ელექტროფორის მანქანა მუშაობს როგორც ელექტრო ენერგიის უწყვეტი წყარო. ეს მოწყობილობა ხშირად გამოიყენება როგორც დამხმარე მოწყობილობა სხვადასხვა ელექტრული ფენომენებისა და ეფექტების დემონსტრირებისთვის. მაგრამ რა არის მისი დიზაინი და მახასიათებლები?
ცოტაოდენი გამოგონების ისტორია
ელექტროფორის მანქანა შეიქმნა ჯერ კიდევ 1865 წელს გერმანელი ფიზიკოსის, ავგუსტ ტეპლერის მიერ. საინტერესოა, რომ სრულიად დამოუკიდებლად, კიდევ ერთმა ექსპერიმენტულმა მეცნიერმა, ვილჰელმ გოლცმა, გამოიგონა მსგავსი დიზაინი, მაგრამ კიდევ უფრო სრულყოფილი, რადგან მისმა აპარატმა შესაძლებელი გახადა დიდი პოტენციური განსხვავებების მიღება და შეიძლება ემსახურებოდეს პირდაპირი დენის წყაროს. გარდა ამისა, გოლცევის მანქანა დიზაინით ბევრად უფრო მარტივი იყო. მეცხრამეტე საუკუნის ბოლოს, ელექტროენერგიის და მექანიკის დარგში ინგლისელმა ექსპერიმენტატორმა ჯეიმს ვიმშურსტმა გააუმჯობესა დანადგარი. და დღემდე, ეს არის მისი ვერსია (თუმცა ცოტა უფრო თანამედროვე), რომელიც გამოიყენება ელექტროდინამიკური ექსპერიმენტების დემონსტრირებისთვის, უზარმაზარი განსხვავების შექმნის შესაძლებლობის გამო.პოტენციალი კოლექციონერებს შორის. ელექტროფორის აპარატი გაუმჯობესდა უკვე მეოცე საუკუნის ორმოციან წლებში მეცნიერის მიერ, სახელად იოფის მიერ, რომელმაც შეიმუშავა ახალი ტიპის ელექტროსტატიკური გენერატორები რენტგენის აპარატის გასაძლიერებლად. მიუხედავად იმისა, რომ Wimshurst მანქანა ამჟამად არ გამოიყენება ელექტროენერგიის გამომუშავების პირდაპირი ამოცანისთვის, ეს არის ისტორიული ექსპონატი, რომელიც ასახავს ინჟინერიის განვითარების ისტორიას და სამეცნიერო და ტექნოლოგიურ პროგრესს.
ელექტროფორის აპარატის დიზაინი
ეს აპარატი შედგება ორი დისკისგან, რომლებიც ბრუნავს ერთმანეთისკენ. ელექტროფორის აპარატის მუშაობა მდგომარეობს ზუსტად ასეთი ორმაგი ორმხრივი ბრუნვის განხორციელებაში. დისკებზე არის ერთმანეთისგან იზოლირებული გამტარი სეგმენტები. ორივე დისკის გვერდის ზედაპირის დახმარებით წარმოიქმნება კონდენსატორები. ამიტომ ელექტროფორის მანქანას ზოგჯერ კონდენსატორის მანქანასაც უწოდებენ. დისკებზე არის ნეიტრალიზატორები, რომლებიც ფუნჯების დახმარებით დისკების მოპირდაპირე ელემენტებიდან მუხტებს მიწაზე გადააქვთ. კოლექციონერები მარცხნივ და მარჯვნივ არიან. სწორედ მათზე მოდის სავარცხლების მიერ მიღებული სიგნალები უკანა და წინა დისკებიდან.
რა არის ლეიდენის ნაპირები?
