Содержание
Математическое выражение емкости
Находятся люди, ненавидящие исторические экскурсы, веселые анекдоты, приведенные ниже, подробное изложение. Посещают интернет, выуживая формулу электроемкости лейденской банки, хотят немедленно видеть. Пожалуйста:
C = q/U, q – накапливаемый лейденской банкой заряд, U – разница потенциалов между выводами. Иное выражение позволяет выразить электроемкость конденсатора площадью обкладок, расстоянием меж ними:
электроемкость конденсатора повышается ростом площади, уменьшением зазора. ε – диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками, ε(0) – электрическая постоянная, равная 8,85 пФ/м.
По указанным причинам наибольшей электроемкостью обладают электролитические конденсаторы оксидного типа. Обкладки расположены впритык.
https://youtube.com/watch?v=x4C0BW2jzGo
https://youtube.com/watch?v=-P_z04EQ7DA
Виды конденсаторов
Конденсаторы — очень обширное понятие. Они различаются между собой по целому ряду параметров: по типу диэлектрика: вакуумный, газообразный, жидкий, электролитический, твердый неорганический или органический; по емкости: переменные, постоянные, подстроечные; по форме: цилиндрические, сферические, плоские.
Также конденсаторы могут различаться по типу применения. Одни из них являются общими, это говорит о том, что их можно применять в любых устройствах. Стоит отметить, что это низковольтные конденсаторы. А есть специальные. К ним относятся импульсные, дозиметрические, подавляющие помехи, высоковольтные.
При том этот список можно долго продолжать, так как регулярно появляются новые виды конденсаторов. Сейчас популярны танталы в цепях постоянного тока. Они присутствуют на платах ПК нашего времени, в телефонах, планшетах и т.д. Кроме того, переносные радиопередатчики также не обходятся без них.
Не так давно появился новый вид — ионистор. Их отличительная черта — длительное хранение заряда. Эти конденсаторы хороши своим длительным сроком эксплуатации и износостойкостью, способной выдержать множество циклов зарядки. Сейчас этот вид широко применяется для резервного питания схем памяти.
Дизайн
Строительство лейденской банки.
Типичная конструкция состоит из стеклянного сосуда с проводящей оловянной фольгой, покрывающей внутреннюю и внешнюю поверхности. Покрытия из фольги не доходят до горловины банки, чтобы предотвратить искрение заряда между фольгами. Металлический стержневой электрод выступает через непроводящую пробку в горловине сосуда, электрически соединенный некоторыми средствами (обычно подвесной цепью) с внутренней фольгой, чтобы позволить ей заряжаться. Банку заряжают электростатическим генератором или другим источником электрического заряда, подключенным к внутреннему электроду, в то время как внешняя фольга заземлена . На внутренней и внешней поверхностях банки хранятся одинаковые, но противоположные заряды.
Изначально устройство представляло собой стеклянную бутылку, частично наполненную водой, с закрывающей ее металлической проволокой, проходящей через пробку. Роль внешней пластины обеспечивается рукой экспериментатора. Вскоре Джон Бевис обнаружил (в 1747 году), что можно покрыть внешнюю поверхность сосуда металлической фольгой, и он также обнаружил, что может достичь того же эффекта, используя стеклянную пластину с металлической фольгой с обеих сторон. Эти разработки вдохновили Уильяма Ватсона в том же году на создание сосуда с внутренней и внешней облицовкой из металлической фольги, что исключает необходимость использования воды.
Ранние экспериментаторы (такие как Бенджамин Уилсон в 1746 году) сообщили, что чем тоньше диэлектрик и чем больше поверхность, тем больший заряд может быть накоплен.
Дальнейшие разработки в области электростатики показали, что диэлектрический материал не важен, но увеличил накопительную способность ( емкость ) и предотвратил образование дуги между пластинами. Две пластины, разделенные небольшим расстоянием, также действуют как конденсатор даже в вакууме .
