Elektromágnesség

l. Elektrodinamika.

Elektrometallurgia

a szinfémeknek elektromos árammal való kiválasztása. Lényegében u. a. ami a galvanoplasztika, mely adott minták szerint plasztikus tárgyak készítésével foglalkozik, vagy a galvanosztegia, mely meglevő iparcikkek felületének más fémmel való bevonását űzi. Ez idő szerint az E.-t különösen a réz, a cink, az aluminium, az arany, az ezüst és az ólom tisztítására és kiválasztására használják. Az elektromos árammal a fémsók szétbontását Cruikshank Vilmos kezdte el, szép kristályos réz, ezüst-, arany- és ólom-csapadékot kapott. Utána Humphry Davy londoni tanárnak sikerült az olvadt maró-káliumból a káliumot és az olvadt maró-nátriumból a nátriumot kiválasztani. Később Davy az alkalikus földeket vizsgálta meg. Az elektromos bontás gyakorlati értékesítésének legelső kisérlete Wollaston érdeme volt, aki 1801. azt találta, hogy az elektropozitiv fémmel érintkező és rézgálic-oldatba tett ezüstdarab rézzel vonódik be, Brugnatellinek pedig a negativ sarokra erősített ezüst érmet sikerült aranyoxid-ammoniák oldattal bearanyozni. Kastner 1821. Wollaston kisérletét ismételte, a rezet akként ejtvén a rézgálic-oldatba mártott ezüst-éremre, hogy az utóbbit cinkruddal érintkeztette. De la Rive 1840. Brugnatelli eljárása szerint már réztárgyakat aranyozott be, ugyanazon év márc. 3. kapta Shore József a nikolozásra vonatkozó szabadalmát, márc. 25. pedig a birminghami Elkington testvérek a galván aranyozásra és ezüstözésre vonatkozó szabadalmakat. Az utóbbi különösen nagyon fontos mozzanata volt a galvanosztégia történetének, mert egyrészt a birminghami, másrészt a párisi galvanizáló ipartelepek alapítását eredményezte. A továbbfejlesztésben legfáradhatatlanabb volt de Ruolcz, akinek sikerült az aranyozást, ezüstözést, rezezést, nikolozást tökéletesíteni és a platina, ón, ólom, kobalt és cink galvanosztégiáját megalapítani. A negyvenes években Böttger, ki a galván-nikolozásban a kénsavas nikoloxidul-ammoniak duplasó alkalmazása által, már 1841. nagy érdemeket szerzett, a vas galván-ejtését találta ki, mely legujabban Klein pétervári telepén szintén nagyfontosságu iparággá fejlődött.

Ma a galvanosztégia már teljesen önálló iparág, melynek ugyszólván minden iparos városban akadnak szorgalmas művelői. Legfontosabb lett a rezezés, sárgarezezés, nikolozás, aranyozás, ezüstözés és vasazás; kevésbbé fontos az antimón, arzén, cink, ón, ólom, kobalt és platina ejtése. A többi fémekre még eddig nem került a sor. A galvanosztégiai ipartelepek élén Cristoffle párisi gyára áll, mely Elkington szerény telepéből a legnagyobb szabásu vállalattá fejlődött. A galvanoplasztika fejlesztésén sokat lendített még Murray 1840. azzal a találmányával, hogy a nem vezető is vezetővé lesz, ha grafittal beporozzuk. Ekként fából, gipszbók, viaszból - s midőn 1843. Montgomery dr. a guttaperchát a londoni Society of Artsban megismertette, különösen ebből készítették a matricokat. Az elektromos bontás terén legszerényebb köre van az u. n. galvanfestésnek, vagy galvanokromiának. Ez alatt értjük a fémtárgyak felületének oxidációját elektromos áram segítségével. Már Priestley észlelte 1766., hogy a fémlapra csapó elektromos szikra az érintkezés helyén szines gyürüket hagy s ennek a tüneménynek okát nagyon helyesen az oxidációnak tulajdonította. A galván-elemek hasonló hatását 1826. Nobili észlelte először, azonban a dolognak gyakorlati fontosságát később, még pedig 1842. Elsner dr. és 1844. Becquerel méltatták, ennek fia folytatta a kisérleteket. A galvanosztégia és plasztika terén elért vivmányok nem maradhattak hatás nélkül a kohászatra, Jakobi, de Ruolcz és az Elkington testvérek találmánya joggal kelté föl a kohászok érdeklődését is; mert közel állott a gondolat a fémeket a szokott kémiai módszerek helyett elektromos árammal is kiejteni. A réznek elektromos uton való tisztítására Elkington Jakab kapta az első szabadalmat Angliában 1865 nov. 3. Eszerint a tömény rézgálic-oldatba anodául nyers rézlapot, katódául pedig tiszta és vékonyra hengerelt rézlapot függesztett be. Az elektromos áram behatása következtében a réz tiszta állapotban rakodik a katódára, az idegen alkotórészek (az arany, ezüst, ón vagy antimón) pedig az edény fenekére ülepednek.

