Hvad er en elektroforus?
En elektroforus er en form for primitivt statisk elektrisk ladningsbatteri eller generator, der oprindeligt blev opfundet i 1762 af en svensk fysiker, Johan Wilcke, men funktionen af enheden er dog grundlæggende nok til, at den kan fremstilles af en række almindelige materialer. Den bemærkede politiske figur og opfinder i det koloniale Amerika, Benjamin Franklin, populariserede ideen ved at fremstille en af træ, svovl, voks og tinmetal. En konventionel elektrofor består af en isolerende plade, sædvanligvis fremstillet af harpiks eller plast af en eller anden type, hvorpå en metalledende plade er placeret. I midten af metalpladen er der anbragt et andet isoleringsmedium, såsom en plastikbæg, der bruges som et håndtag til at forhindre for tidlig udladning af elektroforen. De statiske elektriske ladninger kan trækkes ud af enheden ved fysisk berøring af metalpladen, enten øjeblikkeligt oplades pærer eller for at udføre andre eksperimenter.
Det grundlæggende princip bag driften af en elektroforus er den triboelektriske effekt, også kendt som lagret statisk elektricitet. Isoleringspladen fyldes først med en statisk elektrisk ladning, før en elektroforus samles ved at gnide den mod andre materialer, såsom uld, der vil inducere en elektrisk ladning i isoleringspladen gennem processen med elektrostatisk induktion. Når isoleringspladen og lederpladen er placeret sammen, adskiller den statiske ladning i isolatoren positive og negative ladninger i metallederen. Positive ladninger i metallet trækkes ned mod isoleringspladen, og negative ladninger skubbes op.
Den inducerede negative ladning i den øvre overflade af metalpladen kan derefter aflades ved at skabe fysisk kontakt med metallet ved at afslutte et kredsløb gennem menneskekroppen ned i jorden. Ladningen er ofte stærk nok til, at en ufarlig gnist springer fra metallet til ens finger inden kontakt, eller ledningerne til en lille pære kan placeres mellem de to overflader for midlertidigt at lyse det, når ladningen spreder. Store versioner af elektroforus vil også oplyse en rørformet lysrør øjeblik, hvis den ene ende holdes i en hånd, og den anden holdes tæt på den ladede metalplade.
Et af de unikke aspekter ved en elektroforus, der gør den til en populær demonstration af elektriske principper, er, at isoleringspladen fungerer på samme måde som mere sofistikerede kondensatorer eller elektriske opbevaringsenheder i almindelige elektroniske kredsløb. I modsætning til typiske kondensatorer har isoleringspladen imidlertid en ladning, der ikke tømmes ved processen med statisk afladning i metalpladen. Efter at metalpladernes polariserede udladning af energi har fundet sted, hvis metalpladen fjernes fra nærheden af isoleringspladen og derefter placeres ovenpå den igen, gentages ladningsseparationen i metallet, da isolatoren stadig holder sin ladning.
Denne proces ser ud til at demonstrere ideen om fri energi, der kommer fra ingen steder, da den statiske ladning kontinuerligt fornyes og aflades, uanset hvor mange gange metalpladen fjernes og derefter placeres tilbage på den isolerende plade. I virkeligheden spares energi, fordi arbejdet med fysisk at flytte metalpladen væk og derefter udskifte den indfører potentiel energi i elektroforesystemet, som derefter konverteres til kinetisk energi, når en udledning eller gnist finder sted. Store versioner af elektroforer er kendt som Van de Graaf-generatorer, som er i stand til at producere elektrostatiske spændinger i området op til 2.000.000 volt, såsom den, der blev oprettet af den amerikanske fysiker Dr. Robert Van de Graaf selv i de tidlige 1930'ere.