I 1820 offentliggjorde Ørsted sin opdagelse af, at der er et magnetfelt omkring en ledning med strøm i. Det startede rundt omkring i Europa en ivrig aktivitet med undersøgelse af sammenhængen mellem elektricitet og magnetisme. Denne opdagelse gjorde det sandsynligt, at man kunne lave magneter ved hjælp af elektrisk strøm. Sturgeon var den første, som det lykkedes for. Han brugte selvfølgelig et batteri af Voltas type, der er link for oven.

2. En tidlig elektromagnet

Omkring 1822 konstruerede William Sturgeon en stangmagnet, som vi viser på billedet til højre. Det er en stang af blødt jern. Blødt jern er en type jern, der indeholder meget lidt kul. Det bevirker at det er meget let at magnetisere blødt jern med strøm, men magnetiseringen forsvinder, når strømmen slukkes. Det er vigtigt at forstå, at der dannes en nordpol til venstre, når strømmen har den retning, som pilene viser:

Betragt et lille lodret stykke af ledningen, der hvor pilen peger opad. Ifølge Ørsted dannes der så et magnetfelt rundt om ledningsstykket. Ifølge højrehåndsreglen er magnetfeltet orienteret mod venstre inde i midten af stangen Det samme gælder for det bidrag til feltet, som et vilkårligt lille stykke af ledningen bidrager med. Resultatet er, at der dannes en nordpol til venstre og en sydpol til højre. Ledningen må være isoleret fra jernstangen. En isoleret ledning kendtes ikke på Sturgeons tid, måske har han malet jernstangen. Få år efter 1824 lærte man at isolere en ledning ved at vikle en tynd sytråd i tætte vindinger rundt om ledningen.

3. William Sturgeons elektromagnet

På billedet til højre viser vi en tegning som Sturgeon selv brugte i sin publikation fra 1824 om en bøjet elektromagnet. Med bøjningen opnås det at magnetens to poler samtidig kan tiltrække en jernstang. Der skal naturligvis sendes strøm gennem den ledning, der er viklket rundt om den bøjede jernstang. Hvordan det foregår er uklart på tegningen. På hylden under magneten står der to skåle, jeg tror de er af glas og at der en kviksølv i dem. Til højre ved C kommer strømmen fra et batteri, og strømmen kan så fortsætte gennem kviksølvet og op i spolen. Der dannes så en nordpol nede ved N og en sydpol nede ved S. Strømmen fortsætter ned i kviksølvet i beholderen Z. På tegningen kan strømmen kun komme videre, hvis den bøjede kobberstang d sænkes ned i Z, og så kan strømmen komme videre til batteriets negative pol. Min kilde til billedet er Wikipedia, men det virker på mig, som om tegningen er lavet af en, der ikke helt har forstået, hvad der foregår. Sturgeon oplyste, at elektromagneten kunne bære en plade, der vejer 9 pund.

4. Ørsteds store elektromagnet

Billedet til venstre viser Ørsteds store elektromagnet. Den er bygget i 1847, og den må væe inspireret af Sturgons arbejde. Men på dette tidspunkt kunne man isolere ledninger, så vindingerne kunne ligge meget tæt. Ørsted skriver at han brugte 8 serieforbundne bunsenske elementer, mon ikke de gav en spænding på måske 20 volt. Resultatet er, at der foroven dannes en nordpol på den ene side og en sydpol på den anden. Hvis man lagde et jernbøjle, der vejede 15 kg, oven på polerne, skulle der en kraft på halvanden tons, altså 1500 kg, til at løfte bøjlen væk fra magneten. Foran det nederste af højre side af magneten er der et håndsving. Det kan drejes omkring en vandret aksel. Den bæres af to støtter, der står på en slags hylde. Den hviler på vognens udadvendte side, og understøttes yderligere af to støtter, der kommer op nedefra. Jeg kan ikke finde ud af, hvad formålet med dette arrangement er, men det må vist have noget at gøre med, hvordan strømen udefra kommer ind i de to trådvindinger.

5. Ringeapparatet

Så snart elektromagnetismen var erkendt, blev der ivrigt foretaget teoretisk forskning af fænomenet; men der var også folk der fik ideer til til praktisk anvendelige apparater. Det vigtigste var Morses konstruktion af telegrafen, den er der link til for oven. En anden ting, der blev opfundet var ringeapparatet. Det beskriver vi nu:

Det er en god ting ved en elektromagnet, at jernet kan vælges sådan, at der dannes et magnetfelt, så snart der tændes for strømmen, og at feltet forsvinder, så snart der slukkes for strømmen. På den baggrund opfandt den tyske bogholder J.Ph.Wagner det ringeapparat, som vi viser til højre. (Jeg ved ikke andet om Wagner, end det der står her.) Strømmen kommer fra et batteri ind i ringeapparatet for neden, og den fortsætter gennem stangen G, der sidder godt fast. Så fortsætter strømmen gennem den stive metaltråd F, som heller ikke kan bevæge sig. Yderst på tråden sidder der en lille spids H, der peger mod højre. Hvis der er slukket for strømmen, trykker spidsen på jernpladen B, der bæres af den fjedrende stang C. Stangen C sidder fast på klodsen I, der ikke kan bevæge sig. Fra klodsen I går der en ledning en masse gange rundt om de to elektromagneter AA, og ledningen fortsætter så via en afbryder til batteriets anden pol. Hvis man nu tænder for strømmen, bliver A-erne magnetiske. De tiltrækker så pladen B, og den lille kugle D for oven slår et slag ind på E, som siger "kling". Men tiltrækningen af B afbryder straks strømmen, og så får fjederen C pladen B til at bevæge mod spidsen H igen. Og så bliver der tændt for strømmen igen. Sådan bliver det ved, så længe man har tændt for afbryderen.

6. Afslutning

Det er velkendt, at Ørsted var opdageren af elektromagnetismen, et meget teoretisk funderet arbejde. Det er ikke så velkendt at Ørsted som eksperimentalfysiker 27 år senere konstruerede den store elektromagnet, som vi har beskrevet ovenfor.

Hvis du støder på et ord, hvis betydning du ikke kender, så søg på ordet.