A fémek elektrolitikus kiválasztása mellett fokozatosan haladt az u. n. piroelektromos olvasztás v. elektromos koholás, mialatt a fémeknek galván uton való száraz kiejtését értjük. Ennek az iparágnak uttörője Davy volt, aki megemlékezésünk szerint még a század elején az ömlesztett maró-káliumból és maró-nátriumból az alkáli fémeket ejtette ki, azonban ennek a találmánynak gyakorlati értékesítése Becquerel érdeme, aki 1836., különösen az ezüstércek elektromos olvasztásával foglalkozott. Becquerel ezen, valamint az ólom- és rézércek elektromos koholására vonatkozó felfedezéseit 1854 jun. 26. a párisi akadémiának be is mutatta. Az elektromos koholás kifejtésében hatalmas része van Despretznek is, kinek kisérletei a magnézium, szilicium, bór, titán, volfrám, palládium és platina kiejtésére vonatkoztak. Szintén nagy elismeréssel szólhatunk Pichonnak 1854. tett találmányáról, ki a redukálandó ércet 1% faszénnel vagy koksszal elegyítve, két vagy több egymás alá helyezett és bateriákkal összekapcsolt elektróda között hullatta keresztül. A 9 láb hosszu és két négyzetláb felületü elektródákon áthatoló áram gerjesztette ivfény, az áthulló ércet legott redukálta és megolvasztotta. Az elektromos koholás fejlesztése körül nagyobb érdemeket szereztek még: Johnson (1853), Holmes (1856), Dawes (1867), Monckton (18869), Motier Nes (1872) és Ehrmann (1872), azonban az ujabbkori feltalálók közül mégis legtöbb érdeme van Siemens C. W. dr.-nak, mert ő szerkesztette a leghasználhatóbb elektromos olvasztók egyikét.

[ÁBRA] 1. ábra. Siemens elektromos olvasztó kemencéje.

Ezt az olvasztót (l. az 1. ábrát) a T tégely alkotja, mely a rossz melegvezetővel kitöltött H edényben áll. A pozitiv elektródát az edény alján levő vas, platina v. gázszén, a negativ elektródát pedig az edény fedelén befüggesztett, sajtolt szénhenger alkotja. Ez a szénhenger AB emelőn függ. Az emelő B végén lógó puha vashenger S drót tokba (szolenoidba) illik. A G tolható sullyal az emelőt megfelelő módon állítják be. A dróttekercs egyik végét a pozitiv, másikat a negativ sarokkal kötik össze. Ha a T edényben az elektromos árammal szemben ható ellenállás bármi okból növekszik, ekkor a szolenoidban keringő áram intenzitása is megnagyobbodik és a puha vasrud sulyát jobban kiegyenlíti, vagyis ekkor a szénelektróda lesülyed; ellenkező esetben pedig felemelkedik. E kemencében 2500-2800 °C. hőmérsékletet is előállíthatunk és az olvasztás teljesen közömbös légkörben történik. Azonban Siemens kemencéje inkább laboratoriumi célokra való, a kohók üzemében ettől eltérő szerkezeteket használnak. Különösen Cowles Arthur és Alfréd találmányai váltak be; ezeket 1886 óta az aluminium koholására használják; a clevelandi lakosok Hérot találmányát pedig Neuhausenben értékesítik. Ma az E.-ban a galvánelemeket lassankint kiszorítják az egyenáramu gépek, sőt Mengarini V. a váltakozó áramu gépekkel is sikeresen kisérletezett.

[ÁBRA] 2. ábra. Elektromos fajtázógép.

Némileg az elektrometallurgiához tartozik az elektromos ércelőkészítés is. A 2. ábrában a mágneses és nem mágneses ércek osztályozóját, az elektromos fajtázó gépet tüntetjük fel. Ez az aa tengelyből áll, mely a bb sárgaréz szállító-srófot viseli. Ez utóbbit a felül nyilt cc sárgaréz tok burkolja. Az adatoló tölcséren behulló érc az f részeken át a c tokot körítő e mágneses hengerbe hull s mivel ez kissé ferdén áll és forog, ennek következtében az érc előre csuszik. A mágnesre tapadó részeket a c tokra erősített d lap surolja le és a c tokba ejti, mire az ide hulló részeket a b sróf a gépből kiszállítja. A mágneshez nem tapadó részek a henger balfelén levő nyiláson hullanak ki. A hengert alkotó patkó-alaku puha vasdarabokat dinamó elektromos géppel ugy mágnesezik, hogy legnagyobb mágneses ereje a gép jobb oldalán levő patkóknak és legkisebb az adatoló tölcsérnél levőknek legyen, mert ha megfordítva volna, akkor f-nél az érc megtömődnék.

