Maszyna elektrostatyczna

Maszyna elektrostatyczna jest to urządzenie służące do wytwarzania i gromadzenia ładunków elektrycznych (na jednej elektrodzie dodatnich, a na drugiej ujemnych).

Pierwszą maszynę elektrostatyczną skonstruował w roku 1663 Otto von Guericke .

Maszyna elektrostatyczna odgrywa zasadniczą rolę w fabule opery Wojciecha Bogusławskiego Krakowiacy i Górale .

Historia

Pierwszą maszynę produkującą elektryczność zbudowano w XVII wieku. Około 1663 roku, Niemiec Otto von Guericke, zbudował urządzenie, w którym kładąc dłoń na dużej, obracającej się kuli wykonanej z siarki powodował jej ładowanie się przez tarcie. Do początku XIX wieku zbudowano wiele podobnych maszyn – niektóre z nich służyły również do rozrywki jak ta, którą można nazwać elektryzującym pocałunkiem. Maszynę znaną obecnie skonstruował James Wimshurst, jest ona obecnie głównie urządzeniem dydaktycznym i historycznym do wytwarzania wysokiego napięcia w pokazach z elektrostatyki i przepływu prądu elektrycznego w gazach.

Budowa

Maszyna elektrostatyczna składa się z dwóch tarcz izolacyjnych, które za pomocą korbki i odpowiedniej przekładni obracamy w przeciwnych kierunkach. Na zewnętrznej stronie tarczy są nałożone aluminiowe segmenty. Na osi obrotu tarcz z obu stron są umocowane metalowe pręty, zaopatrzone na końcach w metalowe szczotki, które dotykają segmentów aluminiowych. Na wysokości poziomej średnicy tarcz są umocowane zgięte pręty, opatrzone ostrzami (tzw. "grzebieniami"), które są zwrócone do obu tarcz, ale nie dotykają ich. Ostrza te zbierają ładunki, które są doprowadzone do iskiernika. Iskiernik stanowią dwie kulki na prętach metalowych opatrzonych ebonitowymi uchwytami. Kulki iskiernika są połączone z dwiema wewnętrznymi okładkami butelki lejdejskiej . Okładki zewnętrzne tych butelek są połączone prętem poziomym. Podczas obracania tarczy powstają ładunki, które są zbierane przez grzebienie i między iskiernikami powstaje duża różnica potencjałów, co powoduje przeskok iskry. Jeden z rodzajów maszyny elektrostatycznej wynaleziony w 1883 roku przez Jamesa Wimshursta jest używany jeszcze dziś podczas demonstracji laboratoryjnych do wytwarzania napięć rzędu 50000 V i więcej.

Maszyną indukcyjną o dużym znaczeniu praktycznym jest generator zbudowany w 1931 roku – przez Van de Graaffa. Ruchomy pas wykonany z materiału izolującego przenosi ładunki do metalowej sfery, napięcie na której osiąga w końcu wartość paru milionów woltów. Generatorów takich używa się do testowania izolatorów i innego sprzętu, który powinien wytrzymać wysokie napięcia. Wykorzystuje się je również w badaniach nad cząstkami elementarnymi, używając tak wysokich napięć do rozpędzania naładowanych cząstek do ogromnych prędkości.

Maszyny indukcyjne mogą wytwarzać bardzo duże napięcia , jednakże zupełnie nie nadają się do ciągłego dostarczania dużych prądów. Dopiero ogniwo Volty , skonstruowane w latach 90. XVIII wieku przez Włocha Alessandro Volta , nadawało się do tego celu.

Zobacz też

• generator kroplowy Kelvina

Linki zewnętrzne

• NoweEnergie.org – Budowa i opis działania maszyny elektrostatycznej.