IX. FEJEZET.
AZ ELEKTROMOS ÓRAMŰVEK.1. Az elektrochronométeres számlálók.
A GYORSASÁG, melylyel az elektromos áramok terjednek, az a majdnem hogy csak pillanatnyi időtartam, mely elegendő arra, hogy kellőképen berendezett s egy vezetődróttal összekötött két gépezetnek mozgása létrejőjjön: magának az elektromos telegrafia elvének az óraművekre való alkalmazásának eszméjét keltette fel. Valóban, eme mozgások egyidejűsége lehetővé teszi, hogy tökéletes együttességgel járassunk akárhány mutató-lapot, melyek egymástól kisebb-nagyobb távolságban, például a vasútvonal különböző állomásain vannak elhelyezve. Elegendő, hogy eme mutatólapok mindegyikét egyetlenegy regulátorral elektromos összeköttetésbe hozzuk. Ez az idevágó problémák elseje, mely meg is oldatott, s az e czélra kigondolt rendszerek mind a vasutakon, mind pedig több városban, melyek nyilvános órái ily módon vannak szabályozva, már régóta működnek is.
De van még egy másik probléma is, mely szintén megoldatott: ez magának az elektromosságnak a szabályozó óra mozgatására való alkalmazásában áll. Az elektromos óra elnevezés rendszerint az utóbbi fajta eszközök számára van fentartva, holott azok a gépezetek, melyek czélja az, hogy a közönséges regulátor járását messze fekvő mutatólapokra átvigyék, az elektrochronométeres számlálók nevét kapták.
Végre az elektromosságtól még azt is megkivánták, hogy külön hajtóművel s gépezetekkel ellátott bizonyos számú órát oly módon hozzon kölcsönös összefüggésbe, hogy a máskülönben független járásuk összhangját helyreállítsa: ez az idő-egyeztetés rendszere, s jelenleg az elektromosságnak az órásságra való ez az alkalmazás-módja érvényesül túlnyomólag.
Eme különböző alkalmazásoknak, miként a telegrafiának is, számos rendszere van; ennélfogva arra kell szorítkoznunk, hogy azok közül, a melyek a gyakorlatban jóknak bizonyultak be, olyan egy-két fajtát írjunk le, melyek alkalmasak arra, hogy az elektromágnesség emez új alkalmazásának egész szellemességét megértessék.
Először az elektrochronométeres számlálókat fogjuk leírni.
Az ilyen rendszer, épen úgy mint minden telegráfos készülék, két külön részből áll. Először a szabályozó óráboz kapcsolt gépezetet kell figyelembe vennünk, melynek az a feladata, hogy az elektromos telepnek vagy bármely más elektromótornak áramát egyenlő időközökben áttegye és megszakítsa. Ez az áram a mozgást az átvevő-készülékkel, vagyis avval a gépezettel közli, mely a mutatólapok mutatóját hajtja; ez a készülék az indikátor.
Példaképen lássuk a P. GARNIER számlálóját.
480. ábra. Garnier elektrochronométeres számlálója; az áttevő gépezet.
A minta-óra egy közönséges óra, mely járása közben az áramnak az áramkörben való keringését és megszakítását ím evvel az igen egyszerű berendezéssel teszi lehetővé. A közönséges kerékmű utolsó kerekének tengelye el van látva az m pereszlennel, melynek négy excentrikus foga van. Ez a pereszlen forgása közben az l emeltyű d horgát hol felemeli, hol leejti. Az első esetben, melyet a 480. ábra tüntet elő, a telepnek + és sarkai a t s az l fémemeltyűk érintkezése révén közlekednek: az áramkör zárva van s az áram kering. Az egyik fogról a másik fogra való átmenet időközében az l emeltyű újra leesik, az áramkör nyitva van s az áram
481. ábra. Garnier elektro-
chronométeres számlálójának indikátora.meg van szakítva. A két emeltyű érintkeztetője aranyból vagy platina-arany ötvözetből van, hogy az elektromosság átmenetelétől előidézett oxidáczió mellőztessék. A GARNIER-féle számláló indikátorát lényeges részeiben a 481. ábra tünteti elő. Az EE elektromágnes, a szerint a mint a minta-óra szökkentette áram kering vagy meg van szakítva, vonzza illetve taszítja az M fegyverzetet, mely ismét a t pálcza közletésével az LL emeltyüt emeli fel. Ez az emeltyű el van látva az e záró-horoggal, mely felemelkedése közben az R záró-kereket egy foggal odébb hajtja. E mellett a b és h' gátak megakadályozzák azt, hogy a kerék egynél több foggal menjen odébb, vagy hogy visszafusson. Midőn az áram meg van szakítva, a fegyverzet visszaesik a tekercsek egyikének alsó lapjához erősített csavarra; az LL emeltyű leesik, a záró horog a következő fogba akad s ezt, a mint a zárt áramkör az elektromágnest megindítja, újra odébb hajtja.
A záró-kerék mozgása kellőképen kombinált fogas-kerékmű révén a mutatós-kerekekkel közlődik, a melyek a mutatólap két mutatóját hajtják. Ha tehát a minta-óra s az indikátor összhangzatos járásra egyszer már be vannak igazítva, ez az összhang mindaddig meglesz, míg a telep működik s mig a telep működése elég erélyes arra, hogy a fegyverzetet vonzhassa.
Lássuk most, mily módon van az indikátorok egész sora a mintaórával összekapcsolva, s hogy miképen járhatnak mindannyian csakis a minta-óra impulzusának behatása alatt, a nélkül, hogy egyikök fenakadása a többire visszahathatna.