Az egyes fémek elektrometallurgiáját lásd a megfelelő cimszó alatt. Aluminium I. köt. 514-515. Arany II. köt. 13. Cink IV. köt. 384-385. L. még: Elektrolizis, Galvanosztégia, Galvanoplasztika, Galvano-krómia.

Elektrometeorok

összefoglalása mindama légköri jelenségeknek, melyeknél a légköri elektromosság szerepel.

Elektrométer

elektromos mennyiségek és potencial különbségek mérésére szolgáló műszer. Ha nem mérésről, hanem csak az elektromos állapot kimutatásáról van szó, igen jó szolgálatot tesznek az elektroszkópok. A legegyszerübb elektroszkóp az elektromos inga (l. o.). Ennél érzékenyebb az aranyfüstös elektroszkóp, mely függélyes fémrudból áll, egyik végén 2 szabadon lógó aranyfüst-lemezzel. A fémrudat üvegszekrénybe helyezzük, ugyhogy az aranyfüst-lemezek a szekrényben helyezvék el, a fémrud másik vége pedig a székrényből kiáll. Ha a rud ezen végét elektromos testtel érintjük, az aranyfüst-lemezek is elektromossá válnak, egymást taszítják s villa módjára szétágaznak. Bohnenberger elektroszkópjában a fémrud végén egy aranyfüst-lemez Zamboni oszlopának egy-egy sarkával összekötött két fémlap között lóg. A fémruddal elektromosságot közölve, a lapok egyike az aranyfüstöt vonzza, másika taszítja. Az E.-rel végzett méréseknél az elektromos testek egymásra gyakorolt vonzó vagy taszító erejének lemért nagyságából következtetünk az elektromosságok mennyiségére v. a pontencial különbségükre. Ez erő lemérése pedig azon alapszik, hogy az egyensulyt tart bizonyos külső erőkkel, p. drót csavarásából származó erővel v. a földmágnesség irányító erejével. A legrégibb ilynemü mérő eszköz a Coulomb-féle csavarásmérleg (l. o.). Riess E.-ében a rudat a vezető golyóval mágnestü helyettesíti; tehát az elektromosságok taszító erejével a földmágnességnek a mágnesre gyakorolt irányító ereje tart egyensulyt; utóbbit ismerve, magát a taszító erőt is meghatározhatjuk. Leghasználatosabb azonban a Thomson-féle quadrans E., mely egyszersmind a legérzékenyebb is. Lényegében 4 vezető vizszintes körquadransból áll, melyek közül két-két szemben fekvő egymással vezetőleg összeköthető. A quadransok felett vékony fonálon könnyü piskótaalaku vezetőlemez lóg. Ha ezen lemeznek oly töltést adunk, melynek potenciálja nagy azon vezetők potenciáljához képest, melyek potenciál különbségét meg akarjuk határozni, a két quadranspárt pedig utóbbiakkal hozzuk érintkezésbe, a lemez egyensulyi helyzetéből kitér; a kitérés pedig az összehasonlítandó elektromos testek potenciál különbségével arányos. Az egyik elektromos test maga a föld is lehet. Ezen quadrans E. szerkezete komplikálódik oly részek hozzájárulása által, melyek segítségével a piskóta töltése állandóvá tehető s ennek állandósága ellenőrizhető.

Egészen más elven alapszik a Lippmann-féle E., mely a higany és kénsav közötti kapilláris állandónak hidrogén kiválasztása által létesült változását használja fel elektr. potenciál-különbségek mérésére. A műszer higannyal megtöltött, vékony csucsba végződő üvegcsőből áll. A cső csucsával kénsavba ér. A higany és kénsav polarizálandó válaszfelülete a vékony csucsban foglaltatik. Ha most a higany a negativ polussal, a kénsav a pozitiv polussal áll vezető kapcsolatban, a határfelületen hidrogén válik ki, a kapilláris állandó megváltozik s a válaszfelület eltolódik a csőben. Az eltolódás a potenciál-különbséggel arányos. Ezen műszerrel azonban csak 1 voltnál kisebb potenciál-különbséget mérhetünk. Mindezen mérőeszközökkel közvetetlenül csak összehasonlító méréseket lehet végezni; elektromos potenciál-különbséget abszolut mértékben a Thomson-féle abszolut E.-rel mérhetünk. A műszer egy mozgó és egy szilárd körkorongból áll; a mozgó korong egy mérleg egyik karán lóg; ha a két korong között a lemérendő potenciál-különbséget létesítjük, akkor a szilárd korong a mozgóra vonzó erőt gyakorol, melynek nagyságát a mérleg másik csészéjébe helyezett sulyokkal egyensulyozhatjuk s ezáltal az erő nagyságát abszolut mértékben megállapíthatjuk. Az erő nagyságából s a korongok méreteiből a potenciál-különbséget is abszolut mértékben kiszámíthatjuk.

