戈尔茨电泳机
电现象领域最活跃的实验研究的历史时期与第一个 静电机,其作用使得由于机械功的性能而获得电能成为可能。
机械功包括机器某些部件的旋转,其中存在于机器带电元件上的吸引力(相反)和排斥力(同名)电荷被克服。
用这种机器进行的实验有助于当时的研究人员更好地理解电的本质和电相互作用的原理。
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制造第一台静电摩擦机 历史学家归功于德国科学家 奥托·冯·格里克,谁在 1650 年首次创造了这样的设备。这是一台机器,其工作基于当时已知的通过摩擦使物体带电的现象。然而,摩擦式机器有一个明显的缺点——它们的操作需要施加很大的机械力。
不像后来制造的摩擦机 电泳(感应)机 被剥夺了这个缺点,因为为了获得电能,他们不需要带电部件与电感器(与导致带电的部件)直接接触。
于是,1865年,德国物理学家制造了第一台电泳机,即不需要其部件相互摩擦而获得带电的静电机 奥古斯特·泰普勒……发明者认为,电泳机可以通过机械能的转换实现高效的电力生产。
当时,一位德国物理学家 Wilhelm Goltz(德国霍尔茨),独立于 Toepler,设计了一种更简单、更高效的电泳机,它能产生很大的电位差,甚至可以作为照明的直流电源。 Goltz 的机器成为第一台出现在教育机构教室中的电泳机。
戈尔茨机的主要部件 — 两个玻璃圆盘和金属梳子,用于去除电荷。其中一个圆盘是静止的,另一个可以旋转。磁盘安装在公共轴上。在博物馆的一件展品中,固定圆盘的直径为 100 厘米,而旋转圆盘的直径为 94 厘米。
固定盘位于硬质橡胶板上,并由绝缘支架上的硬质橡胶圈垂直支撑。在固定磁盘上切出窗口,在其背面粘贴称为框架的不完整纸扇区。
挡板以纸舌结束,其前缘指向可移动的圆盘并略微弯曲。圆盘、框架和舌片涂有胶质(树脂物质)。
黄铜梳子沿着可移动圆盘的水平直径安装在前面的每一侧。这些梳子连接到相应的黄铜线上,其末端是导电球,黄铜棒穿过铜棒,在内部以球结束,在外部带有木制(绝缘)手柄。可以通过将球移开或靠近来移动棍子。
莱顿瓶(带内板)可以连接到导体,导体的外板通过导线相互连接。机器前面的两个黄铜柱用于连接电线;只需倾斜电线,球就可以靠在这些柱子上。
前圆盘设置为通过皮带驱动和连接到手柄的滚轮系统旋转,实验者使用该手柄启动该机构。然而,在开始使用机器之前,有必要用相反的电荷给纸扇区(框架)通电(我们将它们表示为 p + 和 p-)。
这些带电的框架,由于静电感应现象,会作用在旋转的圆盘上,圆盘又会作用在梳子O和O'上。
当圆盘旋转时,带有电荷 p+ 的框架(在窗口 F 中)将在旋转圆盘 m 的背面引起(感应)负电荷,并且相同符号的电荷将被吸引到脊 O,再次由于静电感应现象。圆盘 m' 的一部分将从梳子 O 接收到负电荷,因此梳子 O 本身及其导体 C 和球 r 将带正电。
因此,圆盘在其两侧(在位置 m 和 m')都带负电,而汽车左侧的电线是正极。圆盘继续旋转,现在其表面 m 和 m 的一部分“到达位于静止圆盘右侧的窗口 F”。
此处安装负电荷 p 的机架的影响被表面 m' 放大,这意味着正电荷将从脊 O' 吸引到磁盘。因此,电线C'和球r'都将带负电。表面 m 接收由脊吸引的正电荷。圆盘继续旋转,循环重复。
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