Ons leesboek

De Electriciteit en de Telegraaf.

Barnsteen is de naam van de wel-bekende gele stof waarvan de mondstukken van vele pijpen gemaakt zijn. Wanneer men een stukje barnsteen wrijft, dan verkrijgt het de eigenschap om kleine stukjes papier of stofjes aan te trekken en na enige ogenblikken weer af te stoten. De oude Grieken merkten

[p. 148]

dit reeds op 600 jaren vóór Christus. En, daar barnsteen door hen ‘electron’ genoemd werd, kwam men er toe om deze wonderlijke werking of eigenschap daarvan ‘electriciteit’ te noemen. Door een staafje van glas te wrijven, verkrijgt men dezelfde aantrekkende en afstotende werking. Men kwam langzamerhand tot de ontdekking, dat alle dingen, of lichamen, zo in verschillende mate electrisch gemaakt kunnen worden. Er zijn lichamen, vooral de metalen en vele vloeistoffen, die gemakkelijk doorgang geven aan de electriciteit en deze tot op grote afstanden overbrengen, met grote snelheid. Een stukje ijzerdraad, in de grond gestoken en electrisch gemaakt, zal deze electriciteit laten doorstromen in de grond; daarom wordt het ijzer een goede geleider genoemd. Een glazen of porceleinen staafje, daarentegen, zal de electriciteit op zich bewaren en geen doorstroming naar de grond toelaten; daarom noemt men glas en porcelein slechte geleiders of niet-geleiders.

Bij de telegraaf maakt men goed gebruik van een niet-geleider, namelijk porcelein. Wij hebben allen gezien, dat op elke telegraafpaal een porceleinen kopje zit, waaraan de draad vastgemaakt is. Kwam de draad in aanraking met de houten of ijzeren paal, dan zou de electrische stroom uit de draad dadelijk door de paal afvloeien naar de grond en verloren gaan.

Wij hebben gesproken van papiertjes, die door gewreven barnsteen aangetrokken worden. Om de proefnemingen gemakkelijker en regelmatiger te doen, gebruiken wij, in plaats van papiertjes, kleine bolletjes, die gemaakt worden van de zeer lichte, witte stof welke het merg of de pit van zekere houtsoorten uitmaakt. Deze bolletjes hangen wij op aan zijden draden (zijde is een niet-geleider). Zie hier wat enige proeven met deze bolletjes ons leren:

No. 1: Wij wrijven een staaf van glas met een wollen doek (een staaf gewone brieven-lak is ook goed). Wij brengen dan de staaf in de nabijheid van het bolletje. Het bolletje wordt door de staaf aangetrokken en raakt er aan. Na de aanraking stoot de staaf het bolletje van zich af.

[p. 149]

No. 2: Wanneer twee bolletjes, die naast elkaar hangen, ieder afzonderlijk zo door een zelfde staaf aangeraakt en afgestoten zijn, dan stoten de bolletjes ook elkander af.

No. 3: Wij naderen een bolletje met een gewreven glazen staaf: het wordt aangetrokken en dan afgestoten. Nu naderen wij hetzelfde bolletje met een gewreven staaf van brievenlak, en dadelijk wordt het bolletje daardoor aangetrokken.

Uit deze proeven blijkt ten eerste, dat lichamen op twee manieren electrisch kunnen zijn, namelijk zó, dat zij elkaar aantrekken en zó, dat zij elkaar afstoten. Er zijn dus twee soorten electriciteit, waarvan de ene soort net anders-om werkt als de andere soort. (Het is nog niet uitgemaakt of er twee soorten zijn, dan of één soort zo op twee verschillende manieren werkt). Om ze van elkander te onderscheiden noemen wij de ene soort maar ‘plus’-electriciteit en de andere soort ‘minus’-electriciteit.

Door proef No. 2 (zie boven) worden twee bolletjes door één-zelfde staaf aangeraakt en dus op dezelfde wijze electrisch gemaakt; deze bolletjes stoten elkaar nu af. Hieruit volgt, dat electriciteiten van dezelfde soort elkaar afstoten.

Nu verstaan wij ook, waarom in proef No. 1 het bolletje eerst aangetrokken en dan afgestoten wordt door de staaf: de staaf maakt het bolletje op dezelfde manier electrisch als hij zelf is, en daarom stoot hij het bolletje dan af. Uit proef No. 3 blijkt, dat, terwijl het bolletje door een glazen staaf afgestoten wordt, het door een staaf van brievenlak wordt aangetrokken. Dit bewijst, dat de electriciteit van het brievenlak een geheel andere soort is dan die van het glas, en wel de tegengestelde soort. Per slot van rekening leren wij door deze proeven:

a.	plus-electriciteit stoot plus-electriciteit af.
b.	minus-electriciteit stoot minus-electriciteit af.
c.	plus-electriciteit trekt minus electriciteit aan (en minus-electriciteit trekt plus-electriciteit aan).

