La máquina de electroforos funciona como una fuente continua de energía eléctrica. Este dispositivo se usa a menudo como un dispositivo auxiliar para demostrar varios fenómenos y efectos eléctricos. Pero, ¿cuál es su diseño y características?
Un poco de la historia de la invención
La máquina de electroforos fue desarrollada en 1865 por August Tepler, un físico alemán. Curiosamente, de forma bastante independiente, otro científico experimental, Wilhelm Goltz, inventó un diseño similar, pero aún más perfecto, ya que su aparato permitía obtener grandes diferencias de potencial y podía servir como fuente de corriente continua. Además, la máquina Goltsev tenía un diseño mucho más simple. A finales del siglo XIX, el experimentador inglés en el campo de la electricidad y la mecánica, James Wimshurst, perfeccionó la unidad. Y hasta el día de hoy, es su versión (aunque un poco más moderna) la que se usa para demostrar experimentos electrodinámicos debido a la capacidad de crear una gran diferencia.potenciales entre colectores. La máquina de electroforos fue mejorada ya en los años cuarenta del siglo XX por un científico llamado Ioffe, quien desarrolló un nuevo tipo de generadores electrostáticos para alimentar la máquina de rayos X. Aunque la máquina de Wimshurst no se usa actualmente para la tarea directa de generar energía eléctrica, es una exhibición histórica que ilustra la historia del desarrollo de la ingeniería y el progreso científico y tecnológico.
Diseño de máquina de electroforos
Este aparato consta de dos discos que giran uno hacia el otro. El trabajo de la máquina de electróforos radica precisamente en la implementación de tal doble rotación mutua. En los discos hay segmentos conductores aislados entre sí. Con la ayuda de los revestimientos de los lados de ambos discos, se forman condensadores. Es por eso que la máquina de electróforos a veces se llama máquina de condensadores. Hay neutralizadores en los discos, que desvían las cargas de los elementos opuestos de los discos al suelo con la ayuda de cepillos. Los coleccionistas están a la izquierda y a la derecha. Sobre ellos llegan las señales generadas por los peines de los discos trasero y delantero.
¿Qué son los bancos de Leiden?
En muchos casos, las cargas se acumulan en los capacitores. Se llaman bancos de Leiden. Después de eso, es posible reproducir descargas y chispas mucho más fuertes. Las placas internas de cada capacitor están conectadas a los conductores por separado. Pinceles que se tocansectores de los discos se combinan con el revestimiento interior de los frascos de Leiden. Toda la estructura está actualmente montada sobre bastidores de plástico. Junto con las botellas de Leyden, las partes de la máquina se fijan en un soporte de madera. Dada la claridad del diseño, se puede hacer una máquina de electróforos con sus propias manos de manera bastante simple. Incluso una persona que no tenga una educación técnica especial puede ensamblarlo y operarlo para su propio placer.
¿Cuál es la base de la máquina de electroforos?
Utilizar el esfuerzo mutuo de ambos discos: este es el principio fundamental de este dispositivo. El efecto de una diferencia de potencial, y luego descargas y chispas, se logra mediante la correcta disposición de los sectores. Por supuesto, hay desarrollos que usan discos vírgenes, pero no dan una eficiencia similar. Dichos diseños se usan a menudo en pequeñas instituciones educativas. La distancia entre los discos de un dispositivo como una máquina de electroforos juega un papel crucial y tiene un impacto significativo en el logro del voltaje requerido en los capacitores.
¿Cuál es el principio de la máquina?
La máquina de electróforos ha sufrido muchos cambios desde su invención (y estamos a principios del siglo XVIII). Pero la idea principal permanece. La base del diseño de la máquina son los discos con placas encoladas (tiras de metal). Mediante la aplicación de una cierta fuerza mecánica mediante una transmisión por correa, se pueden girar en diferentes direcciones, opuestas entre sí. En la portada de unoel disco se carga positivamente. Atraerá otra carga (negativa) hacia sí mismo. El positivo pasará por el conductor con escobillas (neutralizador), que toca el revestimiento opuesto. Girando los discos obtenemos cargas similares a las originales. Pero ya afectarán a otros revestimientos. Dado que los discos giran en direcciones opuestas, las cargas fluyen hacia los colectores. En un aparato de demostración como una máquina de electróforos, el principio de funcionamiento se basa precisamente en este momento. En los cepillos de ambos discos, que no tocan su superficie y están ubicados en los bordes, las cargas en algún punto se vuelven tan grandes que se produce una ruptura en el espacio de aire y se desliza una chispa eléctrica. Es por ello que a los colectores se les pueden acoplar condensadores adicionales de distintas capacidades, lo que dará una mayor belleza al efecto de la descarga.
