Электрофор машинасы үздіксіз электр энергиясының көзі ретінде жұмыс істейді. Бұл құрылғы көбінесе әртүрлі электрлік құбылыстар мен әсерлерді көрсету үшін көмекші құрылғы ретінде қолданылады. Бірақ оның дизайны мен мүмкіндіктері қандай?
Өнертабыс тарихының біразы
Электрофор машинасын сонау 1865 жылы неміс физигі Август Теплер жасаған. Бір қызығы, басқа эксперименттік ғалым Вильгельм Гольц ұқсас дизайнды ойлап тапты, бірақ одан да керемет, өйткені оның аппараты үлкен потенциалдық айырмашылықтарды алуға мүмкіндік берді және тұрақты ток көзі ретінде қызмет ете алады. Сонымен қатар, Гольцев машинасы дизайнда әлдеқайда қарапайым болды. ХІХ ғасырдың аяғында электр және механика саласындағы ағылшын экспериментаторы Джеймс Уимшурст қондырғыны жетілдірді. Бүгінгі күнге дейін оның нұсқасы (аздап заманауи болса да) үлкен айырмашылықты жасау қабілетіне байланысты электродинамикалық эксперименттерді көрсету үшін қолданылады.коллекторлар арасындағы потенциалдар. Электрофор машинасын ХХ ғасырдың қырқыншы жылдары Иоффе деген ғалым жетілдірді, ол рентген аппаратын қуаттандыру үшін электростатикалық генераторлардың жаңа түрін жасады. Wimshurst машинасы қазіргі уақытта электр энергиясын өндірудің тікелей міндеті үшін пайдаланылмаса да, бұл инженерия мен ғылыми-техникалық прогрестің даму тарихын көрсететін тарихи экспонат.
Электрофор машинасының дизайны
Бұл құрылғы бір-біріне қарай айналатын екі дискіден тұрады. Электрофор машинасының жұмысы дәл осындай қос өзара айналуды жүзеге асыруда жатыр. Дискілерде бір-бірінен оқшауланған өткізгіш сегменттер бар. Екі дискінің бүйірлерінің беткейлерінің көмегімен конденсаторлар қалыптасады. Сондықтан электрофор машинасын кейде конденсаторлы машина деп те атайды. Дискілерде щеткалардың көмегімен зарядтарды дискілердің қарама-қарсы элементтерінен жерге бағыттайтын бейтараптандырғыштар бар. Коллекторлар сол және оң жақта. Дәл соларға артқы және алдыңғы дискілерден тарақпен қабылданған сигналдар келеді.
Лейденнің жағалары қандай?
Көп жағдайда конденсаторларда зарядтар жиналады. Олар Лейден банктері деп аталады. Осыдан кейін әлдеқайда күшті разрядтар мен ұшқындарды шығаруға болады. Әрбір конденсатордың ішкі тақталары өткізгіштерге бөлек қосылады. Қол тигізетін щеткалардискілердің секторлары Лейден банкаларының ішкі төсемімен біріктірілген. Қазіргі уақытта бүкіл құрылым пластик сөрелерге орнатылған. Лейден құмыраларымен бірге машинаның бөліктері ағаш тірекке бекітіледі. Дизайндың анықтығын ескере отырып, өз қолыңызбен электрофор машинасын өте қарапайым жасауға болады. Арнайы техникалық білімі жоқ адам да оны өз еркімен құрастырып, басқара алады.
Электрофор машинасының негізі неде?
Екі дискінің өзара әрекетін пайдалану - бұл құрылғыдағы негізгі принцип. Потенциалдық айырмашылықтың, содан кейін разрядтар мен ұшқындардың әсері секторларды дұрыс орналастыру арқылы қол жеткізіледі. Әрине, бос дискілерді пайдаланатын әзірлемелер бар, бірақ олар ұқсас тиімділікті бермейді. Мұндай дизайн шағын оқу орындарында жиі қолданылады. Электрофор машинасы сияқты құрылғының дискілері арасындағы қашықтық шешуші рөл атқарады және конденсаторлардағы қажетті кернеуге жетуге айтарлықтай әсер етеді.
Машинаның жұмыс істеу принципі қандай?
Электрофор машинасы ойлап табылғалы бері көптеген өзгерістерге ұшырады (және бұл XVIII ғасырдың басы). Бірақ негізгі идея қалады. Машина конструкциясының негізі желімделген пластиналары (металл жолақтар) бар дискілер болып табылады. Белдік жетегі арқылы белгілі бір механикалық күшті қолдану арқылы оларды бір-біріне қарама-қарсы әртүрлі бағытта бұруға болады. Біреуінің мұқабасындадиск оң зарядталады. Ол өзіне басқа зарядты (теріс) тартады. Позитивті щеткалармен (нейтрализатор) өткізгіш арқылы өтеді, ол қарама-қарсы төсемге тиеді. Дискілерді айналдыра отырып, біз бастапқыға ұқсас зарядтарды аламыз. Бірақ олар қазірдің өзінде басқа төсемдерге әсер етеді. Дискілердің қарама-қарсы бағытта айналатынын ескерсек, зарядтар коллекторларға түседі. Электрофор машинасы сияқты демонстрациялық аппаратта жұмыс принципі дәл осы сәтке негізделген. Екі дискінің де олардың бетіне тимейтін және шеттерінде орналасқан щеткаларында зарядтар бір сәтте үлкен болып, ауа кеңістігінде бұзылып, электр ұшқыны сырғып кетеді. Сондықтан коллекторларға әртүрлі сыйымдылықтағы қосымша конденсаторларды қосуға болады, бұл разряд әсеріне үлкен сұлулық береді.