Elektromindító erő

Maxwell meghatározása szerint mindaz, ami az elektromosság tovavitelét okozza vagy okozni törekszik. Volta E.-nek nevezte azon hipotézises erőt, mely két különnemü test (fém) érintkezésekor fellép, és amelynek hatása abban áll, hogy a testekben levő közömbös elektromosságot pozitiv és negativ elektromosságra választja szét s a pozitiv elektromosságot az egyik testre, a negativot a másikra hajtja. Az igy különválasztott elektromosságok a folytonosan ható E. miatt nem egyesülhetnek, de azért meg van bennük az egyesülésre való törekvés, mi által bizonyos elektrosztatikai nyomás jön létre, melyet elektromos feszültség-nek neveztek el. Hogy valamely vezető két pontja között az elektromosságnak mozgása vagy elektromos áram létrejöhessen, kell, hogy e két pont között a feszültségnek valamelyes különbsége álljon fenn. Ez oknál fogva a feszültség-különbséget az E.-vel egyazon értelemben használják; régibb művekben ugyanilyen értelemben szerepel még az elektromos sürüség-különbség is. Azonban az elektromos feszültség és sürüség fogalma jelenleg már más értelemben van szabatosítva, az E. szabatosan csak az elektromos potenciál (l. o.) révén határozható meg; ugyanis a tapasztalat szerint mindenütt, hol potenciál-különbség van, az elektromosság tovamegy vagy tovamenni törekszik, minélfogva két pont között ható E. egyenlőnek vétetik az ezen pontok közötti potenciál-különbséggel. A jelenlegi tudományos megállapítások szerint az E. tehát nem jelent sem mekanikai (ponderomotikus) erőt, sem sulyamérhetetlen anyagokat mozdító erőt, azaz általában semmiféle «erő»-t, hanem potenciál-különbséget, s egységei is teljesen megegyeznek a potenciál-különbség egységeivel. Valamely galvánelem, telep, mágneselektromos vagy dinamoelektromos gép, vagy bármely áramgerjesztő sajátos E.-je egyenlő a nemzárt áramgerjesztő sarkainak potenciál-különbségével. Ha az áramgerjesztő zárva van, a sarkok potenciál-különbségét csiptető-feszültség-nek is nevezik; és mivel a végtelen nagy ellenállással zárt áramgerjesztő úgy tekinthető, mintha nem volna zárva, az áramgerjesztő sajátos E.-je egyenlő még a nem zárt áramgerjesztő csiptető-feszültségével. Az olyan elektromos áramokat, melyekben kevés elektromosság aránylag nagy E.-vel kering, nagy feszültségü áramok-nak nevezzük, amelyekben pedig sok elektromosság aránylag csekély E.-vel kering, nagymennyiségü vagy bőáramoknak mondjuk.

Elektromos akkumulator

l. Akkumulator.

Elektromos áram

l. Áram.

Elektromos áramgerjesztés

(ndukció) az a tünemény, hogy a galván-áram v. a mágnes egy szomszédos vezető drótban áramot okozhat. A galvánáram a szomszédos vezetőben a saját irányával ellenkező, vagyis ellenirányu gerjesztett áramot ébreszt, ha 1. keletkezik, 2. erősségében növekszik vagy 3. a szomszédos vezetőhöz közeledik. Ugyanazon áram egyirányu gerjesztett áramot létesít a felsoroltakkal ellenkező esetekben. Ha a mágnest egy dróttekercs tengelyébe állítjuk s aztán egyik sarkát hitelen a tekercshez közelítjük, akkor a drótban ellenkező irányu áram keletkezik azzal, mely a tekercs szomszédságában levő mágnes-sark hatását Ampére törvénye szerint ábrázolja. Különben a gerjesztett áram azonnal megszünik s addig, a meddig a mágnes helyén marad, nem mutatkozik többé áram. Általában a mágnes ellenirányu gerjesztett áramot létesít mindannyiszor, valahányszor 1. a mágnes-sark közeledik; 2. uj mágnes-sark keletkezik v. 3. a mágnes-sark erőssége növekszik. Az ellenkező esetekben egyirányu gerjesztett áram ébred.

Elektromos batteria

l. Elektromos telep.

Elektromos csengő

l. Villamos csengő.


Kezdőlap

˙