गोल्ट्झचे इलेक्ट्रोफोरेटिक मशीन

इलेक्ट्रिकल इंद्रियगोचर क्षेत्रातील सर्वात सक्रिय प्रायोगिक संशोधनाचा ऐतिहासिक कालावधी पहिल्याच्या देखाव्याशी संबंधित आहे. इलेक्ट्रोस्टॅटिक मशीन, ज्याच्या कृतीमुळे यांत्रिक कार्याच्या कामगिरीमुळे विद्युत ऊर्जा प्राप्त करणे शक्य झाले.

यांत्रिक कार्यामध्ये मशीनच्या काही भागांच्या रोटेशनचा समावेश होतो, ज्यामध्ये मशीनच्या विद्युतीकृत घटकांवर उपस्थित असलेल्या आकर्षण (विरुद्ध) आणि प्रतिकर्षण (त्याच नावाच्या) विद्युत शुल्कांवर मात केली गेली.

अशा मशीन्सच्या प्रयोगांमुळे त्या काळातील संशोधकांना विजेचे स्वरूप आणि विद्युत परस्परसंवादाची तत्त्वे अधिक चांगल्या प्रकारे समजण्यास हातभार लागला.

पहिल्या इलेक्ट्रोस्टॅटिक घर्षण मशीनची निर्मिती इतिहासकार जर्मन शास्त्रज्ञाचे श्रेय देतात ओटो फॉन गेरिके, ज्याने 1650 मध्ये प्रथमच असे उपकरण तयार केले. हे एक मशीन होते ज्याचे कार्य घर्षणाद्वारे शरीराच्या विद्युतीकरणाच्या तत्कालीन ज्ञात घटनेवर आधारित होते. घर्षण यंत्रांमध्ये, तथापि, एक लक्षणीय कमतरता आहे - त्यांच्या ऑपरेशनसाठी मोठ्या यांत्रिक शक्तींचा वापर आवश्यक आहे.

नंतर तयार केलेल्या घर्षण मशीनच्या विपरीत इलेक्ट्रोफोरिक (प्रेरण) मशीन या गैरसोयीपासून वंचित होते, कारण विद्युत उर्जा मिळविण्यासाठी त्यांना विद्युतीकरण केलेल्या भागांचा इंडक्टरसह (विद्युतीकरणास कारणीभूत असलेल्या भागासह) थेट संपर्काची आवश्यकता नव्हती.

तर, पहिले इलेक्ट्रोफोरिक मशीन, म्हणजे इलेक्ट्रोस्टॅटिक मशीन ज्याला विद्युतीकरण मिळविण्यासाठी त्याच्या भागांचे परस्पर घर्षण आवश्यक नसते, 1865 मध्ये जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञाने तयार केले होते. ऑगस्ट Tepler… शोधकर्त्याचे मत होते की ही इलेक्ट्रोफोरेटिक मशीन्स आहेत जी यांत्रिक उर्जेच्या रूपांतरणाद्वारे विजेचे कार्यक्षम उत्पादन सक्षम करतील.

त्यावेळी जर्मन भौतिकशास्त्रज्ञ डॉ विल्हेल्म गोल्ट्झ (जर्मन होल्ट्झ), टोपलरपासून स्वतंत्रपणे, एक सोपी आणि अधिक कार्यक्षम इलेक्ट्रोफोरेटिक मशीनची रचना केली ज्याने मोठ्या संभाव्य फरकाची निर्मिती केली आणि प्रकाशासाठी थेट प्रवाह स्रोत म्हणून देखील काम करू शकते. गोल्ट्झची मशीन शैक्षणिक संस्थांच्या वर्गात दिसणारी पहिली इलेक्ट्रोफोरेटिक मशीन बनली.

गोल्ट्ज मशीनचे मुख्य भाग — चार्ज काढून टाकण्यासाठी डिझाइन केलेले दोन ग्लास डिस्क आणि धातूचे कंगवा. डिस्कपैकी एक स्थिर आहे आणि दुसरी फिरू शकते. डिस्क एका सामान्य अक्षावर आरोहित आहेत. संग्रहालयातील एका प्रदर्शनात, स्थिर डिस्क 100 सेमी व्यासाची आहे, तर फिरणारी डिस्क 94 सेमी आहे.

स्थिर डिस्क इबोनाइट प्लेटवर असते आणि इन्सुलेटिंग स्टँडवर इबोनाइट वर्तुळांद्वारे उभ्या स्थितीत समर्थित असते. खिडक्या स्थिर डिस्कवर कापल्या जातात, ज्याच्या मागील बाजूस फ्रेम्स नावाचे अपूर्ण पेपर सेक्टर चिकटलेले असतात.

