Gepubliceerd op 29-01-2021

Electromagnetisme

betekenis & definitie

theorie der werkingen en reacties der electrische stroomen op de magneten en van de magneten op de electrische stroomen. Peeds in de 18'1'' eeuw had de ontdekking, dat de magnetische polen van kompasnaalden op schepen door een er langs heengaanden bliksem worden omgekeerd, tot het vermoeden van eenigerlei samenhang tusschen de electrische en de magnetische kracht geleid: dit vermoeden werd nog in het bijzonder versterkt nadat Franklin het electriseh karakter van den bliksem had aangetoond (1752); hij zoowel als anderen (van Marurn enz.) trachtten nu, hoewel zonder zekere resultaten, dezen samenhang op te sporen en in zijn waren aard te doen kennen. Eerst in 1819 (gepubliceerd in 1820) deed Oerstedt. hoogleeraar te Kopenhagen, de ontdekking die voor immer het magnetisme en de E. op het innigst verbond, en onder de handen van Ampère en Faraday de bron werd van een geheel nieuwen tak der natuurkunde. Het door Oersted ontdekte verschijnsel betreft de richtende kracht welke een vaste stroom op eene in zijne nabijheid hangende electrische, beweegbare magneetnaald uitoefent. Niet lang daarna bevond men dat ook wederkeerig een vaste magneet een richtenden invloed heeft op een beweegbaren stroom; en aan dat gedeelte nu der natuurkunde, hetwelk de behandeling ten doel heeft van de onderlinge werkingen der magneten op de galvanische stroomen, en omgekeerd, heeft men den naam van electro-magnetisme gegeven. Om de proef van Oersted te herhalen, spant men boven een beweegbare magneetnaald ah, in de richting van den magnetischen meridiaan, een metalen draad Y X (zie illustr.). Zoolang er geen stroom door den draad gaat, blijft de naald evenwijdig aan dezen gericht; maar zoodra de uiteinden van den draad in gemeenschap zijn gebracht met de polen eener galvanische batterij, begint de naald te schommelen, wijkt van den magnetischen meridiaan af, en tracht zich loodrecht op de richting van den stroom te stellen, en dit wel te sterker, naarmate de stroom sterker is.

Ten aanzien van de richting waarin de polen der naald afwijken, doen zich verschillende gevallen voor, die echter onder een enkele wet kunnen gebracht worden Wanneer de positief electrische stroom zich in den sluitdraad Y X boven de magneetnaald van het noorden naar het zuiden, dit is van Y naar X beweegt, zoo wijkt de noordpool a der magneetnaald ah naar het oosten, dat is naar F’, en de zuidpool naar het westen af; deze afwijking heeft in omgekeerde richting plaats, wanneer de positief electrische stroom zich van het zuiden naar het noorden, dit is van X naar Y beweegt. Wanneer de stroom onder de naald doorloopt en weer van het zuiden naar het het noorden is gericht, zoo wijkt de noordpool naar het oosten af en wanneer de stroom onder de naald van het noorden naar het zuiden gaat heeft de afwijking van de noordpool naar het westen plaats. De wet der afwijking van de magneetnaald onder den invloed van een electrischen stroom laat zich volgens Ampère (1828) in het kort aldus saamvatten. Denkt de waarnemer zich als een zwemmer uitgestrekt liggende in den sluitdraad van een galvanischen keten, in dier voege dat de positieve stroom door zijn voeten in- en door het hoofd weer uitgaat, en daarbij het aangezicht steeds naar de naald gekeerd houdt, zoo zal steeds (in al de vier boven omschreven gevallen) de noordpool naar zijn linker- en de zuidpool naar zijn rechterzijde afwijken. Met andere woorden : Beweegt de waarnemer zich met den stroom mede, het aangezicht naar de naald gekeerd, dan wijkt de noordpool steeds naar de linkerzijde af Door middel van dezen figuurlijken regel laat zich telkens de richting der afwijking van de magneetnaald vooraf bepalen. Op de afwijking der magneetnaald door den galvanischen stroom berusten de multiplicatoren of galvanometers (1824) van Seh weigger en Poggendorff (zie Galvanometer), die het voorhanden zijn, de richting en de sterkte van een galvanischen stroom doen kennen: iets later (1826) construeerde Oolladon een multiplicator welks magneetnaald door den stroom van vvrijvingseleetriciteit in beweging gebracht werd, waarmede hij het bewijs leverde van de afwijking van de magneetnaald door den electrischen stroom in het algemeen.

De richtende werking van den stroom op een magneet bestaat daarin, dat de stroom altijd den magneet met zich tracht te doen kruisen, terwijl de noordpool der naald steeds aan de linkerzijde van eenen waarnemer ligt, die ondersteld wordt geheel in den stroom te liggen, in dier voege dat, terwijl hij altijd den magneet aanziet, de stroom door de voeten in- en door het hoofd weder uitgaat. De intensiteit van de richtende kracht der stroomen op de magneetnaald verschilt naar gelang van den afstand. Biot en Savart hebben uit het getal schommelingen die de naald onder den invloed van een rechtlijnigen stroom, op ongelijke afstanden maakt, bevonden, dat de grootte van de resultante der de naald richtende krachten van alle deelen des strooms in een omgekeerde verhouding staat tot den afstand alleen. Wat de aantrekkende of afstootende werking der stroomen op de magneten betreft, men bewijst die door eene gemagnetiseerde naainaald bij een harer einden verticaal aan een zeer fi jnen zijden draad op te hangen en vervolgens een horizontalen stroom zeer dicht bij die naald te doen heen gaan. Men neemt dan, volgens de richting van den' stroom, aantrekkingen of afstootingen waar, die zich laten verklaren uit de werking der stroomen op de soleno'fden (theorie van Ampère). lntusschen is de aantrekkende of afstootende werking, die een stroom op een magneet uitoefent, nimmer rechtstreeks; bedoelde werking ligt altijd tusschen de richting van twee krachten in; zij is altijd transversaal en men moet hierbij de t vee polen van den magneet wel onderschc n. Voor een rechtlijniger) stroom geldt, volgens den hoogleeraar Van Rees, deze wet: Een onbegrensde, rechtlijnige stroom oefent op elke pool eene kracht uit, wier grootte omgekeerd evenredig is aan den afstand van die pool en wier richting loodrecht staat op het vlak dat door den stroom en de pool kan gebracht worden, en wel is die richting links of rechts van den waarnemer die in den stroom ligt en naar de pool ziet, naargelang deze een noord- of een zuidpool is.

De richtende werking tusschen galvanische stroomen en magneten is wederkeerig. Bij de proef van Oersted (zie boven) was de magneetnaald beweegbaar en de stroom vast; en daar stelde zich de eerste loodrecht op den stroom. Wanneer men nu daarentegen den magneet vast en den stroom bewegelijk maakt, dan tracht deze laatste zich loodrecht op de richting van den magneet te stellen, terwijl de noordpool steeds naar de linkerzijde wijst Wat de toepassing van het E. betreft moeten genoemd de galvanometers en de electromagnetische motoren, waaronder die van Barlow de typische is. Onder bepaalde omstandigheden laten (volgens Page, 1837) ijzerstaven die door electrische stroomen snel gemagnetiseerd en weer ontmagnetiseerd worden, tonen hooren, wier hoogte afhangt van de lengte der schommelingen der ijzermoleculen (Marrian 1844). Deze galvanische tonen hebben het eerste denkbeeld van de telephoon doen ontstaan.

< >