Ang Wimshurst generator o electrophore machine ay isang induction electrostatic device na idinisenyo bilang patuloy na pinagkukunan ng elektrikal na enerhiya. Sa ika-21 siglo, ginagamit ito bilang pantulong na pamamaraan para sa pagpapakita ng mga pisikal na eksperimento na may kaugnayan sa iba't ibang mga epektong elektrikal at phenomena.
Nilalaman
Isang bit ng kasaysayan ng imbensyon
Noong 1865, ang eksperimentong pisiko mula sa Alemanya, si August Tepler, ay bumuo ng mga huling guhit ng makinang electrophore. Kasabay nito, ang pangalawang independiyenteng pagtuklas ng naturang yunit ay ginawa ng Aleman na siyentipiko na si Wilhelm Holz. Ang pangunahing pagkakaiba ng aparato ay ang kakayahang makakuha ng higit na kapangyarihan at potensyal na pagkakaiba. Ang Holtz ay itinuturing na tagalikha ng isang pinagmumulan ng direktang electric current.
Ang simpleng paunang disenyo ng electrophore machine ay pinahusay noong 1883 ni James Wimshurst ng England.Ang pagbabago nito ay ginagamit sa lahat ng pisikal na laboratoryo para sa isang visual na pagpapakita ng mga eksperimento.
Ang disenyo ng electrophore machine
Ang 2 coaxial disk ay umiikot laban sa isa't isa, habang dinadala ang pinakasimpleng mga capacitor mula sa mga sektor ng aluminyo. Dahil sa mga random na proseso, sa pangunahing sandali, isang singil ang nabuo sa site ng isa sa mga segment. Ang phenomenon ay sanhi ng proseso ng friction laban sa hangin. Dahil sa simetrya ng disenyo, imposibleng mahulaan nang maaga ang pangwakas na pag-sign.
Ang disenyo ay gumagamit ng 2 Leyden jar. Lumilikha sila ng isang solong sistema mula sa mga capacitor na konektado sa serye. Ito ay may epekto ng pagdodoble ng mga kinakailangan sa operating boltahe sa bawat tangke. Kinakailangang piliin ang parehong mga rating, ito ang susi sa isang pare-parehong pamamahagi ng operating boltahe.
Ang mga inductive neutralizer ay idinisenyo upang mapawi ang boltahe. Ang buong istraktura ay kahawig ng isang metal na suklay na umaaligid sa ilang distansya sa itaas ng disk. Ang parehong mga disk na may katumbas na mga palatandaan ng panlabas na ibabaw ay pumupunta sa punto ng pag-alis ng singil. Ang mga neutralizer ay ipinares. Pagkatapos ng pagbabawas, ang singil ng mga segment ay lubhang nabawasan. Sa karagdagang mga disenyo, ang brush ay madaling madikit sa gilid ng disc.
Ang operator, gamit ang kapangyarihan ng electric drive o ang kanyang sariling kamay, ay pilit na pinagsasama ang mga nakakasuklam na elemento ng system. Ang mga singil na nakikipag-ugnayan sa isa't isa ay sinusubukang tumira hangga't maaari. Ang proseso ay nag-aambag sa isang matalim na pagtaas sa density ng singil sa ibabaw sa lahat ng mga punto ng pag-alis.
Kinokolekta ang kuryente sa mga garapon ng Leiden mula sa mga tuktok ng mga neutralizer. Mayroong mabilis na pagtaas sa boltahe.Ang isang spark gap na nakakabit sa 2 electrodes ay nakakatulong upang maiwasan ang pagkabigo ng system. Posibleng makakuha ng isang arko ng iba't ibang lakas sa pamamagitan ng pagsasaayos ng distansya sa pagitan nila. Mayroong isang relasyon: mas malakas ang lakas ng field sa pagitan ng 2 spark gaps, mas maingay ang epekto na kasama ng proseso ng pag-alis ng laman ng mga garapon ng Leiden.
Ang mga segment ay nananatiling walang laman pagkatapos ng pag-alis ng singil. Sa ibaba ng agos, ang mga potensyal na equalizer o neutralizer ay naka-install ayon sa prinsipyo ng operasyon. Ang bawat tapat na bahagi ng disc ay nagbigay na ng singil sa iba't ibang mga brush. Sa sandaling dumaan sa pickup point at pagkatapos nito, iba ang natitirang mga palatandaan ng pagsingil.
Ang isang piraso ng makapal na tansong kawad na may mga brush ng pinakamanipis na mga kawad na naka-hover sa mababang taas o mga rubbing segment ay nakakatulong sa pagsasara ng mga magkasalungat na ito. Ang resulta - ang mga singil sa parehong mga segment ay katumbas ng zero, ang lahat ng enerhiya ay na-convert ayon sa batas ng Joule-Lenz sa init na nabuo sa makapal na core ng tanso.
