Qu'est-ce qu'une machine Wimshurst?
La machine de Wimshurst était un générateur révolutionnaire du 19ème siècle qui créait de l'électricité statique pouvant générer une tension puissante. Elle a été classée dans la catégorie «machine à influence», car elle n'utilisait pas de friction pour générer des tensions. La machine a été inventée et terminée en 1883 par un inventeur et ingénieur britannique nommé James Wimshurst. La machine de Wimshurst a été très bien accueillie car elle était capable de générer des tensions plus élevées que les autres générateurs à son époque et ne présentait aucune défaillance telle que la commutation de polarité. Des siècles plus tard, la machine est toujours fabriquée pour démontrer le fonctionnement de l'électricité statique.
Les éléments les plus remarquables de la machine Wimshurst sont les deux disques minces avec des trous au milieu, sur lesquels un cylindre est inséré pour monter les disques sur la base. Deux petites tiges métalliques - une pour chaque disque - sont fixées au cylindre et comportent des brosses métalliques aux deux extrémités. Sur les côtés gauche et droit de la machine se trouvent deux autres tiges métalliques appelées «électrodes», caractérisées par les billes à leurs extrémités. Une autre paire de tiges métalliques horizontales appelées «peignes collecteurs» est installée des deux côtés de la machine, avec des bouchons en caoutchouc à l'une des extrémités; les autres extrémités des peignes collecteurs sont insérées dans des pots de Leyde, appelés condensateurs. Fondamentalement, chaque côté doit se ressembler et contenir les mêmes composants tels que les brosses et les peignes collecteurs, à l'exception des électrodes installées sur un seul des disques.
La machine Wimshurst fonctionne lors de la rotation des deux disques, généralement à l'aide d'une poignée, comme dans une boîte à remonter. On dit que les disques tournent dans le sens inverse ou tournent dans le sens opposé. On peut supposer que le disque arrière est chargé négativement, et lorsque cette charge négative s'aligne avec une extrémité de la brosse métallique sur le disque avant, une charge positive est créée pour équilibrer la charge négative. L’autre extrémité de la brosse produit cependant une charge négative, car l’autre extrémité contient une charge positive.
Une fois que des charges négatives et positives sont présentes sur le disque avant de la machine Wimshurst, le disque arrière est également déclenché pour générer des charges positives et négatives, afin de créer des polarités négatives-positives. Ce processus se poursuit tant que les disques tournent dans le sens inverse, jusqu'à ce que tant de charges positives et négatives soient induites qu'il ne puisse pas être contenu et qu'elles "explosent" en étincelles minuscules. On peut visualiser que les disques ne peuvent contenir qu'une charge positive et une charge négative. Ainsi, lorsque les charges supplémentaires passent par le peigne collecteur, ce dernier collecte les charges et les stocke à l'intérieur des condensateurs. Un peigne recueille toutes les charges négatives dans un bocal, tandis que l'autre peigne les charges positives dans un autre bocal.