Of, met andere woorden: gelijknamige electriciteiten stoten

[p. 150]

elkaar af en ongelijknamige electriciteiten trekken elkaar aan. Maar, zal men zeggen, dan moet het bolletje reeds electriciteit bevatten, voordat de staaf het aanraakt; waardoor wordt het anders aangetrokken door de staaf? Dat is ook goed opgemerkt: Alle lichamen (dus ook het bolletje) bevatten, in meerdere of mindere mate, de twee soorten electriciteit door elkaar gemengd en elkaar neutralizerende; geen electrische werking wordt bespeurd, onder gewone omstandigheden, en de lichamen worden dan gezegd in een toestand van rust of evenwicht te verkeren. Wrijving is een van de manieren, waardoor scheiding gemaakt wordt tusschen de twee electriciteiten van een lichaam, en de toestand van rust verbroken wordt. Door bij voorbeeld een glazen staaf te wrijven met een wollen lap, wordt de scheiding zodanig gemaakt, dat de minus-electriciteit van het glas naar de lap gaat, terwijl de plus-electriciteit alleen op het glas achter blijft. Nadert men nu het bolletje (als in de proeven) met deze staaf vol plus-electriciteit, dan maakt de staaf dadelijk scheiding tusschen de twee electriciteiten van het bolletje door de mius-electriciteit aan te trekken en, bij aanraking, zelfs weg te trekken uit het bolletje. De staaf blijft evenwel nog overwegend plus-electrisch en, daar het bolletje nu ook alleen nog zijn plus-electriciteit behouden heeft, wordt het door de staaf afgestoten. Wij zien dus, dat de scheiding der electriciteiten in een lichaam ook ontstaan kan door invloed van een ander lichaam waarin de scheiding reeds bestaat.

Nadat dit alles al lang bekend was, vond men door toeval uit, dat de neutraliteitstoestand of het electrisch evenwicht van twee goede geleiders reeds verstoord wordt, wanneer men ze eenvoudig met elkaar in aanraking brengt. Dit is bij voorbeeld het geval met twee verschillende metaalplaten: legt men een loden plaat en een ijzeren plaat tegen elkaar, dan neemt het lood plus-electriciteit aan en het ijzer neemt minus-electriciteit aan.

Zijn de platen van ijzer en goud, dan neemt het ijzer plus-electriciteit en het goud minus-electriciteit aan, enz.

[p. 151]

enz. Deze scheiding wordt veroorzaakt door een kracht, welke zijn werking uitoefent op de aanrakingspunten der beide platen en electro-motorische kracht genoemd wordt. Daar de hoeveelheid plus-electriciteit, naar de ene plaat gaande, nooit gelijk is aan de hoeveelheid minus-electriciteit die de andere plaat ontvangt, ontstaat er een voortdurende neiging (of spanning) tusschen de platen om dit verschil weer aan te vullen; dit noemt men het spanningsverschil. Door dit spanningsverschil en de onophoudelijke ontwikkeling van electriciteits-hoeveelheden ontstaat een altijd voortvloeiende stroom tusschen de twee platen; naar de man, die daarop voor het eerst de aandacht vestigde, noemt men deze stroom de Galvanische stroom.

De stroom tusschen slechts twee platen is zeer zwak; men verkrijgt een betere werking door beide platen in een glazen bakje te plaatsen dat met een of ander goed geleidende vloeistof gevuld is. (Bij de telegraaf gebruikt men zinken en koperen platen). Plaatst men meerdere bakjes naast elkaar, elk met zulk een paar platen er in, en verbindt men de koperen plaat van elk bakje met de zinken plaat van het volgende bakje, door middel van een goed geleidende draad, dan verkrijgt men de zogenaamde electrische batterij, bij de telegrafie in gebruik. (Zie figuur.)

In elk bakje gaat, van de zinken plaat uit, een stroom plus-electriciteit door de vloeistof naar de koperen plaat.

De verbindingsdraden maken, dat de stroom altijd sterker wordt van het zink naar het koper, naar mate er meer

[p. 152]

bakjes zijn. Door de koperen plaat van het laatste bakje weer met de zinken plaat van het eerste bakje te verbinden doet men de stroom van het koper naar het zink terugkeren. Zo ontstaat er een voortdurende omloop van de stroom.

