De Leidse fles

Eén van de Leidse flessen die het Experimentarium tentoonstelt.

Experimenten met statische elektriciteit waren erg in trek tijdens de 18e eeuw. Die bestonden er vooral in om vrijwilligers (sic) aan elektrische schokken te onderwerpen wat in het beste geval leidde tot kippevel en in het slechtste geval tot bevingen en neusbloedingen. Onderweg beweerde men op dezelfde manier ook enkele kwalen te kunnen genezen (zoals alcoholisme) of stelde men het voor als een afrodisiacum… De grootte van de machines om statische elektriciteit aan te maken was in het algemeen al even indrukwekkend als de fenomenen die ze veroorzaakten. Ze waren dan ook heel omvangrijk en moeilijk te verplaatsen. Een eerder toevallige ontdekking zou daar in die periode verandering in brengen.

Enkele Leidse flessen in het Experimentarium voor Fysica.

Rond het jaar 1745 poogden de Duitser Von Kleist en de Hollandse Pieter Van Musschenbroek te Leiden elk om water in een glazen fles te elektriseren. Een ondergedompelde ijzeren nagel die verbonden was met een elektrostatische machine deed dienst als elektrode. Foute handelingen waren uiteraard niet uit de lucht: bij ongewild aanraken van de nagel volgde een onaangename elektrische ontlading evenwel zonder erge gevolgen. Wanneer beide onderzoekers de fles in de hand hielden, leidde het aanraken van de nagel evenwel tot een veel heftiger ontlading. De assistent van Van Musschenbroek, Andreas Cuneus, verloor hierbij het bewustzijn en herstelde pas twee dagen later van het gebeuren!

Eén van de Leidse flessen die het Experimentarium tentoonstelt.

Van Musschenbroek schreef daarop (in het Latijn) aan zijn vriend Réaumur : « Plotseling werd mijn rechterhand zo hard getroffen dat mijn hele lichaam trilde zoals bij een bliksemslag. (…) Kortom, ik had de indruk dat het uit mezelf kwam. » Klaarblijkelijk was de hoeveelheid opgeslagen elektrische lading in de combinatie hand-fles-water gigantisch veel groter dan die welke in de fles alleen was aangemaakt. Daarmee was de condensator geboren, een klein voorwerp dat toelaat een grote hoeveelheid elektrische lading op te slaan. Het volstaat twee geleidende platen van elkaar te scheiden middels een dunne isolerende laag, het diëlektricum.
Deze uitvinding waarvan de werking tijdens de 18e eeuw grotendeels onverklaard bleef, leidde tot een grote productie van Leidse flessen, een soort van vaten voor elektrische lading. Ze bestonden uit een glazen fles die stukken metaal bevatte en die van buiten omhuld was met een metalen film. Het bladgoud in de fles verving het water en de buitenfilm verving de hand van de onderzoeker.

Vandaag zien we condensatoren meestal in miniatuurvorm: twee fijne aluminiumfilms die gescheiden zijn door een isolator en die opgerold vervat zitten in een klein omhulsel. Deze elektronische componenten worden in elektronische schakelingen aangeduid met hun elektrische capaciteit. Een term die zonder twijfel terug verwijst naar de flessen uit de 18e eeuw.
De toepassingen van de condensator zijn heel divers: elektronische flitslichten op fotocamera’s, spanningsafvlakkers in gelijkrichters, versnellingsmeters in smartphones, aanraakschermen en elektronische horloges. Onlangs verschenen ook supercondensators met een zeer hoge capaciteit.