Elektwostatik jeneratè: Istwa elektrisite estatik

Machin dèlko Electrostatic soti nan Wimshurst. Istwa dèlko elektwostatik

Istwa syans ak teknoloji se yon evolisyon konstan dekouvèt ak amelyorasyon. Yon bon egzanp sa a se machin elektwostatik oswa dèlko. Nan redaksyon kout sa a nou pral wè istwa elektrisite kwonolojik dekouvèt ki gen rapò ak elektwostatik ak aplikasyon teknik yo, espesyalman nan fòm nan dèlko, depi li te dekouvri ke fwote Amber atire sèten objè epi li pa te byen li te ye poukisa menm dèlko yo ki pi modèn ki kounye a se machin demode ke yo te itilize pou ansèyman ak lwazi jwèt fizik.

Yon dèlko elektwostatik kapab jenere vòltaj segondè, men ak kouran piti anpil.. Yo baze sou friksyon, soti nan enèji mekanik ke nou dwe kontribye pou reyalize friksyon nan de materyèl, se yon pati transfòme nan chalè ak lòt la nan enèji elektwostatik.

Ansyen Lagrès. Kòmansman yo.

Gen referans a atraksyon nan objè pa Amber apre fwote li ak twal oswa po, men li pa t 'ale pi lwen pase la. Pa gen moun ki te panse ke atraksyon sa a ta ka kontinyèlman pwodwi ak mete nan itilizasyon pratik.

Kòm mwen te di, efè a dekri men li pa envestige pi lwen. Pa pwal gen okenn gwo pwogrè nan domèn sa a jiskaske disetyèm syèk la ak William Gilbert ak Otto von Guericke e sitou nan XNUMXtyèm syèk la gras ak travay Franklin, Priestlye ak Coulomb.

Fenomèn natirèl

Efè ki gen rapò ak elektrisite, soti nan pwason ki te bay dechaj, nan zèklè, yo te detaye depi ansyen peyi Lejip, men pèsonn pa te konprann fenomèn sa yo oswa ki gen rapò yo. Yo te yon mistè.

Nan 585 BC, filozòf grèk la Thales of Miletus te etidye pwopriyete lodestone ki te atire fè konpare li ak amber ki atire anpil kalite objè.. Li te premye moun ki site pwopriyete sa a nan Amber. An grèk, Amber se Elektron.

XNUMXyèm syèk la revolisyon an kòmanse

Isit la pwoblèm nan kòmanse dekole. Yo kòmanse fè pi plis ak plis dekouvèt ki gen rapò ak elektrisite ak yon lafyèv nan dezyèm mwatye nan XNUMXyèm syèk la.

William Gilbert te bay non elektrisite
William Gilbert (1544 - 1603)

William Gilbert nan 1600 te jwenn ke kristal wòch ak kèk Meservey tou atire objè, tankou Amber, lè fwote. Li te rele tout sibstans sa yo elektrik paske yo te gen menm pwopriyete ak Amber sa jan nou te di an grèk yo te di Elektron epi yo te rele fenomèn nan elektrisite. Ekspresyon sa a parèt nan pi popilè liv li a De Magnete.

Nou deja gen elektrisite mezanmi nou an isit la. Depi elektrisite sa a te sanble rete nan kò si pa te gen okenn varyasyon modifye yo, li te rele elektrisite estatik.

William Gilbert tou envante elektwoskòp la yon zouti ki fè w konnen si yon kò chaje oswa ou pa

Sou blog la Ki jan yo fè yon elektwoskòp endijèn

Boul la souf pa Otto von Guericke

Boul la souf pa Otto von Guericke

Nan 1660 Otto von Guericke (1602-1686), pi popilè pou eksperyans vakyòm li yo ak pou envante ponp lè a nan 1645, envante premye dèlko elektwostatik senp. Li konsiste de yon boul oswa yon glòb souf ki vire toutotou yon aks ak yon manivèl epi ki te pwodwi elektrisite pa fwote kont men an.

Li te kapab chaje ak dechaje endefiniman e menm jere yo pwodwi etensèl ak boul elektrik li yo.

