Die Einfluss-Maschine von Wimshurst ist ein elektrostatischer Generator, eine Maschine, um Hochspannungen zu erzeugen, die zwischen 1880 und 1883 durch den britischen Erfinder James Wimshurst (1832-1903) entwickelt sind.

Es hat ein kennzeichnendes Äußeres mit zwei großen gegenrotieren Lscheiben, die in einem vertikalen Flugzeug, zwei durchquerten Bars mit metallischen Bürsten und einer von zwei Metallbereichen gebildeten Funken-Lücke bestiegen sind.

Beschreibung

Diese Maschinen gehören einer Klasse von elektrostatischen Generatoren genannt Einfluss-Maschinen, die elektrische Anklagen durch die elektrostatische Induktion oder Einfluss trennen, nicht abhängig von der Reibung für ihre Operation. Frühere Maschinen in dieser Klasse wurden von Wilhelm Holtz (1865 und 1867), August Toepler (1865), J. Robert Voss (1880), und andere entwickelt. Die älteren Maschinen waren weniger effizient und haben eine unvorhersehbare Tendenz ausgestellt, ihre Widersprüchlichkeit zu schalten. Der Wimshurst hatte diesen Defekt nicht.

In einer Maschine von Wimshurst rotieren die zwei isolierten Scheiben und ihre Metallsektoren in entgegengesetzten Richtungen, die das durchquerte Metall neutralizer Bars und ihre Bürsten passieren. Eine Unausgewogenheit von Anklagen wird veranlasst, verstärkt, und von zwei Paaren von Metallkämmen mit in der Nähe von den Oberflächen jeder Platte gelegten Punkten gesammelt. Diese Sammler werden beim Isolieren von Unterstützungen bestiegen und mit den Produktionsterminals verbunden. Das positive Feed-Back vergrößert die anwachsenden Anklagen exponential, bis die dielektrische Durchbruchsstromspannung der Luft erreicht wird und ein elektrischer Funken über die Lücke springt.

Die Maschine fängt theoretisch nicht selbstan, bedeutend, dass, wenn keiner der Sektoren auf den Scheiben eine elektrische Anklage hat, es nichts gibt, um Anklagen auf anderen Sektoren zu veranlassen. In der Praxis ist sogar eine kleine restliche Anklage auf jedem Sektor genug, um den Prozess anzufangen, der geht, sobald die Scheiben anfangen zu rotieren. Die Maschine wird nur hinreichend in einer trockenen Atmosphäre arbeiten. Es verlangt wirklich mechanischer Macht, die Platten gegen das elektrische Feld zu drehen, und es ist diese Energie, die die Maschine in die elektrische Macht umwandelt. Die Produktion der Maschine von Wimshurst ist im Wesentlichen ein unveränderlicher Strom, der zum Gebiet proportional ist, das durch die Metallsektoren und zur Folge-Geschwindigkeit bedeckt ist. Die Isolierung und die Größe der Maschine bestimmen die maximale Produktionsstromspannung, die erreicht werden kann. Die angesammelte Funken-Energie kann durch das Hinzufügen eines Paares von Gläsern von Leyden, eines frühen Typs des Kondensators vergrößert werden, der für Hochspannungen mit den inneren Tellern der Gläser unabhängig passend ist, die mit jedem der Produktionsterminals und der miteinander verbundenen Außenteller der Gläser verbunden sind. Eine typische Maschine von Wimshurst kann Funken erzeugen, die ungefähr ein Drittel des Diameters der Scheibe in der Länge und mehreren Zehnen von Mikroampere sind.

Operation

Die zwei Gegendrehen-Isolieren-Scheiben (gewöhnlich gemacht aus dem Glas) ließen mehrere Metallsektoren auf sie durchstechen. Die Maschine wird mit 4 kleinen Earthed-Bürsten (2 auf jeder Seite der Maschine beim Leiten von Wellen an 90 Graden zu einander) plus ein Paar von Kämmen der Anklage-Sammlung versorgt. Die Leiten-Wellen, die die Bürsten auf einer typischen Maschine von Wimshurst halten, würden sich 'X' auf einer Röntgenstrahl-Fotographie formen; die Kämme der Anklage-Sammlung werden normalerweise entlang dem horizontalen bestiegen und setzen sich ebenso mit den Außenrändern sowohl der Vorderseite als auch Zurückscheiben in Verbindung. Die Sammlungskämme auf jeder Seite werden gewöhnlich mit jeweiligen Gläsern von Leyden verbunden.