Развитие идеи
Открытие Вольты немедленно дало результаты — в 1800 г. английские физики В. Никольсон и А. Карлайл с помощью катода и анода осуществили электролиз воды, разложив её молекулы на атомы кислорода и водорода. Так стали получать кислород и водород для нужд науки, медицины и техники. В 1802 г. русский физик В. Петров сделал мощнейшую батарею из 2100 гальванических элементов. Её напряжение более чем в 100 раз превышало напряжение электрической сети в наших домах. При сближении концов проволоки своей батареи Петров создал разряд такой силы, что он «пробил» воздух — диэлектрик, не проводящий электричество. В месте «пробоя» воздух ионизировался, перейдя в состояние плазмы, способной проводить ток. Плазменная дуга светилась и нагревалась до очень высокой температуры. Так была открыта электрическая дуга.
В русской армии таким дуговым разрядом стали запаливать порох и взрывчатку. Электрический запал был первым практическим применением работы электричества.
Поделиться ссылкой
Дизайн [ править ]
Строительство лейденской банки.
Типичная конструкция состоит из стеклянной емкости с проводящей оловянной фольгой, покрывающей внутреннюю и внешнюю поверхности. Покрытия из фольги не доходят до горловины банки, чтобы предотвратить искрение заряда между фольгами. Металлический стержневой электрод выступает через непроводящую пробку в горловине сосуда, электрически соединенный некоторыми средствами (обычно подвесной цепью) с внутренней фольгой, чтобы позволить ей заряжаться. Банку заряжают электростатическим генератором или другим источником электрического заряда, подключенным к внутреннему электроду, в то время как внешняя фольга заземлена . На внутренней и внешней поверхностях банки хранятся одинаковые, но противоположные заряды.
Изначально устройство представляло собой стеклянную бутылку, частично наполненную водой, с закрывающей ее металлической проволокой, проходящей через пробку. Роль внешней пластины обеспечивается рукой экспериментатора. Вскоре Джон Бевис обнаружил (в 1747 году), что можно покрыть внешнюю поверхность сосуда металлической фольгой, и он также обнаружил, что может достичь того же эффекта, используя стеклянную пластину с металлической фольгой с обеих сторон. Эти разработки вдохновили Уильяма Ватсона в том же году на создание сосуда с металлической фольгой, облицованной как внутри, так и снаружи, что исключает необходимость использования воды.
Ранние экспериментаторы (такие как Бенджамин Уилсон в 1746 году) сообщили, что чем тоньше диэлектрик и чем больше поверхность, тем больший заряд может быть накоплен.
Дальнейшие разработки в области электростатики показали, что диэлектрический материал не важен, но увеличил накопительную способность ( емкость ) и предотвратил образование дуги между пластинами. Две пластины, разделенные небольшим расстоянием, также действуют как конденсатор даже в вакууме .
Хранение заряда
«Рассекаемая» лейденская банка, 1876 г.
Измерительная лейденская банка
Первоначально считалось, что заряд хранился в воде в ранних лейденских кувшинах. В 1700-х годах американский государственный деятель и ученый Бенджамин Франклин провел обширные исследования как заполненных водой, так и фольгированных лейденских кувшинов, которые привели его к выводу, что заряд хранился в стакане, а не в воде. Популярный эксперимент Франклина, который, кажется, демонстрирует, что это включает в себя разборку банки после того, как она была заряжена, и демонстрация того, что на металлических пластинах можно найти небольшой заряд, и поэтому он должен быть в диэлектрик. Первый задокументированный случай этой демонстрации содержится в письме Франклина 1749 года. Франклин сконструировал «расслаиваемую» лейденскую банку. (верно), который широко использовался в демонстрациях. Кувшин сделан из стеклянной чашки, помещенной между двумя довольно плотно прилегающими металлическими чашками. Когда сосуд заряжается высоким напряжением и аккуратно разбирается, обнаруживается, что со всеми частями можно свободно обращаться, не разряжая сосуд. Если детали собираются повторно, большой Искра еще может быть получен от него.