482. ábra. A minta-óra s az indikátorok telegráfos összeköttetése.
A teleptől két vastag drót AB és CD indul ki; e drótokba van igtatva a H minta-óra. Ugyane drótok mindegyikétöl kiindulnak az ab, a'b' stb. vékonyabb drót-párok, melyek az o, o', o'', stb. indikátorokkal közlekednek. Eme berendezés mellett a főáram annyi mellékágra oszlik, a hány óra-készülék van s ezek mindegyikét a többitől függetlenül hajtja. E mellett még valamely indikátornak, például o''-nak drótjait egy vagy két indikátorhoz, mint o''' vagy o''''-hoz újra el lehet ágaztatni.
Látjuk, hogy P. GARNIER számlálójában ellenhatású erőként a nehézség működik, a miből következik, hogy ezek a készülékek csak az alatt a feltétel alatt működnek, ha függélyes állásban vannak elhelyezve. Eme készülékek jó oldala az erőnek állandóságában vagyis változatlanságában áll, mely állandóság nincsen meg, ha az erő rugók rugalmasságától ered.
FROMENT rendszerénél a minta-óra eleintén közönséges óra volt, mely el volt látva egy zárókerékkel, amelynek fogai minden másodperczben egy megerősített rugót érintettek. Ez a rugó nem volt egyéb egy vékony
aranylemeznél, mely össze volt kötve a telep egyik sarkával; maga a kerék a másik sarkkal volt elektromos összeköttetésben. FROMENT később a közönséges minta-órát elektromos regulátorral helyettesítette.
A mi a számlálót vagyis az indikátort illeti, ennek berendezését a 483. ábra mutatja. Az MN fegyverzet ON része réz-toldalék, a melyre két emeltyűnek SPQN rendszere könyöklik, mely rendszer SQ és QN karjai, midőn a fegyverzet az áramkeringés miatt vonzatik, azon vannak, hogy kiegyenesedjenek. Ekkor a PQ pálcza a Pi szögemeltyűre hat, s az i záró horog az E zárókereket egy foggal odébb hajtja. Midőn az áram meg van szakítva, a fegyverzet az l rugó hatása miatt visszahuzódik, az SQN karok újra behajolnak, s a záróhorogmű elereszti a zárókereket. A b ütőrugó minden visszafutó mozgást megakadályoz.
483. ábra. Froment elektrochronométeres számlálója; az indikátor.
A mozgás az R' kerék fogai révén a készülék mutatós-kerekeivel közlődik, s egy kúpos fogaskerékmű lehetővé teszi a mutatók beigazítását, még pedig a K pálcza segítségével, a mely a mutatólap szélén fekvő csapban végződik.
A FROMENT számlálójának eredetisége főképen az SPQN repartitor alkalmazásában áll. Ennek a mechanikai közbetételnek az a czélja, hogy az ellenállást az elektromágnesnek a fegyverzetre gyakorolt vonzó hatásával arányosítsa. Ugyanis ez a vonzás a legnagyobb, midőn a távolság a lehető legkisebb, azaz az érintkezés pillanatában: tehát épen abban a pillanatban, a melyben a mozgás megszünik, az alkatrészek a legnagyobb sebességüket érnék el, a mi a gépezetre nézve nagy baj volna. De a szóban forgó repartitor közbetétele miatt, az ellenállás épen abban a mértékben nő, mint a vonzás, úgy hogy az elektromágnes vonzó ereje ily módon állandó marad.
BAIN, BRÉGUET, ROBERT HOUDIN és NOLLET elektrochronométeres számlálói szintén megérdemelnék a leírást; mindazonáltal nekünk a megelőző rendszerekre kell szorítkoznunk s még csak a sikeres alkalmazá-
sokat említjük fel. Páris-, Lyon-, Marseille-, Gent-, Brüsszel- és Lipcsében eme különböző rendszerű számlálók működtek vagy működnek még jelenleg is, s az időt szabályszerűen s összhangzatosan közlik e városok különböző részeivel.
484. ábra. Bréguet órás-lámpája. |
Az órás-lámpák nem egyebek gáz-reflektoroknál, a melyek belsejében számlálók vannak elhelyezve s amelyeknek vagy egyik, vagy mind a két fele óramutatólappal van ellátva. Ilyen készülékeket szerkesztett NOLLET Gentben, DETOUCHE Párisban és BRÉGUET Lyonban. A 484. ábra ama 24 óráslámpa közül, melyeket BRÉGUET Lyonban állított fel, az egyiknek a külsejét s belsejét ábrázolja. Látjuk, hogy itt az E s E' elektromágnesek kettősek s úgy vannak elhelyezve, hogy különnevű sarkaik egymással szemben legyenek, úgy hogy az M fegyverzet, mely meg van mágnesezve, az egyik sarktól vonzatván, ugyanekkor a másiktól taszíttassék s fordítva is, a szerint a mint az áram az elektromágnesek egyikében vagy másikában kering. A T pálcza, mely a fegyverzethez van erősítve, egy peczekkel ellátott villával az i és i' két záróhorogra hat, mely horgok a ketyegő-horgony szerepét játsszák, s egy zárókeréknek, melynek tengelye a másodperczmutatóval van ellátva, a fogait hajtják. |
Hogy az elektrochronométeres számlálók, bármiféle légyen is máskülönben az elfogadott rendszer, állandósággal és szabályszerűen működjenek, nyilván való, hogy erre folytonos felügyelet és gondozás kell. A különböző részeknek, a minta-órának, különösen pedig az elektromos telepnek jó karban tartása elengedhetetlen s oly annyira nyilván való feltételek, hogy alig kell őket különösen kiemelnünk. De mivel elvégre is e feltételek egyike teljesítetlen lehet, világos, hogy épen az, amiben az ilyes berendezésnek a közönséges óraművek fölötti jó oldala áll, azaz ugyanazon város vagy vonal óráinak szolidaritása, zavar esetében komoly baj volna. Fontos tehát, hogy ne csak a számlálók legyenek egymástól függetlenek, miként ezt a GARNIER rendszerénél láttuk, hanem még hogy az impulzusok is ne egyetlen egy regulátortól származzanak. Ha a várost részekre osztják, mely részek mindegyikének megvan a maga regulátora, a jelzett baj ugyanabban az arányban csökken.
