kategoriler: Öne Çıkan Makaleler » İlginç gerçekler
Görüntülenme sayısı: 32012
Makaleye yorum: 2
Çar - elektrofor
1814 yazında Napolyon'un kazananı Tüm Rus İmparatoru İlk İskender, Hollanda'nın Haarlem şehrini ziyaret etti. Seçkin konuk yerel akademiye davet edildi. Burada, tarih yazarının yazdığı gibi, "Büyük elektrikli makine her şeyden önce Majestelerinin dikkatini çekti." 1784 yılında yapılmıştır. araba gerçekten büyük bir izlenim bıraktı. Dört kişinin çabasıyla, bir kişinin boyunun çapına sahip iki cam disk, ortak bir eksende döndürülür. Sürtünme elektriği (triboelektrik), iki Leiden kutusunun pilini, o zamanki kapasitörleri şarj etmek için sağlandı. Onlardan gelen kıvılcımlar, imparatorun ikna edildiği yarım metreden daha uzun bir uzunluğa ulaştı.
Bu Orta Avrupa teknoloji mucizesine tepkisi kısıtlanmıştı. Çocukluktan itibaren, Alexander daha büyük bir makineye aşinaydı ve bu kıvılcımların daha fazlasını verdi. Yapıldı. 1777'de bile. St.Petersburg'daki anavatanında, Hollanda'dan daha basit, daha güvenli ve daha az hizmetkar gerekiyordu. İmparatoriçe Catherine II torunlarının huzurunda Tsarskoye Selo'daki elektrik deneyleri ile bu makinenin yardımıyla kendini eğlendirdi. Sonra nadir bir sergi olarak St.Petersburg Kunstkamera'ya transfer edildi, daha sonra bir dereceye kadar oradan çıkarıldı ve izleri kayboldu.
Alexander'a dünden önceki günün tekniği gösterildi. Sürtünme yoluyla elektrik üretme prensibi 200 yıldan fazla bir süredir uygulanmamıştır, oysa yerli makinenin altında yatan fikir hala dünyadaki okulların ve üniversitelerin modern laboratuvarlarında kullanılmaktadır. Bu prensip - elektrostatik indüksiyon - Rusya'da ilk kez az sayıda insanın bildiği Rus akademisyen tarafından keşfedildi ve tanımlandı ve bu haksız. Bunu şimdiki nesile hatırlatmak isterim.
Neden dev bir arabaya ihtiyacın vardı?
St.Petersburg'da dev bir makinede üretilen eserlerin açıklamaları bulunamadı. Aynı yıllarda Vasilievsky Adası Bilimler Akademisi Enstrüman Odasında elektrik jeneratörlerinin, aile çemberinde eğlence ve kendi kendine tedavi için "cep" jeneratörlerinden, bilim adamlarının fiziksel laboratuvarları için seri olanlara üretildiği bilinmektedir. Neden pahalı bir canavar araba yaptılar? Bu soruya cevap verebilir miyim?
İstediğimiz listemiz bunun yolunu açtı.
1769 yılında İtalya'nın Brescia şehrinde yıldırım, kiliselerinde yaklaşık 100 ton barut depolanan bir kiliseye çarptı. Darbeyi takip eden patlama şehrin bir kısmını ve binlerce sakinini yok etti. Yaygın olarak bilinen bu durum göz önüne alındığında, İngiliz hükümeti toz depoları için güvenilir yıldırımdan korunma önermek için akademisinden bilim adamlarına döndü. Üyeleri arasında paratoner mucidi Amerikalı B. Franklin olan Londra Kraliyet Derneği'nin nedenlerinden dolayı, İngiltere'deki Perflit'teki depolarda bir yıldırımdan korunma tesisi önerildi ve gerçekleştirildi.
Ve şimdi, modern bilgi yardımıyla, yıldırım çubukları (daha doğru yıldırım çubukları) yardımıyla yapıların korunmasına% 100 garanti verilemez. Ve ironik olarak 1772'de. tüm kurallara uygun olarak monte edilen paratoner, depoları yıldırımdan koruyamadı. Koruyucu pimden “kaymış”, ancak zayıf davranmış ve depo patlamamıştır. Bu dava Rusya da dahil olmak üzere çok gürültü yaptı.