Эта демонстрация предполагает, что конденсаторы хранят свой заряд внутри диэлектрика. Эта теория преподавалась на протяжении 1800-х годов. Однако это явление — особый эффект, вызванный высоким напряжением на лейденской банке. В отсекаемой лейденской банке заряд переносится на поверхность стеклянной чашки посредством коронный разряд когда банка разобрана; это источник остаточного заряда после повторной сборки банки. Работа с чашкой в разобранном виде не обеспечивает достаточного контакта для удаления всего поверхностного заряда. Содовое стекло является гигроскопичный и образует на своей поверхности частично проводящее покрытие, которое удерживает заряд. Адденбрук (1922) обнаружил, что в отсекаемом сосуде из парафинового воска или стекла, обожженного для удаления влаги, заряд остается на металлических пластинах. Зеленый (1944) подтвердил эти результаты и наблюдал перенос заряда короны.
Хранение заряда [ править ]
«Рассекаемая» лейденская банка, 1876 г.
Измерительная лейденская банка
Первоначально считалось, что заряд хранился в воде в ранних лейденских кувшинах. В 1700-х годах американский государственный деятель и ученый Бенджамин Франклин провел обширные исследования как заполненных водой, так и фольгированных лейденских кувшинов, что привело его к выводу, что заряд хранился в стакане, а не в воде. Популярный эксперимент Франклина, который, кажется, демонстрирует это, включает в себя разборку банки после того, как она была заряжена, и демонстрация того, что на металлических пластинах может быть обнаружен небольшой заряд, и поэтому он должен быть в диэлектрике . Первый задокументированный случай этой демонстрации содержится в письме Франклина 1749 года. Франклин разработал «расслаиваемую» лейденскую банку (справа)., который широко использовался в демонстрациях. Сосуд сделан из стеклянной чашки, помещенной между двумя довольно плотно прилегающими металлическими чашками
Когда сосуд заряжают высоким напряжением и осторожно разбирают, обнаруживается, что со всеми частями можно свободно обращаться, не разряжая сосуд. Если детали будут повторно собраны, от них все равно может появиться большая искра .
Эта демонстрация, по-видимому, предполагает, что конденсаторы хранят свой заряд внутри своего диэлектрика. Эта теория преподавалась на протяжении 1800-х годов. Однако это явление — особый эффект, вызванный высоким напряжением на лейденской банке. В разъединяемой лейденской банке заряд переносится на поверхность стеклянной чашки с помощью коронного разряда, когда банка разбирается; это источник остаточного заряда после повторной сборки банки. Работа с чашкой в разобранном виде не обеспечивает достаточного контакта для удаления всего поверхностного заряда. Сода стекла является гигроскопичной и образует частично проводящее покрытие на своей поверхности, которая удерживает заряд. Адденбрук (1922) обнаружил, что в отсекаемом сосуде, сделанном из парафинового воска или стекла, обожженного для удаления влаги, заряд остается на металлических пластинах. Зеленый (1944) подтвердил эти результаты и наблюдал перенос заряда короны.
Описание
Лейденская бутылка — это конденсатор, образованный двумя проводниками, разделенными стеклом бутылки. Первый проводник обычно состоит из верхнего электрода , соединенного небольшой цепочкой с мятой оловянной фольгой, содержащейся в бутылке. Второй проводник образован металлической фольгой, окутывающей бутылку. На внутренней и внешней сторонах хранится одинаковый электрический заряд, но противоположного знака.
Внезапные выделения из лейденской банки.
Первоначальная бутылка состояла из стеклянной бутылки, покрытой листом металла и случайно содержащей нечистую воду, действующую как проводник, соединенную цепью с металлической сферой . Первоначальное предположение заключалось в том, что электрический ток аналогичен току воды, и поэтому электричество может храниться в воде. Затем было обнаружено, что заряды накапливаются на противоположных поверхностях, разделенных стеклом, образуя диэлектрик, и что жидкость может быть заменена металлическими листами, соединенными с электродом проводящим стержнем. Заряды накапливаются на поверхности элементов на границе с диэлектриком. Чем тоньше диэлектрик и, следовательно, чем тоньше пространство между пластинами, тем больше совокупный заряд при заданном напряжении .
Разработка конденсаторов показала, что материалы диэлектрика не критичны, но могут влиять на электрическую емкость и ограничивать электрические дуги между пластинами ( напряжение пробоя ). Две пластины, разделенные небольшим зазором, действуют как конденсатор даже в вакууме .
