Co je to stroj Wimshurst?

Stroj Wimshurst byl v 19. století revolučním generátorem, který vytvořil statickou elektřinu, která mohla generovat silné napětí. Byl klasifikován jako „vlivový stroj“, protože při generování napětí nepoužíval tření. Stroj byl vynalezen a dokončen v roce 1883 britským vynálezcem a inženýrem jménem James Wimshurst. Wimshurstův stroj byl velmi dobře přijat, protože měl ve své době schopnost generovat vyšší napětí než ostatní generátory a neměl žádné poruchy, jako je přepínání polarity. O staletí později se stroj stále vyrábí, aby ukázal, jak funguje statická elektřina.

Nejznámějšími věcmi na stroji Wimshurst jsou dva tenké disky s otvory uprostřed, na nichž je vložen válec, který je připevňuje k základně. K válci jsou připevněny dvě tenké kovové tyče - jedna pro každý disk - které mají kovové konce na obou koncích. Na levé a pravé straně stroje jsou dvě další kovové tyče zvané „elektrody“, které se vyznačují kuličkami na jejich koncích. Na obou stranách stroje je instalována další dvojice vodorovných kovových tyčí zvaných „sběrné hřebeny“ s gumovými zátkami na jednom z konců; ostatní konce sběrných hřebenů jsou vloženy do sklenic Leyden, nazývaných kondenzátory. V zásadě by každá strana měla vypadat podobně a obsahovat stejné součásti, jako jsou kartáče a sběrné hřebeny, s výjimkou elektrod, které jsou nainstalovány pouze na jednom z disků.

Stroj Wimshurst pracuje, když se oba kotouče otáčí, obvykle s použitím držadla, jako v zavírací krabici. Diskům se říká, že se „otáčí“ nebo se otáčí proti sobě. Dá se předpokládat, že zadní disk je nabitý záporně, a když se tento záporný náboj vyrovná s jedním koncem kovového kartáče na předním disku, vytvoří se kladný náboj, který vyrovnává záporný náboj. Druhý konec kartáče však vytváří záporný náboj, protože druhý konec obsahuje kladný náboj.

Jakmile jsou na předním disku stroje Wimshurst přítomny záporné a kladné náboje, spustí se zadní disk, aby se vytvořily kladné i záporné náboje, aby se vytvořila záporná-pozitivní polarita. Tento proces pokračuje tak dlouho, dokud se disky otáčejí proti sobě, dokud není vyvoláno tolik pozitivních a negativních nábojů, že je nelze zachytit a „explodují“ do malých jisker. Může být vizualizováno, že disky mohou držet pouze kladný a záporný náboj, takže když další náboje projdou sběrným hřebenem, ten shromažďuje náboje a ukládá je uvnitř kondenzátorů. Jeden hřeben shromažďuje všechny záporné náboje v jedné nádobě, zatímco druhý hřeben shromažďuje kladné náboje v jiné nádobě.