Hvad er en Wimshurst-maskine?
Wimshurst-maskinen var en revolutionerende generator i 1800-tallet, der skabte statisk elektricitet, der kunne generere en kraftig spænding. Det blev kategoriseret som en "indflydelsesmaskine", da den ikke brugte friktion til generering af spændinger. Maskinen blev opfundet og færdig i 1883 af en britisk opfinder og ingeniør ved navn James Wimshurst. Wimshurst-maskinen blev meget godt modtaget, fordi den havde evnen til at generere højere spændinger end andre generatorer i sin tid, og den havde ikke nogen fejl såsom polaritetsskift. Århundreder senere fremstilles maskinen stadig for at demonstrere, hvordan statisk elektricitet fungerer.
De mest bemærkelsesværdige ting ved Wimshurst-maskinen er de to tynde skiver med huller i midten, som har en cylinder indsat på for at montere skiverne på basen. Til cylinderen er to tynde metalstænger - en for hver skive - der har metalliske børster i begge ender. På venstre og højre side af maskinen er to andre metalstænger kaldet ”elektroder”, der er kendetegnet ved kuglerne på deres ender. Et andet par vandrette metalstænger kaldet ”opsamlingskamre” er installeret på begge sider af maskinen med gummipropper i en af enderne; de andre ender af opsamlingskamrene indsættes i Leyden-krukker, kaldet kondensatorerne. Grundlæggende skal hver side se ens ud og indeholde de samme komponenter som børster og opsamlingskamre, bortset fra elektroderne, der er installeret på kun en af skiverne.
Wimshurst-maskinen fungerer, når de to diske drejes, normalt ved hjælp af et håndtag, som i en afviklingskasse. Diskerne siges at "mod-rotere" eller rotere modsat hinandens retning. Man kan antage, at bagsiden af disken oplades negativt, og når denne negative ladning står i linie med den ene ende af den metalliske børste på den forreste skive, oprettes en positiv ladning for at afbalancere den negative ladning. Den anden ende af børsten frembringer imidlertid en negativ ladning, da den anden ende indeholder en positiv ladning.
Når først negative og positive ladninger er til stede på den forreste skive af Wimshurst-maskinen, udløses den bagerste skive også til at generere positive og negative ladninger for at skabe negativ-positive polariteter. Denne proces fortsætter, så længe diske er imod roterende, indtil så mange positive og negative ladninger fremkaldes, at de ikke kan indeholdes, og de "eksploderer" til små gnister. Det kan visualiseres, at diske kun kan have en positiv og negativ ladning, så når de ekstra ladninger passerer ved opsamlingskammen, samler sidstnævnte ladningerne og opbevarer dem inde i kondensatorerne. Den ene kam opsamler alle de negative ladninger i en krukke, mens den anden kam samler de positive ladninger i en anden krukke.