Первоначально единицей измерения емкости была бутылка, примерно эквивалентная 1 нФ .
Конструкция электрофорной машины
2 соосных диска вращаются друг против друга, неся при этом простейшие конденсаторы из алюминиевых секторов. Благодаря случайным процессам в первичный момент на участке одного из сегмента образуется заряд. Вызывается явление процессом трения о воздух. Из-за симметричности конструкции нельзя заранее предсказать итоговый знак. В конструкции используются 2 лейденовские банки. Они создают из последовательно включенных конденсаторов единую систему. Это влияет на двойное уменьшение требований к рабочему напряжению в каждой емкости. Следует подбирать одинаковые номиналы, это залог равномерного распределения рабочего напряжения.
Снять напряжение призваны индукционные нейтрализаторы. Вся конструкция напоминает металлический гребень, парящий на некотором расстоянии над диском. В точку съема заряда приходят оба диска с эквивалентными знаками внешней поверхности. Нейтрализаторы спарены. После осуществления разгрузки сильно снижается заряд сегментов. В дополнительных конструкциях щетка легко соприкасается с краем диска.
Оператор за счет силы электрического привода либо собственной рукой насильно сближает отталкивающиеся элементы системы. Взаимодействующие друг с другом заряды стараются расположиться как можно дальше. Процесс способствует резкому росту поверхностной плотности зарядов во всех точках съема.
Электричество собирается в лейденовских банках с гребней нейтрализаторов. Происходит быстрый рост напряжения. Избежать выхода из строя системы помогает разрядник, прикрепленный к 2 электродам. Возможно получение дуги различно силы при регулировании дистанции между ними. Существует взаимосвязь: чем сильнее напряженность поля между 2 разрядниками, тем более шумный эффект сопровождает процесс опустошения банок Лейдена.
Сегменты остаются опустошенными после точки съема заряда. По течению движения устанавливаются уравнители потенциала или нейтрализаторы по принципу действия. Каждая противоположная сторона диска уже отдала заряд у различных щеток. В момент прохождения точки съема и после нее остаточные знаки заряда являются различными.
Отрезок толстой проволоки из меди с щетками из тончайших проволочек, парящих на небольшой высоте или трущих сегменты, способствует замыканию указанных противоположностей. Результат — заряды на обоих сегментах приравниваются к нулю, вся энергия превращается согласно закону Джоуля-Ленца в тепло, образующееся на утолщенной медной жиле.
Электрофор Герике
В 1650 г
внимание публики к электричеству привлёк немецкий физик Отто фон Герике, тот самый, кто потом проделал опыт с магдебургскими полушариями. Герике придумал электрофор (электростатическую машину), наглядно показавшую существование электричества и открывшую новые возможности для его изучения
Герике изготовил шар из серы и вставил в него железную ось. Вращаясь вокруг неподвижной оси, шар от трения о железо наэлектризовывался и начинал притягивать лёгкие предметы, например пёрышко. Пёрышко следовало за шаром при его перемещении и само начинало притягивать к себе пылинки или притягиваться к крупным предметам, например к протянутой руке. Так Герике доказал, что электрическое состояние может передаваться от предмета к предмету. Прилипнув к шару, пёрышко потом резко отталкивалось от него. Так было открыто явление электрического отталкивания.
Отто фон Герике
Электрофор Герике
Скупка конденсаторов
Практически все виды можно отдать в скупку конденсаторов. Сделать это можно через компании, которые занимаются радиодеталями в Москве. Цена, на которую можно рассчитывать, зависит от нескольких факторов. Основным из них является процентное соотношение редкоземельных металлов, которые входят в состав конденсатора.
Самыми ценными считаются те, которые имеют маркировку КМ Н30. Это объясняется тем, что в 1 кг таких конденсаторов порядка 50 грамм ценных материалов. Далее идет KM D. В них этот показатель равен 40 граммам. Однако самыми дорогими считаются те, которые имеют маркировку 5V. В них примерно на 10% выше содержание редкоземельных материалов.
