Electrophorus

Ein electrophorus ist ein kapazitiver Generator, der verwendet ist, um elektrostatische Anklage über den Prozess der elektrostatischen Induktion zu erzeugen. Eine erste Version davon wurde 1762 vom schwedischen Professor Johan Carl Wilcke, erfunden

aber italienischer Wissenschaftler Alessandro Volta hat verbessert und hat das Gerät 1775 verbreitet, und wird manchmal seine Erfindung falsch zugeschrieben.

Das Wort electrophorus wurde von Volta vom Griechen  ('elektron'), und ϕέρω ('phero') ins Leben gerufen, 'Elektrizitätsträger' bedeutend.

Beschreibung und Operation

Der electrophorus besteht aus einem dielektrischen Teller (ursprünglich ein 'Kuchen' des harzhaltigen Materials wie Wurf oder Wachs, aber in modernem Versionsplastik wird verwendet), und ein Metallteller mit einem Isolieren-Griff. Erstens wird der dielektrische Teller durch die triboelectric Wirkung durch die Reibung davon mit dem Pelz oder Stoff beladen. Für diese Diskussion, stellen Sie sich vor, dass das Dielektrikum negative Anklage durch die Reibung, als in der Illustration unten gewinnt. Dann wird der Metallteller auf den dielektrischen Teller gelegt. Das Dielektrikum überträgt keinen bedeutenden Bruchteil seiner Flächenladung zum Metall, weil der mikroskopische Kontakt schwach ist. Stattdessen veranlasst das elektrostatische Feld des beladenen Dielektrikums die Anklagen im Metallteller sich zu trennen. Es entwickelt zwei Gebiete der Anklage — die positiven Anklagen im Teller werden beiseite angezogen, zum Dielektrikum entgegentretend, es positiv beladend, während die negativen Anklagen beiseite zurückgetrieben werden, liegend, es negativ mit dem Teller beladend, der elektrisch neutral als Ganzes bleibt. Dann wird die Seite, die liegt, einen Augenblick lang niedergelegt (der durch das Berühren davon mit einem Finger getan werden kann), die negative Anklage abführend. Schließlich wird der Metallteller, jetzt nur ein Zeichen der Anklage (positiv in unserem Beispiel) tragend, gehoben.

Da die Anklage auf dem Dielektrikum in diesem Prozess nicht entleert wird, kann die Anklage auf dem Metallteller für Experimente, zum Beispiel durch das Berühren davon Metallleitern verwendet werden, die die Anklage erlauben abzuleiten, und der unbeladene Metallteller kann zurück auf dem Dielektrikum und dem Prozess gelegt werden, der wiederholt ist, um eine andere Anklage zu bekommen. Das kann so häufig wiederholt werden, wie gewünscht so im Prinzip ein unbegrenzter Betrag der veranlassten Anklage bei einer einzelnen Anklage auf dem Dielektrikum erhalten werden kann. Aus diesem Grund hat Volta es elettroforo perpetuo (der fortwährende Elektrizitätsträger) genannt. Im wirklichen Gebrauch wird die Anklage auf dem Dielektrikum schließlich (innerhalb von ein paar Tagen höchstens) Leckstelle von durch die Oberfläche des Kuchens oder der Atmosphäre, um sich mit entgegengesetzten Anklagen ringsherum wiederzuverbinden, um Neutralität wieder herzustellen.

Eines der größten Beispiele eines electrophorus wurde 1777 vom deutschen Wissenschaftler Georg Christoph Lichtenberg gebaut. Es war 6 Fuß (2 m) im Durchmesser, mit dem Metallteller erhoben und hat das Verwenden eines Rolle-Systems gesenkt. Es konnte wie verlautet 15 Zoll (38 Cm) Funken erzeugen. Lichtenberg hat seine Entladungen verwendet, um die fremden als Zahlen von Lichtenberg bekannten Baummäßigzeichen zu schaffen.

Die Quelle der Anklage

Die Anklage im Weltall wird erhalten. Der electrophorus trennt einfach positive und negative Anklagen. Eine positive oder negative Anklage endet auf dem Metallteller (oder anderer Lagerungsleiter), und die entgegengesetzte Anklage wird in einem anderen Gegenstand nach dem Fundament (in der Erde oder der Person versorgt, die den Metallteller berührt). Diese Trennung nimmt Arbeit, da der niedrigste Energiestaat unbeladene Gegenstände einbezieht. Arbeit wird durch die Aufhebung des beladenen Metalltellers weg vom entgegengesetzt beladenen harzhaltigen Teller getan. Diese zusätzliche ins System gestellte Energie wird zur potenziellen Energie in der Form der Anklage-Trennung umgewandelt (entgegengesetzte Anklagen, die ursprünglich auf dem Teller waren), so vergrößert das Erheben des Metalltellers wirklich seine Stromspannung hinsichtlich des dielectic Tellers.

Der electrophorus ist so wirklich ein manuell bedienter elektrostatischer Generator, mit demselben Grundsatz der elektrostatischen Induktion wie elektrostatische Maschinen wie die Maschine von Wimshurst und der Generator von Van de Graaf.

Referenzen

  • , p.73-105 'Die Erfindung' von Volta des electrophorus
  • p.55-57. Der Platz von electrophorus in der Geschichte der Elektrostatik, obwohl den Beitrag von Wilcke nicht erwähnt.

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