Jede kleine Anklage auf jeder der zwei Scheiben genügt, um den stürmenden Prozess zu beginnen. Nehmen Sie deshalb an, dass die Zurückscheibe eine kleine, elektrostatische Nettoanklage hat. Für die Greifbarkeit, nehmen Sie an, dass diese Anklage positiv ist, und dass A gegen den Uhrzeigersinn rotiert. Als der beladene Sektor zur Position der Bürste rotiert, die zur Scheibe B folgend ist, veranlasst es eine Polarisation der Anklage auf der Leiten-Welle, die die Bürste hält, negative Anklage zur nahen Seite anziehend, so dass positive Anklage auf der weiten Seite (über die Scheibe, 180 Grade weg) anwächst. Die polarisierten Anklagen der Welle haften den nächsten Sektoren auf der Scheibe B an, auf negative Anklage auf dem B am nächsten die ursprüngliche positive Anklage auf A und positive Anklage auf der Gegenseite von B hinauslaufend. Als A fortsetzt zu rotieren, wird seine Anklage durch den ersten Kamm der Anklage-Sammlung angesammelt, auf den er (nach einer zusätzlichen 45-Grade-Folge) stößt.

Da B 90 Grade im Uhrzeigersinn rotieren lässt, stellen sich die Anklagen, die darauf veranlasst worden sind, mit den Bürsten auf, die zur Scheibe A folgend sind. Natürlich veranlassen die Anklagen auf B die entgegengesetzte Polarisation der Welle der A-Bürsten (nämlich, negativ neben dem positiven und positiven neben der Verneinung), und die Polarisation der Welle wird seiner Scheibe übertragen. Scheibe B setzt fort zu rotieren, und seine Anklagen werden durch die nächsten Kämme der Anklage-Sammlung angesammelt.

Scheibe A lässt 90 Grade rotieren, so dass sich seine Anklagen mit der Bürste der Scheibe B aufstellen, wo eine entgegengesetzte Anklage-Polarisation auf der B-Leiten-Welle und den nächsten Sektoren von B veranlasst wird, der der Beschreibung zwei Paragrafen oben ähnlich ist.

Die Prozess-Wiederholungen, mit jeder Anklage-Polarisation auf Einer Verursachen-Polarisation auf B, dem Verursachen der Polarisation auf A, usw. Alle diese veranlassten positiven und negativen Anklagen werden durch Kämme gesammelt, um die Gläser von Leyden, elektrische Kondensatoren ähnliche Anklage-Speichergeräte zu beladen. Es ist die mechanische Energie, die erforderlich ist, die gegenüberliegenden Anklagen auf den angrenzenden Sektoren zu trennen, der die Energiequelle für die elektrische Produktion zur Verfügung stellt.

Siehe auch

• Generator von Van de Graaff
• Wassertropfer von Kelvin
• Tesla rollen auf
• "Geschichte von elektrostatischen Generatoren". Hans-Peter Mathematick Technick Algorithmick Linguistick Omnium Gatherum.
• de Queiroz, Antonio Carlos M., "Die Wimshurst Elektrostatische Maschine"
• Weisstein, Eric W., "Wimshurst Maschine".
• Bossert, François, "Maschine von Wimshurst". Lycée Louis Couffignal, Straßburg. (Englische Version)
• Charrier Jacques "Maschine von La de Wimshurst". Faculté des Sciences de Nantes.

Außenverbindungen

• Die Wimshurst Maschinenwebsite: Fotos und Videobüroklammern einer Wimshurst Maschine
• MIT Videodemonstration und Erklärung einer Maschine von Wimshurst (MIT Physik-Demo von TechTV)