Burada St.Petersburg'da 15 yıl boyunca 1756'da yıldırım düşmesi sonrasında restore edilen Peter ve Paul Katedrali'nin çan kulesi restore edilmiştir. 1772 yılında Restorasyon mimarı A. Dyakov liderliğindeki çan kulesi kulesinin ana onarımı tamamlandı, “yıldırımın bir spitz'in yanmasına neden olmaması için” koruma önerisiyle yerel akademiye döndü. 25 Ocak 1773 Akademi Konferansı profesörlere Epinus, Kraft ve Euler'e bu korumanın nasıl kurulacağı konusundaki görüşlerini ifade etmeleri talimatını verdi.Belgelere göre, Şubat ayında fizik profesörü VL Kraft'ın “elektrikli makinelerden birini Enstrüman Odasından fizik ofisine bırakması” talebiyle akademinin liderliğine döndüğü bilinmektedir. Görünüşe göre deneyler için ..
Kraft'ın inşaatçılara spesifik veriler vermek zorunda olduğu açıktır: iletkenlerin malzemeleri, çapları, hava terminalinin malzemesi ve yüksekliği vb. Artık yıldırım akımlarının yüzlerce ampere ulaştığı bilinmektedir ve bulutların şarj potansiyeli milyonlarca volttur. Ama sonra volt veya amper yoktu, bir süreç modeli oluşturmanın, veri elde etmenin ve fırtına süreçlerine tahmin etmenin tek bir yolu vardı. Dahası, elde edilen verilerin doğruluğu ne kadar yüksek olursa, bir makine gerçek bir fırtınaya o kadar benzer bir elektrik uygular. Sıradan bir makine iyi değildi: bir milimetre kalınlığında bir bakır teli eritemedi. Bir çıkış yolu bulmak gerekiyordu.
Rus akademisyenler Londra'ya bir istek gönderdi, ancak orada bile talep edilen sorunlar hakkında çok az şey biliyorlardı. Her ne kadar kendileri 50 metreden daha uzun ve yarım metreden daha geniş bir “yapay bulut” oluşturarak denediler. Aldıkları sonuçlar çelişkilidir. Triboelektrik makine finaline yaklaşıyordu. Yüksek potansiyeller oluşturmak için, örneğin beş metre çapında cam diskler yapmak imkansızdır. Kazadaki merkezkaç kuvveti, onları kesinlikle deneyciler için tehlikeli binlerce parçaya dönüştürecektir. Deneyler için başka bir yüksek voltajlı elektrik kaynağı oluşturmak gerekiyordu.
Böyle bir durum, mevcut olanlardan tamamen farklı olan, ancak bir sürtünme makinesinden bile daha yüksek parametrelerde elektrik yükleri üreten bir elektrik jeneratörü icat edildiğinde 1776'da ortaya çıktı. Tasarım basitti, bu nedenle imalat için uzmanları tarafından dağıtıldı (Şekil 1) Deneyler yapıldı. Ve 8 Mayıs 1777'de. mimar Dyakov, bilimin Akademi'ye, kulenin paratoner üzerindeki çalışmanın tamamlanması hakkında bilgi verdi. Ve şimdi 122,5 metre yüksekliğindeki sivri bugüne kadar güvenilir bir şekilde korunuyor. Ancak, Amerikalılar, İngilizler ve Almanlar yıldırımla mücadelede kahramanlarının adlarını biliyorlarsa, bilim tarihi hakkındaki Rus ders kitaplarında VL Kraft'ın “özel bir şey göstermediği” veya “bu tür fizik, deneysel olarak, Kraft hiç ilgilenmedi. ” Ve bu daha adil.
WTeknik bilginin üstünde.
10 Haziran 1775 İtalyan fizikçi A.Volta yeni bir elektrik kaynağı icat ettiğini açıkladı: “Sana sadece bir kez elektriklenerek asla elektrik kaybetmeyen, inatla eyleminin gücünü koruyan bir beden sunuyorum.” Yazar bu cihaza “elettroforo perpetuo”, “sonsuza dek akan elektrik” olarak tercüme edilebilen kelimeler adını verdi. Cihaz ilkelcilikten önce basitti. Fiziksel terminolojideki adı "elektrofor" kelimesine indirgenmiştir, ancak uygulamasının başarısı eziciydi. Şimdi, elektrik yüklerini büyük miktarlarda almak için mevcut elektrikli makinelerin hizmetlerini kullanmak gerekli değildi.
Volta kendini cihazın tek mucidi olarak görmedi. Her büyük bilim adamı gibi, seleflerinin esasını onurlandırdı. İşte sözleri: "Epinus ve Wilke bu fikri beklediler ve bitmiş cihazı inşa etmemelerine rağmen fenomeni keşfettiler." Ne tür bir beklenti bu? Ve Epinus soyadı bu metinde ikinci kez bulunur. Ve bu bir kaza değil.
