1Przystąpmy teraz do opisu machin elektromagnetycznych. Gdy dowiedzionym zostało, iż żelazo działaniem strumieni elektrycznych może nabywać znacznej siły magnetycznej, naturalną jest rzeczą, że niejednemu przyszło na myśl użyć tego nowego motoru do poruszania machin. Henry urządził pierwszą machinę elektromagnetyczną, podobną w swej budowie do machin parowych¹. Wahadło żelazne, mogące się obracać na osi po płaszczyźnie pionowej, w jego modelu okręcone było na obudwu końcach miedzianymi drutami, których cztery końce w dół były zagięte. Pod wahadłem, w odległości jednego cala, ułożone były pionowo dwa stalowe magnesy, obrócone do góry biegunami jednorodnymi, np.północnymi [il. 9]. Przepuszczając strumień elektryczny przez dwa końce drutów wiodących do jednego ramienia wahadła, wahadło zmienia się w elektromagnes; przepuszczając zaś elektryczność przez dwa drugie druty idące od drugiego końca, wahadło zmienia się także w magnes, lecz którego bieguny są w odwrotnym kierunku. Aby pojąć bieg tej machiny, przypuśćmy, że wahadło stoi poziomo: wtenczas przez druty je obwijające nie przechodzi wcale strumień i wahadło nie ma najmniejszego magnetyzmu.

2Nachylając jedno ramię, dwa końce drutów znajdującej się na nim spirali zanurzają się w naczyńka z merkuriuszem²; strumień natychmiast przepływa przez drut, z wahadła robi się elektromagnes, którego biegun północny powstaje właśnie na tym końcu, który został na dół pochylony; biegun zaś południowy na przeciwnym ramieniu wahadła, do góry wzniesionym. Tym sposobem północny biegun, wzbudzony na pochylonym ramieniu wahadła, odepchniętym zostanie przez północny biegun stalowego magnesu, pod nim umieszczonego; biegun zaś południowy, na ramieniu wzniesionym, przyciąganym będzie przez biegun północny stalowego magnesu. Odpychane na jednym, a przyciągane na drugim końcu wahadło pochyli się w przeciwną stronę; wtedy dwa końce drutów, pod opuszczonym ramieniem wystające, zanurzą się w naczyńka napełnione merkuriuszem, strumień ze stosu Volty przepłynie przez spiralę, wzbudzi w nachylonym końcu wahadła biegun północny, a na wzniesionym biegun południowy; stąd powstanie odpychanie i przyciąganie ramion wahadła przez magnesy pod nim ustawione.

3Henry mówi, że model machiny (w której wahadło miało 7 cali długości), przez niego zbudowany, działał przez całą godzinę z jednostajnym ruchem, wykonywając 78 oscylacji na minutę. Naturalną jest rzeczą, że w większych machinach stalowe magnesy, pod wahadłem ustawione, wyręczane być winny przez silne elektromagnesy.

4Powyższe urządzenie wspólny ma niedostatek z machinami parowymi Watta, na których wzór ta machina została zbudowaną; a mianowicie, że na próżno traci wiele żywej siły przez raptowne niszczenie magnetyzmu w wahadle, w tej właśnie chwili, gdy toż wahadło największej nabywa prędkości. [. ]

5Zadaniem dotyczącym praktycznego zastosowania elektromagnetyzmu z wielką korzyścią dla nauki zajmował się i ciągle się zajmuje Jakobi (teraz w Petersburgu)³. Pierwsza przez niego wynaleziona machina była takiej budowy.

6Na kole stałym AB [il. 10], pionowo ustawionym, osadzone były prostopadle elektromagnesy, komunikujące się ze stosem Volty, i w czasie ruchu machiny niezmieniające swych biegunów. Na drugim pionowym kole CD, swobodnie wraz z swą osią obracać się mogącym, osadzonych było tyleż elektromagnesów co i na poprzednim AB, tak że bieguny elektromagnesów, na obudwu kołach utkwionych w czasie obrotu osi mn, bardzo blisko koło siebie przechodzą. Bieguny elektromagnesów, znajdujących się na ruchomym kole CD, zmieniają się ciągle w czasie obrotu koła. Ta zmiana odbywa się za pomocą komutatora⁴, osadzonego na tejże samej osi, i składającego się z czterech zupełnie do siebie podobnych części. Aby dobrze pojąć działanie komutatora w machinie p[ana] Jakobi, opiszemy oddzielnie jedno z takich czterech kółek (mutator), a dopiero potem skreślimy połączone ich działanie.