У многих в гаражах, на чердаке или в каких-либо других закромах есть ненужная техника. Вероятнее всего в ней есть и конденсаторы, которые ценятся по сегодняшний день. Не стоит спешить их выбрасывать. Во-первых, это отрицательно сказывается на экологии, а во-вторых, можно сдать радиодетали в Москве и получить за это хорошие деньги.
В компании, которая работает по лицензии есть специалисты, которые могут провести грамотную оценку. Это дает гарантию честной сделки. Частные скупщики зачастую определяют цену «на глаз», поэтому встречаются ситуации, когда она значительно занижена.
◄ Назад к новостям
Хранение заряда
«Рассекаемая» лейденская банка, 1876 г.
Измерительная лейденская банка
Первоначально считалось, что заряд хранился в воде в ранних лейденских кувшинах. В 1700-х годах американский государственный деятель и ученый Бенджамин Франклин провел обширные исследования как заполненных водой, так и фольгированных лейденских кувшинов, что привело его к выводу, что заряд хранился в стакане, а не в воде. Популярный эксперимент Франклина, который, кажется, демонстрирует это, включает в себя разборку банки после того, как она была заряжена, и демонстрация того, что на металлических пластинах может быть обнаружен небольшой заряд, и, следовательно, он должен быть в диэлектрике . Первый задокументированный случай этой демонстрации содержится в письме Франклина 1749 года. Франклин разработал «расслаиваемую» лейденскую банку (справа) , которая широко использовалась на демонстрациях. Сосуд сделан из стеклянной чашки, помещенной между двумя довольно плотно прилегающими металлическими чашками
Когда сосуд заряжают высоким напряжением и осторожно разбирают, обнаруживается, что со всеми частями можно свободно обращаться, не разряжая сосуд. Если детали будут повторно собраны, от них все равно может появиться большая искра
Эта демонстрация, по-видимому, предполагает, что конденсаторы хранят свой заряд внутри своего диэлектрика. Этой теории преподавали на протяжении 1800-х годов. Однако это явление представляет собой особый эффект, вызванный высоким напряжением на лейденской банке. В разъединяемой лейденской банке заряд переносится на поверхность стеклянной чашки за счет коронного разряда, когда банка разбирается; это источник остаточного заряда после повторной сборки банки. Работа с чашкой в разобранном виде не обеспечивает достаточного контакта для удаления всего поверхностного заряда. Сода стекла является гигроскопичной и образует частично проводящее покрытие на своей поверхности, которая удерживает заряд. Адденбрук (1922) обнаружил, что в отсекаемом сосуде, сделанном из парафинового воска или стекла, обожженного для удаления влаги, заряд остается на металлических пластинах. Зеленый (1944) подтвердил эти результаты и наблюдал перенос заряда короны.
История
Примитивный электрогенератор.
В древние греки использовали янтарь шары , которые они терли производить искры . Это трибоэлектрический эффект , механическое разделение заряда в диэлектрике. Их работа была необходима для разработки лейденской банки.
В 1672 году Отто фон Герике построил примитивный генератор трения: шар из серы, вращающийся с высокой скоростью вокруг оси. Когда Герике положил руку на мяч и быстро повернул ось, накапливался заряд статического электричества. В 1745 году другой немец , Эвальд фон Клейст , нашел способ хранить этот заряд в стеклянной бутылке, наполовину наполненной водой и закрытой пробкой. Он накапливал электричество в воде через гвоздь, вставленный в пробку и касающийся жидкости, причем гвоздь заряжался с помощью генератора трения. Держа бутылку в одной руке, он получил сильный шок, когда другой рукой коснулся гвоздя. Клейст убедил себя, что при таком значительном поражении электрическим током может накопиться значительный заряд. Это изобретение осталось под названием «Лейденская бутылка», потому что в 1746 году Питер ван Мушенбрук , профессор Лейденского университета , независимо сделал то же открытие и сделал его известным научному миру. Мушенбрук так описывает свой опыт в письме из20 апреля 1746 г.на имя Реомюра :
— Питер ван Мушенбрук, История электричества и его принципов
Daniel Gralath (en) объединяет несколько первых бутылок параллельно в «батарею» большей общей емкости, чем одна бутылка.