2. A tulajdonképeni elektromos órák.
Általánosan ismeretes, hogy az órák mozgató erejét vagy súly vagy pedig rugó adja, s hogy az inga csak arra való, hogy a mozgást, melyet a hajtó erő a kerékművel közöl, szabályozza. Az órák járásának szabály-
szerűsége az ingalengésekétől függ, mely lengéseknek, a mennyire csak lehet, változatlanoknak kell lenniök. Egyébiránt az inga mozgását a horgony-akasz visszahatása tartja fent.
A feladat, melyet az elektromos órák feltalálói megoldani igyekeztek, abban állott, hogy az ingának közvetlenül, s hajtó erő s közönséges kerékművek alkalmazása nélkül, adjanak impulzust, mely az elekromosságtól származzék, s alkalmas legyen arra, hogy az inga mozgását folytonossá és szabályossá tegye. Íme néhány példája az elektromos ingáknak, melyeknél az imént említett feltétel meg van valósítva.
Az 485. ábrában előtüntetett inga egyike a legrégiebbnek; ezt egy beauvais-i tudós és ügyes órás, VÉRITÉ találta fel.
A B inga, mely rugós vagyis egyidejű felfüggesztéssel van felakasztva, el van látva az AD merev kereszt-rúddal, ez pedig két szeggel van felszerelve, mely szegek a C és C' fémharangok öblében szabadon mozoghatnak. Ezek a p, p ellensúlyokkal felszerelve, igen finom ezüstdrótokkal vannak felfüggesztve egy vízszintes lengő-rúdra, melynek két karja a középen egy elefántcsont darabbal van egymástól elszigetelve. Az E és E'
485. ábra. Vérité elektromos órája. |
elektromágnesek sarkai szemben feküsznek két lágyvas fegyverzettel, melyek a lengő-rúdra vannak erősítve, s ugyanezek az elektromágnesek fémies összeköttetésben vannak egyrészt eme lengő-rúd megfelelő kaijával, másrészt pedig az elektromos telep egyik sarkával. A másik sark egy dróttal az inga felfüggesztőjével közlekedik. Midőn az inga nyugalmi vagyis függélyes helyzetben van, az AD kereszt-rúd szegei a két harang egyikével sem érintkeznek. De midőn az inga leng, mondjuk, hogy jobb felé leng, az érintkezés az egyik haranggal, a jobboldali haranggal létrejön. Ezen érintkezés miatt az áramkör zárva van s az E' elektromágnest éleszti, mely mágnes a lengő-rúd jobb karját vonzza. A C' harang leereszkedik és súlyával a szegre hat, miközben az ingát meglöki, s ez az ingát visszalódítja. Eme lódítás miatt a szegnek a C' haranggal való érintkezése megszűnik, az áram meg van szakítva. De az inga bal felé lengve, a baloldali szegnek a C haranggal való érintkezését hozza létre; most az áram emitt van zárva; az E elektromágnes a baloldali karra hat, s most a C harang nehezkedik az inga kereszt-rúdjának A oldalára, s így megy ez tovább. |
A FROMENT elektromos óráját (486. ábra) a kicsiny p súlynak időszakos hatása hajtja, mely súly, valahányszor az áramkör zárva van, egy oldallagos csavarra támaszkodik. A regulátor ím így van berendezve s ekként működik. A B inga, mely egy egyidejű rugóval van felfüggesztve, a telep pozitiv sarkával közvetetlenül közlekedik. A másik sark össze van kötve az E elektromágnes drótjával, mely egy rugó-lemezzel közlekedik, ennek végére a p súly lévén forrasztva. A RL emeltyűnek R karja, midőn az áramkör nyitva van, feltartja a lemezt súlyostúl; a másik, az L kar pedig el van látva egy fegyverzettel, melyet az elektromágnes mindannyiszor, midőn az áramkör zárva van s az áram kering, magához vonz. De az áramkör nyitását és zárását az ingának minden egyes lengése, egymásra következve, hozza létre. A bal felé tartó fél lengés idejében a csavar érinti a p súlyt; az áramkör zárva van s az emeltyű R karja nem tartja fel többé a lemezt s a súlyt, mely ekkor a csavarra s ennek révén az ingára hat, hogy ezt visszalódítsa. Az érintkezés ekkor megszünik, az áramkör meg van szakítva, a fegyverzet kezdeti helyzetébe tér vissza s a súly hatása megszűnik. Egyébiránt a V és V' csavarok az emeltyű L karjának lengéseit korlátozzák. Amint látjuk, itt minden egyes lengés közben egy állandó súlynak hatása tartja fent az inga mozgását. |
486. ábra. Froment elektromos ingája. |
ROBERT HOUDIN elektromos regulátorát a 487. ábra tünteti elő. A P ingának felfüggesztő rugója o'-ban közlekedik az elektromos telep pozitiv sarkával. Az inga fel van szerelve a B és B' ívalakú karokkal,
melyek két rugó-lemezt váltakozva érintenek s ily módon az áramkört majd az E, majd pedig az E' elektromágnesen át zárják.
