Goltz' elektroforetiske maskine

Den historiske periode for den mest aktive eksperimentelle forskning inden for elektriske fænomener er forbundet med udseendet af den første elektrostatiske maskiner, hvis handling gjorde det muligt at opnå elektrisk energi på grund af udførelsen af ​​mekanisk arbejde.

Mekanisk arbejde bestod i rotationen af ​​visse dele af maskinen, hvor de tiltrækningskræfter (modsat) og frastødning (af samme navn) elektriske ladninger, som var til stede på maskinens elektrificerede elementer, blev overvundet.

Eksperimenter med sådanne maskiner bidrog til en bedre forståelse af datidens forskere af selve elektricitetens natur og principperne for elektriske interaktioner.

Oprettelse af den første elektrostatiske friktionsmaskine historikere tilskriver den tyske videnskabsmand Otto von Gerike, der i 1650 for første gang skabte et sådant apparat. Det var en maskine, hvis arbejde var baseret på det dengang allerede kendte fænomen med elektrificering af kroppe gennem friktion. Friktionsmaskiner har imidlertid en betydelig ulempe - deres drift kræver anvendelse af store mekaniske kræfter.

I modsætning til friktionsmaskinerne skabt senere elektroforiske (induktions-) maskiner blev frataget denne ulempe, da de for at opnå elektrisk energi ikke behøvede direkte kontakt mellem de elektrificerede dele og induktoren (med den del, der forårsagede elektrificeringen).

Så den første elektroforiske maskine, det vil sige en elektrostatisk maskine, der ikke kræver gensidig friktion af dens dele for at opnå elektrificering, blev bygget i 1865 af en tysk fysiker August Tepler… Opfinderen var af den opfattelse, at det var elektroforetiske maskiner, der ville muliggøre effektiv produktion af elektricitet gennem omdannelse af mekanisk energi.

Dengang en tysk fysiker Wilhelm Goltz (tysk Holtz), uafhængigt af Toepler, designet en enklere og mere effektiv elektroforetisk maskine, der producerede en stor potentialforskel og endda kunne tjene som jævnstrømskilde til belysning. Goltz' maskiner blev de første elektroforetiske maskiner, der dukkede op i undervisningsinstitutioners klasseværelser.

Hoveddele af Goltz-maskinen — to glasskiver og metalkamme designet til at fjerne ladningen. En af skiverne er stationær, og den anden kan rotere. Skiverne er monteret på en fælles akse. I en af ​​museets udstillinger er den stationære skive 100 cm i diameter, mens den roterende skive er 94 cm.

Den stationære skive hviler på en ebonitplade og understøttes i lodret stilling af ebonitcirkler på isolerende stativer. Vinduer er skåret ud på den stationære skive, på bagsiden af ​​hvilken ufuldstændige papirsektorer kaldet rammer er limet.

Indfatningerne ender i papirtunger, hvis forreste spidse kanter peger mod den bevægelige skive og er let buede.Skiverne, stel og tunger er belagt med gumilac (harpiksholdigt stof).

Messing kamme er monteret langs den vandrette diameter af den bevægelige skive, foran, på hver af dens sider. Disse kamme er forbundet med tilsvarende messingtråde, i hvis ender er ledende kugler, gennem hvilke der går messingstænger, der ender i kugler på indersiden, med træ (isolerende) håndtag på ydersiden. Pinde kan flyttes ved at flytte kuglerne fra hinanden eller tættere på.

Leyden-krukker (med indvendige plader) kan forbindes til lederne, hvis ydre plader er forbundet med hinanden med en ledning. To messingstolper foran på maskinen bruges til at forbinde ledninger; kuglerne kan lænes mod disse stolper ved blot at vippe ledningerne.

Den forreste skive er indstillet til at rotere ved hjælp af et remdrev og et system af ruller forbundet med et håndtag, med hvilket forsøgslederen aktiverer denne mekanisme. Men før du begynder at arbejde med maskinen, er det nødvendigt at elektrificere papirsektorerne (rammer) med modsatte ladninger (vi vil betegne dem som p + og p-).

Disse rammer, som er opladet på grund af fænomenet elektrostatisk induktion, vil virke på den roterende skive, og skiven vil igen virke på kammene O og O'.

Når skiven roterer, vil rammen (i vindue F) med en ladning p + forårsage (inducere) en negativ ladning på bagsiden af ​​den roterende skive m og en ladning med samme fortegn vil blive tiltrukket af højderyggen O, igen pga. til fænomenet elektrostatisk induktion. En del af skiven m' vil modtage en negativ ladning fra kam O, og selve kam O vil sammen med sin leder C og kuglen r derfor være positivt ladet.

Så disken er elektrificeret negativt på begge sider (på steder m og m'), og ledningen på venstre side af bilen er positiv. Skiven fortsætter med at rotere og nu 'når dele af dens overflade m og m vinduet F' placeret på den stationære skive til højre.

Påvirkningen af ​​stativet med en negativ ladning p installeret her forstærkes af overfladen m ', hvilket betyder, at en positiv ladning vil blive tiltrukket fra højderyggen O' til skiven. Følgelig vil både ledningen C' og kuglen r' være negativt ladet. Overfladen m modtager en positiv ladning tiltrukket af højderyggen. Skiven fortsætter med at dreje, og cyklussen gentages.

Elektrostatiske generatorer betragtes som de ældste kilder til elektrisk spænding: Hvordan elektrostatiske generatorer fungerer og fungerer