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ニコラス・ジョセフ・カラン（1799年12月22日 - 1864年1月10日）は、誘導コイルの研究で知られるアイルランドの物理学者でありカトリック司祭であった。[ 1 ]
彼はラウス州ダンドークで生まれ育ち、そこでアカデミーに通った。地元の教区司祭であるアンドリュー・レヴィンス神父は、彼を祭壇係やミサの侍者として指導し、ナヴァン神学校で司祭職への道を歩み始めるのを見守った。彼は1816年にメイヌース大学に入学した。メイヌースでの3年目に、カランはコーネリアス・デンヴィルの下で自然哲学と実験哲学を学んだ。彼は実験的方法を授業に取り入れ、電気と磁気に興味を持っていた。[ 1 ]
カランは1823年に司祭に叙階され、ローマのサピエンツァ大学で学び、1826年に神学博士号を取得した。ローマ滞在中、彼は生物電気の先駆者であるルイージ・ガルヴァーニ（1737-1798）や、特に電気電池の開発で知られるアレッサンドロ・ボルタ（1745-1827）といった電気の先駆者たちの研究に触れた。1826年、カランはメイヌース大学に自然哲学（現在は物理学と呼ばれる）の新しい教授として戻り、大学の地下にある実験室で電気の研究も始めた。[ 2 ]
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たカランは、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。鉄心に太い線を数回巻き付けた一次コイルがあり、低電圧（通常は電池から）が印加されます。その上に、細い線を多数巻き付けた二次コイルが巻かれています。鉄製の電機子と開閉機構が一次コイルへの電流を繰り返し遮断し、二次回路に高電圧で高速な交流電流を生成します。
Callan invented the induction coil because he needed to generate a higher level of electricity than currently available. He took a bar of soft iron, about 2 feet (0.61 m) long, and wrapped it around with two lengths of copper wire, each about 200 feet (61 m) long. Callan connected the beginning of the first coil to the beginning of the second. Finally, he connected a battery, much smaller than the enormous contrivance just described, to the beginning and end of the winding one. He found that when the battery contact was broken, a shock could be felt between the first terminal of the first coil and the second terminal of the second coil.
Further experimentation showed how the coil device could bring the shock from a small battery up to the strength level of a big battery. So, Callan tried making a bigger coil. With a battery of only 14 seven-inch (178 mm) plates, the device produced power enough for an electric shock "so strong that a person who took it felt the effects of it for several days". Callan thought of his creation as a kind of electromagnet; but what he actually made was a primitive induction transformer.
Callan's induction coil also used an interrupter that consisted of a rocking wire that repeatedly dipped into a small cup of mercury (similar to the interrupters used by Charles Page). Because of the action of the interrupter, which could make and break the current going into the coil, he called his device the "repeater." Actually, this device was the world's first transformer.[6] Callan had induced a high voltage in the second wire, starting with a low voltage in the adjacent first wire. And the faster he interrupted the current, the bigger the spark. In 1837 he produced his giant induction machine: using a mechanism from a clock to interrupt the current 20 times a second, it generated 15-inch (380 mm) sparks, an estimated 600,000 volts and the largest artificial bolt of electricity then seen.
カランは、当時入手できたモデルが電磁気学の研究には不十分だと気づいた後、電池の設計を試みた。1849年に発行された『科学と芸術の事実年鑑』[ 7 ]には、「メイヌース電池」というタイトルの記事があり、次のように始まっている。「我々は、1848年の『事実年鑑』14,5ページで、この新しくて安価なボルタ電池に気づいた。発明者であるメイヌース大学の自然哲学教授、D・カラン牧師は、『哲学雑誌』第219号に、鋳鉄（またはメイヌース）電池の電力を同サイズのグローブ電池の電力と比較した追加実験について報告した。」以前の電池の中には、プラチナなどの希少金属や、炭素や亜鉛などの反応しない材料を使用していたものもあった。カランは、プラチナや炭素の代わりに安価な鋳鉄を使用できることに気づいた。メイヌース電池では、外側のケーシングに鋳鉄を用い、中央に多孔質容器（内側と外側に2種類の酸を入れるための容器）の中に亜鉛板を配置した。単一液セルを用いることで、多孔質容器と2種類の液体を不要にし、単一の溶液だけで電池を構築することに成功した。
電池の実験中に、カランは当時世界最大の電池も製作した。この電池を製作するために、彼は577個の個別の電池（「セル」）をつなぎ合わせ、30ガロン以上の酸を使用した。[ 8 ]電流や電圧を測定する機器がまだ発明されていなかったため、カランは電池で駆動させたときに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電池の強さを測定した。彼の巨大な電池を使用すると、カランの電磁石は2トンを持ち上げることができた。[ 9 ]メイヌース電池はロンドンで商業生産された。カランは電池の設計を実験しているときに鉄の錆を防ぐための初期の亜鉛めっき法も発見し、そのアイデアの特許を取得した。[ 10 ]
彼は1864年に亡くなり、メイヌースのセント・パトリック大学の墓地に埋葬されている。
1997年までセント・パトリック・カレッジの一部であったメイヌース国立大学の北キャンパスにあるカラン・ビルディングは、彼の名誉を称えて名付けられました。さらに、南キャンパスにあるカラン・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・カラン記念賞は、実験物理学の最優秀最終学年学生に毎年授与される賞です。
