Goltz sin elektroforetiske maskin

Den historiske perioden med den mest aktive eksperimentelle forskningen innen elektriske fenomener er assosiert med utseendet til den første elektrostatiske maskiner, hvis handling gjorde det mulig å oppnå elektrisk energi på grunn av utførelsen av mekanisk arbeid.

Mekanisk arbeid besto i rotasjon av visse deler av maskinen, der tiltrekningskreftene (motsatt) og frastøtende (med samme navn) elektriske ladninger, som var til stede på de elektrifiserte elementene i maskinen, ble overvunnet.

Eksperimenter med slike maskiner bidro til en bedre forståelse av datidens forskere av selve elektrisitetens natur og prinsippene for elektriske interaksjoner.

Opprettelse av den første elektrostatiske friksjonsmaskinen historikere tilskriver den tyske forskeren Otto von Gerike, som i 1650 skapte et slikt apparat for første gang. Det var en maskin hvis arbeid var basert på det da allerede kjente fenomenet elektrifisering av kropper gjennom friksjon. Friksjonsmaskiner har imidlertid en betydelig ulempe - deres drift krever påføring av store mekaniske krefter.

I motsetning til friksjonsmaskinene som ble opprettet senere elektroforiske (induksjons-) maskiner ble fratatt denne ulempen, siden de for å få elektrisk energi ikke trengte direkte kontakt av de elektrifiserte delene med induktoren (med delen som forårsaket elektrifiseringen).

Så den første elektroforiske maskinen, det vil si en elektrostatisk maskin som ikke krever gjensidig friksjon av delene for å oppnå elektrifisering, ble bygget i 1865 av en tysk fysiker August Tepler… Oppfinneren var av den oppfatning at det var elektroforetiske maskiner som ville muliggjøre effektiv produksjon av elektrisitet gjennom konvertering av mekanisk energi.

På den tiden en tysk fysiker Wilhelm Goltz (tysk Holtz), uavhengig av Toepler, designet en enklere og mer effektiv elektroforetisk maskin som produserte en stor potensialforskjell og til og med kunne tjene som en likestrømkilde for belysning. Goltz sine maskiner ble de første elektroforetiske maskinene som dukket opp i klasserommene til utdanningsinstitusjoner.

Hoveddeler av Goltz-maskinen — to glassplater og metallkammer designet for å fjerne ladningen. En av skivene er stasjonær og den andre kan rotere. Skivene er montert på en felles akse. I en av museumsutstillingene er den stasjonære skiven 100 cm i diameter, mens den roterende skiven er 94 cm.

Den stasjonære skiven hviler på en ebonittplate og støttes i vertikal stilling av ebonittsirkler på isolerende stativer. Vinduer er kuttet ut på den stasjonære disken, på baksiden av hvilken ufullstendige papirsektorer kalt rammer er limt.

Rammene ender i papirtunger, hvis fremre spisse kanter peker mot den bevegelige platen og er svakt buede.Skivene, rammene og tungene er belagt med gumilac (harpiksholdig substans).

Messingkammer er montert langs den horisontale diameteren til den bevegelige skiven, foran, på hver av sidene. Disse kammene er koblet til tilsvarende messingtråder, i endene av disse er ledende kuler, som passerer messingstenger, som ender i kuler på innsiden, med tre (isolerende) håndtak på utsiden. Pinner kan flyttes ved å flytte ballene fra hverandre eller nærmere.

Leyden-krukker (med indre plater) kan kobles til lederne hvis ytre plater er forbundet med hverandre med en ledning. To messingstolper foran på maskinen brukes til å koble ledninger; kulene kan lenes mot disse stolpene ved ganske enkelt å vippe ledningene.

Den fremre skiven er satt til å rotere ved hjelp av en beltedrift og et system av ruller koblet til et håndtak som eksperimentatoren aktiverer denne mekanismen med. Før du begynner å jobbe med maskinen, er det imidlertid nødvendig å elektrifisere papirsektorene (rammer) med motsatte ladninger (vi vil betegne dem som p + og p-).

Disse rammene, som er ladet, på grunn av fenomenet elektrostatisk induksjon, vil virke på den roterende skiven, og skiven vil i sin tur virke på kammene O og O'.

Når skiven roterer, vil rammen (i vindu F) med en ladning p + forårsake (indusere) en negativ ladning på baksiden av den roterende skiven m og en ladning med samme fortegn vil bli tiltrukket av ryggen O, igjen pga. til fenomenet elektrostatisk induksjon. En del av skiven m' vil motta en negativ ladning fra kam O, og selve kam O, sammen med sin leder C og kulen r, vil derfor være positivt ladet.

Så disken er elektrifisert negativt på begge sider (på steder m og m'), og ledningen på venstre side av bilen er positiv. Skiven fortsetter å rotere og nå deler av overflaten m og m 'når vinduet F' som ligger på den stasjonære skiven til høyre.

Påvirkningen av stativet med en negativ ladning p installert her forsterkes av overflaten m ', noe som betyr at en positiv ladning vil bli tiltrukket fra ryggen O' til skiven. Følgelig vil både ledningen C' og kulen r' være negativt ladet. Overflaten m mottar en positiv ladning som tiltrekkes av ryggen. Platen fortsetter å snurre og syklusen gjentas.

Elektrostatiske generatorer regnes som de eldste kildene til elektrisk spenning: Hvordan elektrostatiske generatorer fungerer og fungerer