ხშირ შემთხვევაში, მუხტები გროვდება კონდენსატორებზე. მათ ლეიდენის ბანკებს უწოდებენ. ამის შემდეგ შესაძლებელია ბევრად უფრო ძლიერი გამონადენის და ნაპერწკლების გამრავლება. თითოეული კონდენსატორის შიდა ფირფიტები ცალკე უკავშირდება გამტარებს. ფუნჯები რომ შეხებადისკების სექტორები შერწყმულია ლეიდენის ქილების შიდა უგულებელყოფასთან. მთელი სტრუქტურა ამჟამად დამონტაჟებულია პლასტმასის თაროებზე. ლეიდენის ქილებთან ერთად აპარატის ნაწილები ფიქსირდება ხის სადგამზე. დიზაინის სიცხადიდან გამომდინარე, ელექტროფორის მანქანა საკუთარი ხელით შეიძლება გაკეთდეს საკმაოდ მარტივად. სპეციალური ტექნიკური განათლების არმქონე ადამიანსაც კი შეუძლია მისი აწყობა და ამუშავება საკუთარი სიამოვნებისთვის.
რას ეფუძნება ელექტროფორის მანქანა?
ორივე დისკის ერთობლივი ძალისხმევის გამოყენება - ეს არის ამ მოწყობილობის მთავარი პრინციპი. პოტენციური განსხვავების ეფექტი, შემდეგ კი გამონადენი და ნაპერწკალი, მიიღწევა სექტორების სწორი მოწყობით. რა თქმა უნდა, არის განვითარება, რომელიც იყენებს ცარიელ დისკებს, მაგრამ ისინი არ იძლევიან მსგავს ეფექტურობას. ასეთი დიზაინები ხშირად გამოიყენება მცირე საგანმანათლებლო დაწესებულებებში. ელექტროფორის აპარატის ისეთი მოწყობილობის დისკებს შორის მანძილი გადამწყვეტ როლს თამაშობს და მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს კონდენსატორებზე საჭირო ძაბვის მიღწევაზე.
რა არის აპარატის პრინციპი?
ელექტროფორის მანქანამ მრავალი ცვლილება განიცადა მისი გამოგონების შემდეგ (და ეს არის მეთვრამეტე საუკუნის დასაწყისი). მაგრამ მთავარი იდეა რჩება. აპარატის დიზაინის საფუძველია დისკები წებოვანი ფირფიტებით (ლითონის ზოლები). ქამრის ამძრავის გამოყენებით გარკვეული მექანიკური ძალის გამოყენებით, მათი ბრუნვა შესაძლებელია სხვადასხვა მიმართულებით, ერთმანეთის საპირისპიროდ. ერთის გარეკანზედისკი ხდება დადებითად დამუხტული. თავისკენ მოიზიდავს სხვა მუხტს (უარყოფითს). პოზიტივი გაივლის გამტარს ჯაგრისებით (ნეიტრალიზატორი), რომელიც ეხება საპირისპირო გარსს. დისკების მობრუნებისას ვიღებთ ორიგინალის მსგავს მუხტებს. მაგრამ ისინი უკვე გავლენას მოახდენენ სხვა ლაინერებზე. იმის გათვალისწინებით, რომ დისკები ბრუნავენ საპირისპირო მიმართულებით, მუხტები მიედინება კოლექტორებისკენ. ისეთ საჩვენებელ აპარატში, როგორიცაა ელექტროფორის მანქანა, მოქმედების პრინციპი ემყარება ზუსტად ამ მომენტს. ორივე დისკის ფუნჯებზე, რომლებიც არ ეხებიან მათ ზედაპირს და განლაგებულია კიდეებზე, მუხტები რაღაც მომენტში იმდენად დიდი ხდება, რომ ჰაერის სივრცეში ხდება ავარია და ელექტრული ნაპერწკალი სრიალებს. ამიტომ კოლექტორებზე შეიძლება დაერთოს სხვადასხვა სიმძლავრის დამატებითი კონდენსატორები, რაც უფრო დიდ სილამაზეს მისცემს გამონადენის ეფექტს.
