L'électrophore fonctionne comme une source continue d'énergie électrique. Cet appareil est souvent utilisé comme appareil auxiliaire pour démontrer divers phénomènes et effets électriques. Mais quelle est sa conception et ses fonctionnalités ?
Un peu d'histoire de l'invention
L'électrophore a été développé en 1865 par August Tepler, un physicien allemand. Curieusement, tout à fait indépendamment, un autre scientifique expérimental, Wilhelm Goltz, a inventé une conception similaire, mais encore plus parfaite, puisque son appareil permettait d'obtenir de grandes différences de potentiel et pouvait servir de source de courant continu. De plus, la machine Goltsev était de conception beaucoup plus simple. A la fin du XIXe siècle, l'expérimentateur anglais dans le domaine de l'électricité et de la mécanique, James Wimshurst, améliora l'appareil. Et à ce jour, c'est sa version (bien qu'un peu plus moderne) qui est utilisée pour démontrer des expériences électrodynamiques en raison de la capacité de créer une énorme différencepotentiels entre collecteurs. La machine à électrophores a déjà été améliorée dans les années quarante du XXe siècle par un scientifique nommé Ioffe, qui a développé un nouveau type de générateurs électrostatiques pour alimenter la machine à rayons X. Bien que la machine de Wimshurst ne soit pas actuellement utilisée pour la tâche directe de générer de l'énergie électrique, il s'agit d'une exposition historique qui illustre l'histoire du développement de l'ingénierie et du progrès scientifique et technologique.
Conception de la machine à électrophore
Cet appareil se compose de deux disques qui tournent l'un vers l'autre. Le travail de la machine électrophore réside justement dans la mise en oeuvre d'une telle double rotation mutuelle. Sur les disques, il y a des segments conducteurs isolés les uns des autres. À l'aide des revêtements des côtés des deux disques, des condensateurs sont formés. C'est pourquoi la machine à électrophore est parfois appelée machine à condensateur. Il y a des neutraliseurs sur les disques, qui détournent les charges des éléments opposés des disques vers le sol à l'aide de brosses. Les collectionneurs sont à gauche et à droite. C'est sur eux que les signaux générés pris par les peignes des disques arrière et avant arrivent.
Quelles sont les rives de Leiden ?
Dans de nombreux cas, les charges s'accumulent sur les condensateurs. On les appelle les banques de Leiden. Après cela, il est possible de reproduire des décharges et des étincelles beaucoup plus fortes. Les plaques intérieures de chaque condensateur sont connectées aux conducteurs séparément. Des pinceaux qui touchentles secteurs des disques sont combinés avec la doublure intérieure des bocaux Leiden. L'ensemble de la structure est actuellement monté sur des racks en plastique. Avec les bocaux Leyden, les pièces de la machine sont fixées sur un support en bois. Compte tenu de la clarté de la conception, une machine à électrophore de vos propres mains peut être fabriquée très simplement. Même une personne qui n'a pas de formation technique spéciale peut l'assembler et l'utiliser pour son propre plaisir.
Quelle est la base de la machine à électrophore ?
Utiliser l'effort mutuel des deux disques - c'est le principe de base de cet appareil. L'effet d'une différence de potentiel, puis des décharges et des étincelles, est obtenu par la disposition correcte des secteurs. Bien sûr, il existe des développements qui utilisent des disques vierges, mais ils ne donnent pas une efficacité similaire. De telles conceptions sont souvent utilisées dans les petits établissements d'enseignement. La distance entre les disques d'un appareil tel qu'une machine à électrophore joue un rôle crucial et a un impact significatif sur l'obtention de la tension requise sur les condensateurs.
Quel est le principe de la machine ?
La machine à électrophores a subi de nombreuses modifications depuis son invention (et nous sommes au début du XVIIIe siècle). Mais l'idée principale demeure. La conception de la machine repose sur des disques avec des plaques collées (bandes métalliques). En appliquant une certaine force mécanique à l'aide d'un entraînement par courroie, ils peuvent être tournés dans des directions différentes, opposées l'une à l'autre. Sur la couverture d'unle disque devient chargé positivement. Il attirera une autre charge (négative) à lui-même. Le positif passera par le conducteur à balais (neutralisant), qui touche la doublure opposée. En tournant les disques, on obtient des charges similaires à celles d'origine. Mais ils affecteront déjà d'autres doublures. Etant donné que les disques tournent dans des sens opposés, les charges affluent vers les collecteurs. Dans un appareil de démonstration tel qu'une machine à électrophores, le principe de fonctionnement repose précisément sur ce moment. Sur les balais des deux disques, qui ne touchent pas leur surface et sont situés sur les bords, les charges deviennent à un moment donné si énormes qu'une panne se produit dans l'espace aérien et qu'une étincelle électrique glisse. C'est pourquoi des condensateurs supplémentaires de différentes capacités peuvent être attachés aux collecteurs, ce qui donnera une plus grande beauté à l'effet de la décharge.