Конденсатор Pinus.
В 1756 году немецкий философ Эпинус производит по тому же принципу плоский конденсатор, который носит его имя. Теперь диэлектриком является воздух, заключенный между двумя металлическими пластинами, которые можно соединить или отодвинуть, чтобы изменить его емкость.
Математическое выражение емкости
Находятся люди, ненавидящие исторические экскурсы, веселые анекдоты, приведенные ниже, подробное изложение. Посещают интернет, выуживая формулу электроемкости лейденской банки, хотят немедленно видеть. Пожалуйста:
C = q/U, q – накапливаемый лейденской банкой заряд, U – разница потенциалов между выводами. Иное выражение позволяет выразить электроемкость конденсатора площадью обкладок, расстоянием меж ними:
электроемкость конденсатора повышается ростом площади, уменьшением зазора. ε – диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками, ε(0) – электрическая постоянная, равная 8,85 пФ/м.
По указанным причинам наибольшей электроемкостью обладают электролитические конденсаторы оксидного типа. Обкладки расположены впритык.
Дизайн
Строительство лейденской банки.
Типичный дизайн состоит из стекло банка с проводящей оловянной фольгой, покрывающей внутреннюю и внешнюю поверхности. Покрытия из фольги не доходят до горловины банки, чтобы предотвратить искрение заряда между фольгами. Металлический стержень электрод выступает через непроводящую пробку в горловине банки, электрически соединенную каким-либо образом (обычно это подвесная цепь) с внутренней фольгой, чтобы позволить ей заряжаться. Банку заряжают электростатический генератор, или другой источник электрического заряда, подключенный к внутреннему электроду, в то время как внешняя фольга заземленный. На внутренней и внешней поверхностях емкости хранятся равные, но противоположные заряды.
Изначально устройство представляло собой стеклянную бутылку, частично наполненную водой, с закрывающей ее металлической проволокой, проходящей через пробку. Роль внешней пластины обеспечивается рукой экспериментатора. Скоро Джон Бевис обнаружил (в 1747 г.), что внешнюю поверхность кувшина можно покрыть металлической фольгой, а также обнаружил, что он может достичь того же эффекта, используя стеклянную пластину с металлической фольгой с обеих сторон. Эти разработки вдохновили Уильям Ватсон в том же году сделать кувшин с внутренней и внешней облицовкой из металлической фольги, исключив необходимость использования воды.
Ранние экспериментаторы (такие как Бенджамин Уилсон в 1746 г.) сообщил, что чем тоньше диэлектрик и чем больше поверхность, тем больший заряд может накапливаться.
Дальнейшие разработки в области электростатики показали, что диэлектрический материал не важен, но увеличил емкость хранения (емкость) и предотвращает образование дуги между пластинами. Две пластины, разделенные небольшим расстоянием, также действуют как конденсатор, даже в вакуум.
Конструкция
Конструкция изобретения Джеймса Вимхерста описана плохо в открытых источниках, часто люди не в силах объяснить, как работает электрофорная машина.
Общая идея
Два вращающихся друг против друга соосных диска несут простейшие конденсаторы из секторов алюминия. За счет случайных процессов в начальный момент на одном из сегментов – равномерно расположенных по кругу – образуется заряд. Это вызвано процессами трения о воздух либо прочими причинами. Причем, поскольку конструкция симметричная, знак заранее не предсказуем. Не рекомендуется ставить в электрофорную машину электролитические конденсаторы.
Вместо этого применяются две лейденские банки. Их внешние обкладки из фольги объединены, чтобы создать единую систему из последовательно включенных конденсаторов. Так уменьшаются требования к рабочему напряжению каждой емкости в два раза. Номиналы подбираются по возможности одинаковыми. В противном случае требования к рабочему напряжению распределятся неравномерно, что приводит к негативным последствиям.
Напряжение с сегментов дисков снимается при помощи индукционных нейтрализаторов. Ниже описан принцип действия. По сути конструкция, напоминающая металлический гребень, на некоторой высоте парит над диском. Нейтрализаторы спаренные, в точку съема заряда оба диска приходят с эквивалентным знаком на внешней поверхности. После разгрузки заряд сегментов сильно падает. Это обусловлено особой конструкцией индукционных нейтрализаторов, оставляющих поверхностную плотность заряда в районе 0,2 – 6 мкКл на метр в квадрате. В избранных конструкциях щетка слегка касается краем диска.