487. ábra. Robert Houdin elektromos órája.
Tegyük fel, hogy az inga az ábra jobb oldala felé leng, s hogy ekkor az érintkezés a B kar révén jön létre. Az áram, mely a drótokat a nyilak irányában futja át, az E' elektromágnesen megy keresztül; az AA fegyverzetnek baloldali része, mely most vonzatik, felemeli a rugó-lemezt, mely a t' és l pálczák valamint egy záró-horog közletésével a záró kerékre hat s ezt egy foggal odébb hajtatja. Ugyanez a mozgás felemeli a kicsiny l tömeget s a c' horgot a lemez alá viszi, mely lemez ily módon a horogba akad, holott a jobboldali lemez a c horogból kikapcsolódik s az inga ellenkező mozgása közben a súlyával hathat. Ezután az érintkezés megszünik, az áram meg van szakítva, a baloldali fegyverzet többé nem vonzatik, a t pálcza leereszkedik s a megfelelő záró-horgot a zárókerék egy másik foga fölé taszítja.
A lengő rúdnak balfelé való mozgása B'-nek a baloldali rugó-lemezzel való érintkezését hozza létre. Az áram az E elektromágnesen át kering, s ugyanazok a mozgások, melyeket az imént leírtunk, a szimetrikus fekvésű részekben keletkeznek, úgy hogy most a baloldali lemez, mely ki van kapcsolva, fog a rugalmasságával s a súlyával az inga B' karjára hatni s az r záróhorog fogja a zárókereket egy foggal odébb hajtani. Az e és e' ellensúlyok, melyeket a rugó-lemezeken különböző távolságokban lehet megerősíteni, lehetővé teszik a lemezek mozgató hatásának s következésképen magának az ingának a szabályozását is.
Irjunk le még egy igen szellemes elektromos órát, mely, miként az előbbeniek, akár úgy szerkeszthető, hogy egyedül járjon, akár pedig úgy, hogy a vele elektromosan összekapcsolt mutatólapok egy egész sorának regulátorul vagyis minta-órául szolgáljon. Ezt az órát HIPP neuchâteli órás találta fel.
Irjuk le először a regulátor gépezetét. Ez mutatós-kerekekből áll, a melyekkel a mozgást egy inga lengései közlik. Míg az ingalengések tágassága eléggé bő, az elektromosság nem lép közbe. Ellenben midőn a lengéstágasság csökken, az áram egy elektromágnes sarkainak vonzása révén hat s egy, az ingának adott lendület az ingát a megkivántató mozgással látja el s ezt a mozgást szabályszerűen fentartja.
És pedig a következőképen.
Az E elektromágnes (489. ábra) az inga alatt szilárdan van megerősítve, és pedig úgy, hogy a sarkait összekötő vonal a függélyesen álló
488. ábra. Hipp elektromos órájának külseje.
ingarúdtól kissé oldalt essék. Az inga A-nál fegyverzettel van ellátva, mely minden egyes lengés közben a sarkokhoz igen közel (körülbelül kétszeres papiros vastagságnyira) jut. A fegyverzet alsó lapjára a p gát-lap vagyis egy kicsiny aczél-lap van erősítve, a mely egy vízszintes tengelyre könyöklik s e körül szabadon mozoghat, alúl pedig késpengében végződik.
489. ábra. A regulátor és distributor gépezetének részletei.
Ez a gát-lap, az ingának minden egyes lengése alatt, az ingával együtt megy ide-oda, a két rovátkával ellátott kiugró részen, melyet tarajnak fogunk nevezni, csúszik, a nélkül, hogy reá támaszkodnék; ez a taraj rá van téve az r rugó-lemezre, melynek egyik vége a telep negativ sarkával közlekedik. Midőn az ingamozgásnak elég bő a tágassága, a gát-lap a tarajon egészen átcsuszamodik, de midőn az ingamozgás meglassul, a gátlap az ábrában előtüntetett helyzetben megállapodik, s a következő ellenkező lengés kezdetén a rovátkák egyikébe akad. Ha ekkor a taraj nem ereszkedhetnék le, az inga megállana, de a rugó-lemez, a melyen a taraj van, enged; az érintkezés azzal a csavarral, a melybe a telep másik drótja van szorítva, létrejön s az áramkör zárva-van. Az elektromágnes működik s a fegyverzetet magához vonzza, s ez a vonzás adja meg az ingamozgás fentartására megkivántató lendületet. A következő lengés közben minden az eredeti rendben megy s csakis akkor, midőn új lendítés válik szükségessé, működik az elektromosság.
Az az idő, mely egymásra következő két lendítés között eltelik, az elektromos telep erejétől függ; ezt az időt nevezi HIPP a lendítés tartamának, mely néhány perczre, vagy csak néhány másodperczre rúghat. Egy LECLANCHÉ-elemmel eme rendszer regulátora több hónapon át fenakadás nélkül járhat.
Lássuk most a distributor gépezetét, mely a regulátortól mutatott időnek a regulátorral s a teleppel elektromosan összekapcsolt akárhány elektrochronométeres számlálóra való átvitelét lehetővé teszi.
