Hva er en elektroforus?
En elektroforus er en form for primitivt statisk elektrisk ladningsbatteri eller generator som opprinnelig ble oppfunnet i 1762 av en svensk fysiker, Johan Wilcke, men enhetens funksjon er grunnleggende nok til at den kan lages av en rekke vanlige materialer. Den bemerkede politiske skikkelsen og oppfinneren i det koloniale Amerika, Benjamin Franklin, populariserte ideen ved å lage en av tre, svovel, voks og tinnmetall. En konvensjonell elektroforus består av en isolerende plate, vanligvis laget av harpiks eller plast av en eller annen type, hvorpå en metallførende plate er plassert. I midten av metallplaten er det festet et annet isolasjonsmedium, så som en plastkopp som brukes som et håndtak for å forhindre for tidlig utladning av elektroforen. De statiske elektriske ladningene kan trekkes ut av enheten ved fysisk berøring av metallplaten, enten øyeblikkelig lader lyspærer eller for å utføre andre eksperimenter.
Det grunnleggende prinsippet bak driften av en elektroforus er den triboelektriske effekten, ellers kjent som lagret statisk elektrisitet. Isolasjonsplaten lades først med en statisk elektrisk ladning før en elektroforus monteres ved å gni den mot andre materialer som ull som vil indusere en elektrisk ladning i isolasjonsplaten gjennom prosessen med elektrostatisk induksjon. Når isolasjonsplaten og lederplaten er plassert sammen, skiller den statiske ladningen i isolatoren ut positive og negative ladninger i metalllederen. Positive ladninger i metallet trekkes ned mot isolasjonsplaten, og negative ladninger blir frastøtt.
Den induserte negative ladningen i den øvre overflaten av metallplaten kan deretter tømmes ved å lage fysisk kontakt med metallet og fullføre en krets gjennom menneskekroppen ned i bakken. Ladningen er ofte sterk nok til at en ufarlig gnist hopper fra metallet til fingeren før kontakt, eller ledningene til en liten lyspære kan plasseres mellom de to overflatene for å lyse den midlertidig når ladningen forsvinner. Store versjoner av elektroforus vil også lyse opp en rørformet lysrør øyeblikk hvis den ene enden holdes i en hånd og den andre holdes nær den ladede metallplaten.
Et av de unike aspektene ved en elektroforus som gjør det til en populær demonstrasjon av elektriske prinsipper, er at isolasjonsplaten fungerer på samme måte som mer sofistikerte kondensatorer eller elektriske lagringsenheter i vanlige elektroniske kretsløp. I motsetning til typiske kondensatorer, har imidlertid isolasjonsplaten en ladning som ikke blir utarmet ved prosessen med statisk utladning i metallplaten. Etter at metallplatens polariserte utslipp av energi har skjedd, hvis metallplaten fjernes fra nærområdet til isolasjonsplaten, og deretter plasseres på toppen av den igjen, vil ladningsseparasjonen i metallet gjenta seg når isolatoren fortsatt holder sin ladning.
Denne prosessen ser ut til å demonstrere ideen om fri energi som kommer fra ingensteds, da den statiske ladningen kontinuerlig fornyes og tømmes uansett hvor mange ganger metallplaten fjernes og deretter plasseres på toppen av isolasjonsplaten. I virkeligheten spares energi fordi arbeidet med å fysisk flytte metallplaten bort og deretter erstatte den introduserer potensiell energi i elektroforesystemet, som deretter konverteres til kinetisk energi når et utslipp eller gnist finner sted. Store versjoner av elektroforus er kjent som Van de Graaf-generatorer, som er i stand til å produsere elektrostatiske spenninger i området opp til 2.000.000 volt, slik som den som ble opprettet av den amerikanske fysikeren Dr. Robert Van de Graaf selv på begynnelsen av 1930-tallet.