Електростатични генератори | dLambow

(Electrostatic generators) -

Видове електростатични генератори

Какво е електростатичен генератор?

Електростатичният генератор е механично устройство, което създава статично електричество или електричество с висок волтаж и импулсен постоянен ток. За създаването на електростатичен заряд генераторите използват триене или електростатична индукция.

 

Кои са най-известните електростатични генератори?

Инфлуентната машина (Influence machine)

Инфлуентната машина е значително по-сложен, но и по-ефективен генератор за високо напрежение, при който се използва електростатичната индукция, т.е. възбуждането на противоположни заряди от разстояния. Тя е изобретена и усъвършенствана от Уимсхърст, Холц и Тьоплер през 1865– 1867 г.

Електростатични генератори (Electrostatic generators)

Електрофор (Electrophore)

Електрофорът е прост уред, който се състои от две плоски диелектрични плочи, едната от които е метализирана от двете страни. При триене на диелектричната плоча с кожа или коса тя се наелектризира и се поставя върху метализираната плоча. След това метализираната плоча се заземява и диелектричната плоча се отделя. По този начин метализираната плоча остава заредена.

Вимшурстова машина (Wimshurst machine)

Вимшурстовата машина е вид инфлуентна машина, която се състои от две диска от стъкло или друг диелектрик, които се въртят в противоположни посоки. По дисковете има метални пластинки, които се наелектризират чрез триене с четки. Зарядите се прехвърлят от пластинките до два колектора, свързани с две лайденски стъкленици.

Машина на Холц (Holtz machine)

През 1865 г. Холц изобретява "Holtz електростатична инфлуенсна машина", електростатичен индукционен генератор, който преобразува механичната работа в електростатична енергия, като се нуждае само от първоначално зареждане, за да започне работа.

Пиджън машина (Pidgeon machine)

През 1898 г. машината Pidgeon е разработена с уникална настройка от W. R. Pidgeon. Машината Pidgeon притежава фиксирани електростатични индуктори, подредени по начин, който увеличава ефекта на електростатичната индукция (и нейната електрическа мощност е поне двойно по-голяма от тази на типичните машини от този тип [освен когато е претоварена]). Съществените характеристики на машината Pidgeon са:

• - комбинацията от въртяща се опора и фиксирана опора за предизвикване на заряд;
• - подобрената изолация на всички части на машината (но по-специално на носачите на генератора).

Машините Pidgeon са комбинация от машина на Wimshurst и машина на Voss, със специални характеристики, адаптирани за намаляване на количеството изтичане на заряд. Машините Pidgeon се възбуждат по-лесно от най-добрите от този тип машини.

Машина на Voss (Voss machine)

Машината на Вос използва хартиени апликации, наречени сектори върху фиксираната плоча за генериране на заряд, както в машината на Холц, но той добавя контакти от калаено фолио между хартията и стъклото и не използва прозорци. Шест месингови копчета, поставени на въртящия се диск, са в контакт с два чифта четки.

Генератор на Ван де Граф (Van de Graaff generator)

Генераторът на Van de Graaff е електростатичен генератор, който използва движеща се лента за натрупване на електрически заряд върху кух метален глобус на върха на изолирана колона, създавайки много високи електрически потенциали. Той произвежда постоянен ток (DC) с много високо напрежение при ниски нива на ток. Изобретен е от американския физик Робърт Дж. Ван де Грааф през 1929 г. 

Потенциалната разлика, постигната от съвременните генератори на Van de Graaff, може да бъде до 5 мегаволта. Настолна версия може да произвежда от порядъка на 100 kV и може да съхранява достатъчно енергия, за да произведе видими електрически искри. Малки машини Van de Graaff се произвеждат за забавление и за обучение по физика за преподаване на електростатика; по-големи са изложени в някои научни музеи.

Фрикционни машини (Friction machines)

Първите електростатични генератори се наричат фрикционни машини поради триенето в процеса на генериране. Примитивна форма на фрикционна машина е изобретена около 1663 г. от Ото фон Герике, използвайки сярно кълбо, което може да се върти и търка на ръка. Може всъщност да не е било завъртяно по време на употреба и да не е било предназначено да произвежда електричество, но е вдъхновило много по-късни машини, които също използват въртящи се глобуси. Исак Нютон предлага използването на стъклен глобус вместо серен. Около 1706 г. Франсис Хоксби подобрява основния дизайн със своята фрикционна електрическа машина, която позволява стъклена сфера да се върти бързо срещу вълнен плат.

-------
Ако темата ви харесва, споделете я с приятели. Ако са възникнали въпроси, задайте ги в коментарите по-долу. След седмица проверете за отговора.
----------------