Elektroforový stroj

Elektroforový stroj , Wimshurstův generátor ( angl.  Wimshurst , pravopis „Wimshurst“ [1] se nachází ve staré literatuře ) je elektrostatický generátor , tedy elektrický stroj na generování vysokého napětí, vyvinutý v letech 1880 až 1883 britským vynálezcem. James (1832 -1903). Využívá jevu elektrostatické indukce , kdy se na pólech stroje hromadí elektrické náboje ( Leydenské nádoby ), rozdíl potenciálů na svodičích dosahuje několika set tisíc voltů . Pracuje s pomocí mechanické energie.

20diskový stroj sestrojený Willardem a Abrahamem v roce 1911 při rychlosti otáčení 1200-1400 min −1 dával napětí až 320 tisíc V a jiskry dlouhé až 60 cm [1] .

Popis práce

Stroj se skládá ze dvou nebo více koaxiálních kotoučů (A a B) vyrobených z izolačního materiálu, na kterých jsou naneseny vodivé sektory (viz schéma). Disky jsou uvedeny do protisměrné rotace se stejnou úhlovou rychlostí. Předpokládejme, že sektor A1 zpočátku nese malý přebytečný kladný náboj a sektor B1 je záporný. Jak se A1 pohybuje doleva a B1 doprava, jejich potenciály rostou v důsledku práce vykonané proti jejich elektrostatické přitažlivosti.

Když A1 dosáhne polohy proti sektoru B2 desky B, která je v tu chvíli v kontaktu s kartáčem Y, bude mít vysoký kladný potenciál a způsobí tak oddělení náboje ve vodiči spojujícím Y a Y1, čímž se přenese záporný náboj na B2 a kladný náboj do vzdáleného sektoru, kterého se v tuto chvíli dotýká kartáč Y1.

A1 se dotkne kartáče Z a částečně se vybije do vnějšího okruhu (např. Leydenská nádoba může být zátěží). Při následném otáčení kotoučů se A1 dotkne kartáče X, který je spojen vodičem s kartáčem X1, a opět přijme náboj, tentokrát záporný, který je odpuzován záporně nabitým sektorem B2 (nachází se v tomto okamžiku naproti sektor na disku A, který je v kontaktu s kartáčem X1). Kladný náboj je tedy přenášen zprava doleva horní částí disku A a záporný náboj zleva doprava jeho spodní částí. Jednotka B funguje úplně stejně.

Historie

Elektroforový stroj vyvinul v roce 1865 německý experimentální fyzik August Toepler [2] . V roce 1865 další německý fyzik Wilhelm Holtz (Goltz) vynalezl svůj vůz [1] . Goltzův stroj ve srovnání s Toeplerovým strojem umožňoval získat velký potenciálový rozdíl a mohl být použit jako zdroj stejnosměrného elektrického proudu. Zároveň měl jednodušší konstrukci [3] . V letech 1880 až 1883 zdokonalil anglický vynálezce Wimshurst Elektroforové stroje, které se v současnosti používají pro demonstrace, jsou modifikacemi Wimshurstova stroje.

Technik M. N. Teplov sestrojil také upravený elektroforový stroj, jehož teorie a konstrukce byly publikovány v knize „Teorie a nový design elektroforových strojů inženýra-plukovníka M. N. Teplova“. v roce 1875

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 Elektrostatické stroje  // E - Elektrofon. - M .  : Sovětská encyklopedie , 1933, 1935. - Stb. 735-736. - ( Velká sovětská encyklopedie  : [v 66 svazcích]  / šéfredaktor O. Yu. Schmidt  ; 1926-1947, v. 63).
2. ↑ Dörfel, 2020 .
3. ↑ Goltzův elektroforový stroj [1]

Literatura

• Dörfel G., Weihreter E. Stroje na padesát procent — Krátká historie vlivových strojů a elementární teorie jejich účinnosti: Pokus  // Annalen der Physik  . - 2020. - S. 2000465. - doi : 10.1002/andp.202000465 .

Slovníky a encyklopedie	Velký sovět (1 ed.) Velký sovět (1 ed.) Brockhaus a Efron