مولد Wimshurst أو آلة electrophore عبارة عن جهاز تحريض كهروستاتيكي مصمم كمصدر مستمر للطاقة الكهربائية. في القرن الحادي والعشرين ، يتم استخدامه كأسلوب مساعد لإظهار التجارب الفيزيائية المتعلقة بالتأثيرات والظواهر الكهربائية المختلفة.
محتوى
قليلا من تاريخ الاختراع
في عام 1865 ، طور الفيزيائي الألماني ، أوغست تبلر ، الرسومات النهائية لآلة الكهربية. في الوقت نفسه ، قام العالم الألماني فيلهلم هولز بالاكتشاف المستقل الثاني لمثل هذه الوحدة. كان الاختلاف الرئيسي للجهاز هو القدرة على الحصول على قدر أكبر من القوة وفرق الجهد. يعتبر هولتز مبتكر مصدر تيار كهربائي مباشر.
تم تحسين التصميم الأولي البسيط للآلة الكهربية في عام 1883 بواسطة جيمس ويمشورست من إنجلترا.يتم استخدام تعديله في جميع المختبرات الفيزيائية من أجل عرض مرئي للتجارب.
تصميم آلة اليكتروفور
قرصان متحدان المحور يدوران ضد بعضهما البعض ، بينما يحملان أبسط المكثفات من قطاعات الألومنيوم. بسبب العمليات العشوائية ، في اللحظة الأولية ، يتم تشكيل شحنة على موقع أحد المقاطع. هذه الظاهرة ناتجة عن عملية الاحتكاك مع الهواء. نظرًا لتماثل التصميم ، من المستحيل التنبؤ مسبقًا بالعلامة النهائية.
يستخدم التصميم عبوتين من Leyden. إنهم ينشئون نظامًا واحدًا من المكثفات المتصلة بالسلسلة. هذا له تأثير مضاعفة متطلبات جهد التشغيل في كل خزان. من الضروري تحديد نفس التصنيفات ، وهذا هو المفتاح لتوزيع موحد لجهد التشغيل.
تم تصميم المعادلات الحثية لتخفيف الجهد. يشبه الهيكل بأكمله مشطًا معدنيًا يحوم على مسافة ما فوق القرص. يصل كلا القرصين مع علامات مكافئة للسطح الخارجي إلى نقطة إزالة الشحن. يتم إقران المحايدة. بعد التفريغ ، يتم تقليل شحن الأجزاء بشكل كبير. في التصميمات الإضافية ، تتلامس الفرشاة بسهولة مع حافة القرص.
يقوم المشغل ، باستخدام قوة المحرك الكهربائي أو يده ، بجمع العناصر البغيضة للنظام معًا بالقوة. التهم التي تتفاعل مع بعضها البعض تحاول الاستقرار قدر الإمكان. تساهم العملية في زيادة حادة في كثافة شحنة السطح في جميع نقاط الإزالة.
يتم جمع الكهرباء في برطمانات Leiden من قمم المعادلات. هناك ارتفاع سريع في الجهد.تساعد فجوة الشرارة المتصلة بقطبين كهربائيين على تجنب فشل النظام. من الممكن الحصول على قوس ذي قوة مختلفة عن طريق تعديل المسافة بينهما. هناك علاقة: كلما كانت شدة المجال بين فجوات الشرارة أقوى ، كلما كان التأثير أكثر ضجيجًا مع عملية إفراغ برطمانات Leiden.
تظل المقاطع فارغة بعد نقطة إزالة الشحن. يتم تثبيت المعادلات النهائية أو المعادلات المحتملة أو المعادلات وفقًا لمبدأ التشغيل. كل جانب من جوانب القرص قد أعطى بالفعل تهمة لفرش مختلفة. في لحظة المرور عبر نقطة الالتقاط وبعدها ، تختلف علامات الشحنة المتبقية.
