Elektroformaskinen fungerer som en kontinuerlig kilde til elektrisk energi. Denne enhed bruges ofte som en hjælpeanordning til at demonstrere forskellige elektriske fænomener og effekter. Men hvad er dens design og funktioner?
Lidt af opfindelsens historie
Elektroformaskinen blev udviklet tilbage i 1865 af August Tepler, en tysk fysiker. Mærkeligt nok, helt uafhængigt, opfandt en anden eksperimentel videnskabsmand, Wilhelm Goltz, et lignende design, men endnu mere perfekt, da hans apparat gjorde det muligt at opnå store potentialeforskelle og kunne tjene som en kilde til jævnstrøm. Derudover var Goltsev-maskinen meget enklere i designet. I slutningen af det nittende århundrede forbedrede den engelske eksperimentator inden for elektricitet og mekanik, James Wimshurst, enheden. Og den dag i dag er det hans version (omend lidt mere moderne), der bruges til at demonstrere elektrodynamiske eksperimenter på grund af evnen til at skabe en kæmpe forskelpotentialer mellem samlere. Elektroformaskinen blev forbedret allerede i fyrrerne af det tyvende århundrede af en videnskabsmand ved navn Ioffe, som udviklede en ny type elektrostatiske generatorer til at drive røntgenmaskinen. Selvom Wimshurst-maskinen i øjeblikket ikke bruges til den direkte opgave at generere elektrisk energi, er den en historisk udstilling, der illustrerer historien om udviklingen af ingeniørvidenskab og videnskabelige og teknologiske fremskridt.
Design af elektroformaskine
Dette apparat består af to diske, der roterer mod hinanden. Elektroformaskinens arbejde ligger netop i implementeringen af en sådan dobbelt gensidig rotation. På diskene er der ledende segmenter isoleret fra hinanden. Ved hjælp af belægningerne på siderne af begge diske dannes kondensatorer. Derfor kaldes elektroformaskinen nogle gange en kondensatormaskine. Der er neutralisatorer på skiverne, som afleder ladninger fra de modsatte elementer af skiverne til jorden ved hjælp af børster. Samlere er til venstre og højre. Det er på dem, at de genererede signaler taget af kammene fra de bagerste og forreste skiver ankommer.
Hvad er Leidens bredder?
I mange tilfælde akkumuleres ladninger på kondensatorer. De kaldes Leiden-banker. Derefter er det muligt at reproducere meget stærkere udledninger og gnister. De indvendige plader af hver kondensator er forbundet til lederne separat. Børster der rører veddele af skiverne er kombineret med indersiden af Leiden-krukkerne. Hele strukturen er i øjeblikket monteret på plastikstativer. Sammen med Leyden-krukkerne er dele af maskinen fastgjort på et træstativ. I betragtning af designets klarhed kan en elektroformaskine med egne hænder laves ganske enkelt. Selv en person, der ikke har en særlig teknisk uddannelse, kan samle den og betjene den til sin egen fornøjelse.
Hvad er grundlaget for elektroformaskinen?
Brug den gensidige indsats fra begge diske - dette er hovedprincippet i denne enhed. Effekten af en potentialforskel, og derefter udladninger og gnister, opnås ved den korrekte placering af sektorerne. Selvfølgelig er der udviklinger, der bruger tomme diske, men de giver ikke en lignende effektivitet. Sådanne designs bruges ofte i små uddannelsesinstitutioner. Afstanden mellem diskene i en sådan enhed som en elektroformaskine spiller en afgørende rolle og har en væsentlig indflydelse på opnåelsen af den nødvendige spænding på kondensatorerne.
Hvad er maskinens princip?
Elektroformaskinen har gennemgået mange ændringer siden dens opfindelse (og dette er begyndelsen af det attende århundrede). Men hovedideen består. Grundlaget for maskinens design er skiver med limede plader (metalstrimler). Ved at påføre en vis mekanisk kraft ved hjælp af et remtræk kan de drejes i forskellige retninger modsat hinanden. På forsiden af endisken bliver positivt ladet. Det vil tiltrække en anden ladning (negativ) til sig selv. Positiven vil gå gennem lederen med børster (neutralisator), som berører den modsatte foring. Ved at dreje diskene får vi afgifter svarende til de originale. Men de vil allerede påvirke andre foringer. Da skiverne roterer i modsatte retninger, strømmer ladningerne til opsamlerne. I et sådant demonstrationsapparat som en elektroformaskine er driftsprincippet netop baseret på dette øjeblik. På begge skivers børster, som ikke rører deres overflade og er placeret i kanterne, bliver ladningerne på et tidspunkt så enorme, at der opstår et sammenbrud i luftrummet, og en elektrisk gnist glider. Det er grunden til, at ekstra kondensatorer med forskellig kapacitet kan fastgøres til kollektorerne, hvilket vil give en større skønhed til effekten af udledningen.
