Edison áramfejlesztőkre jellemző hosszú elektromágnesekkel ellátott berendezést később iskolai kísérletekhez is használták olyan helyeken, ahol még nem volt villany.

Érdekességek

Rühmkorff tekercsek („The Cathode Ray Tube site” oldalon)