7Na obwodzie metalowego kółka [il. 11] znajdują się cztery wyżłobienia d, d, d, d, każde po 45°, założone drzewem hebanowym; po kółku ślizga się jedno ramię p drążka metalowego pq, sprężyną w miejscu s mocno przyciskanego do obwodu koła; drugie ramię q nurza się w naczyńku z merkuriuszem, przeznaczonym na przyjęcie drutu wiodącego elektryczność z jednego bieguna stosu. Przypuściwszy, że z osią kółka łączy się drugi drut idący od innego stosu, łatwo pojąć, iż w czasie obrotu koła k co 45° przerywać się i wznawiać się będzie bieg strumienia elektrycznego.

8W machinie p[ana] Jakobi cztery takie mutatory 1, 2, 3, 4 [il. 10] osadzone są na osi utrzymującej koło CD i wyżłobienia w nich w ten sposób są ustawione, że gdy na dwóch 1, 2 drążki podobne do pq [il. 11] leżą na łukach drewnianych, w dwóch pozostałych mutatorach 3 i 4 drążki spoczywają na łukach metalowych, a tym samym strumień elektryczny przez siebie do kółek przepuszczają. Przystąpmy teraz do opisu całego komutatora.

9[il. 10]. Naczyńka mutatorów pierwszego, czwartego złączone są drutem ii; dwa te mutatory mogą przez siebie przepuszczać strumień idący od bieguna stosu z; naczyńka dwóch środkowych mutatorów podobnież złączone są drutem oo, a tym samym komunikują z drugim biegunem stosu m. Druty wiodące strumień z stosu nurzają się w naczyńkach io'. Od spiralnych, obwijających sztaby żelazne na kole CD osadzone, idą dwa druty równoległe od osi mn. Jeden drut kh łączy koła metalowe mutatorów 1 i 3, drugi zaś drut wz łączy koła mutatorów 2 i 4.

10Na ilustracji 10 kierunek strzałek wskazuje, że strumień płynący od z wchodzi przez mutator 1 w drut kh; po okręceniu elektromagnesów, na kole CD osadzonych, wchodzi w drut wz; a następnie przez mutator 2 do bieguna m się dostaje. Dwa pozostałe mutatory 3, 4 w tym położeniu nie przepuszczają przez siebie strumienia, gdyż drążki ich spoczywają na łukach drewnianych.

11Po obróceniu osi mn, a z nią i wszystkich czterech mutatorów o 45°, strumień elektryczny wypływać będzie przez mutator 4, przez drut wz, do elektromagnesów zmiennych, a wyjdzie przez drut kh i mutator 3. Po tychże samych spiralnych popłynie więc w przeciwnym kierunku, wskutek czego zrodzi na końcach elektromagnesów ruchomych przeciwnego imienia polarności.

12Zmiana taka biegunów przyczyni się do ciągłego powstawania sił przyciągających i odpychających między biegunami nieruchomych elektromagnesów, na kole ab osadzonych, i biegunami zmiennych elektromagnesów na ruchomym kole CD utkwionych; a stąd wyniknie ruch obrotowy osi utrzymującej koło CD.

13Jakobi zrazu mniemał, iż ponieważ bieg jego machiny jest skutkiem siły ciągle ponawiającej swe działanie, więc prędkość jej ciągle wzrastać powinna i że maksimum chyżości powinno być bardzo znaczną wielkością, niezależną wcale od motoru poruszającego. Jednakże praktyka dowiodła, że prędkość tej machiny wkrótce stawała się jednostajną. Tak np. przy użyciu stosu o 4 parach, mających razem 2 stopy kwadratowe powierzchni, prędkość z początku wynosiła 120–130 obrotów na minutę; w pół godziny zmniejszyła się do 60 obrotów i w tym stanie trwała przez 20–24 godzin. Używając stosu o 12 parach, gdzie w każdej parze powierzchnia cynku wynosiła ½ stopy kwadratowej, a miedź podwójną miała powierzchnię, machina wykonywała 250–300 obrotów na minutę.