Rostock Üniversitesi'nden Prof. Keşfin anlamı şu şekilde açıklanabilir: bir elektrik alanına yerleştirilen her beden elektrik haline gelir. Daha sonra Epinus 1757'den itibaren Rusya'ya davet edilecek. Petersburg Bilimler Akademisi'ne üye olacak. Burada hayatının sonuna kadar yaşayacak ve burada ana yaşam çalışmasını yazacak - "Elektrik ve manyetizma teorisinde deneyim."1759'da St.Petersburg'da yayınlandı. fizikçiler arasında çok popüler oldu. Bu çalışma ve A. Volta ile tanıştım. Aşağıda üreteceğimiz St.Petersburg akademisyeninin deneyimine özellikle dikkat çekti.
İki cam bardak A ve B'ye, yarım metre uzunluğunda bir metal çubuk C monte edilir. Bu çubuğun uçlarına, diğer iki blok ağırlığı 1 ve 2 yerleştirilir (Şekil 2). Rendelenmiş balmumu çubuğunu ilk ağırlığın yanından getirirseniz (dokunmadan), şarj ettikleri küçük ağırlıkları kaldırırken emin olabilirsiniz. Birincisi pozitif, ikincisi negatif elektrik. Dahası, daha fazla balmumu çubuğu ovalamadan böyle bir işlem istediğiniz kadar çok yapılabilir. Sızdırmazlık mumu azalmadı. Prensip olarak, vücutları elektrikle şarj etmek için bir makine hazırdı .. Ağırlıklar yerine elektrikli hale getirilecek herhangi bir gövdeyi bir çubuğa koymak ve onları elektriklendirmek mümkün oldu. Neden sürekli bir hareket makinesi olmasın?
Volta'nın elektroforunun bir prototipiydi, mekanizması çağdaşlara açıklamak çok basitti. Rendelenmiş sızdırmazlık balmumu negatif şarj edilir. Metal bir çubuğun serbest elektronlarına etki eden bir elektrik alanı oluşturur. Negatif bir yüke sahip olduklarında, çubukta ağırlık 2'de birikecek ve ağırlık 1'de açık kalacak şekilde yeniden dağıtılırlar. Çubuğun sonunda potansiyel bir fark ortaya çıkar. O irade ile bertaraf edilebilir. Volta'nın dehasına bu fenomeni pratikte kullanmak ve hatta Epinus'un kurulumundaki yetersiz sahne sayısını azaltmak için ihtiyaç vardı. Volta hiç ağırlık kullanmaz. Balmumunu getirdiği anda, bir saniyeliğine balmumunun karşısındaki çubuğun ucuna parmağıyla dokunur. Aşırı elektronların fizikçinin bedeninden “dünyaya” aktığı açıktır. Şimdi, sızdırmazlık balmumu çıkarıldığında, tüm çubuğun pozitif elektrik ile şarj olduğu ortaya çıktı. Bu prensipte, sürtünme makinelerinden daha uygun bir elektrikli makine oluşturmak zaten mümkün oldu. Ama sadece bu yeni otomobilin avantajı değildi.
Bir elektrofor makinesinin sadece bir yük elde etmekle kalmayıp, aynı zamanda elektrik potansiyelini birçok kez artırabildiği ortaya çıkıyor. Volta, elektriğin kimliğini kanıtladığında bu mülkten yararlandı, galvanik hücrede elde edilir ve sürtünme ile üretilen elektriğin yanı sıra bulutun yıldırım yükü. Bütün bu suçlamalar tamamen aynı nitelikteydi. Ve elektrofor tarafından kanıtlandı.
Dev elektrofor nasıl çalıştı?
Yaklaşık dört metrekarelik bir alana sahip oval, kalay kaplı büyük bir "tava", dondurulmuş bir eriyik reçine ve balmumu ile dolduruldu. Elektroforun dibinde yatıyordu. Üzerinde, iki metreden daha yüksek raflarda, bloklardan geçen halatlarda, başka bir disk kızartma tavası asılı, biraz daha küçük. Tüm makinenin boyutları 3 x 2,5 x 1,5 metredir. (Şekil 1). Ortaçağ sanatçı grafik kusurları affet. Bir düzlemde üç boyutlu çizimleri tanımlamanızı sağlayan açıklayıcı geometri yalnızca 1799'da görünecektir.
