ニコラス・キャラン | |
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| 生まれる | ニコラス・ジョセフ・キャラン （1799年12月22日）1799年12月22日 |
| 死亡 | 1864年1月10日（1864年1月10日）（64歳） |
| 母校 |
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| 知られている | 誘導コイルの発明（1836年） |
| タイトル | 自然哲学教授 |
| 学期 | 1826–1864 |
| 科学者としてのキャリア | |
| フィールド | 物理 |
| 機関 | メイヌース大学 |
| 学術アドバイザー | コーネリアス・デンバー |
| 聖職者としての経歴 | |
| 宗教 | キリスト教 |
| 教会 | カトリック教会 |
| 叙階された | 1823 |
ニコラス・ジョセフ・キャラン（1799年12月22日 - 1864年1月10日）は、アイルランドの物理学者でありカトリックの司祭で、誘導コイルの研究で知られています。[1]
幼少期と教育
ラウス州ダンドークで生まれ育ち、アカデミーに通った。地元の教区司祭、アンドリュー・レヴィンズ神父に祭壇奉仕者とミサ奉仕者として育てられ、ナヴァン神学校で司祭職に就く。1816年にメイヌース大学に入学。メイヌース大学3年生の時、カランはコーネリアス・デンバーのもとで自然哲学と実験哲学を学んだ。彼は実験的手法を教育に取り入れ、電気と磁気に興味を持っていた。[1]
キャランは1823年に司祭に叙階され、ローマのラ・サピエンツァ大学で学び、1826年に神学の博士号を取得した。ローマ滞在中に、生体電気の先駆者であるルイジ・ガルヴァーニ（1737年 - 1798年）や、特に電池の開発で知られるアレッサンドロ・ボルタ（1745年 - 1827年）といった電気の先駆者たちの研究に接した。1826年、キャランはメイヌース大学に戻り、自然哲学（現在は物理学と改称）の新教授に就任、大学の地下実験室で電気に関する研究を始めた。[2]
誘導コイル
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ウィリアム・スタージョンとマイケル・ファラデーの影響を受け、キャランは1834年に誘導コイルのアイデアに取り組み始めました。彼は1836年に最初の誘導コイルを発明しました。[3] [4] [5]誘導コイルは、低電圧の直流電源から断続的な高電圧の 交流電流を生成します。誘導コイルには、鉄心に太い電線を数回巻いた一次コイルがあり、低電圧（通常は電池から）が印加されています。その上に、細い電線を何度も巻いた二次コイルが巻かれています。鉄製のアーマチュアと開閉機構が一次コイルへの電流を繰り返し遮断し、二次回路に高電圧の急速な交流電流を生成します。
キャランは、当時利用可能な電力よりも高いレベルの電力を発生させる必要があったため、誘導コイルを発明しました。彼は長さ約2フィート（0.61メートル）の軟鉄棒を、それぞれ約200フィート（61メートル）の銅線2本で巻き付けました。キャランは、最初のコイルの始端と2番目のコイルの始端を接続しました。最後に、先ほど説明した巨大な装置よりもはるかに小さな電池を、巻き線の始端と終端に接続しました。そして、電池の接触が切れると、最初のコイルの第一端子と第二コイルの第二端子の間で衝撃を感じることができることを発見しました。
さらなる実験により、コイル装置が小型電池からのショックを大型電池と同等の強度にまで増幅できることがわかった。そこでキャランは、より大きなコイルの製作を試みた。わずか7インチ（178mm）の極板14枚からなる電池で、この装置は「受けた人が数日間その影響を感じるほどの」電気ショックを与えるのに十分な電力を生成した。キャランはこの装置を一種の電磁石と考えていたが、実際には原始的な誘導変圧器だった。
キャランの誘導コイルには、小さな水銀カップに繰り返し浸る揺動する電線からなる遮断器も使用されていました（チャールズ・ペイジが使用した遮断器に類似）。コイルに流れる電流を断続できるこの遮断器の働きから、彼はこの装置を「リピーター」と呼びました。実際、この装置は世界初の変圧器でした。[6]キャランは、隣接する1本目の電線に低い電圧を印加し、2本目の電線に高電圧を誘導しました。そして、電流を遮断する速度が速いほど、火花は大きくなりました。1837年、彼は巨大な誘導機を製作しました。時計の機構を利用して1秒間に20回電流を遮断することで、直径15インチ（380mm）の火花を発生させました。これは推定60万ボルトで、当時としては最大の人工雷でした。
「メイヌース電池」とその他の発明
