Maszyna elektrostatyczna Whimshursta

Budowa.

Maszyna elektrostatyczna Whimshursta jest urządzeniem wykorzystującym indukcję elektrostatyczną, ruch mechaniczny i przyspieszenie do rozdzielania ładunków elektrycznych.

Maszyna elektrostatyczna Whimshursta. Dwie ebonitowe tarcze równej wielkości osadzone są na wspólnej osi bardzo blisko siebie. Za pomocą korby i pasków rzemiennych wprawia się je w obrót w dwóch przeciwnych kierunkach. Na zewnętrznej stronie każdego krążka naklejone są w równych odstępach sektory ze staniolu (cynfolii, cienkiej folii metalowej) (rys. 1.14). Na rysunku tylny krążek narysowany jest większy, żeby było widać na nim sektory. W rzeczywistości krążki są jednakowej wielkości. Przed każdym krążkiem znajduje się metalowy pręt - łącznik, zakończony miotełkami z cienkich drucików metalowych stykających się z krążkiem. Dwa łączniki ustawione są tak, że są do siebie prostopadłe, jak na rysunku. Niech jakikolwiek z sektorów, powiedzmy S1, ma jakiś przypadkowy, choćby bardzo nieznaczny ładunek, dajmy na to, dodatni. Gdy znajdzie się naprzeciwko sektora S2 połączonego łącznikiem z sektorem S3, wtedy przez indukcję na sektorze S2 zbierze się ładunek ujemny, na sektorze S3 - dodatni. Lecz sektory te poruszają się w przeciwne strony. Po krótkiej chwili połączenie między nimi przerwie się. Sektor S2 uniesie ze sobą ładunek ujemny, sektor S3 - dodatni. Zlazazłszy się naprzeciwko sektorów drugiego krążka połączonych łącznikiem L2, wywołuje znowu przez indukcję rozdzielenie ładunków. Dwa sektory wyjdą spod niego naładowane różnoimiennie. Sektory te znalazłszy się naprzeciwko łącznika L1 wzbudzą w sektorach z nim połączonych znowu ładunki indukcyjne itd.
Na średnicy poziomej krążków osadzone są dwa pałączki metalowe zakończone również miotełkami z cienkich drucików, tzw. kolektory. Obejmują one obie płyty, dotykając sektorów miotełkami. Zbierają one ładunki z sektorów, odprowadzając je zwykle do wewnętrznych okładek butelek lejdejskich B1 i B2. Gdy nagromadzą się na nich dostatecznie duże ładunki, między kulkami C i D przeskoczy iskra.
Żródło: Mieczysław Jeżewski, "Fizyka ogólna", tom 2, Warszawa 1965.


Butelka lejdejska - schemat ideowy.Butelka lejdejska (ang. leyden jar) jest to pojemny i dość odporny na przebicie kondensator o bardzo prostej konstrukcji. Butelka lejdejska składa się z (jak nazwa wskazuje) pojemnika szklanego (obecnie raczej cylindra niż butelki) [na rysunku - zielona warstwa] który na zewnątrz i wewnątrz oklejony jest folią metalową stanowiącą okładki [niebieskie linie]. W "klasycznym" modelu wewnętrzna okładka łączona jest z otoczeniem za pomocą metalowego pręta połączonego z dnem i zakończonego metalową kulką. Taki model używany jest do pokazowych doświadczeń fizycznych.
Butelka lejdejska jest dość odporna na przebicie (po przeładowaniu prądem) z tego powodu że szkło niezależnie od warunków "niechętnie" przewodzi prąd elektryczny (posiada wysoki opór).