تعمل الآلة الكهربية كمصدر مستمر للطاقة الكهربائية. غالبًا ما يستخدم هذا الجهاز كجهاز مساعد لإظهار مختلف الظواهر والتأثيرات الكهربائية. ولكن ما هو تصميمه ومميزاته؟
قليلا من تاريخ الاختراع
تم تطوير آلة الكهربية مرة أخرى في عام 1865 بواسطة August Tepler ، الفيزيائي الألماني. من الغريب ، وبشكل مستقل تمامًا ، أن عالمًا تجريبيًا آخر ، فيلهلم جولتز ، اخترع تصميمًا مشابهًا ، ولكنه أكثر كمالًا ، حيث أن أجهزته جعلت من الممكن الحصول على اختلافات كبيرة محتملة ويمكن أن تكون بمثابة مصدر للتيار المباشر. بالإضافة إلى ذلك ، كان تصميم آلة Goltsev أبسط بكثير. في نهاية القرن التاسع عشر ، قام المجرب الإنجليزي في مجال الكهرباء والميكانيكا ، جيمس ويمشورست ، بتحسين الوحدة. وحتى يومنا هذا ، تُستخدم نسخته (وإن كانت أكثر حداثة) لإظهار التجارب الكهروديناميكية نظرًا للقدرة على إحداث فرق كبيرالإمكانات بين الجامعين. تم تحسين آلة الكهربية بالفعل في الأربعينيات من القرن العشرين من قبل عالم يُدعى Ioffe ، الذي طور نوعًا جديدًا من المولدات الكهروستاتيكية لتشغيل آلة الأشعة السينية. على الرغم من أن آلة Wimshurst لا تستخدم حاليًا للمهمة المباشرة لتوليد الطاقة الكهربائية ، إلا أنها معرض تاريخي يوضح تاريخ تطور الهندسة والتقدم العلمي والتكنولوجي.
تصميم آلة الكهربية
يتكون هذا الجهاز من قرصين يدوران باتجاه بعضهما البعض. يكمن عمل آلة التجويف الكهربائي على وجه التحديد في تنفيذ مثل هذا الدوران المزدوج المتبادل. توجد على الأقراص مقاطع موصلة معزولة عن بعضها البعض. بمساعدة واجهات جانبي كلا القرصين ، يتم تشكيل المكثفات. هذا هو السبب في أن آلة الكهربية تسمى أحيانًا آلة مكثف. توجد معادلات على الأقراص تعمل على تحويل الشحنات من العناصر المعاكسة للأقراص إلى الأرض بمساعدة الفرشاة. الجامعون على اليسار واليمين. عليهم أن تصل الإشارات التي تم إنشاؤها بواسطة الأمشاط من الأقراص الخلفية والأمامية.
ما هي ضفاف ليدن
في كثير من الحالات ، تتراكم الشحنات على المكثفات. يطلق عليهم بنوك ليدن. بعد ذلك ، من الممكن إنتاج تصريفات وشرر أقوى بكثير. تتصل الألواح الداخلية لكل مكثف بالموصلات بشكل منفصل. الفرش التي تلمسيتم دمج قطاعات الأقراص مع البطانة الداخلية لوعاء ليدن. الهيكل بأكمله مثبت حاليًا على رفوف بلاستيكية. جنبًا إلى جنب مع برطمانات Leyden ، يتم تثبيت أجزاء من الماكينة على حامل خشبي. نظرًا لوضوح التصميم ، يمكن صنع آلة كهربية بيديك بكل بساطة. حتى الشخص الذي ليس لديه تعليم تقني خاص يمكنه تجميعه وتشغيله من أجل متعته.
ما هو أساس آلة التجويف الكهربائي؟
استخدام الجهد المتبادل لكلا القرصين - هذا هو المبدأ الأساسي في هذا الجهاز. يتم تحقيق تأثير فرق الجهد ، ومن ثم التفريغ والشرر من خلال الترتيب الصحيح للقطاعات. بالطبع ، هناك تطورات تستخدم الأقراص الفارغة ، لكنها لا تعطي نفس الكفاءة. غالبًا ما تستخدم مثل هذه التصاميم في المؤسسات التعليمية الصغيرة. تلعب المسافة بين أقراص جهاز مثل آلة الكهربية دورًا مهمًا ولها تأثير كبير في تحقيق الجهد المطلوب على المكثفات.
ما هو مبدأ الآلة؟
خضعت آلة الكهربية للعديد من التغييرات منذ اختراعها (وهذه بداية القرن الثامن عشر). لكن الفكرة الرئيسية لا تزال قائمة. أساس تصميم الماكينة هو الأقراص ذات الألواح اللاصقة (شرائط معدنية). من خلال تطبيق قوة ميكانيكية معينة باستخدام محرك الحزام ، يمكن تدويرها في اتجاهات مختلفة ، عكس بعضها البعض. على غلاف واحديصبح القرص مشحونًا بشكل إيجابي. سوف يجذب شحنة أخرى (سالبة) لنفسه. سوف يمر الموجب عبر الموصل بفرشاة (محايد) يلامس البطانة المعاكسة. عند تشغيل الأقراص ، نحصل على رسوم مماثلة لتلك الأصلية. لكنها ستؤثر بالفعل على البطانات الأخرى. بالنظر إلى أن الأقراص تدور في اتجاهين متعاكسين ، فإن الشحنات تتدفق إلى المجمعات. في مثل هذا الجهاز التوضيحي كآلة كهربية ، يعتمد مبدأ التشغيل تحديدًا على هذه اللحظة. على الفرشاة في كلا القرصين ، والتي لا تلمس سطحها وتقع عند الحواف ، تصبح الشحنات في مرحلة ما ضخمة جدًا بحيث يحدث انهيار في الفضاء الجوي وتنزلق شرارة كهربائية. هذا هو السبب في أنه يمكن توصيل المكثفات الإضافية ذات السعات المختلفة بالمجمعات ، والتي ستعطي جمالًا أكبر لتأثير التفريغ.