تساهم قطعة من الأسلاك النحاسية السميكة بفرشاة من أنحف الأسلاك تحوم على ارتفاع منخفض أو أجزاء فرك في إغلاق هذه الأضداد. النتيجة - الشحنات على كلا الجزأين تساوي الصفر ، يتم تحويل كل الطاقة وفقًا لقانون Joule-Lenz إلى حرارة متولدة على قلب النحاس السميك.
ما هي بنوك ليدن
كان أول مكثف كهربائي ابتكره العالم الهولندي بيتر فان موشنبروك عبارة عن جرة ليدن. المكثف المبتكر له شكل أسطوانة ذات رقبة عريضة أو متوسطة بأقطار مختلفة. جرة ليدن مصنوعة من الزجاج. يتم لصقها من الداخل والخارج بصفيحة خاصة. المنتج مغطى بغطاء خشبي. تتمثل الوظيفة الرئيسية للاختراع في تراكم الشحنات الكبيرة وتخزينها.
تم تحفيز إنشاء مثل هذا البنك من خلال دراسة واسعة للكهرباء ، والسرعة العامة لتوزيعها ، فضلاً عن خصائص التوصيل الكهربائي للمواد المختلفة. بفضلها ، كان من الممكن لأول مرة إنتاج شرارة كهربائية بشكل مصطنع.الآن يتم استخدام علب Leiden فقط كجزء لا يتجزأ من الآلات الكهربية.
ما هو مبدأ عمل الجهاز الكهربائي
من قوة المشغل ، يتم أخذ الطاقة لتغيير العلامات. بالفعل بين المعادلات والفرش ، تتحرك الأقراص بنفور متبادل تجاه بعضها البعض. يلعب عدد الثورات في الدقيقة دورًا. زيادة كثافة الشحن. تدفع أقوى شحنة للأقراص المقابلة البقايا عبر أطوال الأسلاك النحاسية. من هذا يتبع الطاقة الكافية لتغيير العلامة.
عن طريق زيادة كثافة السطح ، تتم إزالة الشحنة من الجهاز. عند نقطة واحدة ، يتم تكوين احتياطيات الطاقة في بنك ليدن ، وهناك مكان آخر يعمل على تغيير العلامة. المعادلات الحثية ليس لها اختلافات عمليا. كلاهما يؤدي وظيفة مشتركة لتحييد الطاقة. المخطط العام:
- يوجد نوعان من المكثفات في التصميم: بنوك ليدن حيث تتراكم الشحنة ، ومجموعة من كلا القرصين مع عازل وبطانة من الألومنيوم.
- هناك نوعان من المعادلات التي تقلل من شحنة شرائح الألومنيوم. يستخدم الأول لتغيير العلامة أو الاستقطاب ، والثاني يستخدم لشحن جرة Leyden.
كل الطاقة لا تأتي من احتكاك الألمنيوم والنحاس أو كهربة الهواء. يتم إنشاؤه عن طريق ملء المكثفات بالقوة بقوة التواء القرص. يتم تنفيذ جميع العمليات بسبب الزيادة الحادة في كثافة شحنة السطح عند نقاط الإزالة.
تطبيق آلة اليكتروفور
من السبعينيات. لا يتم استخدام آلة Wimshurst للإنتاج المباشر للطاقة الكهربائية.اليوم هو بمثابة معرض تاريخي يوضح تاريخ ظهور وتطور التقدم العلمي والتكنولوجي والهندسة. يوضح العرض المختبري ، الذي يتم من أجله إنشاء آلة كهربية ، مختلف الظواهر والتأثيرات للكهرباء.
من المقبول استخدام معادلات الحث ، وإزالة الشحنات من المواد العازلة السائلة ، مثل الزيت. من الخطورة حدوث شرارة في الهواء في أي عملية إنتاج ، فقد تؤدي إلى عواقب وخيمة ودخان وحتى انفجار.
يرتبط تاريخ الاكتشافات والبحوث في مجال الكهرباء ارتباطًا وثيقًا باستخدام الهياكل والأجهزة المختلفة للحصول على الشحنات الكهربائية. لعبت آلة الكهربية دورها في البحث العلمي ، والذي يعتمد عمله على إثارة الكهرباء بسبب الحث.
مقالات مماثلة:
