Николас Каллан - Nicholas Callan

Николас Каллан
Николас Каллан.jpg
Николас Каллан
Родившийся(1799-12-22)22 декабря 1799 г.
Дарвер, графство Лаут, Ирландия
Умер10 января 1864 г.(1864-01-10) (64 года)
Мейнут, графство Килдэр, Ирландия
НациональностьИрландский
Известениндукционная катушка

Отец Николас Джозеф Каллан (22 декабря 1799 г. - 10 января 1864 г.) был ирландским священником и ученым из Дарвера, Графство Лаут, Ирландия. Он был профессором естественной философии в Колледж Мэйнут в графстве Килдэр с 1834 года, и наиболее известен своей работой над индукционная катушка.[1]

ранняя жизнь и образование

Он учился в школе в академии в Дандолк. Его местный приходской священник отец Андрей Левинс взял его в руки как алтарный мальчик и месса, и увидел, как он начал священство в Наван семинария. Он поступил в Мэйнут-колледж в 1816 году. На третьем курсе в Мэйнут Каллан изучал естественную и экспериментальную философию под руководством Доктор Корнелиус Денвир. Он ввел экспериментальный метод в свое обучение и интересовался электричеством и магнетизм.[1]

Каллан был рукоположен в священники в 1823 году и отправился в Рим, чтобы учиться в Университет Сапиенца, получив докторская степень по богословию в 1826 году. Находясь в Риме, он познакомился с работами пионеров в области электричества, таких как Луиджи Гальвани (1737–1798), пионер в биоэлектричество и Алессандро Вольта (1745–1827), который особенно известен развитием электрическая батарея. В 1826 году Каллан вернулся в Мейнут в качестве нового профессора Естественная философия (теперь называется физика ), где он также начал работать с электричеством в своей подвальной лаборатории в колледже.[2]

Индукционная катушка

Основная статья: Индукционная катушка
Индукционная катушка Каллана в Национальном научном музее, Мейнут
Индукционная катушка Каллана в Национальном научном музее, Мейнут

Под влиянием Уильям Стерджен и Майкл Фарадей Каллан начал работу над идеей индукционная катушка в 1834 году. Он изобрел первую индукционную катушку в 1836 году.[3][4][5] Индукционная катушка производит прерывистый высокое напряжение переменный ток от низкого напряжения постоянный ток поставлять. Он имеет первичную обмотку, состоящую из нескольких витков толстой проволоки, намотанной на железное ядро и подвергаются воздействию низкого напряжения (обычно от аккумулятор ). Сверху намотана вторичная катушка, состоящая из множества витков тонкой проволоки. Железный якорь и механизм замыкания и размыкания многократно прерывают ток в первичной катушке, создавая высоковольтный, быстро меняющийся ток во вторичной цепи.

Каллан изобрел индукционную катушку, потому что ему нужно было генерировать более высокий уровень электричества, чем это доступно в настоящее время. Он взял кусок мягкого железа длиной около 2 футов (0,61 м) и обмотал его двумя отрезками медной проволоки, каждая длиной около 200 футов (61 м). Каллан соединил начало первой катушки с началом второй. Наконец, он подключил батарею, намного меньшую, чем только что описанная огромная конструкция, к началу и концу намотки. Он обнаружил, что при разрыве контакта батареи можно почувствовать удар между первым выводом первой катушки и вторым выводом второй катушки.

Дальнейшие эксперименты показали, как устройство с катушкой может увеличить мощность разряда маленькой батареи до уровня большой батареи. Итак, Каллан попытался сделать катушку побольше. С батареей, состоящей всего из 14 семидюймовых (178 мм) пластин, устройство производило мощность, достаточную для электрического удара, «настолько сильного, что человек, который его принимал, ощущал его воздействие в течение нескольких дней». Каллан считал свое творение своего рода электромагнит; но на самом деле он сделал примитивный индукционный трансформатор.

Индукционная катушка Каллана также использовала прерыватель это состояло из качающейся проволоки, которая неоднократно погружалась в небольшую чашку Меркурий (аналогично прерывателям, используемым Чарльз Пейдж ). Из-за действия прерывателя, который мог включать и отключать ток, идущий в катушку, он назвал свое устройство «повторителем». Собственно, это устройство было первым в мире трансформатор.[6] Каллан вызвал высокое напряжение во втором проводе, начиная с низкого напряжения в соседнем первом проводе. И чем быстрее он прервал ток, тем больше искра. В 1837 году он создал свою гигантскую индукционную машину: используя механизм часов, чтобы прерывать ток 20 раз в секунду, он генерировал 15-дюймовые (380 мм) искры, примерно 60 000 вольт и самый большой искусственный разряд электричества, который когда-либо видел.

Батарея Мейнута и другие изобретения

Каллан экспериментировал с разработкой батарей после того, как обнаружил, что модели, доступные ему в то время, недостаточны для исследований в области электромагнетизма. Ежегодник фактов науки и искусства, опубликовано в 1849 г.,[7] есть статья под названием «Батарея Мейнута», которая начинается так: «Мы заметили эту новую и дешевую гальваническую батарею в Ежегоднике фактов, 1848 г., стр. 14,5. Изобретатель, преподобный Д. Каллан, профессор естественной философии. в Maynooth College, сообщил в Philosophical Magazine, № 219, о некоторых дополнительных экспериментах, сравнивая мощность чугунной (или Maynooth) батареи с мощностью батареи Grove того же размера ». В некоторых предыдущих батареях использовались редкие металлы, такие как как платина или невосприимчивые материалы, такие как углерод и цинк. Каллан обнаружил, что может использовать недорогой чугун вместо платины или углерода. Для своей батареи Maynooth он использовал чугунное литье для внешнего корпуса и поместил цинковую пластину в пористый горшок (горшок, у которого были внутренняя и внешняя камеры для хранения двух разных типов кислоты) в центре. Используя одну жидкостную ячейку, он избавился от пористой емкости и двух разных жидкостей. Он смог собрать батарею с помощью всего одного решения.

Экспериментируя с батареями, Каллан также построил самую большую батарею в мире на то время. Чтобы построить эту батарею, он соединил вместе 577 отдельных батарей ("клетки" ), который использовал более 30 галлонов кислоты.[8] Поскольку инструменты для измерения тока или напряжения еще не были изобретены, Каллан измерил мощность батареи, измерив, какой вес может поднять его электромагнит при питании от батареи. Используя свою гигантскую батарею, электромагнит Каллана поднял 2 тонны.[9] Батарея Мейнута была запущена в промышленное производство в Лондоне. Каллан также обнаружил раннюю форму гальванизация чтобы защитить железо от ржавчины, когда он экспериментировал с конструкцией батарей, и он запатентовал эту идею.[10]

Он умер в 1864 году и похоронен на кладбище в колледже Святого Патрика в Мейнуте.

Наследие

Здание Каллана в северном кампусе NUI Maynooth, университет, входивший в Колледж Святого Патрика до 1997 года носил его имя. Кроме того, Каллан-холл в южном кампусе использовался в течение 1990-х годов для чтения лекций по науке в первый год, включая экспериментальную и математическую физику, химию и биологию. Мемориальная премия Николаса Каллана - это ежегодная премия, вручаемая лучшему студенту последнего курса в области экспериментальной физики.

Публикации

  • Электричество и гальванизм (вводный учебник), 1832 г.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Бойлан, Генри (1998). Словарь ирландской биографии, 3-е издание. Дублин: Гилл и Макмиллан. п. 55. ISBN  0-7171-2945-4.
  2. ^ [1] Ревиль, Уильям. Николас Каллан: ученый-священник в Мейнуте. The Irish Times, 21 февраля 2002 г.
  3. ^ Каллан, штат Нью-Джерси (декабрь 1836 г.) «О новой гальванической батарее». Философский журнал, серия 3, т. 9, страницы 472–478; особенно видеть стр. 477.
  4. ^ Каллан, штат Нью-Джерси (апрель 1837 г.) «Описание электромагнитного повторителя или машины, с помощью которой соединение между гальванической батареей и спиралью электромагнита может быть прервано и возобновлено несколько тысяч раз в течение одной минуты», Осетровые Анналы электричества, т. 1, страницы 229–230 и рис. 52 на стр. 522.
  5. ^ Стэнли А. Чарник (март 1992 г.) «Классическая индукционная катушка», Популярная электроника, страницы (?). Доступно в Интернете по адресу: «Архивная копия». Архивировано из оригинал 30 октября 2016 г.. Получено 22 апреля 2016.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь) .
  6. ^ Guarnieri, Massimo. "Кто изобрел трансформатор?". ResearchGate. Получено 13 сентября 2019.
  7. ^ Ежегодник фактов в науке и искусстве (стр.156), 1849, Джон Тимбс
  8. ^ Николас Каллан (июль 1848 г.) «О конструкции и мощности новой формы гальванической батареи». Философский журнал, серия 3, т. 33, нет. 219, страницы 49–53.
  9. ^ M.T. Кейси (декабрь 1985 г.) «Николас Каллан - священник, профессор и ученый». IEE Proceedings, т. 132, пт. А, нет. 8, страницы 491–497; особенно см. стр. 492. Доступно в Интернете по адресу: http://eprints.nuim.ie/1767/1/CaseyCallan.pdf .
  10. ^ Каллан, Николас, "Средства защиты железа любого вида от воздействия погоды и различных коррозионных веществ, так что защищенное таким образом железо пригодно для кровли, цистерн, ванн, желобов, труб, оконных рам, телеграфных проводов для для морских и других целей », патент Великобритании № 2340 (подано 12 октября 1853 г .; выдано 25 ноября 1853 г.). Видеть: Журнал Механики, т. 59, нет. 1576, г. страницы 337–338 (22 октября 1853 г.).

Примечания

  • О'Хара, Джеймс Г.Каллан, Николас Джозеф (1799–1864), Оксфордский национальный биографический словарь, Oxford University Press, 2004 г.
  • Биография на сайте correc-doctors.org

внешняя ссылка