De electrische stroom oefent vele verschillende werkingen uit, waarbij verschijnselen van warmte, licht, geluid enz. voorkomen. Wij willen ons hier bepaald bezig houden met éne werking van de stroom. Door de proeven met de papiertjes en met het bolletje zijn wij al op de gedachte gekomen, dat electriciteit iets te doen heeft met magneet-kracht. Ziet nu eens wat er gebeurt, wanneer men een koperdraad om een staafje gegoten ijzer draait en men laat de electrische stroom door de draad gaan! Het staafje ijzer wordt onmiddellijk een magneet en een veel sterker magneet nog dan de welbekende klippen, waarvan wij weten, dat zij ijzeren voorwerpen aan trekken. Laten wij de stroom niet langer door de draad gaan, dan verliest het ijzeren staafje dadelijk weer al zijn magneetkracht. Zodat het duidelijk is, dat de magnetische werking van het stukje ijzer alleen door de stroom opgewekt wordt. (Neemt men zeer hard ijzer of staal en onderwerpt men het lange tijd zó aan de werking van de stroom, dan blijft het een magneet, zelfs wanneer de draad afgewonden wordt. Zo worden de magneten in de vorm van een hoefijzer gemaakt, die wij in de handel zien.)

Om nu op de electrische batterij terug te komen: De draad, welke de koperen plaat van het laatste bakje met de zinkplaat van het eerste bakje verbindt, kan een lengte van honderden of duizenden mijlen hebben; de stroom zal nog altijd doorgaan. Stel, dat op onderstaande figuur de letter P Pretoria voorstelt en de letter K Kaapstad, en dat de draad omloopt bij Kaapstad en dan terugkeeit naar de batterij te Pretoria.

[p. 153]

In de richting der pijltjes zal dan de stroom door de draad gaan. Men heeft evenwel bevonden, dat de stroom ook doorgaat zonder dat de draad weer naar de batterij terugkomt, indien men er maar voor zorgt, te Pretoria het éne end en te Kaapstad het andere end van de draad in de grond te begraven (zie onderstaande figuur).

De stroom gaat door, omdat de grond, die een even goede geleider is als een draad, de stroom (als het ware) van K. naar P. laat terugkeren. Veronderstel nu, dat bij Pretoria een heel klein stukje uit de draad geknipt is bij B (zie onderstaande figuur).

Aan het knopje C is een metalen puntje dat men enig ogenblik in de kleine opening B kan drukken. Stel verder, dat de draad bij Kaapstad eerst om een staafje gegoten ijzer G gedraaid is alvorens in de grond te lopen. Boven G hangt een plat stukje ijzer H, bevestigd aan een staafje dat om N draait en aan het andere end een puntje S draagt. De veer V trekt het staafje zó naar beneden, dat H niet in aanraking komt met de bovenkant van G. T is een strookje papier, dat om het rolletje R langzaam en gelijkmatig voorbij het puntje S getrokken wordt.

Tengevolge van de opening bij B is de stroom afgebroken. Zodra wij nu het knopje C naar beneden drukken, sluit het metalen puntje de stroom, die dadelijk doorgaat van Pretoria

[p. 154]

naar Kaapstad, waar hij van het ijzeren staafje G een magneet maakt. Het staafje ijzer H wordt door de magneet naar beneden getrokken en het puntje S raakt het strookje papier T aan. Zodra C weer uit de opening B genomen wordt is de stroom afgebroken; G houdt op een magneet te zijn en trekt H niet langer vast; het veertje V trekt het puntje S weg van het papier. Het is nu duidelijk, dat, wanneer de telegrafist te Pretoria de opening B kort sluit, dan zal er op het strookje papier te Kaapstad alleen een kolletje gemaakt worden door het puntje S; sluit hij B wat langer, dan trekt S een streepje op het voortbewegende papier. Wanneer men nu vooraf overeengekomen is, dat een kolletje en een streepje de letter a betekent, dan seint de telegrafist deze letter naar Kaapstad over door eerst kort en dan wat langer het metalen puntje in de opening B te drukken. Het telegrafisch alphabet bestaat uit ene vereniging van kolletjes en streepjes, en wel op de volgende wijze:

a	. _
b	_ . . .
c	_ . _ .
d	_ . .
e	.
f	. . _
g	_ _ .
h	. . . .
i	. .
k	_ . _ .
l	. _ . .
m	_ _
n	_ .
o	_ _ _
p	. _ _ .
q	_ _ . _
r	. _ .
s	. . .
t	_
u	. . _
v	. . . _
w	. _ _
x	_ . . _
y	_ . _ _
z	_ _ . .

Het woord man in telegrafisch schrift zou dus zijn - -. - -. Om dit woord over te seinen zal de telegrafist dus het knopje C. tweemaal lang naar beneden drukken, dan eenmaal kort, dan weer tweemaal lang, dan nog eenmaal kort.

In het gebruik zijn de telegrafische toestellen een beetje anders ingericht, doch zij werken volgens het beginsel dat wij hier hebben trachten duidelijk te maken.