La macchina dell'elettroforo funziona come una fonte continua di energia elettrica. Questo dispositivo viene spesso utilizzato come dispositivo ausiliario per dimostrare vari fenomeni ed effetti elettrici. Ma qual è il suo design e le sue caratteristiche?
Un po' di storia dell'invenzione
La macchina dell'elettroforo è stata sviluppata nel 1865 da August Tepler, un fisico tedesco. Curiosamente, in modo del tutto indipendente, un altro scienziato sperimentale, Wilhelm Goltz, inventò un progetto simile, ma ancora più perfetto, poiché il suo apparato consentiva di ottenere grandi differenze di potenziale e poteva fungere da fonte di corrente continua. Inoltre, la macchina Goltsev era molto più semplice nel design. Alla fine del diciannovesimo secolo, lo sperimentatore inglese nel campo dell'elettricità e della meccanica, James Wimshurst, migliorò l'unità. E fino ad oggi, è la sua versione (anche se un po' più moderna) che viene utilizzata per dimostrare esperimenti elettrodinamici grazie alla capacità di creare un'enorme differenzapotenziali tra collettori. La macchina dell'elettroforo fu migliorata già negli anni Quaranta del Novecento da uno scienziato di nome Ioffe, che sviluppò un nuovo tipo di generatori elettrostatici per alimentare la macchina a raggi X. Sebbene la macchina di Wimshurst non sia attualmente utilizzata per il compito diretto di generare energia elettrica, è una mostra storica che illustra la storia dello sviluppo dell'ingegneria e del progresso scientifico e tecnologico.
Progettazione di una macchina per elettroforesi
Questo apparato è composto da due dischi che ruotano l'uno verso l' altro. Il lavoro della macchina elettroforatrice sta proprio nell'attuazione di tale doppia rotazione reciproca. Sui dischi ci sono segmenti conduttivi isolati l'uno dall' altro. Con l'aiuto dei rivestimenti dei lati di entrambi i dischi, si formano i condensatori. Ecco perché la macchina dell'elettroforo è talvolta chiamata macchina del condensatore. Ci sono neutralizzatori sui dischi, che deviano le cariche dagli elementi opposti dei dischi a terra con l'aiuto di spazzole. I collezionisti sono a sinistra e a destra. È su di loro che arrivano i segnali generati prelevati dai pettini dai dischi posteriori e anteriori.
Quali sono le banche di Leiden?
In molti casi, le cariche si accumulano sui condensatori. Si chiamano banche di Leiden. Successivamente, è possibile riprodurre scariche e scintille molto più forti. Le piastre interne di ciascun condensatore sono collegate ai conduttori separatamente. Pennelli che toccanoi settori dei dischi sono combinati con il rivestimento interno dei vasi di Leiden. L'intera struttura è attualmente montata su cremagliere di plastica. Insieme ai vasi di Leida, parti della macchina sono fissate su un supporto di legno. Data la chiarezza del design, una macchina per elettroforesi con le tue mani può essere realizzata in modo abbastanza semplice. Anche una persona che non ha una formazione tecnica speciale può assemblarlo e gestirlo per il proprio piacere.
Quali sono le basi della macchina elettroforatrice?
Usare lo sforzo reciproco di entrambi i dischi: questo è il principio principale di questo dispositivo. L'effetto di una differenza di potenziale, e quindi di scariche e scintille, si ottiene con la corretta disposizione dei settori. Naturalmente, ci sono sviluppi che utilizzano dischi vergini, ma non danno un'efficienza simile. Tali progetti sono spesso utilizzati in piccole istituzioni educative. La distanza tra i dischi di un dispositivo come una macchina per elettroforesi gioca un ruolo cruciale e ha un impatto significativo sul raggiungimento della tensione richiesta sui condensatori.
Qual è il principio della macchina?
La macchina dell'elettroforo ha subito molti cambiamenti dalla sua invenzione (e questo è l'inizio del diciottesimo secolo). Ma l'idea principale rimane. La base del design della macchina sono i dischi con piastre incollate (strisce di metallo). Applicando una certa forza meccanica mediante una trasmissione a cinghia, possono essere ruotati in diverse direzioni, una di fronte all' altra. Sulla copertina di unoil disco si carica positivamente. Attirerà su di sé un' altra carica (negativa). Il positivo passerà attraverso il conduttore con spazzole (neutralizzatore), che tocca il rivestimento opposto. Girando i dischi si ottengono cariche simili a quelle originali. Ma influenzeranno già altri rivestimenti. Dato che i dischi ruotano in direzioni opposte, le cariche fluiscono verso i collettori. In un tale apparato dimostrativo come una macchina elettroforica, il principio di funzionamento si basa proprio su questo momento. Sulle spazzole di entrambi i dischi, che non toccano la loro superficie e si trovano ai bordi, le cariche a un certo punto diventano così enormi che si verifica una rottura nello spazio aereo e una scintilla elettrica scivola. Ecco perché ai collettori possono essere collegati condensatori aggiuntivi di diverse capacità, che daranno una maggiore bellezza all'effetto della scarica.
