O que é uma máquina Wimshurst?

A máquina de Wimshurst foi um gerador revolucionário no século 19 que criou eletricidade estática que poderia gerar uma tensão poderosa. Foi categorizada como uma “máquina de influência”, uma vez que não usava fricção na geração de tensões. A máquina foi inventada e finalizada em 1883 por um inventor e engenheiro britânico chamado James Wimshurst. A máquina de Wimshurst foi muito bem recebida porque possuía a capacidade de gerar tensões mais altas do que outros geradores em seu tempo e não apresentava falhas como a comutação de polaridade. Séculos depois, a máquina ainda está sendo fabricada para demonstrar como a eletricidade estática funciona.

As coisas mais notáveis ​​sobre a máquina Wimshurst são os dois discos finos com orifícios no meio, que têm um cilindro inserido neles para montar os discos na base. Anexadas ao cilindro, há duas hastes de metal finas - uma para cada disco - que têm escovas metálicas nas duas extremidades. No lado esquerdo e direito da máquina, há duas outras hastes de metal chamadas "eletrodos", distinguidas pelas bolas nas extremidades. Outro par de hastes metálicas horizontais, chamadas “pentes coletores”, é instalado nos dois lados da máquina, com rolhas de borracha em uma das extremidades; as outras extremidades dos pentes coletores são inseridas nos frascos Leyden, chamados capacitores. Basicamente, cada lado deve ser semelhante e conter os mesmos componentes, como as escovas e os pentes coletores, exceto os eletrodos instalados em apenas um dos discos.

A máquina Wimshurst opera quando os dois discos são girados, geralmente com o uso de uma alça, como em uma caixa de corda. Diz-se que os discos “giram no sentido contrário” ou giram na direção oposta um ao outro. Pode-se supor que o disco traseiro esteja carregado negativamente e, quando essa carga negativa estiver alinhada com uma extremidade da escova metálica no disco frontal, é criada uma carga positiva para equilibrar a carga negativa. A outra extremidade do pincel, no entanto, produz uma carga negativa, pois a outra extremidade contém uma carga positiva.

Uma vez que cargas negativas e positivas estão presentes no disco frontal da máquina Wimshurst, o disco traseiro é acionado para gerar cargas positivas e negativas também, a fim de criar polaridades negativo-positivas. Esse processo continua enquanto os discos estiverem em rotação contrária, até que tantas cargas positivas e negativas sejam induzidas que não possam ser contidas e elas "explodam" em pequenas faíscas. Pode-se visualizar que os discos podem suportar apenas uma carga positiva e uma negativa, portanto, quando as cargas extras passam pelo pente coletor, este coleta e carrega os mesmos dentro dos capacitores. Um pente coleta todas as cargas negativas em um frasco, enquanto o outro pente coleta as cargas positivas em outro frasco.