Прогрессивный рост поверхностной плотности заряда на сегментах в точке съема обусловлен тем, что навстречу друг другу движутся системы, создающие электрические поля, чьи напряженности направлены в противоположные стороны. Получается, что собственной рукой оператор (либо за счет силы электрического привода) отталкивающиеся системы насильно сближает. Взаимодействующие заряды пытаются расположиться подальше друг от друга. Это вызывает резкий рост поверхностной плотности зарядов в точках съема.
От гребенок нейтрализаторов электричество собирается в лейденские банки. Напряжение быстро растет, чтобы избежать выхода системы из строя вследствие превышения допустимых параметров конденсаторов, к двум электродам прикреплен разрядник. Дистанция между ними, как правило, регулируется, что позволяет получить дугу различной силы. Чем больше напряженность поля между разрядниками, тем более шумным эффектом сопровождается процесс опустошения лейденских банок.
После точки съема заряда сегменты остаются пустыми. Через 30 градусов по ходу движения диска стоят уравнители потенциала, называемые нейтрализаторами по принципу действия. Авторы обзора назвали бы уравнителями. Противоположные стороны диска отдали уже заряд у разных щеток. Следовательно, после прохождения точки съема знаки остатков заряда на них неизменно различны. И кусок толстой медной проволоки с щетками из тонких проволочек, трущих сегменты или парящих на малой высоте, замыкают накоротко указанные противоположности. В результате заряд на обоих сегментах становится равным нулю, энергия превращается по закону Джоуля-Ленца в тепло, выделяющееся на толстой медной жиле.
После обнуления диски продолжают двигаться во встречном направлении. Получается, освобожденный от заряда сегмент одного круга вращения оказывается напротив полупустого сегмента другого. Заряд между емкостями немедленно делится поровну, ведь диски сконструированы по одинаковым чертежам. Следовательно, кажутся идентичными. Первый диск отдает половину заряда, идет на точку съема. Второй достигает точки уравнителя потенциала первого и там отдает половину заряда.
Порой люди интересуются принципом работы прибора, ведь первый диск отдал остаточный заряд на уравнителе, второй поступил аналогично. Где взять энергию для смены знака?
- https://odinelectric.ru/knowledgebase/chto-takoe-elektrofornaya-mashina-i-kak-ona-rabotaet
- https://fb.ru/article/136480/elektrofornaya-mashina—printsip-rabotyi-kak-sdelat-elektrofornuyu-mashinu-svoimi-rukami
- https://vashtehnik.ru/enciklopediya/elektrofornaya-mashina.html
Дизайн [ править ]
Строительство лейденской банки.
Типичная конструкция состоит из стеклянной емкости с проводящей оловянной фольгой, покрывающей внутреннюю и внешнюю поверхности. Покрытия из фольги не доходят до горловины банки, чтобы предотвратить искрение заряда между фольгами. Металлический стержневой электрод выступает через непроводящую пробку в горловине сосуда, электрически соединенный некоторыми средствами (обычно подвесной цепью) с внутренней фольгой, чтобы позволить ей заряжаться. Банку заряжают электростатическим генератором или другим источником электрического заряда, подключенным к внутреннему электроду, в то время как внешняя фольга заземлена . На внутренней и внешней поверхностях банки хранятся одинаковые, но противоположные заряды.
Изначально устройство представляло собой стеклянную бутылку, частично наполненную водой, с закрывающей ее металлической проволокой, проходящей через пробку. Роль внешней пластины обеспечивается рукой экспериментатора. Вскоре Джон Бевис обнаружил (в 1747 году), что можно покрыть внешнюю поверхность сосуда металлической фольгой, и он также обнаружил, что может достичь того же эффекта, используя стеклянную пластину с металлической фольгой с обеих сторон. Эти разработки вдохновили Уильяма Ватсона в том же году на создание сосуда с металлической фольгой, облицованной как внутри, так и снаружи, что исключает необходимость использования воды.