14Niedostatek tego ciągłego wzrostu prędkości Jakobi przypisuje głównie szkodliwemu działaniu strumieni magnetoelektrycznych. Wiadomo bowiem, że każdą razą, gdy żelazo działaniem strumieni elektrycznych nabywa lub utraca polarność magnetyczną, w drutach obwijających elektromagnesy powstają strumienie magnetoelektryczne, których kierunek przeciwnym jest względem kierunku strumienia wzbudzającego magnetyczność.

15Podczas obrotu machiny, przy zmianie biegunów, w elektromagnesach rodzą się strumienie elektryczne przeciwnych kierunków, szkodliwie działające na ruch całej machiny.

16W budowie elektromagnetycznej machiny p[ana] Jacobi napotykamy na ważną niedogodność, a mianowicie, że jeżeli bieguny zmiennych staną wprost biegunów stałych elektromagnesów, wtedy motor nie tylko nie przyczynia się do sprawienia ruchu, ale nadto szkodliwie działa na sam mechanizm aparatu. Wówczas bowiem, zamiast wzajemnego przyciągania i odpychania w kierunku obrotu koła, następuje przyciąganie w kierunku równoodległym od osi; stąd powstaje silne tarcie w panwach, zużywające nadmiernie wiele siły. [...]

17Zakończmy tę rozprawę przytoczeniem pierwszeństw, jakie posiadają machiny elektromagnetyczne przed parowymi. Brak jeszcze pewnych obliczeń kosztów utrzymania elektromagnetycznych machin; twierdzą jednak, że utrzymanie w ruchu machin przez Wagnera zbudowanych mniej jest kosztowne od machin parowych.

18W machinach elektromagnetycznych wtedy dopiero ruch następuje, gdy cynk zanurzymy w użytym rozcieku; działanie zaś natychmiast przerwanym zostanie, skoro cynk wyjmiemy. Jakkolwiek więc zachodzi strata cynku podczas ruchu machiny, każda jednak cząstka zużytego metalu natychmiast swe pożyteczne okazuje działanie. Nadto zużyty cynk znajduje się w postaci siarczanu cynku, mogącego być jeszcze spożytkowanym do innych chemicznych preparatów.

19Machiny elektromagnetyczne nie potrzebują prawie żadnego nadzoru; zdolne są, jak się zdaje, do nabycia wszelkich prędkości, jak również mogą być każdego momentu wstrzymanymi.

20Do najważniejszych ich zalet należy zupełna bezpieczność. Wreszcie, przyznawszy nawet parze pierwszeństwo w przypadkach, w których potrzeba wielkie poruszać ciężary, trudno odmówić dogodności machinom elektromagnetycznym w zastosowaniu do małych warsztatów. Machina parowa o sile jednego człowieka byłaby prawie nieużytecznym narzędziem, a podwójnie nawet nieużytecznym, chcąc ją zastosować do poruszenia maszynerii nie ciągle, lecz w pewnych tylko przestankach działających. W tych zaś wypadkach cóż może być dogodniejszego nad machinę elektromagnetyczną o sile jednego człowieka?

21Z szczęśliwych dotąd poczynionych prób wnosić jednak można, że elektromagnetyzm wkrótce i w wielkich maszyneriach znajdzie swe zastosowanie; a wówczas dla tak licznych korzyści, jakie przedstawia przed parą, zdaje się, nastąpi zupełne zdetronizowanie o ile silnej, o tyle niebezpiecznej pary.

22ŹRÓDŁO: Stanisław Przystański, O machinach elektromagnetycznych, „Biblioteka Warszawska” 1845, t. 1, s. 339–341; t. 2, s. 93–96, 105–106.

23Stanisław Przystański (1820–1887) – absolwent Uniwersytetu w Petersburgu (kandydat nauk matematyczno‑fizycznych), fizyk i nauczyciel (gimnazjalny i uniwersytecki), od 1866 roku dziekan Wydziału Matematyczno‑Fizycznego Szkoły Głównej Warszawskiej. Publikował artykuły o zastosowaniach elektryczności m.in. w „Bibliotece Warszawskiej” i w „Pamiętniku Towarzystwa Lekarskiego Warszawskiego”, ogłosił książki: Zasady geometrii (Warszawa 1856), Wykłady początków fizyki doświadczalnej i stosowanej oraz meteorologii (Warszawa 1858), Trygonometria prostokreślna z zadaniami (Warszawa 1859), O akustyce sal przeznaczonych na liczne zebrania (Warszawa 1861).