Co to jest elektrofor?

Electrophorus jest formą prymitywnego statycznego baterii lub generatora ładowania elektrycznego, który początkowo został wynaleziony w 1762 r. Przez szwedzkiego fizyka, Johana Wilcke, ale funkcja urządzenia jest wystarczająco podstawowa, aby można go było wykonać z różnych wspólnych materiałów.Znana postać polityczna i wynalazca w kolonialnej Ameryce, Benjamin Franklin, spopularyzował ten pomysł, wykonując jeden z drewna, siarki, wosku i metal.Konwencjonalny elektrofors składa się z płyty izolacyjnej, zwykle wykonanej z żywicy lub plastiku pewnego rodzaju, na której umieszczana jest metalowa płyta przewodnia.Na środku metalowej płyty jest umieszczone kolejne podłoże izolacyjne, takie jak plastikowy kubek, który jest używany jako uchwyt zapobiegający przedwczesnemu rozładowaniu elektroforu.Statyczne ładunki elektryczne można odciągnąć z urządzenia przez fizyczny dotyk metalowej płyty, albo na chwilę ładując żarówki, albo przeprowadzać inne eksperymenty.

Podstawową zasadą działalności elektroforu jest efekt tryboelektryczny, znany inaczej inaczej znany inaczejjako przechowywana statyczna energia elektryczna.Płyta izolacyjna jest najpierw naładowana statycznym ładunkiem elektrycznym, zanim elektroforus zostanie zmontowany przez wcieranie go o inne materiały, takie jak wełna, która indukuje ładunek elektryczny w płycie izolacyjnej poprzez proces indukcji elektrostatycznej.Po umieszczeniu płyty izolacyjnej i płyty przewodzącej ładunek statyczny w izolatorze oddziela ładunki dodatnie i ujemne w metalowym przewodzie.Pozytywne ładunki w metalu są rysowane w kierunku płytki izolacyjnej, a ładunki ujemne są odpychane.

Indukowane ładunek ujemny na górnej powierzchni metalowej płyty można następnie rozładować poprzez kontakt fizyczny z metalem, wypełniając obwód przez obwód przezludzkie ciało w ziemi.Ładunek jest często wystarczająco silny, że nieszkodliwa iskra skoczy z metalowego palca przed kontaktem, albo przewody małej żarówki można umieścić między dwiema powierzchniami, aby tymczasowo ją rozpalić, gdy ładunek rozprasza się.Duże wersje elektroforu na chwilę rozświetlą fluorescencyjną żarówkę w kształcie rurki, jeśli jeden koniec jest trzymany w dłoni, a drugi trzyma się blisko naładowanej metalowej płyty.

Jednym z unikalnych aspektów elektroforu, który czyni go popularną demonstracją zasad elektrycznych, jest to, że płyta izolacyjna działa podobnie do bardziej wyrafinowanych kondensatorów lub elektrycznych urządzeń magazynowych we wspólnych obwodach elektronicznych.Jednak w przeciwieństwie do typowych kondensatorów płyta izolacyjna zawiera ładunek, który nie jest wyczerpany przez proces wyładowania statycznego w metalowej płycie.Po wystąpieniu metalowych płyt spolaryzowanych energii, jeśli metalowa płyta zostanie usunięta z okolic płyty izolacyjnej, a następnie umieszczona na szczycie jej separacja ładunku w metalu powtórzy się, gdy izolator nadal utrzymuje ładunek.

Proces ten wydaje się pokazać ideę swobodnej energii pochodzącej znikąd, ponieważ ładunek statyczny jest stale odnawiany i rozładowywany bez względu na to, ile razy metalowa płyta jest usuwana, a następnie umieszczana na szczycie płyty izolacyjnej.W rzeczywistości energia jest zachowana, ponieważ praca fizycznego odsuwania metalowej płyty, a następnie wymiany wprowadzania energii potencjalnej do układu elektroforowego, który jest następnie przekształcany w energię kinetyczną, gdy zachodzi wyładowanie lub iskra.Duże wersje elektroforu są znane jako generatory van de Graaf, które są zdolne do wytwarzania napięć elektrostatycznych w zakresie do 2 000 000 woltów, takich jak ten stworzony przez amerykańskiego fizyka dr Roberta Van de Graafa na początku lat 30. XX wieku.