Vad är en Wimshurst-maskin?

Wimshurst-maskinen var en revolutionerande generator under 1800-talet som skapade statisk elektricitet som kunde generera en kraftfull spänning. Det kategoriserades som en "påverkningsmaskin" eftersom den inte använde friktion för att generera spänningar. Maskinen uppfanns och slutfördes 1883 av en brittisk uppfinnare och ingenjör vid namn James Wimshurst. Wimshurst-maskinen var mycket väl mottagen eftersom den hade förmågan att generera högre spänningar än andra generatorer under sin tid, och den hade inga fel som polaritetskoppling. Hundra år senare tillverkas maskinen fortfarande för att visa hur statisk elektricitet fungerar.

Det mest märkbara med Wimshurst-maskinen är de två tunna skivorna med hål i mitten, som har en cylinder på sig för att montera skivorna på basen. På cylindern fästs två tunna metallstänger - en för varje skiva - som har metallborstar i båda ändarna. På vänster och höger sida av maskinen finns två andra metallstavar som kallas ”elektroder”, kännetecknade av kulorna på deras ändar. Ett annat par horisontella metallstänger som kallas "uppsamlingskammar" är installerat på båda sidor av maskinen, med gummiproppar på en av ändarna; de andra ändarna av uppsamlingskammarna sätts in i Leyden-burkar, kallade kondensatorerna. I princip bör varje sida se lika ut och innehålla samma komponenter som borstar och uppsamlingskammar, förutom elektroderna som är installerade på bara en av skivorna.

Wimshurst-maskinen fungerar när de två skivorna roteras, vanligtvis med ett handtag, som i en lindningsbox. Skivorna sägs "motvridas" eller rotera motsatt varandras riktning. Man kan anta att den bakre skivan laddas negativt, och när denna negativa laddning står i linje med den ena änden av metallborsten på den främre skivan, skapas en positiv laddning för att balansera den negativa laddningen. Borstens andra ände ger emellertid en negativ laddning, eftersom den andra änden innehåller en positiv laddning.

När väl negativa och positiva laddningar finns på den främre skivan på Wimshurst-maskinen, triggas den bakre skivan för att generera positiva och negativa laddningar också för att skapa negativt positiva polariteter. Denna process fortsätter så länge skivorna motverkar, tills så många positiva och negativa laddningar framkallas att de inte kan innehålla och de "exploderar" till små gnistor. Det kan visualiseras att skivorna bara kan hålla en positiv och negativ laddning, så när de extra laddningarna passerar uppsamlingskammen samlar de senare laddningarna och lagrar dem i kondensatorerna. En kam samlar upp alla negativa laddningar i en burk, medan den andra kammen samlar de positiva laddningarna i en annan burk.