Ранние экспериментаторы (такие как Бенджамин Уилсон в 1746 году) сообщили, что чем тоньше диэлектрик и чем больше поверхность, тем больший заряд может быть накоплен.
Дальнейшие разработки в области электростатики показали, что диэлектрический материал не важен, но увеличил накопительную способность ( емкость ) и предотвратил образование дуги между пластинами. Две пластины, разделенные небольшим расстоянием, также действуют как конденсатор даже в вакууме .
Дизайн
Строительство лейденской банки.
Типичный дизайн состоит из стекло банка с проводящей оловянной фольгой, покрывающей внутреннюю и внешнюю поверхности. Покрытия из фольги не доходят до горловины банки, чтобы предотвратить искрение заряда между фольгами. Металлический стержень электрод выступает через непроводящую пробку в горловине банки, электрически соединенную каким-либо образом (обычно это подвесная цепь) с внутренней фольгой, чтобы позволить ей заряжаться. Банку заряжают электростатический генератор, или другой источник электрического заряда, подключенный к внутреннему электроду, в то время как внешняя фольга заземленный. На внутренней и внешней поверхностях емкости хранятся равные, но противоположные заряды.
Изначально устройство представляло собой стеклянную бутылку, частично наполненную водой, с закрывающей ее металлической проволокой, проходящей через пробку. Роль внешней пластины обеспечивается рукой экспериментатора. Скоро Джон Бевис обнаружил (в 1747 г.), что внешнюю поверхность кувшина можно покрыть металлической фольгой, а также обнаружил, что он может достичь того же эффекта, используя стеклянную пластину с металлической фольгой с обеих сторон. Эти разработки вдохновили Уильям Ватсон в том же году сделать кувшин с внутренней и внешней облицовкой из металлической фольги, исключив необходимость использования воды.
Ранние экспериментаторы (такие как Бенджамин Уилсон в 1746 г.) сообщил, что чем тоньше диэлектрик и чем больше поверхность, тем больший заряд может накапливаться.
Дальнейшие разработки в области электростатики показали, что диэлектрический материал не важен, но увеличил емкость хранения (емкость) и предотвращает образование дуги между пластинами. Две пластины, разделенные небольшим расстоянием, также действуют как конденсатор, даже в вакуум.
Дизайн
Строительство лейденской банки.
Типичный дизайн состоит из стекло банка с проводящей оловянной фольгой, покрывающей внутреннюю и внешнюю поверхности. Покрытия из фольги не доходят до горловины банки, чтобы предотвратить искрение заряда между фольгами. Металлический стержень электрод выступает через непроводящую пробку в горловине банки, электрически соединенную каким-либо образом (обычно это подвесная цепь) с внутренней фольгой, чтобы позволить ей заряжаться. Банку заряжают электростатический генератор, или другой источник электрического заряда, подключенный к внутреннему электроду, в то время как внешняя фольга заземленный. На внутренней и внешней поверхностях емкости хранятся равные, но противоположные заряды.
Изначально устройство представляло собой стеклянную бутылку, частично наполненную водой, с закрывающей ее металлической проволокой, проходящей через пробку. Роль внешней пластины обеспечивается рукой экспериментатора. Скоро Джон Бевис обнаружил (в 1747 г.), что внешнюю поверхность кувшина можно покрыть металлической фольгой, а также обнаружил, что он может достичь того же эффекта, используя стеклянную пластину с металлической фольгой с обеих сторон. Эти разработки вдохновили Уильям Ватсон в том же году сделать кувшин с внутренней и внешней облицовкой из металлической фольги, исключив необходимость использования воды.
Ранние экспериментаторы (такие как Бенджамин Уилсон в 1746 г.) сообщил, что чем тоньше диэлектрик и чем больше поверхность, тем больший заряд может накапливаться.
Дальнейшие разработки в области электростатики показали, что диэлектрический материал не важен, но увеличил емкость хранения (емкость) и предотвращает образование дуги между пластинами. Две пластины, разделенные небольшим расстоянием, также действуют как конденсатор, даже в вакуум.
