Goltz elektroforetiska maskin

Den historiska perioden för den mest aktiva experimentella forskningen inom området för elektriska fenomen är förknippad med uppkomsten av den första elektrostatiska maskiner, vars verkan gjorde det möjligt att erhålla elektrisk energi på grund av utförandet av mekaniskt arbete.

Mekaniskt arbete bestod i rotationen av vissa delar av maskinen, där de krafter av attraktion (motsats) och avstötning (med samma namn) elektriska laddningar, som fanns på maskinens elektrifierade element, övervanns.

Experiment med sådana maskiner bidrog till en bättre förståelse av den tidens forskare av själva naturen av elektricitet och principerna för elektriska interaktioner.

Skapandet av den första elektrostatiska friktionsmaskinen historiker tillskriver den tyska vetenskapsmannen Otto von Gerike, som 1650 skapade en sådan anordning för första gången. Det var en maskin vars arbete baserades på det då redan kända fenomenet elektrifiering av kroppar genom friktion. Friktionsmaskiner har dock en betydande nackdel - deras funktion kräver applicering av stora mekaniska krafter.

Till skillnad från friktionsmaskinerna som skapades senare elektroforiska (induktions)maskiner berövades denna nackdel, eftersom de för att få elektrisk energi inte behövde direkt kontakt mellan de elektrifierade delarna med induktorn (med den del som orsakade elektrifieringen).

Så den första elektroforiska maskinen, det vill säga en elektrostatisk maskin som inte kräver ömsesidig friktion mellan sina delar för att få elektrifiering, byggdes 1865 av en tysk fysiker August Tepler… Uppfinnaren ansåg att det var elektroforetiska maskiner som skulle möjliggöra effektiv produktion av elektricitet genom omvandling av mekanisk energi.

På den tiden en tysk fysiker Wilhelm Goltz (tyska Holtz), oberoende av Toepler, designade en enklare och effektivare elektroforetisk maskin som producerade en stor potentialskillnad och till och med kunde fungera som en likströmskälla för belysning. Goltz maskiner blev de första elektroforetiska maskiner som dök upp i klassrummen på utbildningsinstitutioner.

Huvuddelar av Goltz-maskinen — två glasskivor och metallkammar utformade för att ta bort laddningen. En av skivorna är stationär och den andra kan rotera. Skivorna är monterade på en gemensam axel. I en av museets utställningar är den stationära skivan 100 cm i diameter, medan den roterande skivan är 94 cm.

Den stationära skivan vilar på en ebonitplatta och stöds i vertikalt läge av ebonitcirklar på isolerande stativ. Fönster skärs ut på den stationära skivan, på baksidan av vilken ofullständiga papperssektorer som kallas ramar limmas.

Ramarna slutar i papperstungor, vars främre spetsiga kanter pekar mot den rörliga skivan och är lätt böjda.Skivorna, ramarna och tungorna är belagda med gummilack (hartsartad substans).

Mässingskammar är monterade längs den horisontella diametern av den rörliga skivan, framför, på var och en av dess sidor. Dessa kammar är förbundna med motsvarande mässingstrådar, i vars ändar är ledande kulor, genom vilka passerar mässingsstänger, som slutar i kulor på insidan, med trä (isolerande) handtag på utsidan. Pinnar kan flyttas genom att flytta bollarna isär eller närmare.

Leydenburkar (med innerplåtar) kan anslutas till ledarna vars yttre plåtar är förbundna med varandra med en tråd. Två mässingsstolpar framtill på maskinen används för att koppla ihop ledningar; bollarna kan lutas mot dessa stolpar genom att helt enkelt luta vajrarna.

Den främre skivan är inställd att rotera med hjälp av en remdrift och ett system av rullar kopplade till ett handtag med vilket försöksledaren aktiverar denna mekanism. Men innan du börjar arbeta med maskinen är det nödvändigt att elektrifiera papperssektorerna (ramarna) med motsatta laddningar (vi kommer att beteckna dem som p + och p-).

Dessa ramar, som är laddade, på grund av fenomenet elektrostatisk induktion, kommer att verka på den roterande skivan, och skivan kommer i sin tur att verka på kammarna O och O'.

När skivan roterar kommer ramen (i fönster F) med en laddning p + att orsaka (inducera) en negativ laddning på baksidan av den roterande skivan m och en laddning av samma tecken kommer att attraheras till åsen O, återigen pga. till fenomenet elektrostatisk induktion. En del av skivan m' kommer att få en negativ laddning från kam O, och själva kam O, tillsammans med sin ledare C och kulan r, kommer därför att vara positivt laddad.

Så skivan elektrifieras negativt på båda sidorna (på platserna m och m'), och tråden på bilens vänstra sida är positiv. Skivan fortsätter att rotera och nu "når delar av dess yta m och m fönstret F" som ligger på den stationära skivan till höger.

Inverkan av racket med en negativ laddning p installerad här förstärks av ytan m ', vilket innebär att en positiv laddning kommer att attraheras från åsen O' till skivan. Följaktligen kommer både tråden C' och kulan r' att vara negativt laddade. Ytan m får en positiv laddning som attraheras av åsen. Skivan fortsätter att snurra och cykeln upprepas.

Elektrostatiska generatorer anses vara de äldsta källorna till elektrisk spänning: Hur elektrostatiska generatorer fungerar och fungerar