Guericke te fè boul li nan vide souf fonn nan yon esfè vè kre. Yon fwa souf la te refwadi, mwazi an vè te kase. Yo ta pita dekouvri ke esfè an vè tèt li reyalize menm rezilta yo poukont li.

Hauksbee Mèki Egzeyat Lanp ak dèlko

Rechèch syantifik kontinye ak premye itilizasyon reyèlman pratik parèt.

dèlko hauksbee

An 1706, fizisyen angle sa a te bati yon esfè kristal ki te vire ak yon manivèl epi ki nan friksyon te pwodwi yon chaj elektrik ki pi gran pase sa ki nan boul la souf.

Yo te obsève ke si aparèy bawometrik mèki envante pa Evangelista Torricelli te souke epi yo te gade pati vid la nan fè nwa a, li emèt limyè. Se konsa, nan 1730 Francis Hauksbee, envante premye lanp gaz mèki egzeyat. Li te fèt yon machin ki te fèt ak yon rotor pou fwote yon ti disk jòn nan yon chanm vakyòm epi lè te gen vapè mèki nan chanm sa a, li te limen.

Itilizasyon etranj

Kòm mwen te di nan seksyon boul souf la, mwazi an vè te travay menm jan ak souf pou fè yon dèlko elektwostatik. Se konsa, Winkler mete machin elektwostatik li a lè l sèvi avèk linèt byè kòm yon rotor (mwen te sèlman jwenn anektod sa a nan yon entènèt epi mwen pa te kapab contraste enfòmasyon yo. Mwen kite li paske li sanble kirye ak kredib pou mwen, men pran li ak anpil atansyon)

Elektwostatik elektrisite ak machin li yo te vin nan XNUMXtyèm syèk la yon jwèt ke moun te vle fè eksperyans ak. Moun yo te vle santi yon chòk elektrik ak aparèy tankou «bo elektrik la«, Kote yo te mete yon koup sou platfòm pou yo te chaje ak elektrisite estatik ak lè yo bo yon etensèl ta sote.

bo elektrik la, yon jwèt salon XNUMXyèm syèk pou fè eksperyans ak elektrisite

Epi kòm toujou te parèt charlatan yo ki te pwofite moun nan reklame ke yo ka geri maladi ak chok elektrik. Kòm yo te fè ak pwopriyete yo mayetik ak sèjousi yo fè ak tout kalite pwodwi, wòch, klowòks ak lòt moun. Limanite pa janm te sove anba pikaresk la ak SCAMMERS.

boutèy Leyden an

Boutèy la Leyden

Nan 1745, Ewald Jürgen von Kleist (1700-1748) envante boutèy Leyden oswa bokal Leyden. Pandan l t ap eseye jwenn yon fason pou sere enèji elektrik, li te panse pou l sèvi ak yon boutèy ki te ranpli avèk dlo oswa mèki. Ane annapre a, poukont li, fizisyen Cunnaeus te rive nan menm solisyon an nan Leyden, nan Netherlands. Sa a se non nou konnen kounye a pou envansyon an.

Boutèy Leyden la se précurseur de condensateurs ak nan etid li yo ak inovasyon eleman sa yo leve. Apre etidye ki sibstans ki pi bon pou estoke enèji andedan boutèy la, yo reyalize ke si ou kite boutèy la vid epi ajoute yon kouch metal andedan ak deyò boutèy la, enèji elektwostatik te tou estoke.

Epi sa a se deja yon kondansasyon aktyèl. De fèy metal separe pa yon dyelèktrik.

Se konsa, nou rive nan premye viktim li te ye a ak dosyebay pa elektwokisyon (pa konte moun ki mouri nan frape zèklè, nan kou). Pou reyalize pi wo chaj yo te kòmanse konekte plizyè boutèy Leyden fòme yon batri.

Leyden boutèy batri

E byenke aba franse Nollet te montre ke ti bèt tankou zwazo ak pwason yo te touye imedyatman pa egzeyat yon krich Leyden, pèsonn pa t imajine danje ke nouvo enèji sa a ke yo te jwe ak sa a te kapab genyen.

