Die Elektrophoresemaschine arbeitet als kontinuierliche elektrische Energiequelle. Dieses Gerät wird oft als Hilfsgerät zur Demonstration verschiedener elektrischer Phänomene und Wirkungen verwendet. Aber was ist sein Design und seine Funktionen?
Ein bisschen Erfindungsgeschichte
Die Elektrophoresemaschine wurde bereits 1865 von August Tepler, einem deutschen Physiker, entwickelt. Seltsamerweise erfand ein anderer experimenteller Wissenschaftler, Wilhelm Goltz, ganz unabhängig ein ähnliches Design, aber noch perfekter, da sein Apparat es ermöglichte, große Potentialunterschiede zu erh alten und als Gleichstromquelle dienen konnte. Darüber hinaus war die Goltsev-Maschine viel einfacher im Design. Ende des 19. Jahrhunderts verbesserte der englische Experimentator auf dem Gebiet der Elektrizität und Mechanik, James Wimshurst, das Gerät. Und bis heute ist es seine Version (wenn auch etwas moderner), die aufgrund der Fähigkeit, einen großen Unterschied zu erzeugen, zur Demonstration elektrodynamischer Experimente verwendet wirdPotentiale zwischen Kollektoren. Die Elektrophoresemaschine wurde bereits in den vierziger Jahren des 20. Jahrhunderts von einem Wissenschaftler namens Ioffe verbessert, der einen neuen Typ von elektrostatischen Generatoren entwickelte, um die Röntgenmaschine mit Energie zu versorgen. Obwohl die Wimshurst-Maschine derzeit nicht für die direkte Aufgabe der Erzeugung elektrischer Energie verwendet wird, ist sie ein historisches Exponat, das die Entwicklungsgeschichte des Ingenieurwesens und des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts veranschaulicht.
Design der Elektrophoresemaschine
Dieser Apparat besteht aus zwei Scheiben, die sich gegeneinander drehen. Die Arbeit der Elektrophoresemaschine liegt genau in der Durchführung einer solchen doppelten gegenseitigen Drehung. Auf den Scheiben befinden sich voneinander isolierte leitende Segmente. Mit Hilfe der Verkleidungen der Seiten beider Scheiben werden Kondensatoren gebildet. Aus diesem Grund wird die Elektrophormaschine manchmal als Kondensatormaschine bezeichnet. Auf den Scheiben befinden sich Neutralisatoren, die mit Hilfe von Bürsten Ladungen von den gegenüberliegenden Elementen der Scheiben zum Boden ableiten. Kollektoren sind auf der linken und rechten Seite. Auf ihnen kommen die erzeugten Signale an, die von den Kämmen von den hinteren und vorderen Scheiben aufgenommen werden.
Was sind die Ufer von Leiden?
Auf Kondensatoren sammeln sich in vielen Fällen Ladungen an. Sie werden Leidener Banken genannt. Danach können wesentlich stärkere Entladungen und Funken reproduziert werden. Die inneren Platten jedes Kondensators sind separat mit den Leitern verbunden. Bürsten, die berührenSektoren der Scheiben werden mit der Innenauskleidung der Leiden-Gläser kombiniert. Die gesamte Struktur ist derzeit auf Kunststoffgestellen montiert. Zusammen mit den Leyden-Gläsern sind Teile der Maschine auf einem Holzständer befestigt. Angesichts der Klarheit des Designs kann eine Elektrophoresemaschine mit eigenen Händen ganz einfach hergestellt werden. Selbst eine Person ohne spezielle technische Ausbildung kann es zu seinem eigenen Vergnügen zusammenbauen und bedienen.
Was ist die Grundlage der Elektrophoresemaschine?
Die gemeinsame Anstrengung beider Scheiben nutzen - das ist das Hauptprinzip bei diesem Gerät. Die Wirkung einer Potentialdifferenz und damit Entladungen und Funken wird durch die richtige Anordnung der Sektoren erreicht. Natürlich gibt es Entwicklungen, die leere Festplatten verwenden, aber sie bieten keine ähnliche Effizienz. Solche Designs werden häufig in kleinen Bildungseinrichtungen verwendet. Der Abstand zwischen den Scheiben eines solchen Geräts als Elektrophoresemaschine spielt eine entscheidende Rolle und hat einen erheblichen Einfluss auf das Erreichen der erforderlichen Spannung an den Kondensatoren.
Was ist das Prinzip der Maschine?
Die Elektrophoresemaschine hat seit ihrer Erfindung (und das ist der Beginn des 18. Jahrhunderts) viele Veränderungen erfahren. Aber die Hauptidee bleibt. Grundlage der Konstruktion der Maschine sind Scheiben mit aufgeklebten Platten (Metallstreifen). Durch Aufbringen einer bestimmten mechanischen Kraft über einen Riemenantrieb können sie in verschiedene Richtungen gegeneinander gedreht werden. Auf dem Cover von einemdie Scheibe wird positiv geladen. Es wird eine weitere Ladung (negativ) an sich ziehen. Das Plus geht mit Bürsten (Neutralisator) durch den Leiter, der die gegenüberliegende Auskleidung berührt. Wenn wir die Scheiben drehen, erh alten wir ähnliche Ladungen wie die ursprünglichen. Sie wirken sich aber bereits auf andere Beläge aus. Da sich die Scheiben gegenläufig drehen, fließen die Ladungen zu den Kollektoren. In einem solchen Demonstrationsgerät wie einer Elektrophoremaschine basiert das Funktionsprinzip genau auf diesem Moment. An den Bürsten beider Scheiben, die ihre Oberfläche nicht berühren und sich an den Rändern befinden, werden die Ladungen irgendwann so groß, dass es im Luftraum zu einem Durchschlag kommt und ein elektrischer Funke überspringt. Aus diesem Grund können an den Kollektoren zusätzliche Kondensatoren unterschiedlicher Kapazität angebracht werden, die den Effekt der Entladung noch schöner machen.
