La màquina electroforètica de Goltz

El període històric de la recerca experimental més activa en el camp dels fenòmens elèctrics s'associa amb l'aparició de la primera màquines electrostàtiques, l'acció del qual va permetre obtenir energia elèctrica a causa de la realització de treballs mecànics.

El treball mecànic consistia en la rotació de determinades parts de la màquina, en la qual es van superar les forces d'atracció (oposades) i de repulsió (del mateix nom) les càrregues elèctriques, que estaven presents sobre els elements electrificats de la màquina.

Els experiments amb aquestes màquines van contribuir a una millor comprensió per part dels investigadors d'aquella època de la naturalesa mateixa de l'electricitat i els principis de les interaccions elèctriques.

Creació de la primera màquina de fricció electrostàtica els historiadors atribueixen al científic alemany Otto von Gerike, que l'any 1650 va crear un dispositiu d'aquest tipus per primera vegada. Era una màquina el treball de la qual es basava en el fenomen aleshores ja conegut de l'electrificació dels cossos per fricció. Les màquines de fricció, però, tenen un inconvenient important: el seu funcionament requereix l'aplicació de grans forces mecàniques.

A diferència de les màquines de fricció creades posteriorment màquines electrofòriques (inducció). estaven privats d'aquest inconvenient, ja que per obtenir energia elèctrica no necessitaven el contacte directe de les parts electrificades amb l'inductor (amb la part que provocava l'electrificació).

Així doncs, la primera màquina electrofòrica, és a dir, una màquina electrostàtica que no requereix la fricció mútua de les seves peces per obtenir l'electrificació, va ser construïda l'any 1865 per un físic alemany. August Tepler… L'inventor opinava que eren màquines electroforètiques les que permetrien la producció eficient d'electricitat mitjançant la conversió d'energia mecànica.

Aleshores, un físic alemany Wilhelm Goltz (alemany Holtz), independentment de Toepler, va dissenyar una màquina electroforètica més senzilla i eficient que produïa una gran diferència de potencial i fins i tot podria servir com a font de corrent continu per a la il·luminació. Les màquines de Goltz es van convertir en les primeres màquines electroforètiques que van aparèixer a les aules de les institucions educatives.

Parts principals de la màquina Goltz — dos discs de vidre i pintes metàl·liques dissenyades per eliminar la càrrega. Un dels discos és estacionari i l'altre pot girar. Els discos estan muntats en un eix comú. En una de les exposicions del museu, el disc estacionari fa 100 cm de diàmetre, mentre que el disc giratori fa 94 cm.

El disc estacionari descansa sobre una placa d'ebonita i es recolza en posició vertical per cercles d'ebonita sobre suports aïllants. Les finestres es tallen al disc estacionari, a la part posterior del qual s'enganxen sectors de paper incomplets anomenats marcs.

Els bisells acaben en llengüetes de paper, les vores punxegudes davanteres de les quals apunten cap al disc mòbil i estan lleugerament corbades.Els discos, els marcs i les llengüetes estan recoberts de gumilac (substància resinosa).

Les pintes de llautó es munten al llarg del diàmetre horitzontal del disc mòbil, al davant, a cadascun dels seus costats. Aquestes pintes estan connectades amb filferros de llautó corresponents, als extrems dels quals hi ha boles conductores, per les quals passen varetes de llautó, que acaben en boles per dins, amb nanses de fusta (aïllants) a l'exterior. Els pals es poden moure separant o apropant les boles.

Els pots de Leyden (amb plaques interiors) es poden connectar als conductors les plaques exteriors dels quals estan connectades entre si per un cable. S'utilitzen dos pals de llautó a la part davantera de la màquina per connectar cables; les boles es poden recolzar contra aquests pals simplement inclinant els cables.

El disc frontal està configurat per girar mitjançant una corretja i un sistema de corrons connectats a una nansa amb la qual l'experimentador acciona aquest mecanisme. Tanmateix, abans de començar a treballar amb la màquina, cal electrificar els sectors de paper (marcs) amb càrregues oposades (els denotarem p + i p-).

Aquests marcs, que estan carregats, a causa del fenomen d'inducció electrostàtica, actuaran sobre el disc giratori, i el disc actuarà al seu torn sobre les pintes O i O'.

A mesura que el disc gira, el marc (a la finestra F) amb una càrrega p + provocarà (induir) una càrrega negativa a la part posterior del disc giratori m i una càrrega del mateix signe serà atreta per la carena O, de nou a causa al fenomen de la inducció electrostàtica. Una part del disc m' rebrà una càrrega negativa de la pinta O, i la mateixa pinta O, juntament amb el seu conductor C i la bola r, estarà, per tant, carregada positivament.

Per tant, el disc s'electrifica negativament pels dos costats (en els llocs m i m'), i el cable del costat esquerre del cotxe és positiu. El disc continua girant i ara parts de la seva superfície m i m 'arriben a la finestra F' situada al disc estacionari a la dreta.

La influència del bastidor amb una càrrega negativa p instal·lada aquí s'amplifica per la superfície m', el que significa que una càrrega positiva serà atreta des de la cresta O' al disc. En conseqüència, tant el cable C' com la bola r' estaran carregats negativament. La superfície m rep una càrrega positiva atreta per la carena. El disc continua girant i el cicle es repeteix.

Els generadors electrostàtics es consideren les fonts de tensió elèctrica més antigues: Com funcionen i funcionen els generadors electrostàtics