Was ist ein Elektrophorus?

Ein Elektrophor ist eine Form einer primitiven statischen elektrischen Ladungsbatterie oder Generatorin, die 1762 von einem schwedischen Physiker, Johan Wilcke, ursprünglich erfunden wurde. Die Funktion des Geräts ist jedoch grundlegend genug, um aus einer Vielzahl von gemeinsamen Materialien hergestellt werden zu können.Die bekannte politische Figur und der Erfinder im kolonialen Amerika, Benjamin Franklin, haben die Idee populär gemacht, indem er einen aus Holz, Schwefel, Wachs und Zinnmetall herstellte.Ein herkömmlicher Elektrophorus besteht aus einer Isolierplatte, die normalerweise aus Harz oder Kunststoff eines Typs besteht, auf der eine Metallleitplatte platziert wird.In der Mitte der Metallplatte befindet sich ein weiteres Isoliermedium wie ein Plastikbecher, der als Griff verwendet wird, um eine vorzeitige Entladung des Elektrophorus zu verhindern.Die statischen elektrischen Ladungen können durch physikalische Berührung der Metallplatte aus dem Gerät abgenommen werden, entweder vorübergehend Ladungslampen oder um andere Experimente durchzuführen.

Das Grundprinzip hinter dem Betrieb eines Elektrophorus ist die des tribtoelektrischen Effekts, ansonsten bekannt bekanntals gespeicherte statische Elektrizität.Die Isolierplatte wird zuerst mit einer statischen elektrischen Ladung geladen, bevor ein Elektrophor zusammengebaut wird, indem sie gegen andere Materialien wie Wolle reiben, die durch den Prozess der elektrostatischen Induktion eine elektrische Ladung in der Isolierplatte induzieren.Sobald die Isolierplatte und die Leitplatte zusammengelegt sind, trennt die statische Ladung im Isolator positive und negative Ladungen im Metallleiter.Positive Ladungen im Metall werden in Richtung der Isolierplatte gezogen, und negative Ladungen werden abgestoßen.

Die induzierte negative Ladung in der Oberseite der Metallplatte kann dann entladen werden, indem physischer Kontakt mit dem Metall aufgenommen wird und eine Kreislauf durch die Fertigstellung durch die Schaltung aufgenommen wirdder menschliche Körper in den Boden.Die Ladung ist oft stark genug, dass ein harmloser Funke vor dem Kontakt vom Metall zu einem Finger springt, oder die Leitungen einer kleinen Glühbirne können zwischen den beiden Oberflächen platziert werden, um sie vorübergehend anzündeten, wenn sich die Ladung löst.Große Versionen von Elektrophorus beleuchten auch eine röhrehörige Fluoreszenz-Glühbirne vorübergehend, wenn ein Ende in einer Hand gehalten wird und das andere nahe an der geladenen Metallplatte gehalten wird.

Einer der einzigartigen Aspekte eines Elektrophorus, der es zu einer beliebten Demonstration elektrischer Prinzipien macht, ist, dass die Isolierplatte ähnlich wie anspruchsvollere Kondensatoren oder elektrische Speichereinheiten in gemeinsamen elektronischen Schaltkreisen wirkt.Im Gegensatz zu typischen Kondensatoren enthält die Isolierplatte jedoch eine Ladung, die durch den Prozess der statischen Entladung in der Metallplatte nicht erschöpft wird.Nachdem die Metallplatten polarisierter Energieabfluss aufgetreten sind, wenn die Metallplatte aus der Nähe der Isolierplatte entfernt und dann erneut auf sie platziert wird, wiederholt sich die Ladung Trennung im Metall, wenn der Isolator seine Ladung immer noch hält.°In Wirklichkeit wird Energie erhalten, weil die Arbeit, die Metallplatte physisch zu bewegen, und dann potentielle Energie in das Elektrophor -System einführt, das dann bei der Entlassung oder einem Funken in kinetische Energie umgewandelt wird.Große Versionen von Electrophorus sind als Van de Graaf -Generatoren bekannt, die in der Lage sind, elektrostatische Spannungen im Bereich von bis zu 2.000.000 Volt zu produzieren, wie der von dem US -Physiker Dr. Robert van de Graaf selbst in den frühen 1930er Jahren.