Az R zárókerék, melynek 60 foga van s az inga minden egyes lengésénél egy másodperczet jelez, magával viszi a tengelyére erősített b fémküllőt vagy fémkart, mely a kerékkel együtt perczenként egy fordulatot tesz, s egy bizonyos pillanatban CC-nél a vonaldrótokkal összekapcsolt egy, két vagy több gátlapot érint. Ennélfogva perczenként egy-egy áram szökik minden számlálóba, melynek gépezetét ez az áram hajtja. Minthogy e gépezetnél, melyet itt nem írunk le, megkivántatik, hogy az áram iránya időszakosan változzék, a regulátor el van látva egy áramfordítóval, melynek részleteit az ábra jobboldali része mutatja. A zárókerék fogas tengelyétől mozgatott R' kerék küllőin peczkek vannak, melyek az f villa-emeltyű szárainak neki feküsznek s ezt az emeltyűt támaszpontja körül lengetik. Az emeltyű másik karjára erősített két rugó-lemez ily módon egy közepes helyzet körül leng, s egyik a másik után a telepnek hol a pozitiv, hol a negativ sarkával való érintkezést hozza létre.
A HIPP-féle rendszerű elektromos órák Svájcznak több városában szabályszerűen működnek. *
Mi az elektromos óraműveknek csak eme példáira szorítkozunk; e példák elegendők arra, hogy fogalmat nyújtsanak a módról, a melylyel az áramok erejét a közönséges órák rugóinak ereje helyett használni lehet. A nemzetközi elektromos kiállítás gazdagon el volt látva ezen új mesterség próba-darabjaival; a kiállítási palota csarnokaiban számos elektromos inga és óra, elektrochronométeres számláló, ébresztő-óra stb. volt. Azonban gyakorlati szempontból mindezeket a rendszereket, melyek különben sem tüntettek fel semmi igazán újat, háttérbe szorították a különböző idő-egyeztető rendszerek, melyeket Páris városa az idő jelzésére és egyeztetésére nézve a nyilvános óráinál elfogadott. Erre vonatkozólag lássunk egynémely részletet.
3. Az elektromos időközlés.
Mindamellett, hogy a tulajdonképeni elektromos órásság problémája igen sok szellemes megoldást nyert, melyek közül több megoldás becsületére válik azoknak, kik feltalálták, az e fajta órák használata még sem terjedt el. A városokban a nyilvános időjelzésre való alkalmazásuk nehány példáját az imént idéztük; de jelenleg ezt a rendszert majdnem minde-
* És a berlin-városi vaspályánál. Ford.
nütt abbahagyták. Ennek oka abban a nehézségben rejlik, melylyel a telepeknek s az elektromos vezetékeknek a kellő karban, folytonos felügyelet nélkül való tartása jár. E felügyelet szükséges volta pedig teljesen megfosztja e rendszereket az ő legjobb oldaluktól. Az elektrochronométeres számlálók alkalmazása, a mely valamennyi indikátort egy minta-órának szabályszerű járásától teszi függővé, eme kiváló tulajdonság mellett megint azzal a más tekintetben komoly bajjal jár, hogy a középponti gépezet minden fenakadásának vagy minden hibájának is kölcsönös az öszszefüggése. Egészen helyesen mondja NIAUDET, hogy elegendő, hogy a regulátor megálljon, vagy hogy a telep egy eleme eltörjön, vagy hogy a drót egy helyen elszakadjon, s az egész rendszer megáll. Ügyetlenség vagy rossz tréfa sokakat foszthat meg az idő ismeretétől, s ejthet tévedésbe. E bajokra némi orvosságot lehet ugyan találni, de bármit tegyünk is, a baj csak baj marad."
Az elektromos időközlés kérdését a város-tömegekre nézve tehát más-képen kellett feltenni. Az elektromosságot többé nem arra használták, hogy külön gépezeteket mozgasson, sőt még arra sem, hogy valamennyi nyilvános órát a középponti regulátorból kiinduló árammal másodperczről másodperczre vagy perczről perczre szabályozza. Az új rendszer jelenleg Páris városában teljes sikerrel működik; valamennyi órának, melyeknek egyidejű járását elérni akarják, független járásuk van. Az obszervatoriumban elhelyezett középponti regulátorból kiinduló áramnak az a szerepe, hogy fentartsa az egyidejűséget ezen órának ingája s bizonyos számú regulátor ingájának mozgása között. Az utóbbi regulátorok a városnak legkiválóbb negyedeiben vannak elhelyezve, s eme negyedek mindegyikének nyilvános óráira nézve idő-középpontokat képviselnek. Ezek a regulátorok ismét a nyilvános órákkal vannak elektromos összeköttetésben, s velük, példának okáért óránként, áramot közölnek, mely áramnak időtartama elegendő arra, hogy sietésüket vagy késedelmüket kiigazítsa, s hogy ebben a pillanatban valamennyit az obszervatorium pontos idejével össze-egyeztesse, úgy hogy az időegyeztetések időközeiben az eltérés sohasem haladhatja túl az egyes óra különös gépezetének sajátos hibáját, mely legfölebb egy órányi időtartamnak felel meg.
Lássunk néhány részletet, mely jobban meg fogja értetni eme szervezet működését. Forrásul MOUCHEZ altengernagynak az 1880-iki időközlésre vonatkozó jelentését fogjuk használni.
