Elektroforni stroj radi kao kontinuirani izvor električne energije. Ovaj uređaj se često koristi kao pomoćni uređaj za demonstriranje različitih električnih pojava i učinaka. Ali kakav je njegov dizajn i značajke?
Malo povijesti izuma
Stroj za elektrofore razvio je davne 1865. godine August Tepler, njemački fizičar. Zanimljivo, sasvim neovisno, drugi eksperimentalni znanstvenik, Wilhelm Goltz, izumio je sličan dizajn, ali još savršeniji, budući da je njegov aparat omogućio dobivanje velikih razlika potencijala i mogao poslužiti kao izvor istosmjerne struje. Osim toga, stroj Goltsev bio je mnogo jednostavniji u dizajnu. Krajem devetnaestog stoljeća engleski eksperimentator u području elektrike 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 stroj je poboljšan već četrdesetih godina dvadesetog stoljeća od strane znanstvenika po imenu Ioffe, koji je razvio novu vrstu elektrostatičkih generatora za napajanje rendgenskog uređaja. Iako se Wimshurst stroj trenutno ne koristi za izravnu zadaću proizvodnje električne energije, to je povijesni eksponat koji ilustrira povijest razvoja inženjerstva i znanstveno-tehnološkog napretka.
Dizajn elektrofornog stroja
Ovaj aparat se sastoji od dva diska koji se okreću jedan prema drugome. Rad elektroforskog stroja leži upravo u provedbi takve dvostruke međusobne rotacije. Na diskovima se nalaze vodljivi segmenti izolirani jedan od drugog. Uz pomoć oblaganja strana oba diska formiraju se kondenzatori. Zato se elektroforni stroj ponekad naziva kondenzatorskim strojem. Na diskovima se nalaze neutralizatori koji uz pomoć četkica preusmjeravaju naboje s suprotnih elemenata diskova na tlo. Kolektori su s lijeve i desne strane. Na njih stižu generirani signali uzeti češljevi sa stražnjeg i prednjeg diska.
Koje su obale Leidena?
U mnogim slučajevima, naboji se nakupljaju na kondenzatorima. Zovu se Leidenske banke. Nakon toga moguće je reproducirati mnogo jače pražnjenja i iskre. Unutarnje ploče svakog kondenzatora odvojeno su spojene na vodiče. Četke koje dodirujusektori diskova kombinirani su s unutarnjom oblogom Leidenskih staklenki. Cijela konstrukcija trenutno je montirana na plastične police. Zajedno s Leyden staklenkama, dijelovi stroja pričvršćeni su na drveno postolje. S obzirom na jasnoću dizajna, elektroforni stroj vlastitim rukama može se napraviti prilično jednostavno. Čak i osoba koja nema posebno tehničko obrazovanje može ga sastaviti i upravljati njime za svoje zadovoljstvo.
Koja je osnova elektroforskog stroja?
Koristeći zajednički napor oba diska - to je glavni princip u ovom uređaju. Pravilnim rasporedom sektora postiže se učinak razlike potencijala, a zatim pražnjenja i iskri. Naravno, postoje razvoji koji koriste prazne diskove, ali ne daju sličnu učinkovitost. Takvi se dizajni često koriste u malim obrazovnim ustanovama. Udaljenost između diskova takvog uređaja kao što je elektroforski stroj igra presudnu ulogu i ima značajan utjecaj na postizanje potrebnog napona na kondenzatorima.
Koji je princip stroja?
Elektroforni stroj doživio je mnoge promjene od svog izuma (a to je početak osamnaestog stoljeća). Ali glavna ideja ostaje. Osnova dizajna stroja su diskovi s lijepljenim pločama (metalne trake). Primjenom određene mehaničke sile pomoću remenskog pogona, mogu se rotirati u različitim smjerovima, jedan nasuprot drugome. Na naslovnici jednedisk postaje pozitivno nabijen. Privući će drugi naboj (negativan) na sebe. Pozitiv će proći kroz vodič s četkama (neutralizatorom), koji dodiruje suprotnu oblogu. Okrećući diskove, dobivamo naboje slične originalnim. Ali oni će već utjecati na druge obloge. S obzirom da se diskovi okreću u suprotnim smjerovima, naboji teku u kolektore. U takvom demonstracijskom aparatu kao što je elektroforski stroj, princip rada temelji se upravo na ovom trenutku. Na četkicama oba diska, koje ne dodiruju njihovu površinu i nalaze se na rubovima, naboji u nekom trenutku postaju toliko ogromni da u zračnom prostoru dolazi do kvara i klizi električna iskra. Zato se na kolektore mogu pričvrstiti dodatni kondenzatori različitog kapaciteta koji će dati veću ljepotu efektu pražnjenja.
