Mašina za elektrofore radi kao kontinuirani izvor električne energije. Ovaj uređaj se često koristi kao pomoćni uređaj za demonstriranje različitih električnih pojava i efekata. Ali kakav je njegov dizajn i karakteristike?
Malo istorije pronalaska
Mašinu za elektrofore razvio je davne 1865. godine August Tepler, njemački fizičar. Zanimljivo, sasvim nezavisno, drugi eksperimentalni naučnik, Wilhelm Goltz, izmislio je sličan dizajn, ali još savršeniji, jer je njegov aparat omogućio dobijanje velikih potencijalnih razlika i mogao poslužiti kao izvor jednosmerne struje. Osim toga, Goltsev mašina je bila mnogo jednostavnija u dizajnu. Krajem devetnaestog vijeka, engleski eksperimentator u oblasti elektriciteta i mehanike, James Wimshurst, poboljšao je jedinicu. I do danas se njegova verzija (iako malo modernija) koristi za demonstriranje elektrodinamičkih eksperimenata zbog mogućnosti stvaranja ogromne razlikepotencijali između kolektora. Elektroforski aparat je poboljšan već četrdesetih godina dvadesetog veka od strane naučnika po imenu Ioffe, koji je razvio novu vrstu elektrostatičkih generatora za napajanje rendgenske mašine. Iako se Wimshurst mašina trenutno ne koristi za direktan zadatak proizvodnje električne energije, ona je istorijski eksponat koji ilustruje istoriju razvoja inženjerstva i naučnog i tehnološkog napretka.
Dizajn mašine za elektrofore
Ovaj aparat se sastoji od dva diska koji se rotiraju jedan prema drugom. Rad elektrofor mašine leži upravo u realizaciji takve dvostruke međusobne rotacije. Na diskovima se nalaze provodljivi segmenti izolovani jedan od drugog. Uz pomoć oblaganja strana oba diska formiraju se kondenzatori. Zbog toga se mašina za elektrofore ponekad naziva kondenzatorskom mašinom. Na diskovima se nalaze neutralizatori koji uz pomoć četkica preusmjeravaju naboje sa suprotnih elemenata diskova na tlo. Kolektori su lijevo i desno. Na njih stižu generisani signali koje uzimaju češljevi sa zadnjeg i prednjeg diska.
Koje su obale Leidena?
U mnogim slučajevima, naboji se akumuliraju na kondenzatorima. Zovu se Leiden banke. Nakon toga moguće je reproducirati mnogo jača pražnjenja i varnice. Unutarnje ploče svakog kondenzatora su odvojene povezane sa provodnicima. Četke koje dodirujusektori diskova su kombinovani sa unutrašnjom oblogom Leidenskih tegli. Cijela konstrukcija je trenutno montirana na plastične police. Zajedno sa Leyden teglama, dijelovi mašine su pričvršćeni na drveno postolje. S obzirom na jasnoću dizajna, elektroforni stroj vlastitim rukama može se napraviti prilično jednostavno. Čak i osoba koja nema specijalno tehničko obrazovanje može ga sastaviti i upravljati za svoje zadovoljstvo.
Šta je osnova mašine za elektrofore?
Koristeći zajednički napor oba diska - ovo je glavni princip u ovom uređaju. Efekat razlike potencijala, a zatim pražnjenja i varnica, postiže se pravilnim rasporedom sektora. Naravno, postoje razvoji koji koriste prazne diskove, ali ne daju sličnu efikasnost. Takvi dizajni se često koriste u malim obrazovnim ustanovama. Udaljenost između diskova takvog uređaja kao što je elektroforska mašina igra ključnu ulogu i ima značajan uticaj na postizanje potrebnog napona na kondenzatorima.
Koji je princip mašine?
Elektrofor mašina je pretrpela mnoge promene od svog pronalaska (a ovo je početak osamnaestog veka). Ali glavna ideja ostaje. Osnova dizajna mašine su diskovi sa zalijepljenim pločama (metalne trake). Primjenom određene mehaničke sile pomoću remenskog pogona, oni se mogu rotirati u različitim smjerovima, jedni prema drugima. Na naslovnoj strani jednedisk postaje pozitivno naelektrisan. Privući će sebi još jedan naboj (negativan). Pozitiv će proći kroz provodnik sa četkama (neutralizatorom), koji dodiruje suprotnu oblogu. Okrećući diskove, dobijamo naboje slične originalnim. Ali oni će već uticati na druge obloge. S obzirom na to da se diskovi okreću u suprotnim smjerovima, naelektrisanja teku do kolektora. U takvom demonstracijskom aparatu kao što je elektroforska mašina, princip rada temelji se upravo na ovom trenutku. Na četkicama oba diska, koje ne dodiruju njihovu površinu i nalaze se na rubovima, naelektrisanja u nekom trenutku postaju toliko velika da dolazi do kvara u zračnom prostoru i električna iskra klizi. Zbog toga se na kolektore mogu priključiti dodatni kondenzatori različitog kapaciteta, koji će dati veću ljepotu efektu pražnjenja.