キャランは、当時利用可能なモデルが電磁気学の研究には不十分であることに気づき、電池の設計実験を行いました。1849年に出版された『Year-book of Facts in Science and Art』[7]には、「メイヌース電池」と題された記事が掲載されており、その冒頭は「我々は1848年の『Year-book of Facts』14ページと5ページで、この新しく安価なボルタ電池について言及しました。発明者であるメイヌース大学の自然哲学教授、D・キャランは、『Philosophical Magazine』第219号に、鋳鉄製（メイヌース製）電池と同等サイズのグローブ電池の電力を比較した追加実験を寄稿しました」と記されています。それ以前の電池には、白金などの希少金属や、炭素や亜鉛などの反応しない材料が使用されていました。キャランは、白金や炭素の代わりに安価な鋳鉄を使用できることを発見しました。メイヌース電池では、外側のケースに鋳鉄を使用し、中央の多孔質ポット（内側と外側に2種類の酸を入れるための空間を持つポット）に亜鉛板を配置しました。そして、単一の液体セルを使用することで、多孔質ポットと2種類の液体を処分しました。こうして、たった1種類の溶液だけで電池を組み立てることができました。
電池の実験をしながら、キャランは当時世界最大の電池も製作しました。この電池を作るために、彼は577個の個々の電池（「セル」）をつなぎ合わせ、30ガロン以上の酸を使用しました。[8]電流や電圧を測定する機器はまだ発明されていなかったため、キャランは電池の強度を、電池で駆動した電磁石がどれだけの重量を持ち上げられるかを測定することで測定しました。この巨大な電池を使って、キャランの電磁石は2トンを持ち上げました。[9]メイヌース電池はロンドンで商業生産されました。キャランは電池設計の実験中に、鉄の錆を防ぐための初期の亜鉛メッキ法も発見し、特許を取得しました。[10]
彼は 1864 年に亡くなり、メイヌースのセント・パトリックス・カレッジの墓地に埋葬されています。
遺産
1997年までセント・パトリックス・カレッジの一部であったNUIメイヌース校の北キャンパスにあるキャラン・ビルは、彼の名にちなんで名付けられました。また、南キャンパスのキャラン・ホールは、科学と数学の講義に使用されています。[11]ニコラス・キャラン記念賞は、実験物理学の最終学年で最も優秀な成績を収めた学生に毎年授与される賞です。
出版物
- 電気とガルバニズム（入門教科書）、1832年
参照
参考文献
- ^ ab ボイラン、ヘンリー (1998). 『アイルランド人名辞典 第3版』 ダブリン: ギル・アンド・マクミラン. p. 55. ISBN 0-7171-2945-4。
- ^ [1] ウィリアム・レヴィル著『ニコラス・キャラン：メイヌースの司祭科学者』アイリッシュ・タイムズ、2002年2月21日。
- ^ Callan, NJ (1836年12月)「新しいガルバニ電池について」『哲学雑誌』シリーズ3、第9巻、472～478ページ。特に477ページを参照。
- ^ Callan, NJ (1837年4月)「電磁石中継器、またはボルタ電池と電磁石のらせん構造間の接続を1分間に数千回切断・再開できる機械の説明」Sturgeon's Annals of Electricity、第1巻、229～230ページおよび522ページの図52。
- ^ Stanley A. Czarnik (1992年3月)「The classic induction coil」『Popular Electronics』、(?)ページ。オンラインで入手可能： 「The Classic Induction Coil, Induction, Coils, HV」。2016年10月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年4月22日閲覧。。
- ^ マッシモ・グアルニエリ「変圧器を発明したのは誰か？」ResearchGate . 2019年9月13日閲覧。
- ^ 科学と芸術に関する事実の年鑑（p.156）、1849年、ジョン・ティムズ
- ^ ニコラス・キャラン（1848年7月）「新しい形のガルバニ電池の構造と出力について」『哲学雑誌』シリーズ3、第33巻、第219号、49～53ページ。
- ^ MT Casey (1985年12月)「Nicholas Callan – priest, professor and scientist」IEE Proceedings、第132巻、パートA、第8号、491～497ページ。特に492ページを参照。オンラインで入手可能：http://eprints.nuim.ie/1767/1/CaseyCallan.pdf。
- ^ ニコラス・キャラン、「あらゆる種類の鉄を天候や様々な腐食物質の影響から保護する手段。こうして保護された鉄は、屋根、貯水槽、浴槽、雨どい、パイプ、窓枠、船舶用電信線、その他様々な用途に使用できる」英国特許第2340号（出願日：1853年10月12日、発行日：1853年11月25日）。参照： 『メカニクス・マガジン』第59巻第1576号、337～338ページ（1853年10月22日）。
- ^ 「2025/2026年度Callan Hallのタイムテーブルを含むデータベース」MU OpenTimetable Cloudメイヌース大学タイムテーブル事務局2025年8月30日閲覧。
注記
- オハラ、ジェームズ・G・キャラン、ニコラス・ジョセフ（1799–1864）、オックスフォード国立人名辞典、オックスフォード大学出版局、2004年
- corrosion-doctors.org の経歴
外部リンク
- メイヌース科学博物館のニコラス・キャラン
- LibriVoxの Nicholas Callan の作品(パブリック ドメイン オーディオブック)
(彼の翻訳)
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