Az igazgató-óra, melynek feladata az, hogy a közép-időt másodperezekben megadja, BERTHOUD-féle óra, melyet egy szolgálatot tevő csillagász naponként ellenőriz, éspedig vagy csillagászati észleletek segítségével, vagy
490. ábra. Az igazgató-óra regulátora. |
pedig rossz idő alkalmával oly módon, hogy adatait összehasonlítja a pinczékben levő óra adataival, mely óra "kitünő szabatosságát és járásának nagy szabályszerűségét sohasem tagadta meg." Ezen igazgató-órának helyesítése eltávolítható kicsiny súlyok hozzáadásával vagy elvevésével történik; e súlyokat az inga-rúdra erősített csészikében (490. ábra) látjuk. Midőn egy súlyt betesznek, a regulátor járása gyorsul; midőn egy súlyt kivesznek, késedelem keletkezik. Ugyanabban a szobában, melyben az igazgató-óra van, még másik két óra is van elhelyezve, a melyek elektromos úton oly módon közlekednek az igazgató órával, hogy a másodperczeket vele egyidejűleg verjék. Ezek a regulátorok két városi áramkör vonalainak kiindulópontjai; az egyik áramkör a nyugati, a másik a keleti, s ez áramkörök mindegyike ismét bizonyos számú regulátort vagyis idő-középpontot foglal magában. |
* Eme középpontok száma 16 s a következő helyeken vannak elosztva:
Nyugati áramkör.
1. A VI. kerület előljárósága.
2. 3. Pavillon de Flore.
4. A II. kerület előljárósága.
5. Rue de la Trinité.
6. École Saint-Philippe du Roule.
7. Telegráf-állomás a rue Grenelleben.
8. Iskola a rue Éblé-ben.
9. Place Denfert-Rochereau.Keleti áramkör.
1. Menedékház a rue Victor Cousin-ben.
2. Rue de la Coutellerie, 3. sz.
3. Iparmúzeum. (Arts et métiers.)
4. A X. ker. előljárósága.
5. A XI. ker. előljárósága.
6. Iskola a boulevard Diderot-ban.
7. Lóvásár-tér.Az obszervatorium egyik pincze-helyiségében három elektromos telep van, melyek egyikét az igazgató-óra nyitja-zárja, s ugyanez a telep a szomszédos két regulátort szolgálja ki, s még egy harmadik órát, mely a kapus lakásában van elhelyezve; ez az obszervatorium helybéli áramköre. A másik két telep egyike a nyugati, a másika pedig a keleti áramkörnek van szánva, mely áramköröknek kiinduló pontjai az imént említettük két regulátor.
Most a 490. és 491. ábra segítségével mutassuk meg, miképen van az órák járásának egyidejűsége létrehozva. A minta-órának ingája, amint látjuk, a felső részén fel van szerelve T-alakban végződő két pálczával, melyek mindegyikén, a T keresztvonásán, három csavar hegyét, V, V' ..., látjuk. E csavarhegyek megfelelnek az a és a' három-három egymástól független emeltyűnek, melyek ugyan a körül a vízszintes tengely körül billeghetnek. Midőn az inga a függélyestől jobbra-balra tartó lengő mozgása közben jobb felé mozog, az ezen az oldalon levő csavarok felemelkednek, s a jobboldali emeltyűk végeit érintik; midőn az inga balfelé mozog, az érintkezés a jobboldalon megszünik, a baloldalon levő emeltyűkkel pedig létrejön. Az egyik vagy másik érintkezés egész tartama alatt a helybeli telep árama átmegy az inga felfüggesztőjén, a keresztben fekvő pálczán s a három emeltyűn, melyek az áramot a vonalra, és pedig hol a nyugati, hol a keleti áramkörbe vezetik. |
491. ábra. Egy időközéppontnak regulátora. |
Az imént mondottakból látjuk, hogy az igazgató-óra minden másodperczütésnél miképen látja el árammal a városbeli két áramkör regulátorait vagy időközéppontjait. Lássuk már most, miképen igazítja ez az áram eme regulátorok járását. Ingáik alsó vége el van látva egy lágyvas-darabbal, mely jobbra-balra tartó lengéseik alkalmával egy, a vonal áramkörébe igtatott elektromágnes sarkai előtt halad el. A minden egyes másodperczben az igazgató-órától küldött áram ezt az elektromágnest abban a pillanatban éleszti, a melyben az ingája épen azon van, hogy vele
szemben helyezkedjék el; a lágyvas-darab vonzatik, s a lengés-idő, mely e nélkül a kelleténél valamicskével rövidebb volna, meg lesz nyujtva, s az obszervatorium órája ingájának mozgásával az egyidejűség helyre van állítva, s fenn van tartva.
