Máquina electroforética de Goltz
El período histórico de la investigación experimental más activa en el campo de los fenómenos eléctricos está asociado con la aparición de los primeros máquinas electrostáticas, cuya acción hizo posible la obtención de energía eléctrica debido a la realización de un trabajo mecánico.
El trabajo mecánico consistía en la rotación de ciertas partes de la máquina, en la que se vencían las fuerzas de atracción (opuesta) y repulsión (del mismo nombre) de las cargas eléctricas, que estaban presentes en los elementos electrificados de la máquina.
Los experimentos con tales máquinas contribuyeron a que los investigadores de esa época comprendieran mejor la naturaleza misma de la electricidad y los principios de las interacciones eléctricas.
Creación de la primera máquina de fricción electrostática los historiadores atribuyen al científico alemán Otto von Gerike, quien en 1650 creó un dispositivo de este tipo por primera vez. Era una máquina cuyo trabajo se basaba en el entonces ya conocido fenómeno de electrificación de los cuerpos por fricción. Sin embargo, las máquinas de fricción tienen un inconveniente importante: su funcionamiento requiere la aplicación de grandes fuerzas mecánicas.
A diferencia de las máquinas de fricción creadas más tarde. máquinas electrofóricas (de inducción) estaban privados de esta desventaja, ya que para obtener energía eléctrica no necesitaban el contacto directo de las partes electrificadas con el inductor (con la parte que provocaba la electrificación).
Así, la primera máquina electrofórica, es decir, una máquina electrostática que no requiere fricción mutua de sus partes para obtener la electrificación, fue construida en 1865 por un físico alemán. agosto tepler… El inventor opinaba que eran las máquinas electroforéticas las que permitirían la producción eficiente de electricidad a través de la conversión de energía mecánica.
En ese momento, un físico alemán Wilhelm Goltz (alemán Holtz), independientemente de Toepler, diseñó una máquina electroforética más simple y eficiente que producía una gran diferencia de potencial y que incluso podía servir como fuente de corriente continua para la iluminación. Las máquinas de Goltz se convirtieron en las primeras máquinas electroforéticas en aparecer en las aulas de las instituciones educativas.
Partes principales de la máquina Goltz — dos discos de vidrio y peines de metal diseñados para remover la carga. Uno de los discos es estacionario y el otro puede girar. Los discos están montados sobre un eje común. En una de las exhibiciones del museo, el disco estacionario tiene 100 cm de diámetro, mientras que el disco giratorio mide 94 cm.
El disco estacionario descansa sobre una placa de ebonita y está sostenido en posición vertical por círculos de ebonita sobre soportes aislantes. Las ventanas se recortan en el disco estacionario, en cuya parte posterior se pegan sectores de papel incompletos llamados marcos.
Los biseles terminan en lenguas de papel, cuyos bordes delanteros puntiagudos apuntan hacia el disco móvil y están ligeramente curvados.Los discos, marcos y lengüetas están recubiertos con gumilac (sustancia resinosa).
Los peines de latón están montados a lo largo del diámetro horizontal del disco móvil, al frente, en cada uno de sus lados. Estos peines están conectados a los cables de latón correspondientes, en cuyos extremos hay bolas conductoras, a través de las cuales pasan varillas de latón, que terminan en bolas en el interior, con mangos de madera (aislantes) en el exterior. Los palos se pueden mover separando o acercando las bolas.
Las botellas de Leyden (con placas interiores) se pueden conectar a los conductores cuyas placas exteriores están conectadas entre sí mediante un cable. Se utilizan dos postes de latón en la parte delantera de la máquina para conectar los cables; las bolas se pueden apoyar contra estos postes simplemente inclinando los cables.
El disco delantero se pone a girar por medio de una correa de transmisión y un sistema de rodillos conectados a un mango con el que el experimentador acciona este mecanismo. Sin embargo, antes de comenzar a trabajar con la máquina, es necesario electrificar los sectores de papel (marcos) con cargas opuestas (las denotaremos como p + y p-).
Estos marcos, que están cargados, por el fenómeno de la inducción electrostática, actuarán sobre el disco giratorio, y el disco actuará a su vez sobre los peines O y O'.
A medida que el disco gira, el marco (en la ventana F) con una carga p + provocará (inducirá) una carga negativa en la parte posterior del disco giratorio m y una carga del mismo signo será atraída hacia la cresta O, nuevamente debido al fenómeno de la inducción electrostática. Parte del disco m' recibirá una carga negativa del peine O, y el mismo peine O, junto con su conductor C y la bola r, por lo tanto, estarán cargados positivamente.
Entonces, el disco está electrificado negativamente en ambos lados (en los lugares m y m'), y el cable en el lado izquierdo del automóvil es positivo. El disco continúa girando y ahora partes de su superficie m y m 'llegan a la ventana F' ubicada en el disco estacionario a la derecha.
La influencia del bastidor con una carga negativa p instalada aquí se amplifica por la superficie m ', lo que significa que una carga positiva será atraída desde la cresta O' hacia el disco. En consecuencia, tanto el alambre C' como la bola r' estarán cargados negativamente. La superficie m recibe una carga positiva atraída por la cresta. El disco continúa girando y el ciclo se repite.
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