Makinenin prensibini anlamak için çizimi özellikle basitleştirdik. (Şek. 3) Birbirinden ipek iplerle yalıtılmış bir çift tava, değişken kapasitede bir hava kondansatörüdür. Bir kapasitörün kapasitansının plakalar arasındaki mesafe ile ters orantılı olduğunu hatırlayın. Mesafe ne kadar küçük olursa, kapasite de o kadar büyük olur ve bunun tersi de geçerlidir. Deneycinin kapasitesi, askıdaki tavayı kaldırarak ve indirerek değiştirildi. Yükleri çıkarmak için, hareket eden tavanın üst kısmına, alt A için bir bakır top B lehimlenmiştir.
Elektroforun çalışması, alt "tava" daki bir yükün uyarılmasıyla başladı. Bu, reçineyi sıradan bir kürk şapka ile ovalayarak yapılabilir. Bu prosedür bir seferde gerçekleştirildi. Daha sonra elektroforun hareketli kısmı mümkün olduğunca alçaldı, ancak alt "tava" ile temasa izin vermiyordu. İçinde olan budur.
Üst diskin metalden yapılmış olduğunu ve metallerin kristal bir yapıya sahip olduğunu biliyoruz. Bu kristaller, hücreleri elektronlarla dolu olan pozitif metal iyonlarının bir kafesi olarak düşünülebilir. Bu elektronlar sürekli hareket eden gaz moleküllerine benzetilebilir, üst disk alt diske yaklaştıkça, reçinenin negatif yüklü elektronlar üzerindeki negatif alanı gittikçe artar. Bu, dışarı iten elektronların diskin üst kısmına ve ayrıca lehimlenmiş bakır top C'ye dağılmasına neden olur. Sonuç olarak, hareketli “kızartma tavası” nın üst kısmı alt kısımda eksik olan fazla elektron alır. Buna göre, hareketli diskin ve top C'nin üst kısmı negatif yüklüdür ve alt kısmı pozitiftir.
İletken bilyesi B veya C şimdi topraklanmışsa, fazla elektron “tava” nın tepesinden zemine akacaktır ve nötr hale gelecek, ancak alttaki elektron eksikliği kalacaktır. Elektroforunda Volta bu prosedürü bir parmak dokunuşu ile gerçekleştirdi ve devin büyük olduğu, yükün büyük olduğu yerde, deneyciden akan akımlar büyüktü ve elektrikleştiriciye zarar verebilir. Bu nedenle, makinenin tasarımcıları otomatik olarak çalışan özel bir toprak elektrodu ile geldi. Tencerenin tepesini indirirken, top C, içinden elektronların toprağa aktığı topraklanmış bir top D ile en düşük konumunda temas halindeydi. Üst diskte hafif bir artışla temas kesildi ve elektron eksikliği zaten tüm diske yayıldı. Ve bu yükün potansiyeli, diskin yüksekliği arttıkça arttı. Bu düzenlilik ilk kez dünya tarihinde 1759 yılında St.Petersburg akademisyeni F.U.T. Epinus tarafından fark edildi.
Genellikle herhangi bir kişinin Epinus deneyimini tekrarlaması yasak olmasa da, öğrenciler tarafından tamamen anlaşılmaz ve bu nispeten kolaydır. Bu düzenlilik, elektrik mühendisliğinin herhangi bir ders kitabındaki formüldeki sembollerle kolayca kaydedilir. Bu deneyin sonuçlarındaki öğrencilerin güvensizliği, büyük olasılıkla, şarj potansiyelini arttırdığı bir tür sürekli hareket makinesi olarak değişken kapasitörlü bir kapasitör fikrinden kaynaklanmaktadır. Ancak potansiyeldeki artış, plakaların yayılmasının mekanik çalışması için enerji maliyetleri pahasına gelir. Sonuçta, zıt yüklerle yüklü kapasitör plakaları, aşılması gereken belirli bir kuvvetle birbirlerine çekilir.
Tabii ki, böyle bir elektrofor devinin yardımıyla bile bir yıldırım deşarjı sürecini simüle etmek imkansızdır, ancak şu ana kadar yüksek fizik yük potansiyeli kullanılarak elde edilmektedir. van de graaff arabalaryükler mekanik olarak dev iletken bilyelere teslim edilir.
Çar elektroforunda alınan yükün potansiyelini bilmiyoruz, ancak bilinmeyen bir yazar arşiv kaynaklarına yazdı: “O (makine) topuna dokunmaya cesaret eden herkesi vurmaya hazır. Bu elektroforun bir boğa bile öldürebileceği deneyimlerden bilinmektedir. Korkunç güç! ”
St.Petersburg devinin yaratıcıları.
