Die elektrophoretische Maschine von Goltz

Die historische Periode der aktivsten experimentellen Forschung auf dem Gebiet der elektrischen Phänomene ist mit dem Erscheinen der ersten verbunden Elektrostatische Maschinen, deren Wirkung es ermöglichte, durch mechanische Arbeit elektrische Energie zu gewinnen.

Mechanische Arbeit bestand in der Rotation bestimmter Teile der Maschine, bei der die Anziehungskräfte (entgegengesetzt) ​​und Abstoßungskräfte (gleichnamig) elektrischer Ladungen, die an den elektrifizierten Elementen der Maschine vorhanden waren, überwunden wurden.

Experimente mit solchen Maschinen trugen dazu bei, dass die damaligen Forscher die Natur der Elektrizität und die Prinzipien elektrischer Wechselwirkungen besser verstanden.

Schaffung der ersten elektrostatischen Reibungsmaschine Historiker schreiben dem deutschen Wissenschaftler zu Otto von Gerike, der 1650 erstmals ein solches Gerät herstellte. Es handelte sich um eine Maschine, deren Arbeit auf dem damals bereits bekannten Phänomen der Elektrifizierung von Körpern durch Reibung basierte. Reibungsmaschinen haben jedoch einen erheblichen Nachteil: Ihr Betrieb erfordert den Einsatz großer mechanischer Kräfte.

Im Gegensatz zu den später entstandenen Reibungsmaschinen Elektrophorische (Induktions-)Maschinen Dieser Nachteil wurde ihnen vorenthalten, da sie zur Gewinnung elektrischer Energie keinen direkten Kontakt der elektrifizierten Teile mit dem Induktor (mit dem Teil, der die Elektrifizierung verursachte) benötigten.

So wurde 1865 von einem deutschen Physiker die erste elektrophoretische Maschine gebaut, also eine elektrostatische Maschine, die zur Elektrifizierung keine gegenseitige Reibung ihrer Teile erfordert August Tepler… Der Erfinder war der Meinung, dass es elektrophoretische Maschinen seien, die eine effiziente Stromerzeugung durch Umwandlung mechanischer Energie ermöglichen würden.

Damals ein deutscher Physiker Wilhelm Goltz (deutscher Holtz)Unabhängig von Toepler entwarf er eine einfachere und effizientere elektrophoretische Maschine, die eine große Potentialdifferenz erzeugte und sogar als Gleichstromquelle für die Beleuchtung dienen konnte. Goltz‘ Maschinen waren die ersten Elektrophoresemaschinen, die in den Klassenzimmern von Bildungseinrichtungen auftauchten.

Hauptteile der Goltz-Maschine — zwei Glasscheiben und Metallkämme zum Entfernen der Ladung. Eine der Scheiben ist stationär und die andere kann rotieren. Die Scheiben sind auf einer gemeinsamen Achse montiert. In einem der Museumsexponate hat die stationäre Scheibe einen Durchmesser von 100 cm, während die rotierende Scheibe einen Durchmesser von 94 cm hat.

Die stationäre Scheibe ruht auf einer Ebonitplatte und wird in vertikaler Position von Ebonitkreisen auf isolierenden Ständern getragen. Auf der feststehenden Scheibe sind Fenster ausgeschnitten, auf deren Rückseite unvollständige Papierausschnitte, sogenannte Rahmen, aufgeklebt sind.

Die Lünetten enden in Papierzungen, deren vordere Spitzenkanten zur beweglichen Scheibe zeigen und leicht gebogen sind.Die Scheiben, Rahmen und Zungen sind mit Gumilac (harziger Substanz) beschichtet.

Messingkämme sind entlang des horizontalen Durchmessers der beweglichen Scheibe vorne an jeder ihrer Seiten angebracht. Diese Kämme sind mit entsprechenden Messingdrähten verbunden, an deren Enden sich leitende Kugeln befinden, durch die Messingstäbe verlaufen, die innen in Kugeln enden und außen mit hölzernen (isolierenden) Griffen versehen sind. Stöcke können bewegt werden, indem man die Kugeln auseinander oder näher bewegt.

Leidener Gefäße (mit Innenplatten) können an die Leiter angeschlossen werden, deren Außenplatten durch einen Draht miteinander verbunden sind. Zwei Messingpfosten an der Vorderseite der Maschine dienen zum Anschließen von Drähten. Durch einfaches Kippen der Drähte können die Kugeln an diese Pfosten gelehnt werden.

Die vordere Scheibe wird über einen Riemenantrieb und ein mit einem Griff verbundenes Rollensystem in Rotation versetzt, mit dem der Experimentator diesen Mechanismus betätigt. Bevor jedoch mit der Arbeit mit der Maschine begonnen wird, ist es notwendig, die Papiersektoren (Rahmen) mit entgegengesetzten Ladungen zu elektrisieren (wir werden sie als p + und p- bezeichnen).

Diese aufgrund des Phänomens der elektrostatischen Induktion geladenen Rahmen wirken auf die rotierende Scheibe, und diese wirkt wiederum auf die Kämme O und O'.

Während sich die Scheibe dreht, verursacht (induziert) der Rahmen (im Fenster F) mit einer Ladung p + eine negative Ladung auf der Rückseite der rotierenden Scheibe m und eine Ladung mit dem gleichen Vorzeichen wird wiederum fällig von der Kante O angezogen zum Phänomen der elektrostatischen Induktion. Ein Teil der Scheibe m' wird vom Kamm O eine negative Ladung erhalten, und der Kamm O selbst wird daher zusammen mit seinem Leiter C und der Kugel r positiv geladen.

Die Scheibe ist also auf beiden Seiten (an den Stellen m und m') negativ elektrifiziert und der Draht auf der linken Seite des Autos ist positiv. Die Scheibe dreht sich weiter und nun erreichen Teile ihrer Oberfläche m und m' das Fenster F', das sich rechts auf der stationären Scheibe befindet.

Der Einfluss des hier eingebauten Gestells mit negativer Ladung p wird durch die Oberfläche m‘ verstärkt, was bedeutet, dass eine positive Ladung vom Grat O‘ zur Scheibe angezogen wird. Dementsprechend werden sowohl der Draht C' als auch die Kugel r' negativ geladen. Die Oberfläche m erhält eine positive Ladung, die durch den Grat angezogen wird. Die Scheibe dreht sich weiter und der Zyklus wiederholt sich.

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