Goltzo elektroforezės aparatas

Istorinis aktyviausių eksperimentinių elektrinių reiškinių tyrimų laikotarpis siejamas su pirmojo atsiradimu elektrostatinės mašinos, kurio veikimas leido gauti elektros energijos dėl mechaninio darbo atlikimo.

Mechaninį darbą sudarė tam tikrų mašinos dalių sukimas, kurio metu buvo įveikiamos traukos (priešingos) ir atstūmimo (to paties pavadinimo) elektros krūviai, esantys ant elektrifikuotų mašinos elementų.

Eksperimentai su tokiomis mašinomis padėjo to meto tyrinėtojams geriau suprasti pačią elektros prigimtį ir elektrinės sąveikos principus.

Pirmosios elektrostatinės trinties mašinos sukūrimas istorikai priskiria vokiečių mokslininkui Otto von Gerike, kuris 1650 metais pirmą kartą sukūrė tokį įrenginį. Tai buvo mašina, kurios darbas buvo paremtas tuo metu jau žinomu kūnų elektrifikacijos reiškiniu dėl trinties. Tačiau trinties mašinos turi didelį trūkumą – jų veikimui reikia taikyti dideles mechanines jėgas.

Skirtingai nuo vėliau sukurtų trinties mašinų elektroforinės (indukcinės) mašinos buvo atimtas šis trūkumas, nes norint gauti elektros energiją jiems nereikėjo tiesioginio elektrifikuotų dalių kontakto su induktoriumi (su elektrifikaciją sukėlusia dalimi).

Taigi, pirmąją elektroforinę mašiną, tai yra elektrostatinę mašiną, kuriai nereikia abipusės dalių trinties elektrifikacijai gauti, 1865 m. pastatė vokiečių fizikas. Augustas Tepleris<...> Išradėjas laikėsi nuomonės, kad būtent elektroforezės mašinos leistų efektyviai gaminti elektros energiją konvertuojant mechaninę energiją.

Tuo metu vokiečių fizikas Wilhelmas Goltzas (vokiečių Holtzas), nepriklausomai nuo Toepler, sukūrė paprastesnę ir efektyvesnę elektroforezės mašiną, kuri sukuria didelį potencialų skirtumą ir netgi galėjo būti nuolatinės srovės šaltinis apšvietimui. Goltzo staklės tapo pirmosiomis elektroforezės mašinomis, pasirodžiusiomis ugdymo įstaigų klasėse.

Pagrindinės Goltzo mašinos dalys — du stikliniai diskai ir metalinės šukos, skirtos įkrovimui pašalinti. Vienas iš diskų stovi, o kitas gali suktis. Diskai montuojami ant bendros ašies. Viename iš muziejaus eksponatų stacionarus diskas yra 100 cm skersmens, o besisukantis – 94 cm.

Stacionarus diskas remiasi į ebonito plokštę ir vertikalioje padėtyje yra paremtas ebonito apskritimais ant izoliacinių stovų. Stacionariame diske iškerpami langai, kurių nugarėlėje klijuojami nepilni popieriaus sektoriai, vadinami rėmeliais.

Krašteliai baigiasi popieriaus liežuvėliais, kurių priekiniai smailūs kraštai nukreipti į judantį diską ir yra šiek tiek išlenkti.Diskai, rėmai ir liežuvėliai yra padengti gumilaku (dervinga medžiaga).

Žalvarinės šukos montuojamos išilgai judamojo disko horizontalaus skersmens, priekyje, kiekvienoje jo pusėje. Šios šukos sujungiamos su atitinkamomis žalvarinėmis vielomis, kurių galuose yra laidūs rutuliukai, per kuriuos praeina žalvariniai strypai, viduje besibaigiantys rutuliais, išorėje su medinėmis (izoliacinėmis) rankenomis. Lazdelės gali būti perkeltos perkeliant kamuoliukus vienas nuo kito arba arčiau.

Leyden stiklainius (su vidinėmis plokštelėmis) galima prijungti prie laidininkų, kurių išorinės plokštės yra sujungtos viena su kita viela. Du žalvariniai stulpeliai mašinos priekyje naudojami laidams sujungti; kamuoliukus galima atremti į šiuos stulpus tiesiog pakreipiant laidus.

Priekinis diskas nustatomas suktis naudojant diržinę pavarą ir ritinėlių sistemą, sujungtą su rankena, kuria eksperimentatorius įjungia šį mechanizmą. Tačiau prieš pradedant dirbti su mašina būtina įelektrinti popieriaus sektorius (rėmus) su priešingais krūviais (juos žymėsime p + ir p-).

Šie rėmeliai, kurie yra įkrauti dėl elektrostatinės indukcijos reiškinio, veiks besisukantį diską, o diskas savo ruožtu – šukas O ir O'.

Kai diskas sukasi, rėmas (lange F) su krūviu p + sukels (sukels) neigiamą krūvį besisukančio disko m gale ir to paties ženklo krūvis bus pritrauktas į keterą O, vėlgi dėl to. į elektrostatinės indukcijos reiškinį. Dalis disko m' gaus neigiamą krūvį iš šukos O, todėl pačios šukos O kartu su laidininku C ir rutuliu r bus teigiamai įkrautos.

Taigi, diskas iš abiejų pusių elektrifikuotas neigiamai (m ir m' vietose), o laidas kairėje automobilio pusėje yra teigiamas. Diskas toliau sukasi ir dabar dalis jo paviršiaus m ir m „pasiekia langą F“, esantį stacionariame diske dešinėje.

Čia sumontuoto stovo su neigiamu krūviu p įtaką sustiprina paviršius m ', o tai reiškia, kad teigiamas krūvis bus pritrauktas nuo keteros O' į diską. Atitinkamai, tiek viela C', tiek rutulys r' bus neigiamai įkrauti. Paviršius m gauna teigiamą krūvį, kurį pritraukia ketera. Diskas toliau sukasi ir ciklas kartojasi.

Elektrostatiniai generatoriai laikomi seniausiais elektros įtampos šaltiniais: Kaip veikia ir veikia elektrostatiniai generatoriai