Mașina cu electrofor funcționează ca o sursă continuă de energie electrică. Acest dispozitiv este adesea folosit ca dispozitiv auxiliar pentru demonstrarea diferitelor fenomene și efecte electrice. Dar care este designul și caracteristicile sale?
Un pic din istoria invenției
Mașina cu electrofor a fost dezvoltată în 1865 de August Tepler, un fizician german. În mod curios, destul de independent, un alt om de știință experimental, Wilhelm Goltz, a inventat un design similar, dar și mai perfect, deoarece aparatul său a făcut posibilă obținerea unor diferențe mari de potențial și ar putea servi ca sursă de curent continuu. În plus, mașina Goltsev a fost mult mai simplă în design. La sfârșitul secolului al XIX-lea, experimentatorul englez în domeniul electricității și mecanicii, James Wimshurst, a îmbunătățit unitatea. Și până în prezent, versiunea sa (deși puțin mai modernă) este folosită pentru a demonstra experimentele electrodinamice datorită capacității de a crea o diferență uriașă.potenţiale între colectori. Aparatul cu electrofor a fost îmbunătățit deja în anii patruzeci ai secolului al XX-lea de către un om de știință pe nume Ioffe, care a dezvoltat un nou tip de generatoare electrostatice pentru a alimenta aparatul cu raze X. Deși mașina Wimshurst nu este utilizată în prezent pentru sarcina directă de a genera energie electrică, este o expoziție istorică care ilustrează istoria dezvoltării ingineriei și a progresului științific și tehnologic.
Proiectarea mașinii de electrofor
Acest aparat este format din două discuri care se rotesc unul spre celăl alt. Munca mașinii electrofor constă tocmai în implementarea unei astfel de duble rotații reciproce. Pe discuri există segmente conductoare izolate unele de altele. Cu ajutorul fețelor laterale ale ambelor discuri se formează condensatoare. De aceea, mașina cu electrofor este uneori numită mașină cu condensatoare. Pe discuri sunt neutralizatori, care deturneaza sarcinile de la elementele opuse ale discurilor spre sol cu ajutorul periilor. Colecționarii sunt în stânga și în dreapta. Pe ele ajung semnalele generate preluate de piepteni de pe discurile din spate și din față.
Care sunt malurile din Leiden?
În multe cazuri, încărcăturile se acumulează pe condensatoare. Se numesc bănci Leiden. După aceea, este posibil să se reproducă descărcări și scântei mult mai puternice. Plăcile interioare ale fiecărui condensator sunt conectate la conductori separat. Perii care atingsectoare ale discurilor sunt combinate cu căptușeala interioară a borcanelor Leiden. Întreaga structură este în prezent montată pe rafturi din plastic. Împreună cu borcanele Leyden, părți ale mașinii sunt fixate pe un suport de lemn. Având în vedere claritatea designului, o mașină de electrofor cu propriile mâini poate fi realizată destul de simplu. Chiar și o persoană care nu are o educație tehnică specială o poate asambla și opera pentru propria plăcere.
Care este baza aparatului de electrofor?
Folosirea efortului reciproc al ambelor discuri - acesta este principiul principal al acestui dispozitiv. Efectul unei diferențe de potențial, și apoi al descărcărilor și scânteilor, se realizează prin aranjarea corectă a sectoarelor. Desigur, există dezvoltări care folosesc discuri goale, dar nu dau o eficiență similară. Astfel de modele sunt adesea folosite în instituțiile de învățământ mici. Distanța dintre discurile unui astfel de dispozitiv ca o mașină de electrofor joacă un rol crucial și are un impact semnificativ asupra atingerii tensiunii necesare pe condensatoare.
Care este principiul mașinii?
Mașina cu electrofor a suferit multe modificări de la inventarea sa (și acesta este începutul secolului al XVIII-lea). Dar ideea principală rămâne. La baza designului mașinii sunt discurile cu plăci lipite (benzi metalice). Prin aplicarea unei anumite forțe mecanice cu ajutorul unei curea de transmisie, acestea pot fi rotite în direcții diferite, opuse unul față de celăl alt. Pe coperta unuiadiscul devine încărcat pozitiv. Va atrage o altă sarcină (negativă) către sine. Positivul va trece prin conductor cu perii (neutralizator), care atinge căptușeala opusă. Întorcând discurile, obținem taxe similare cu cele originale. Dar acestea vor afecta deja alte căptușeli. Având în vedere că discurile se rotesc în direcții opuse, sarcinile curg către colectori. Într-un astfel de aparat demonstrativ ca o mașină de electrofor, principiul de funcționare se bazează tocmai pe acest moment. Pe periile ambelor discuri, care nu le ating suprafața și sunt situate la margini, încărcăturile devin la un moment dat atât de mari încât se produce o defecțiune în spațiul aerian și o scânteie electrică alunecă. De aceea, la colectoare pot fi atașați condensatori suplimentari de diferite capacități, ceea ce va da o mai mare frumusețe efectului descărcării.
