Che cos'è una macchina Wimshurst?
La macchina Wimshurst era un generatore rivoluzionario nel 19 ° secolo che creava elettricità statica in grado di generare una forte tensione. È stato classificato come una "macchina di influenza", poiché non ha usato attrito per generare tensioni. La macchina fu inventata e finita nel 1883 da un inventore e ingegnere britannico di nome James Wimshurst. La macchina di Wimshurst fu accolta molto bene perché aveva la capacità di generare tensioni più elevate rispetto ad altri generatori ai suoi tempi e non presentava guasti come il cambio di polarità. Secoli dopo, la macchina viene ancora costruita per dimostrare come funziona l'elettricità statica.
Le cose più evidenti della macchina Wimshurst sono i due dischi sottili con fori nel mezzo, che hanno un cilindro inserito su di essi per montare i dischi sulla base. Attaccate al cilindro sono due sottili aste di metallo - una per ciascun disco - che hanno spazzole metalliche su entrambe le estremità. Sul lato sinistro e destro della macchina ci sono altre due aste di metallo chiamate "elettrodi", contraddistinte dalle sfere sulle estremità. Un'altra coppia di aste metalliche orizzontali chiamate "pettini di raccolta" è installata su entrambi i lati della macchina, con tappi di gomma su una delle estremità; le altre estremità dei pettini di raccolta sono inserite in barattoli di Leida, chiamati condensatori. Fondamentalmente, ogni lato dovrebbe assomigliare e contenere gli stessi componenti come le spazzole e i pettini di raccolta, ad eccezione degli elettrodi installati su uno solo dei dischi.
La macchina Wimshurst funziona quando i due dischi vengono ruotati, di solito con l'uso di una maniglia, come in una scatola di avvolgimento. Si dice che i dischi "ruotano in senso contrario" o ruotano in direzione opposta. Si può supporre che il disco posteriore sia caricato negativamente e quando questa carica negativa si allinea con un'estremità della spazzola metallica sul disco anteriore, viene creata una carica positiva per bilanciare la carica negativa. L'altra estremità del pennello, tuttavia, produce una carica negativa, poiché l'altra estremità contiene una carica positiva.
Una volta che sono presenti cariche negative e positive sul disco anteriore della macchina Wimshurst, il disco posteriore viene attivato per generare anche cariche positive e negative, al fine di creare polarità negative positive. Questo processo continua fino a quando i dischi sono controrotanti, fino a quando vengono indotte tante cariche positive e negative che non possono essere contenute e "esplodono" in piccole scintille. Si può visualizzare che i dischi possono contenere solo una carica positiva e una negativa, quindi quando le cariche aggiuntive passano dal pettine di raccolta, quest'ultimo raccoglie le cariche e le immagazzina all'interno dei condensatori. Un pettine raccoglie tutte le cariche negative in un barattolo, mentre l'altro pettine raccoglie le cariche positive in un altro barattolo.