Amint látjuk, a szolgálatnak ez az első része a két áramkör 16 regulátorának az obszervatorium idejével való teljes összhangját biztosítja. A közönség, ezen időközéppontok mutatólapjai nyomán, zsebóráit a középidőre egy másodpercznyi pontossággal megigazíthatja. De az időjelzés még nem állapodik itt meg. Mindegyik időközéppont (s épen innét ered az elnevezése) maga is egy új jelző-hálózatot képez, mely a regulátorát valamennyi szomszédos nyilvános órával telegráfos úton köti össze. De a rendszer immár csak abban áll, hogy minden órában egy áram indíttatik útnak, mely áram azon órák mutatóit megigazítja. A különböző hálózatokon alkalmazott idő-egyeztető rendszerek nem azonosak; Páris kiválóbb órásainak, mint különös rendszerek feltalálóinak, lehetővé akarták tenni, hogy mindegyikük kipróbálhassa a rendszerét. A szolgálat eme második részéről fogalmunk lesz, ha megnézzük, hogy miként van szervezve a legfontosabb időközéppontban, abban, mely a Szajna-prefekturában (Jelenleg a Tuileriákban) van elhelyezve. * A hálózat magában foglalja Párisnak húsz előljáróságát, melyek a prefekturával telegráfos összeköttetésben vannak. "Eme hálózat drótjai, mondja NIAUDET, minden órában körülbelül két perczig meg vannak szakítva, hogy mindegyik előljáróság órája a városház (Tuileriák) regulátorával összeegyeztethető legyen. A regulátor mellett el van helyezve húsz jelfogó, melyekbe óránként áramot szökkent, s ennek az a hatása, hogy a telegráfvonalat megszakasztja. Ez a közlekedés 100 másodperczczel az óra előtt történik. Ugyanez a regulátor, körülbelül 30 másodperczczel az óra előtt, egy második telep áramát veti a vonalra, s azt pontban az órakor szakítja meg, következőleg 30 másodperczig keringeti. Végre 10 másodperczczel az óra után, az első áram megszüntetésével, a jelfogók rendes helyzetükbe térnek, azaz a vonalak ismét össze vannak kötve a telegráffal. Másrészről az elöljáróságok mindegyik órája 65 másodperczczel az óra előtt teszi meg a maga áramfordítását, azaz a telegráfot a vonalból kiigtatja, az óra elektromágnesét pedig a vonalba beigtatja. Az óra után 5 másodperczczel pedig az ellenkező áramfordítást teszi, s a telegráfot a vonalba kapcsolja, a mi, miként látjuk, 5 másodperczczel azelőtt történik, hogy a Tuileriák időközéppontja a telegráfot ismét beigtatja."
* Most már az új városháza-épületben. Ford.
Miután az órák ily módon minden órában helyesíttetnek, eltéréseik rendkívül kicsinyek, s a vonalmegszakításból s az áramküldésből álló műveletek majdnem egészen úgy következnek egymásra, miként mondottuk. Ha azonban valamelyik óra hirtelen elromlanék vagy megállana, mi történik ekkor? A következő. Az időközéppont árama az előljáróság telegráfját 30 másodperozig egyfolytában futja át; ez a szabályellenes dolog azonnal tudtára adja a telegrafistának, hogy az óra el van romolva, s megteheti a kellő intézkedéseket, hogy rendbe hozassék." (Nature.)
Egészben véve, a Páris városától az idő elektromos közlésére s egyeztetésére eme nagyváros nyilvános óráinál elfogadott rendszernek meg van az a kettős jó oldala, hogy különböző részei szolidárisak s egyúttal függetlenek. Egyébiránt a szolgálat szabályszerűségét és folytonosságát még a következő berendezések is biztosítják. Az obszervatoriumnak, hogy a pinczékben levő órát ellenőrízhesse és szükség esetén pótolhassa, a rendelkezésére áll egy kiváló szabatosságú óra, melyet FENON szerkesztett. Egy kommutátor lehetővé teszi még, hogy a két áramkört tetszés szerint úgy lehessen összefoglalni, hogy azokba ne csupán az összefoglalt két elektromos telep, hanem még a vonalak kiinduló pontjait képező egyik vagy másik óra másodpercz-érintkeztetői is be legyenek igtatva, úgy, hogy ez órák egyike a városbeli két áramkör valamennyi óráját vezérelje, a másikkal pedig, ha tisztítani vagy javítani kell, rendelkezni lehessen.
4. Chronográfok és chronoskópok.
Az elektromosságnak azt a tulajdonságát, hogy majdnem pillanatnyilag terjed, felhasználják még igen rövid időközök pontos megmérésére is, p. azéra, mely alatt a lövedékek a fegyver torka s a czélpont közötti távolságot átfutják. Az e czélra kigondolt eszközöket chronoskópoknak és chronográfoknak nevezik, mely utóbbi elnevezés különösen azon készülékek számára van fentartva, melyek az időtartamot feljegyzik, s irott nyomát hagyják hátra. Itt megint WHEATSTONE neve az, a melylyel az elektromosság eme szellemes alkalmazása feltalálásának kezdeteinél találkozunk. A chronoskóp, melyet 1840-ben gondolt ki, eleintén a következőképen volt berendezve.
A lövő-állomáson, A-ban, el van helyezve a C óramű, melyet egy súly hajt, a mely az E és D külön mutatólapokon a másodpercz tizedrészeit s ezredrészeit képes jelezni. Egy elektromágnes, mely a kerékművet tartalmazó szekrény mögött van elhelyezve, el van látva egy fegyverzettel,
492. ábra. Wheatstone chronoskópja.
mely egy telep áramának keringése közben vonzatván, a mozgást meggátolja, s az órát megállítja. Eme berendezésből következik, hogy ha az áram a lövedék megindulásakor hatni megszűnik, a czéltáblához való megérkezésekor pedig ismét kering: az óra csakis a lövedék útjának időtartama alatt jár, s ezt a tartamot pontosan jelzi. Ez a feltétel ím így van megvalósítva. A P telep egyrészt a chronoskóppal, másrészt a czéltáblával, s egy elágazó drót révén a C ágyúval közlekedik. Az f drót az ágyú H torka előtt megy el.