Sou 6 out 1783 nan Saint Petersburg, Pwofesè Richman ak asistan li yo te frape pa zèklè nan chaje kondansateur. Pa gen anyen ki te rive asistan an men Richman te mouri imedyatman. Rapò medikal la te di:

Li te gen sèlman yon ti twou sou fwon li, yon soulye gòch boule, ak yon tach ble sou pye l. […] Sèvo a te byen, pati devan nan poumon an sante, men pati dèyè a te mawon ak nwa ak san.

Kouman bati yon boutèy endijèn Leyden.

Benjamin Franklin ak baton zèklè

Benjamin Franklin ak dekouvèt baton zèklè ak yon kap

Petèt istwa elektwostatik pi byen li te ye a se sa ki nan Benjamin Franklin ak komèt jou tanpèt li yo. Benjamin Franklin te yon fanatik nan boutèy Leyden.

Li te pwopoze ke lè te gen yon eksè de likid elektrik li pral rele elektrisite pozitif ak lè te gen defisyans, elektrisite negatif.

Lè li te obsève ki jan boutèy Leyden yo te dechaje, li te obsève ke lè yo fin itilize li te emèt yon etensèl ki sanble anpil ak yon son, yon menen, ki sanble ak loraj.

Nan 1745 li te kòmanse eksperyans li sou elektrisite. Li te gen entwisyon ke zèklè se yon chaj elektrik e li te vle pwouve li.

Nan 1751 li te vole yon kap ak yon pwent metal nan yon tanpèt, li te tache ak yon fil swa. Nan fen a, toupre Franklin, te gen yon dezyèm kòd ak yon kle metal. Li te vin sere enèji nan zèklè nan boutèy Leyden.

Li byen vit jwenn yon aplikasyon pratik pou eksperyans li yo, baton zèklè. Li te obsève ke boutèy yo te egzeyate pi bonè si yo te gen yon zegwi, epi kòm li te konkli ke reyon yo te ale nan bilding yo epi yo te chaje, li te panse sou mete yon baton metal pwente ak konekte li ak tè a pou li ta. dwe egzeyate.

Nan 1752 li te pibliye lide li yo nan Almanak pòv Richard e se te yon siksè paske baton zèklè yo te enstale nan bilding yo.

Lalwa Coulomb

An 1785 li te pwononse lwa pi popilè l 'yo.

Lwa Coulomb la
Soti nan itilizatè: ADN-Dennis, CC BY 3.0,

Soti nan eksperyans yo li te dedwi ke fòs la egzèse ant de chaj elektrik nan rès (elektwostatik), ki chita nan yon vakyòm epi ki gen dimansyon piti konpare ak distans ki separe yo, gen karakteristik sa yo (pou chaj ki ponktyèl):

  1. Li aji nan direksyon liy ki konekte tou de chaj yo.
  2. Li se atire si chaj yo diferan ak repouse si yo se menm bagay la
  3. Li pwopòsyonèl ak pwodwi kantite chaj yo
  4. Li se envès pwopòsyonèl ak kare distans ki separe yo.

Nan Sistèm Inite Entènasyonal la, inite chaj elektrik la se koulonb (C) ki defini apati de inite fondamantal entansite aktyèl I ki se Ampere (A).


Disk rotor ak pile

Nan 1800 premye a dèlko ki baze sou disk. i ounventor te Winter, se men an ranplase pa yon kousen kwi prepare ak mèki pou friksyon, kidonk reyalize yon rezilta ki pi kontinyèl.

An menm tan an, sou 1799, premye eksperyans elektwolitik yo te fèt donYo te jwenn rezilta a menm oswa pi bon pase ak boutèy Leyden.

En 1800 Alessandro Volta te revele premye batri elektrik la, batri voltaik la Sa se te yon revolisyon nèt sou tout pwen depi li te genyen batay anpil nan pwoblèm électrostatique Et te pèmèt pou générer enèji kontinyèlman ak volonte. Mwen pral fè fas ak kwonoloji istwa a nan pil chimik nan yon lòt redaksyon.

Dèlko elektrik ak kaj Faraday

An 1836 Faraday te dekouvri fenomèn sa a kote jaden elektwomayetik andedan yon kondiktè nan ekilib se zewo.