Dev makinenin tasarımcılarının isimleri, 1778'de Petersburg'u ziyaret eden ünlü fizikçi Johann Bernoulli'nin sözleriyle biliniyor. Petersburg Bilimler Akademisi'nin profesörü Wolfgang Ludwig Kraft (1743-1814) ve aynı akademinin tamircisi, Rus zanaatkar I.P. Kulibin (1735-1818). Elektrikle ilgili modern kitaplardan birinde şunlar okunabilir: “Asenkron makinelerin teknik tasarımlarında, sofistike bir gözün bile basit temel ilkelerini ayırt etmesi kolay değildir.” Şaşırtıcı kişi Kulibin'di. Bir keresinde bağımsız olarak teleskopları İngilizce'den daha kötü yapmamayı öğrendi ve lensleri bizzat cilaladı. Bu, özü şu anda birçok mühendis için bile anlaşılamayan elektrofor için de geçerliydi. Dolayısıyla dev bir elektrofor inşa etmenin onuru tamamen yurttaşlarımıza aittir.
Etnik Alman V.L. Kraft bir yabancı olarak kabul edilemez.Petersburg'da doğdu ve öldü ve fizik tarihinde adı Rus versiyonunda - Login Yuryevich'de bulundu. Fizik alanında çalışmasına izin verilmemesi onun hatası değildi. II. Catherine onu gelecekteki imparator Alexander I ve Nicholas I olan birçok torununun öğretmeni olarak tanımladı.
Catherine II ayrıca bilimsel kariyerini de o zamanın elektrik alanında en umut verici uzmanlardan biri olan elektrik indüksiyonu F.U.T. Epinus'un (1724-1802) keşfedicisi olan St. Petersburg akademisyenine verdi. İmparatoriçe için St.Petersburg yabancılarının yakalanan diplomatik yazışmalarının şifresini çözmek zorunda kaldı. Ancak, danışman olarak dev bir makinenin yaratılmasına katıldığına şüphe yok. Diplomatik gönderilerin deşifre edilmesindeki aşırı yüklenmeler o kadar büyüktü ki, akıl hastalığı ile ciddi bir hastalığa yakalandı ve hayatının sonunda bilim yapamadı.
Bu arabanın kaderi bilinmiyor. Birinin emriyle Kunstkamera'dan çıkarıldı. Sebepsiz olmayabilir. Ondan ve bu nedenle korkuyorlardı. Elektroforların kendisine bir ön yük vermeden çalışabileceği bulundu. Dev elektrofor için, alt tava üzerinde yeterli hafif esinti vardı. sonra yüksek, ölümcül potansiyeller elde etmek için.
Bu makale neden yazılmıştır?
Yukarıdakilerin hepsi okuyucuya evde bile elektrik potansiyeli elde etmenin çok kolay olduğunu göstermelidir. Pratik uygulama olanaklarını bulmak, modern Kulibins'in beyinleri meselesidir. Statik elektrik kullanma olasılıkları günlük yaşamda bile olabilir. Sadece mucitlerle ilgilenmek gerekir. Ve işte bunun iki örneği.
Geçen yüzyılın 40'larında, Sovyet fizikçileri A.F. Ioffe patriği, bir X-ışını makinesine güç vermek için elektrostatik bir jeneratör geliştirdi. Jeneratör basit ve güvenilirdi. Ardından ülkenin tüm elektrik enerjisi endüstrisini elektrostatiğe aktarma fikrini buldu. Daha sonra iletim hatları için yükseltici transformatörler ve doğrultucular gereksiz hale gelir. Doğru akım aktarımları en ekonomik olanıdır, dönüşüm sırasındaki kayıp daha fazla kaybolur. Ancak ne yazık ki, büyük bir elektrik enerjisi endüstrisi için böyle bir sistem, jeneratörlerin pratik üretimi için imkansızdır. Ancak, özellikle statik jeneratörler manyetik alanlar oluşturmadığından ve çok hafif olduklarından, düşük güçlü tüketiciler de vardır.
1748 yılında olduğu bilinmektedir. büyük Amerikan B. Franklin pratik amaçlar için statik güçle çalışan bir motor kullandı - hindi şişini bir kızartma tavasına çevirdi. Artık bu tür motorlar, sargıları, elektrikli çelikleri ve bakırları olmamasına rağmen unutulur. Bu, operasyonda çok güvenilir oldukları anlamına gelir. Bu tür motorlar uzay uygulamaları için çok umut vericidir. Dahası, polimer kimyasının gelişimi bize yeni dielektrik malzemeler vaat ediyor.
Böylece bu yönde düşünebilirsiniz.
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: