Электрофорная машына - прынцып працы. Як зрабіць электрофорную машыну сваімі рукамі

Электрофорная машына працуе як бесперапынны крыніца электрычнай энергіі. Гэты прыбор выкарыстоўваюць часцяком як дапаможны для дэманстрацый розных электрычных з'яў і эфектаў. Але якая яго канструкцыя і асаблівасці?

Трохі з гісторыі вынаходкі

Электрофорная машына распрацавана ў далёкім тысяча восемсот шэсцьдзесят пятым годзе Аўгустам Теплером, нямецкім фізікам. Што цікава, зусім незалежна іншы навуковец-эксперыментатар Вільгельм Гольц вынайшаў падобную канструкцыю, але нават больш дасканалую, бо яго апарат дазваляў атрымаць вялікія значэння рознасцяў патэнцыялаў і мог служыць крыніцай пастаяннага току. Да таго ж гольцевская машына была нашмат больш просты ў канструкцыі. У канцы дзевятнаццатага стагоддзя англійская эксперыментатар у галіне электрычнасці і механікі Джэймс Вимшурст ўдасканаліў агрэгат. І па сённяшні дзень менавіта яго варыянт (хай і крыху больш за сучасны) выкарыстоўваецца для дэманстрацый электрадынамічных досведаў дзякуючы здольнасці ствараць велізарную рознасць патэнцыялаў паміж калектарамі. Электрофорная машына была палепшаная ўжо ў саракавых гадах дваццатага стагоддзя навукоўцам па прозвішчы Іофе, які распрацаваў новы тып электрастатычных генератараў для ажыццяўлення харчавання рэнтгенаўскай ўстаноўкі. Хоць машыну Вимшурста цяпер не выкарыстоўваюць для непасрэднай задачы здабычы электрычнай энергіі, яна з'яўляецца гістарычным экспанатам, які ілюструе гісторыю развіцця інжынернай думкі і навукова-тэхнічнага прагрэсу.

Канструкцыя электрофорной машыны

Гэты апарат складаецца з двух дыскаў, якія круцяцца насустрач адзін аднаму. Праца электрофорной машыны як раз і складаецца ў ажыццяўленні такога падвойнага ўзаемнага кручэння. На дысках размешчаны токаправодныя ізаляваныя адзін ад аднаго сегменты. З дапамогай абкладак бакоў абодвух дыскаў ўтвараюцца кандэнсатары. Менавіта таму электрофорная машына часам завецца кандэнсатарнай. На дысках размешчаны нейтралізатары, якія адводзяць зарады ад процілеглых элементаў дыскаў на зямлю з дапамогай шчотак. Калектары знаходзяцца злева і справа. Менавіта на іх паступаюць знятыя грабянцамі з задняга і пярэдняга дыскаў генерыруюцца сігналы.

Што такое банкі Лейдена?

У многіх выпадках зарады назапашваюцца на кандэнсатарах. Іх называюць банкамі Лейдена. Пасля гэтага магчыма перадача нашмат больш моцных разрадаў і іскраў. Унутраныя абкладкі кожнага кандэнсатара злучаюцца з кандуктараў паасобку. Шчоткі, якія тычацца сектараў дыскаў, аб'яднаны з ўнутранымі абкладкамі слоікаў Лейдена. Уся канструкцыя на сённяшні дзень мантуецца на пластмасавых стойках. Разам з лейденовскими банкамі часткі машыны замацоўваюцца на падстаўцы з дрэва. Улічваючы нагляднасць канструкцыі, электрофорная машына сваімі рукамі можа быць зроблена досыць проста. Нават чалавек, які не мае спецыяльнага тэхнічнага адукацыі, можа яе сабраць і эксплуатаваць у сваё задавальненне.

На чым заснавана праца электрофорной машыны?

Выкарыстанне ўзаемнага намаганні абодвух дыскаў - менавіта гэты прынцып з'яўляецца асноўным у дадзеным прыладзе. Эфект ўзнікнення рознасці патэнцыялаў, а затым разрадаў і іскраў дасягаецца правільным размяшчэннем сектараў. Вядома, існуюць распрацоўкі, якія выкарыстоўваюць і чыстыя дыскі, але падобны каэфіцыент карыснага дзеяння яны не выдаюць. Такія канструкцыі часта ўжываюцца ў невялікіх навучальных установах. Адлегласць паміж дыскамі ў такога прыбора, як электрофорная машына, гуляе найважную ролю і аказвае істотны ўплыў на дасягненне неабходнага напружання на кандэнсатарах.

Які прынцып працы апарата?

Электрофорная машына з моманту яе вынаходкі (а гэта пачатак васемнаццатага стагоддзя) перажыла шмат змен. Але асноўная ідэя засталася. Асновай канструкцыі машыны з'яўляюцца дыскі з налепленымі абкладкамі (металічнымі палосамі). Прыклаўшы пэўную механічную сілу з дапамогай раменнай перадачы, іх можна круціць ў розныя бакі, супрацьлеглыя адзін аднаму. На абкладцы аднаго дыска ўзнікае станоўчы зарад. Ён прыцягне да сябе іншы зарад (адмоўны). Станоўчы сыдзе праз правадыр са шчоткамі (нейтралізатар), які тычыцца процілеглага абкладкі. Паварочваючы дыскі, атрымліваем зарады, аналагічныя зыходным. Але яны ўжо будуць уплываць на іншыя абкладкі. Улічваючы тое, што дыскі круцяцца ў супрацьлеглыя бакі, зарады сцякаюцца да калектарам. У такога дэманстрацыйнага апарата, як электрофорная машына, прынцып працы заснаваны менавіта на гэтым моманце. На шчотках абодвух дыскаў, якія не тычацца іх паверхні і знаходзяцца па краях, зарады ў нейкі момант становяцца настолькі вялізнымі, што ў паветранай прасторы ўзнікае пробай, і праскоквае электрычная іскра. Менавіта таму да калектарам можна далучаць дадатковыя кандэнсатары розных ёмістасцяў, што надасць вялікую прыгажосць эфекту ўзнікнення разраду.