Kevéssel a kísérlet kezdete előtt az elágazó áramkört zárják, s az áram kering; ekkor az óra meg van állítva. Ezután tüzet parancsolnak: a golyó elszakítja a drótot, az áramkör meg van szakítva, s a kiszabadult óramű jár, és pedig mindaddig jár, míg a lövedék, a czéltáblára csapva, az oda erősített két drótot érintkezteti, s az áramot ismét zárja. Az óra újra megáll, s a mutatókuak a számlapokon való elmozdulásából, a golyóröpülés pontos idejét másodperczekben, s a másodpercz tört-részeiben le lehet olvasni.
WHEATSTONE maga is felismerte ezen első készüléke hiányait: a fegyverzet, hátramaradó mágnessége miatt, kevés ideig az áram megszakítása után is érintkezésben maradt; másrészt a mutatók nem épen abban a pillanatban állottak meg, a melyben a czéltábla megüttetett. Bármily kicsinyek voltak is eme különbségek, mégis elegendőek valának arra, hogy a chronoskóp jelzéseit bizonytalanokká tegyék, különösen a másodpercz ily csekély törtrészeire nézve. A feltalálónak sikerült eme hibaforrásokat részben elhárítania, a mennyiben kezdetben csak igen csekély erősségű áramot használt, s az áramkör drótjait úgy rendezte el, hogy a czéltábla ütközése pillanatában egy jóval erősebb telep hozhatta létre az áramnak újból való zárását s a fegyverzetnek megkivántató mozgását.
HIPP szintén módosította a W-féle chronoskópot, a mennyiben az órakerékmű járását s a mutatók mozgását egymástól függetlenné tette akár járnak a mutatók, akár nem, a kerékmű tovább jár. A mutatók csakis a golyó-röpülés időtartama alatt járnak.
A következő chronoskópoknak és chronográfoknak csak a felemlítésére fogunk szorítkozni. POUILLET chronoskópja azon kitérülés nagyságára volt alapítva, a melyet egy ismert erősségű áram egy galvanométer tűjével az áramkeringés időtartamához képest közöl; BRÉGUET és CONSTANTINOFF chronográfja egy forgó hengerből áll, a melynek felületén elektromágnesektől tartott két íróvessző, midőn a lövedék az elindulása s érkezése pillanatában két drótot elszakított, s ily módon az áramköröket megszakította, egymásra következőleg két vonást húzott: e vonalaknak a hengeren való helyzete megjelölte a henger-forgásnak azt a hányadrészét, melyet a henger a golyó-röpülés időtartama alatt megtett. Felemlítjük még NAVEZ kapitány chronográfját, mely Belgium- és Hollandiában számos ballisztikai kisérletnél sikeresen működött; továbbá MARTIN DE BRETTES chronográfjait, a melyeknek segítségével ez a tudós tüzértiszt meghatározhatta a lövedékek kezdeti sebességét és pályájuk bármely pontjában való sebességét; felemlítjük még BRÉGUET pontozóchronoskópját, s végre MERCADIER folytonos mozgású elektromos hangvilláját. Eme szellemes készüléknél a hangvilla egyik szárát egy elektromágnes akkor vonzza, midőn a másik szár, mely platinadróttal van felszerelve, egy drót közletésével egy platinakorongot érint s a telep áramát zárja; az áram kering, az elektromágnes hat, a hangvilla magától rezeg, s mozgása mindaddig tart, míg a telep működik. Az első szárat egy feljegyző író-vesszővel látván el, egy kormozott forgó hengerre feljegyezhetjük a hangvilla rezgéseit, melyeknek időtartama könnyen meghatározható, s a melyek a másodpercz századrészeinek megmérését teszik lehetővé. Ha ugyanerre a hengerre akár mely más jelenséget jegyzünk fel, időtartamát ugyanevvel a közelítéssel mérhetjük meg.
WHEATSTONE a chronoskópos módszereket a testek esése törvényeinek tanulmányozására és bebizonyítására is alkalmazta. Ma már több ilyen készülék van szerkesztve, melyek mindegyike eme törvények bebizonyítására szolgál, s a melyek nem egyebek elektromos chronográfoknál. Az egyiknél egy RUHMKORFF-féle tekercs áramszakítóját arra használják, hogy egy papiroslappal bevont fémhenger s egy platinacsúcs között, mely csúcsot a test az esése közben magával viszi, a szikrák egész sorát ugrassa át. A nyomok, melyeket a szikrák a papiroson hagynak, egy görbe vonal mentén következnek egymásra, mely vonal vízszintes metszé-
kei az esés kezdete óta eltelt időket mérik. A készüléket szikrás chronográfnak lehet nevezni. Egy másik feljegyző eszköz, melyet BOURBOUZE talált fel, egy hengerből áll, a melynek forgás-sebessége egyenletes vagy gyorsuló, a szerint a mint magának a súlynak, mely esése közben a hengert forgatja, egyenletes vagy gyorsuló mozgása van. Egy rezgő lemez a csúcsával a henger kormozott felületére kígyódzásokat karczol, a melyek közei a súlyos test esése törvényeinek beigazolását lehetővé teszik.
A chronográfokat telegráfosan összekötött helyek hosszúság-különbségének meghatározására is használják; továbbá a fény sebességének mérésére. Végre MAREY megmutatta, hogy miként lehet a chronográfos módszereket fiziológiai vagy lélektani cselekvények időtartamának meghatározására használni.
* Az ebben a fejezetben előadott tárgyakra nézve l. még a következő czikkeket a Természettudományi Közlönyben: SZTOCZEK, Apró időközök és nagy sebességek mérése, V. köt. 377. l. és Egy milliomod másodpercz, IX. köt. 128. l. Ford.