Jodi a yo itilize konsèp sa a kòm pwoteksyon vag nan anpil radyo, disk di, aparèy televizyon, repete, ak pou pwoteje ekipman elektwonik sou avyon kont zèklè boule.

Précédemment an 1831 li te envante dèlko elektrik kouran dirèk la, Yon dinamo. Li te dekouvri ke si nou deplase yon sikwi fèmen nan yon jaden mayetik, se yon fòs elektwomotè pwodwi.

Machin nan Wimshurst

Wimshurst machin dèlko elektwostatik

Yo se dèlko disk elektwostatik ki pi avanse epi yo reprezante pwent pwent kalite machin sa a ke piti piti yo te rlege nan kiryozite syantifik ak yon jwèt pou timoun yo.

Li se yon dèlko chaj elektrik pa endiksyon elektwostatik. Nan seksyon sa a, dèlko kalite sa a te devlope pa Wilhelm Holtz (1865 ak 1867), August Toepler (1865), ak J. Robert Voss (1880). Men, yo te mwens efikas machin ak yon tandans chanje polarite anpil.

Machin Wimshurst te rezoud tout pwoblèm sa yo. Voltages de 200.000 pou 300.000 volts yo reyalize.

Trè bon rezilta yo te jwenn epi yo te itilize yo manje tib radyografi.

Sou blog la Ki jan yo fè yon machin Wimshurst


Bobin endiksyon Ruhmkorff la

Bobin endiksyon

An 1857 Heinrich Daniel Ruhmkorf te envante bobin endiksyon an, yon kalite transfòmatè ki pèmèt voye pulsasyon segondè vòltaj soti nan vòltaj ki ba kouran dirèk.

Dekouvèt sa a se te youn nan ki te kòmanse rlege tout machin elektwostatik. Li te fè yo demode.


Dèlko Van De Graaff

Van de Graaff dèlko elektwostatik
De Zatonyi Sandor, (ifj.) Fizped - Travay pwòp, CC BY 3.0,

Nou pran yon timeskip epi ale nan 1931, Robert Van de Graaff envante dèlko ki pote non li pou jenere vòltaj segondè nan lòd 20 milyon Volt. akselere patikil nan laboratwa a .. Nan premye modèl li li rapòte 1,5 milyon Volts.

Li se yon dèlko kouran dirèk. Voye chaj yo desann senti a nan yon eleman kre, anjeneral, yon esfè.

Pi gwo potansyèl yon akseleratè Van de Graff soutni se 25.5 MV, Tandem rive jwenn nan "Holifield Radioactive Ion Beam Facility" nan "Oak Ridge National Laboratory"

Nan Ikkaro Ki jan yo fè yon dèlko Van de graaff


Dèlko vapè elektwostatik la

Mwen vle site jeneratè sa a paske operasyon li baze sou yon prensip diferan de sa nou wè jiskaprezan.

Vapè imid ki peze nan yon bouch lakòz yon chaj elektrik. Yo te difisil pou kenbe ak machin trè chè, men yo te bay bon rezilta nan epòk yo.

Konklizyon

Elektrisite te gen gwo pwogrè teknik ak teyorik soti nan disetyèm syèk la rive jodi a. Lè ou dezyèm mwatye nan XIX syèk la yon apoteoz jeni ak dè santèn de pwogrè ak modifikasyon.

Nan tès sa a nou te swiv evolisyon elektrisite estatik atravè dèlko elektwostatik yo te fabrike. Soti nan dekouvèt li jiska dènye dèlko yo.

Kòm ou ka wè, byenke mwen te mansyone li, mwen pa te fouye nan pil elektrik, elektwoliz, oswa jenerasyon an nan kouran dirèk ak altène, lagè a nan kouran, oswa yon gwo varyete sijè ki gen rapò ak istwa a nan elektrisite. , men li se yon sijè konsa laj ke mwen te vle etwat desann nan konsantre sou elektwostatik, ki, an n di, se premye etap la depi dekouvèt la nan elektrisite.

Si w wè ke mwen te kite yon pwen enpòtan nan domèn elektwostatik oswa envantè yo, enjenyè ak syantis ki te etidye li, pa ezite kite m 'yon kòmantè.

Fuentes

Kite yon kòmantè