ウィムズハースト発電機または電気泳動機は、電気エネルギーの連続供給源として設計された誘導静電装置です。 21世紀には、さまざまな電気的効果や現象に関連する物理実験を実証するための補助的な手法として使用されます。
発明の歴史の少し
1865年、ドイツの実験物理学者であるAugust Teplerが、電気盆機の最終的な図面を作成しました。同時に、そのようなユニットの2番目の独立した発見は、ドイツの科学者WilhelmHolzによって行われました。デバイスの主な違いは、より大きな電力と電位差を得る能力でした。ホルツは、直流電流源の作成者と見なされています。
電気盆機の単純な初期設計は、1883年にイギリスのジェームズウィムシャーストによって改良されました。その変更は、実験の視覚的なデモンストレーションのためにすべての物理実験室で使用されます。
電気盆機の設計
2つの同軸ディスクは、アルミニウムセクターの最も単純なコンデンサを搭載しながら、互いに回転します。ランダムなプロセスのため、主要な瞬間に、セグメントの1つのサイトで電荷が形成されます。この現象は、空気との摩擦の過程によって引き起こされます。デザインの対称性のため、最終的なサインを事前に予測することは不可能です。
デザインは2つのライデン瓶を使用しています。それらは、直列接続されたコンデンサから単一のシステムを作成します。これは、各タンクの動作電圧要件を2倍にする効果があります。同じ定格を選択する必要があります。これは、動作電圧を均一に分散させるための鍵です。
誘導性中和剤は、電圧を緩和するように設計されています。全体の構造は、ディスクの上のある距離に浮かんでいる金属製の櫛に似ています。外面の同等の兆候を持つ両方のディスクは、電荷除去ポイントに到達します。ニュートラライザーはペアになっています。荷降ろし後、セグメントの料金は大幅に削減されます。追加の設計では、ブラシがディスクの端に簡単に接触します。
オペレーターは、電気駆動装置または自分の手の力を使用して、システムの反発要素を強制的にまとめます。相互作用する電荷は、可能な限り落ち着こうとします。このプロセスは、すべての除去ポイントで表面電荷密度の急激な増加に貢献します。
電気は、中和剤の頂上からライデン瓶に集められます。電圧が急激に上昇します。2つの電極に取り付けられたスパークギャップは、システムの障害を回避するのに役立ちます。それらの間の距離を調整することにより、異なる強度のアークを得ることが可能です。関係があります。2つのスパークギャップ間の電界強度が強いほど、ライデン瓶を空にするプロセスに伴う効果のノイズが大きくなります。
セグメントは、電荷除去ポイントを過ぎても空のままです。下流では、動作原理に従って、潜在的なイコライザーまたは中和剤が設置されます。ディスクの各反対側は、すでに異なるブラシに電荷を与えています。ピックアップポイントを通過した瞬間と通過した後の残留電荷の符号は異なります。
最も細いワイヤーのブラシが低い高さでホバリングしている、またはセグメントをこすっている太い銅線の一部は、これらの反対側の閉鎖に寄与します。結果-両方のセグメントの電荷はゼロに等しく、すべてのエネルギーはジュール-レンツの法則に従って、厚くなった銅のコアで生成された熱に変換されます。
ライデンの銀行とは
オランダの科学者PietervanMuschenbroekによって作成された最初の電気コンデンサは、ライデン瓶でした。発明されたコンデンサは、異なる直径のワイドまたはミディアムネックを備えた円筒形をしている。ライデン瓶はガラス製です。内側と外側から、特殊なシートスズで貼り付けられています。製品は木製の蓋で覆われています。本発明の主な機能は、大きな電荷の蓄積および貯蔵である。
このようなバンクの作成は、電気、その分配の一般的な速度、およびさまざまな材料の電気伝導特性の幅広い研究によって刺激されました。彼女のおかげで、初めて人工的に電気火花を発生させることができました。現在、ライデン缶は電気盆機の不可欠な部分としてのみ使用されています。
電気盆機の動作原理は何ですか
オペレーターの力から、サインを変えるためにエネルギーが取られます。すでにイコライザーとブラシの間で、ディスクは互いに反発しながら動きます。 1分あたりの回転数が影響します。電荷密度の増加。対向するディスクの最も強い電荷は、銅線の長さを通して残留物を押し出します。これから、符号を変えるのに十分なエネルギーが続きます。
面密度を上げることにより、電荷がデバイスから除去されます。ある時点で、エネルギーの蓄えはライデン銀行で行われ、別の場所が標識を変更するのに役立ちます。誘導中和剤には実質的に違いはありません。それらは両方ともエネルギーを中和するという共通の機能を果たします。一般的なスキーム：
- 設計には2種類のコンデンサがあります。電荷が蓄積するライデンバンクと、両方のディスクのセグメントと誘電体とアルミニウムのライニングの組み合わせです。
- アルミニウムセグメントの電荷を減らす中和剤には2つのタイプがあります。 1つ目は符号または分極を変更するために使用され、2つ目はライデン瓶を充電するために使用されます。
すべてのエネルギーは、アルミニウムと銅の摩擦や空気の帯電から発生するわけではありません。コンデンサにディスクのねじり力を強制的に充填することで作成されます。除去ポイントでの表面電荷密度の急激な増加により、すべてのプロセスが実行されます。
電気盆機の応用
70年代から。ウィムズハーストマシンは、電気エネルギーの直接生産には使用されません。今日、それは科学技術の進歩と工学の出現と発展の歴史を説明する歴史的な展示物として機能します。電気盆機が作られた実験室でのデモンストレーションでは、電気のさまざまな現象と影響が示されています。
油などの液体誘電体から電荷を除去する誘導中和剤を使用することは許容されます。どんな作品でも空気中に火花が出るのは危険です。それは悲惨な結果、煙、さらには爆発につながる可能性があります。
電気の分野での発見と研究の歴史は、電荷を得るためのさまざまな構造や装置の使用と密接に関連しています。電気盆機は科学研究でその役割を果たしました。その作用は、誘導による電気の励起に基づいています。
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