Goltz elektroforetikus gépe

Az elektromos jelenségek terén a legaktívabb kísérleti kutatások történelmi időszaka az első megjelenéséhez kötődik elektrosztatikus gépek, amelynek működése lehetővé tette az elektromos energia beszerzését a mechanikai munkavégzés következtében.

A mechanikai munka a gép egyes részeinek elforgatásából állt, melynek során leküzdötték a gép villamosított elemein jelen lévő (ellentétes) és taszító (azonos nevű) elektromos töltéseket.

Az ilyen gépekkel végzett kísérletek hozzájárultak ahhoz, hogy az akkori kutatók jobban megértsék az elektromosság természetét és az elektromos kölcsönhatások elveit.

Az első elektrosztatikus súrlódó gép megalkotása a történészek a német tudósnak tulajdonítják Otto von Gerike, aki 1650-ben készített először ilyen készüléket. Ez egy olyan gép volt, amelynek munkája a testek súrlódás útján történő villamosításának akkor már ismert jelenségén alapult. A súrlódó gépeknek azonban van egy jelentős hátránya - működésükhöz nagy mechanikai erők alkalmazása szükséges.

Ellentétben a később megalkotott súrlódó gépekkel elektroforikus (indukciós) gépek ettől a hátránytól megfosztottak, mivel az elektromos energia beszerzéséhez nem volt szükségük a villamosított részek közvetlen érintkezésére az induktorral (a villamosítást okozó résszel).

Tehát az első elektroforikus gépet, vagyis egy elektrosztatikus gépet, amely nem igényli alkatrészeinek kölcsönös súrlódását a villamosításhoz, 1865-ben építette egy német fizikus. Augusztus Tepler… A feltaláló azon a véleményen volt, hogy az elektroforetikus gépek teszik lehetővé a hatékony villamosenergia-termelést a mechanikai energia átalakításával.

Akkoriban egy német fizikus Wilhelm Goltz (német Holtz), Toeplertől függetlenül egy egyszerűbb és hatékonyabb elektroforetikus gépet tervezett, amely nagy potenciálkülönbséget produkált, és akár egyenáramú világítási forrásként is szolgálhatott. Goltz gépei lettek az első elektroforetikus gépek, amelyek megjelentek az oktatási intézmények tantermeiben.

A Goltz gép fő részei — két üvegtárcsa és fémfésűk, amelyek a töltet eltávolítására szolgálnak. Az egyik lemez álló helyzetben van, a másik pedig foroghat. A lemezek közös tengelyre vannak felszerelve. Az egyik múzeumi kiállításon az állókorong 100 cm átmérőjű, míg a forgó tárcsa 94 cm.

Az állókorong egy ebonit lemezen nyugszik, és függőleges helyzetben ebonit körök támasztják alá szigetelő állványokon. Az állólemezen ablakokat vágnak ki, amelyek hátoldalára hiányos papírszektorokat, úgynevezett kereteket ragasztanak.

Az előlapok papírnyelvekben végződnek, amelyek élei a mozgatható lemez felé mutatnak, és enyhén íveltek.A tárcsák, a keretek és a nyelvek gumilaccal (gyantaszerű anyag) vannak bevonva.

A sárgaréz fésűk a mozgatható tárcsa vízszintes átmérője mentén vannak felszerelve, elöl, annak mindkét oldalán. Ezeket a fésűket a megfelelő sárgaréz huzalokhoz kötik, amelyek végén vezető golyók vannak, amelyeken keresztül sárgaréz rudak haladnak át, amelyek belül golyókban végződnek, kívül fa (szigetelő) fogantyúkkal. A botokat a golyók széthúzásával vagy közelebb mozgatásával lehet mozgatni.

A Leyden tégelyek (belső lapokkal) csatlakoztathatók azokhoz a vezetékekhez, amelyek külső lemezei vezetékkel vannak összekötve egymással. A gép elején két sárgaréz oszlopot használnak a vezetékek csatlakoztatására; a golyókat a vezetékek egyszerűen megdöntésével ezekhez az oszlopokhoz lehet támasztani.

Az elülső tárcsa egy szíjhajtással és egy görgőrendszerrel van beállítva, amely egy fogantyúhoz kapcsolódik, amellyel a kísérletező ezt a mechanizmust működteti. A géppel való munka megkezdése előtt azonban szükséges az ellentétes töltésű papír szektorokat (kereteket) felvillanyozni (p + és p-ként fogjuk jelölni).

Ezek az elektrosztatikus indukció jelensége miatt feltöltött keretek a forgó korongra, a tárcsa pedig az O és O' fésűkre hatnak.

Ahogy a korong forog, a p + töltésű keret (az F ablakban) negatív töltést okoz (indukál) az m forgó korong hátoldalán, és egy azonos előjelű töltés vonzódik az O gerinchez, ismét az elektrosztatikus indukció jelenségére. Az m korong egy része negatív töltést kap az O fésűtől, és maga az O fésű a C vezetőjével és az r golyóval együtt pozitív töltésű lesz.

Tehát a lemez mindkét oldalán negatívan van felvillanyozva (m és m' helyen), és az autó bal oldalán lévő vezeték pozitív. A lemez tovább forog, és felületének m és m részei „elérik az F ablakot”, amely az álló lemezen jobbra található.

Az ide telepített p negatív töltésű rack hatását felerősíti az m ' felület, ami azt jelenti, hogy az O' gerincről pozitív töltés fog vonzani a lemezt. Ennek megfelelően mind a C' huzal, mind az r' golyó negatív töltésű lesz. Az m felület pozitív töltést kap, amelyet a gerinc vonz. A lemez tovább forog, és a ciklus megismétlődik.

Az elektrosztatikus generátorok a legősibb elektromos feszültségforrások: Hogyan működnek és működnek az elektrosztatikus generátorok