Ano ang mga bangko ng Leiden
Ang unang electrical capacitor na nilikha ng mga Dutch scientist na si Pieter van Muschenbroek ay isang Leyden jar. Ang naimbentong kapasitor ay may hugis ng isang silindro na may malawak o katamtamang leeg ng iba't ibang mga diameter. Ang garapon ng Leyden ay gawa sa salamin. Mula sa loob at labas ay dinidikit ito ng espesyal na sheet na lata. Ang produkto ay natatakpan ng isang kahoy na takip. Ang pangunahing pag-andar ng imbensyon ay ang akumulasyon at pag-iimbak ng malalaking singil.
Ang paglikha ng naturang bangko ay pinasigla ng isang malawak na pag-aaral ng kuryente, ang pangkalahatang bilis ng pamamahagi nito, pati na rin ang mga katangian ng electrical conductivity ng iba't ibang mga materyales. Salamat sa kanya, posible sa unang pagkakataon na makagawa ng isang electric spark na artipisyal.Ngayon Leiden lata ay ginagamit lamang bilang isang mahalagang bahagi ng electrophore machine.
Ano ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng electrophore machine
Mula sa lakas ng operator, ang enerhiya ay kinuha upang baguhin ang mga palatandaan. Nasa pagitan na ng mga equalizer at brush, ang mga disc ay gumagalaw nang may magkasalungat na pagtanggi sa isa't isa. Ang bilang ng mga rebolusyon bawat minuto ay gumaganap ng isang papel. Tumaas na density ng singil. Ang pinakamalakas na singil ng magkasalungat na mga disk ay nagtutulak sa mga nalalabi sa mga haba ng tansong kawad. Mula dito sumusunod ang sapat na enerhiya upang baguhin ang tanda.
Sa pamamagitan ng pagtaas ng density ng ibabaw, ang singil ay tinanggal mula sa aparato. Sa isang punto, ang mga reserbang enerhiya ay ginawa sa bangko ng Leiden, ang isa pang lugar ay nagsisilbi upang baguhin ang tanda. Ang mga induction neutralizer ay halos walang pagkakaiba. Pareho silang gumaganap ng isang karaniwang pag-andar ng pag-neutralize ng enerhiya. Pangkalahatang scheme:
- Mayroong 2 uri ng mga capacitor sa disenyo: Mga bangko ng Leiden kung saan naipon ang singil, at isang kumbinasyon ng isang segment ng parehong mga disk na may isang dielectric at isang lining ng aluminyo.
- Mayroong 2 uri ng mga neutralizer na nagpapababa sa singil ng mga segment ng aluminyo. Ang una ay ginagamit upang baguhin ang tanda o polariseysyon, ang pangalawa upang singilin ang garapon ng Leyden.
Ang lahat ng enerhiya ay hindi nagmumula sa alitan ng aluminyo at tanso o ang electrification ng hangin. Ito ay nilikha sa pamamagitan ng puwersahang pagpuno sa mga capacitor ng puwersa ng pamamaluktot ng disk. Ang lahat ng mga proseso ay isinasagawa dahil sa isang matalim na pagtaas sa density ng singil sa ibabaw sa mga punto ng pag-alis.
Application ng Electrophor Machine
Mula sa 70s. ang Wimshurst machine ay hindi ginagamit para sa direktang produksyon ng elektrikal na enerhiya.Ngayon ito ay gumaganap bilang isang makasaysayang eksibit na naglalarawan ng kasaysayan ng paglitaw at pag-unlad ng siyentipiko at teknolohikal na pag-unlad at engineering. Ang isang demonstrasyon sa laboratoryo, kung saan nilikha ang isang electrophore machine, ay nagpapakita ng iba't ibang phenomena at epekto ng kuryente.
Ito ay katanggap-tanggap na gumamit ng mga induction neutralizer, na nag-aalis ng mga singil mula sa mga likidong dielectric, tulad ng langis. Mapanganib na makakuha ng spark sa hangin sa anumang produksyon, maaari itong humantong sa nakapipinsalang mga kahihinatnan, usok at kahit isang pagsabog.
Ang kasaysayan ng mga pagtuklas at pananaliksik sa larangan ng elektrisidad ay malapit na nauugnay sa paggamit ng iba't ibang mga istraktura at aparato para sa pagkuha ng mga singil sa kuryente. Ginampanan ng electrophore machine ang papel nito sa siyentipikong pananaliksik, ang pagkilos nito ay batay sa paggulo ng kuryente dahil sa induction.
Mga katulad na artikulo:
