Wat is een Wimshurst-machine?
De Wimshurst-machine was een revolutionaire generator in de 19e eeuw die statische elektriciteit creëerde die een krachtige spanning kon genereren. Het werd gecategoriseerd als een "beïnvloedingsmachine", omdat het geen wrijving gebruikte bij het genereren van spanningen. De machine werd uitgevonden en voltooid in 1883 door een Britse uitvinder en ingenieur genaamd James Wimshurst. De Wimshurst-machine werd zeer goed ontvangen, omdat deze in die tijd hogere spanningen kon genereren dan andere generatoren en er geen storingen waren zoals omschakeling van polariteit. Eeuwen later wordt de machine nog steeds gemaakt om aan te tonen hoe statische elektriciteit werkt.
Het meest opvallende aan de Wimshurst-machine zijn de twee dunne schijven met gaten in het midden, waarop een cilinder is geplaatst om de schijven op de basis te monteren. Aan de cilinder zijn twee dunne metalen staven bevestigd - een voor elke schijf - met metalen borstels aan beide uiteinden. Aan de linker- en rechterkant van de machine zijn twee andere metalen staven genaamd "elektroden", te onderscheiden door de ballen aan hun uiteinden. Een ander paar horizontale metalen staven, de "verzamelkammen", wordt aan beide zijden van de machine geïnstalleerd, met rubberen stoppen aan een van de uiteinden; de andere uiteinden van de verzamelkammen worden in Leyden-potten geplaatst, de condensatoren genoemd. Kortom, elke zijde moet er hetzelfde uitzien en dezelfde componenten bevatten zoals de borstels en de verzamelkammen, behalve de elektroden die op slechts één van de schijven zijn geïnstalleerd.
De Wimshurst-machine werkt wanneer de twee schijven worden gedraaid, meestal met behulp van een handvat, zoals in een opwinddoos. Van de schijven wordt gezegd dat ze "tegengesteld draaien" of tegengesteld aan elkaars richting draaien. Men kan veronderstellen dat de achterste schijf negatief is geladen, en wanneer deze negatieve lading op één lijn ligt met een uiteinde van de metalen borstel op de voorste schijf, wordt een positieve lading gecreëerd om de negatieve lading te compenseren. Het andere uiteinde van de borstel produceert echter een negatieve lading, omdat het andere uiteinde een positieve lading bevat.
Zodra negatieve en positieve ladingen aanwezig zijn op de voorste schijf van de Wimshurst-machine, wordt de achterste schijf geactiveerd om ook positieve en negatieve ladingen te genereren, om negatief-positieve polariteiten te creëren. Dit proces gaat door zolang de schijven in tegengestelde richting draaien, totdat er zoveel positieve en negatieve ladingen worden veroorzaakt dat het niet kan worden ingesloten en ze "exploderen" in kleine vonken. Het kan worden gevisualiseerd dat de schijven alleen een positieve en een negatieve lading kunnen bevatten, dus wanneer de extra ladingen langs de verzamelkam passeren, verzamelt deze de ladingen en slaat ze op in de condensatoren. Eén kam verzamelt alle negatieve ladingen in één pot, terwijl de andere kam de positieve ladingen in een andere pot verzamelt.