Die elektrofoormasjien werk as 'n deurlopende bron van elektriese energie. Hierdie toestel word dikwels as 'n hulptoestel gebruik om verskeie elektriese verskynsels en effekte te demonstreer. Maar wat is die ontwerp en kenmerke daarvan?
'n bietjie van die geskiedenis van uitvinding
Die elektrofoormasjien is in 1865 ontwikkel deur August Tepler, 'n Duitse fisikus. Vreemd genoeg, heeltemal onafhanklik, het 'n ander eksperimentele wetenskaplike, Wilhelm Goltz, 'n soortgelyke ontwerp uitgevind, maar selfs meer perfek, aangesien sy apparaat dit moontlik gemaak het om groot potensiaalverskille te verkry en as 'n bron van gelykstroom kon dien. Daarbenewens was die Goltsev-masjien baie eenvoudiger in ontwerp. Aan die einde van die negentiende eeu het die Engelse eksperimenteerder op die gebied van elektrisiteit en meganika, James Wimshurst, die eenheid verbeter. En tot vandag toe is dit sy weergawe (al is dit 'n bietjie meer modern) wat gebruik word om elektrodinamiese eksperimente te demonstreer as gevolg van die vermoë om 'n groot verskil te skeppotensiaal tussen versamelaars. Die elektrofoormasjien is reeds in die veertigerjare van die twintigste eeu verbeter deur 'n wetenskaplike genaamd Ioffe, wat 'n nuwe tipe elektrostatiese kragopwekkers ontwikkel het om die X-straalmasjien aan te dryf. Alhoewel die Wimshurst-masjien nie tans gebruik word vir die direkte taak om elektriese energie op te wek nie, is dit 'n historiese uitstalling wat die geskiedenis van die ontwikkeling van ingenieurswese en wetenskaplike en tegnologiese vooruitgang illustreer.
Ontwerp van elektrofoormasjien
Hierdie apparaat bestaan uit twee skywe wat na mekaar toe draai. Die werk van die elektrofoormasjien lê juis in die implementering van so 'n dubbele onderlinge rotasie. Op die skywe is daar geleidende segmente wat van mekaar geïsoleer is. Met behulp van die vlakke van die kante van beide skywe word kapasitors gevorm. Daarom word die elektrofoormasjien soms 'n kapasitormasjien genoem. Daar is neutraliseerders op die skywe, wat ladings van die teenoorgestelde elemente van die skywe na die grond lei met behulp van borsels. Versamelaars is links en regs. Dit is op hulle dat die gegenereerde seine wat deur die kamme van die agterste en voorste skywe geneem word, aankom.
Wat is die oewers van Leiden?
In baie gevalle versamel ladings op kapasitors. Hulle word Leiden-banke genoem. Daarna is dit moontlik om baie sterker ontladings en vonke te reproduseer. Die binneplate van elke kapasitor is afsonderlik aan die geleiers gekoppel. Borsels wat raaksektore van die skyfies word gekombineer met die binnevoering van die Leiden-flesse. Die hele struktuur is tans op plastiekrakke gemonteer. Saam met die Leyden-flesse word dele van die masjien op 'n houtstaander vasgemaak. Gegewe die duidelikheid van die ontwerp, kan 'n elektrofoormasjien met u eie hande redelik eenvoudig gemaak word. Selfs 'n persoon wat nie 'n spesiale tegniese opleiding het nie, kan dit vir sy eie plesier monteer en bedryf.
Wat is die basis van die elektrofoormasjien?
Gebruik die wedersydse poging van beide skywe - dit is die hoofbeginsel in hierdie toestel. Die effek van 'n potensiaalverskil, en dan ontladings en vonke, word verkry deur die korrekte rangskikking van die sektore. Natuurlik is daar ontwikkelings wat leë skywe gebruik, maar dit gee nie 'n soortgelyke doeltreffendheid nie. Sulke ontwerpe word dikwels in klein opvoedkundige instellings gebruik. Die afstand tussen die skywe van so 'n toestel soos 'n elektrofoormasjien speel 'n deurslaggewende rol en het 'n beduidende impak op die bereiking van die vereiste spanning op die kapasitors.
Wat is die beginsel van die masjien?
Die elektrofoormasjien het sedert sy uitvinding baie veranderinge ondergaan (en dit is die begin van die agtiende eeu). Maar die hoofgedagte bly. Die basis van die ontwerp van die masjien is skywe met geplakte plate (metaalstroke). Deur 'n sekere meganiese krag met 'n bandaandrywing toe te pas, kan hulle in verskillende rigtings, teenoor mekaar, gedraai word. Op die voorblad van eendie skyf word positief gelaai. Dit sal 'n ander lading (negatief) na homself aantrek. Die positiewe sal deur die geleier gaan met borsels (neutralisator), wat aan die teenoorgestelde voering raak. Deur die skywe te draai, kry ons koste soortgelyk aan die oorspronklike. Maar hulle sal reeds ander voerings beïnvloed. Gegewe dat die skywe in teenoorgestelde rigtings roteer, vloei die ladings na die versamelaars. In so 'n demonstrasie-apparaat soos 'n elektrofoormasjien is die werkingsbeginsel presies op hierdie oomblik gebaseer. Op die borsels van albei skywe, wat nie aan hul oppervlak raak nie en aan die rande geleë is, word die ladings op 'n stadium so groot dat 'n ineenstorting in die lugruimte plaasvind en 'n elektriese vonk gly. Daarom kan bykomende kapasitors van verskillende kapasiteit aan die versamelaars geheg word, wat 'n groter skoonheid aan die effek van die ontlading sal gee.
