Электрофо?рная маши?на
, генератор Уимсхёрста
[2]
?
электростатический генератор
, то есть электрическая машина для генерирования высокого постоянного напряжения, разработанная между 1880 и 1883 британским изобретателем
Джеймсом Уимсхёрстом
(1832?1903). Использует явление
электростатической индукции
, при этом на полюсах машины (
лейденских банках
) накапливаются электрические заряды, разность потенциалов на разрядниках достигает нескольких сотен тысяч
вольт
. Работает с помощью механической энергии.
20-дисковая машина, построенная Виллардом и Абрагамом в 1911 году, при скорости вращения 1200?1400 мин
?1
давала напряжение до 320 тыс. В и искры длиной до 60 см
[1]
.
Машина состоит из двух и более соосных дисков (А и В) из изолирующего материала, на которые нанесены проводящие секторы (см. схему). Диски приводятся во встречное вращение с равной угловой скоростью. Предположим, что сектор A1 вначале несёт небольшой избыточный положительный заряд, а сектор B1 ? отрицательный. Когда A1 движется влево, а B1 ? вправо, их потенциалы растут за счёт работы, выполняемой против силы их электростатического притяжения.
Когда A1 достигает положения напротив сектора B2 пластины B, который в этот момент контактирует со щёткой Y, он будет под высоким положительным потенциалом и, таким образом, вызовет разделение заряда в проводнике, соединяющем Y и Y1, перенеся отрицательный заряд на B2 и положительный заряд на удалённый сектор, которого в этот момент касается щётка Y1.
Двигаясь дальше, A1 касается щётки Z и частично разряжается во внешнюю цепь (нагрузкой может быть, например, лейденская банка). При последующем вращении дисков, А1 касается щётки X, которая связана проводником со щёткой X1, и снова получает заряд, на этот раз отрицательный, который отталкивается отрицательно заряженным сектором B2 (находящимся в этот момент напротив сектора на диске А, контактирующего со щёткой X1). Таким образом, положительный заряд переносится справа налево верхней частью диска А, а отрицательный слева направо его нижней частью. Совершенно аналогично работает и диск B.
Электрофорная машина была разработана в 1865 году немецким физиком-экспериментатором
Августом Тёплером
[3]
. В 1865 году свою машину изобрёл другой немецкий физик
Вильгельм Хольц
(Гольц)
[1]
. Машина Гольца по сравнению с машиной Тёплера позволяла получать большую разность потенциалов и могла использоваться в качестве источника постоянного электрического тока. В то же время она имела более простую конструкцию
[4]
. Между
1880
и
1883 годами
её усовершенствовал английский изобретатель
Джеймс Уимсхёрст
. Используемые в настоящее время для демонстраций электрофорные машины представляют собой модификации машины Уимсхёрста.
Модифицированная электрофорная машина была построена также инженером Тепловым М. Н. Теория и конструкция были опубликованы в книге ≪Теория и новая конструкция электрофорных машин инженер-полковника М. Н. Теплова.≫ в 1875 г.
- Dorfel G., Weihreter E.
The Fifty Percent Machines ? A Short History of Influence Machines and an Elementary Theory of Their Efficiency: An Attempt
(англ.)
//
Annalen der Physik
. ? 2020. ? P. 2000465. ?
doi
:
10.1002/andp.202000465
.
Ссылки на внешние ресурсы
|
---|
| |
---|