Goltz'un elektroforetik makinesi

Elektrik olayları alanındaki en aktif deneysel araştırmanın tarihsel dönemi, ilk ortaya çıkışıyla ilişkilidir. elektrostatik makinelereylemi, mekanik işin performansı nedeniyle elektrik enerjisi elde etmeyi mümkün kılan.

Mekanik çalışma, makinenin elektrikli elemanlarında bulunan çekim (karşıt) ve itme (aynı adı taşıyan) elektrik yüklerinin üstesinden gelindiği makinenin belirli parçalarının dönmesinden oluşuyordu.

Bu tür makinelerle yapılan deneyler, o zamanın araştırmacılarının elektriğin doğasını ve elektriksel etkileşimlerin ilkelerini daha iyi anlamalarına katkıda bulundu.

İlk elektrostatik sürtünme makinesinin yaratılması tarihçiler Alman bilim adamına atfediyor Otto von Gerike1650'de ilk kez böyle bir cihaz yaratan. Çalışması, o zamanlar zaten bilinen cisimlerin sürtünme yoluyla elektriklenmesi olgusuna dayanan bir makineydi. Bununla birlikte, sürtünme makinelerinin önemli bir dezavantajı vardır - çalışmaları büyük mekanik kuvvetlerin uygulanmasını gerektirir.

Daha sonra yaratılan sürtünme makinelerinin aksine elektroforik (indüksiyon) makineler elektrik enerjisi elde etmek için elektrikli parçaların indüktörle (elektriklenmeye neden olan kısımla) doğrudan temasına ihtiyaç duymadıkları için bu dezavantajdan mahrum kaldılar.

Böylece ilk elektroforik makine, yani elektrifikasyon elde etmek için parçalarının karşılıklı sürtünmesini gerektirmeyen bir elektrostatik makine, 1865 yılında bir Alman fizikçi tarafından yapılmıştır. Ağustos Tepler... Mucit, mekanik enerjinin dönüştürülmesi yoluyla verimli elektrik üretimini sağlayacak elektroforetik makineler olduğu görüşündeydi.

O sırada bir Alman fizikçi Wilhelm Goltz (Alman Holtz), Toepler'den bağımsız olarak, büyük bir potansiyel farkı üreten ve hatta aydınlatma için doğru akım kaynağı olarak hizmet edebilen daha basit ve daha verimli bir elektroforetik makine tasarladı. Goltz'un makineleri, eğitim kurumlarının sınıflarında ortaya çıkan ilk elektroforetik makineler oldu.

Goltz makinesinin ana parçaları — yükü gidermek için tasarlanmış iki cam disk ve metal tarak. Disklerden biri sabit, diğeri dönebilir. Diskler ortak bir eksen üzerine monte edilmiştir. Müze sergilerinden birinde sabit diskin çapı 100 cm, dönen diskin çapı ise 94 cm'dir.

Sabit disk bir ebonit levha üzerine oturmaktadır ve yalıtkan ayaklar üzerinde ebonit daireler tarafından dikey bir konumda desteklenmektedir. Pencereler, arkasında çerçeve adı verilen tamamlanmamış kağıt sektörlerinin yapıştırıldığı sabit diskte kesilir.

Çerçeveler, öndeki sivri kenarları hareketli diske bakan ve hafif kavisli olan kağıt dillerle son bulur.Diskler, çerçeveler ve diller gumilac (reçineli madde) ile kaplanmıştır.

Pirinç taraklar, hareketli diskin yatay çapı boyunca, önünde, her iki yanında monte edilmiştir. Bu taraklar, uçlarında iletken toplar olan, içlerinde toplarla biten, dışta ahşap (yalıtkan) kulplu pirinç çubukların geçtiği karşılık gelen pirinç tellere bağlanır. Çubuklar, topları birbirinden uzaklaştırarak veya yaklaştırarak hareket ettirilebilir.

Leyden kavanozları (iç plakalı), dış plakaları birbirine tel ile bağlanan iletkenlere bağlanabilir. Kabloları bağlamak için makinenin ön tarafındaki iki pirinç direk kullanılır; toplar, sadece telleri eğerek bu direklere yaslanabilir.

Ön disk, bir kayış tahriki ve deneyi yapan kişinin bu mekanizmayı çalıştırdığı bir kola bağlı bir silindir sistemi aracılığıyla dönecek şekilde ayarlanmıştır. Ancak makine ile çalışmaya başlamadan önce kağıt sektörlerini (çerçeveleri) zıt yüklerle (p+ ve p- olarak göstereceğiz) elektriklendirmek gerekir.

Elektrostatik indüksiyon fenomeni nedeniyle yüklenen bu çerçeveler, dönen disk üzerinde hareket edecek ve disk de O ve O' petekleri üzerinde hareket edecektir.

Disk dönerken, p + yüklü çerçeve (F penceresinde) dönen disk m'nin arkasında negatif bir yüke neden olur (indükler) ve aynı işaretli bir yük, yine nedeniyle sırt O'ya çekilir. elektrostatik indüksiyon olgusuna. Diskin m ' kısmı, O peteğinden negatif yük alacaktır ve O peteğinin kendisi, iletkeni C ve r topuyla birlikte bu nedenle pozitif yüklü olacaktır.

Böylece, diskin her iki tarafında (m ve m' yerlerinde) negatif elektriklenir ve arabanın sol tarafındaki tel pozitiftir. Disk dönmeye devam eder ve şimdi m ve m yüzeyinin parçaları sağdaki sabit diskte bulunan 'F penceresine ulaşır'.

Buraya kurulu negatif yük p ile rafın etkisi, m ' yüzeyi ile güçlendirilir, bu, O' çıkıntısından diske pozitif bir yük çekileceği anlamına gelir. Buna göre hem C' teli hem de r' bilyesi negatif yüklenecektir. Yüzey m, çıkıntı tarafından çekilen pozitif bir yük alır. Disk dönmeye devam eder ve döngü tekrar eder.

Elektrostatik jeneratörler, en eski elektrik voltajı kaynakları olarak kabul edilir: Elektrostatik jeneratörler nasıl çalışır ve çalışır?