A máquina de eletroforese funciona como uma fonte contínua de energia elétrica. Este dispositivo é frequentemente usado como um dispositivo auxiliar para demonstrar vários fenômenos e efeitos elétricos. Mas qual é o seu design e características?
Um pouco da história da invenção
A máquina de eletróforo foi desenvolvida em 1865 por August Tepler, um físico alemão. Curiosamente, de forma bastante independente, outro cientista experimental, Wilhelm Goltz, inventou um projeto semelhante, mas ainda mais perfeito, pois seu aparelho permitia obter grandes diferenças de potencial e poderia servir como fonte de corrente contínua. Além disso, a máquina Goltsev era muito mais simples em design. No final do século XIX, o experimentador inglês na área de eletricidade e mecânica, James Wimshurst, aperfeiçoou a unidade. E até hoje, é a versão dele (embora um pouco mais moderna) que é usada para demonstrar experimentos eletrodinâmicos devido à capacidade de criar uma enorme diferençapotenciais entre os coletores. A máquina de eletróforos foi aprimorada já nos anos quarenta do século XX por um cientista chamado Ioffe, que desenvolveu um novo tipo de geradores eletrostáticos para alimentar a máquina de raios X. Embora a máquina de Wimshurst não seja usada atualmente para a tarefa direta de geração de energia elétrica, é uma exposição histórica que ilustra a história do desenvolvimento da engenharia e do progresso científico e tecnológico.
Projeto de máquina eletroforo
Este aparelho consiste em dois discos que giram um em direção ao outro. O trabalho da máquina de eletroforese reside precisamente na implementação de tal rotação mútua dupla. Nos discos existem segmentos condutores isolados uns dos outros. Com a ajuda dos revestimentos dos lados de ambos os discos, os capacitores são formados. É por isso que a máquina de eletróforo às vezes é chamada de máquina de capacitor. Existem neutralizadores nos discos, que desviam as cargas dos elementos opostos dos discos para o solo com a ajuda de escovas. Os coletores estão à esquerda e à direita. É neles que chegam os sinais gerados pelos pentes dos discos traseiro e dianteiro.
Quais são as margens de Leiden?
Em muitos casos, as cargas se acumulam nos capacitores. Eles são chamados de bancos de Leiden. Depois disso, é possível reproduzir descargas e faíscas muito mais fortes. As placas internas de cada capacitor são conectadas aos condutores separadamente. Pincéis que tocamsetores dos discos são combinados com o revestimento interno dos frascos de Leiden. Toda a estrutura está atualmente montada em racks plásticos. Juntamente com os frascos de Leyden, partes da máquina são fixadas em um suporte de madeira. Dada a clareza do design, uma máquina de eletróforo com suas próprias mãos pode ser feita de maneira bastante simples. Mesmo uma pessoa que não tenha uma educação técnica especial pode montá-lo e operá-lo para seu próprio prazer.
Qual é a base da máquina eletroforo?
Usando o esforço mútuo de ambos os discos - este é o princípio principal neste dispositivo. O efeito de uma diferença de potencial e, em seguida, descargas e faíscas, é alcançado pelo arranjo correto dos setores. Claro, existem desenvolvimentos que usam discos em branco, mas eles não oferecem uma eficiência semelhante. Tais projetos são frequentemente usados em pequenas instituições de ensino. A distância entre os discos de um dispositivo como uma máquina de eletróforo desempenha um papel crucial e tem um impacto significativo na obtenção da tensão necessária nos capacitores.
Qual é o princípio da máquina?
A máquina eletroforo passou por muitas mudanças desde sua invenção (e este é o início do século XVIII). Mas a ideia principal permanece. A base do projeto da máquina são discos com placas coladas (tiras de metal). Ao aplicar uma certa força mecânica usando um acionamento por correia, eles podem ser girados em diferentes direções, opostas umas às outras. Na capa de umo disco fica carregado positivamente. Ele atrairá outra carga (negativa) para si. O positivo passará pelo condutor com escovas (neutralizador), que toca o revestimento oposto. Girando os discos, obtemos cargas semelhantes às originais. Mas eles já afetarão outros revestimentos. Dado que os discos giram em direções opostas, as cargas fluem para os coletores. Em um aparelho de demonstração como uma máquina de eletróforo, o princípio de operação é baseado precisamente neste momento. Nas escovas de ambos os discos, que não tocam sua superfície e estão localizadas nas bordas, as cargas em algum ponto se tornam tão grandes que ocorre uma quebra no espaço aéreo e uma faísca elétrica desliza. É por isso que capacitores adicionais de diferentes capacidades podem ser anexados aos coletores, o que dará uma maior beleza ao efeito da descarga.