बेझेल कागदाच्या जिभेने संपतात, ज्याच्या अग्रभागी टोकदार कडा जंगम डिस्ककडे निर्देशित करतात आणि किंचित वक्र असतात.डिस्क, फ्रेम आणि जीभ गुमिलॅक (रेझिनस पदार्थ) सह लेपित आहेत.

पितळी कंगवा जंगम डिस्कच्या क्षैतिज व्यासाच्या बाजूने, समोर, त्याच्या प्रत्येक बाजूला बसवले जातात. हे कंगवे संबंधित पितळी तारांना जोडलेले असतात, ज्याच्या टोकाला प्रवाहकीय गोळे असतात, ज्यामधून पितळी रॉड्स जातात, आतील बाजूस गोळे असतात, बाहेरून लाकडी (इन्सुलेटिंग) हँडल असतात. गोळे वेगळे किंवा जवळ हलवून काठ्या हलवता येतात.

लेडेन जार (आतील प्लेट्ससह) कंडक्टरशी जोडले जाऊ शकतात ज्यांच्या बाहेरील प्लेट्स एकमेकांशी वायरने जोडलेले असतात. यंत्राच्या पुढच्या बाजूला दोन पितळी पोस्ट वायर जोडण्यासाठी वापरल्या जातात; फक्त तारांना झुकवून गोळे या पोस्ट्सवर झुकले जाऊ शकतात.

समोरची डिस्क बेल्ट ड्राईव्हच्या सहाय्याने फिरण्यासाठी सेट केली जाते आणि हँडलला जोडलेल्या रोलर्सची प्रणाली ज्याद्वारे प्रयोगकर्ता ही यंत्रणा कार्यान्वित करतो. तथापि, मशीनसह कार्य करण्यास प्रारंभ करण्यापूर्वी, पेपर सेक्टर्स (फ्रेम) विरुद्ध शुल्कासह विद्युतीकरण करणे आवश्यक आहे (आम्ही त्यांना p + आणि p- म्हणून दर्शवू).

इलेक्ट्रोस्टॅटिक इंडक्शनच्या घटनेमुळे चार्ज झालेल्या या फ्रेम्स फिरणाऱ्या डिस्कवर कार्य करतील आणि डिस्क यामधून कॉम्ब्स O आणि O' वर कार्य करेल.

डिस्क फिरत असताना, p + चार्ज असलेली फ्रेम (विंडो F मध्ये) फिरणाऱ्या डिस्क m च्या मागील बाजूस नकारात्मक चार्ज (प्रेरित) करेल आणि त्याच चिन्हाचा चार्ज रिज O कडे आकर्षित होईल, पुन्हा कारण इलेक्ट्रोस्टॅटिक इंडक्शनच्या घटनेकडे. डिस्क m' चा काही भाग कंघी O कडून ऋण शुल्क प्राप्त करेल, आणि कंगवा O स्वतः, त्याच्या कंडक्टर C आणि बॉल r सह, त्यामुळे सकारात्मक चार्ज होईल.

तर, डिस्कचे दोन्ही बाजूंनी (m आणि m' ठिकाणी) नकारात्मक पद्धतीने विद्युतीकरण केले जाते आणि कारच्या डाव्या बाजूला असलेली वायर सकारात्मक असते. डिस्क फिरत राहते आणि आता त्याच्या पृष्ठभागाचे काही भाग m आणि m 'विंडो F पर्यंत पोहोचतात' स्थिर डिस्कवर उजवीकडे असतात.

येथे स्थापित नकारात्मक चार्ज p असलेल्या रॅकचा प्रभाव पृष्ठभाग m' द्वारे वाढविला जातो, याचा अर्थ असा की रिज O' पासून डिस्कवर सकारात्मक चार्ज आकर्षित केला जाईल. त्यानुसार, वायर C' आणि बॉल r' दोन्ही ऋण चार्ज होतील. पृष्ठभाग m ला रिजद्वारे आकर्षित केलेला सकारात्मक चार्ज प्राप्त होतो. डिस्क फिरत राहते आणि सायकलची पुनरावृत्ती होते.

इलेक्ट्रोस्टॅटिक जनरेटर हे इलेक्ट्रिकल व्होल्टेजचे सर्वात प्राचीन स्त्रोत मानले जातात: इलेक्ट्रोस्टॅटिक जनरेटर कसे कार्य करतात आणि कार्य करतात