Steklenica leydenskih delov, delovanje, poskusi

The Steklenica Leyden Je tanka steklena steklenica ali vrč, ki vsebuje dobro prilagojeno kovinsko pločevino v svojem notranjem delu in na zunaj drugega enako tesnega kovinskega filma.

To je prva električna naprava v zgodovini, ki je služila za shranjevanje električnih obremenitev preprosto z dotikom, bodisi z palico bodisi z zunanjim listom, s palico, ki je bila predhodno naložena s trenjem (triboelektrični učinek) ali z elektrostatično indukcijo. Uporabite lahko tudi vir napetosti, kot sta baterija ali baterija.

Slika 1. Slika prikazuje tipično steklenico Leyden. Notranji list je ena od kondenzatorskih plošč, zunanji list. Vir: Wikimedia Commons. Rama [cc by-sa 3.0 fr (https: // createCommons.Org/licence/by-sa/3.0/fr/Deed.in)] [TOC]

Zgodovina

Izum steklenice Leyden. Neodvisni in hkrati je nemški izumitelj Ewald Georg von Kleist uspel shranjevati tudi statično elektriko s podobnimi steklenicami in predvideval Nizozemca.

Muschenbroek je imel pomoč odvetnika z imenom Cunaeus, ki ga je povabil v svoj laboratorij v Leydnu. Ta lik Sagazo se je prvi zavedal, da se je obremenitev z roko držala z roko, medtem ko je z nalaganjem palice ali iglo z elektrostatičnim strojem nalagal palico ali iglo.

Potem ko je profesor Muschenbroek z izumom presenetil vse, je bilo leta 1747 izvedeno naslednje izboljšanje v steklenici Leyden, saj je bila naprava končno krščena, zahvaljujoč Johnu Bevisu, doktorju, raziskovalcu in če to ni dovolj astronom.

Bevis je opazil, da če je s tanko pločevino pokril steklenico na zunanji strani, je ni treba držati z roko.

Prav tako je spoznal, da ga polnjenje z vodo ali alkoholom ni potrebno (originalna steklenica Muschenbroeka je bila polna tekočine) in da je bila v stiku s palico, ki prečka Cork, potrebna le notranja stena steklenice s kovinskim folijem.

Naknadni poskusi so pokazali, da se je več obremenitve zbralo, ko je bilo steklo tanjše in najbolj obsežna sosednja kovinska površina.

Zabave

Deli steklenice Leyden so prikazani na sliki 1. Steklo deluje kot izolator ali dielektrik med ploščami, poleg tega pa jim služi, da jim nudi potrebno podporo. Plošče so običajno tanke rezine kositra, aluminij ali baker.

Vam lahko služi: kakšne so toplotne lastnosti in kaj so? (S primeri)

Za izdelavo pokrova vrča se uporablja tudi izolator, na primer suh les, plastika ali steklo. Pokrov se prenese s kovinsko palico, iz katere veriga, ki služi za električni stik z notranjo ploščo, visi.

Materiali, potrebni za izdelavo steklenice Leyden

- Steklena steklenica, ki je čim tanka

- Kovinski list (aluminij, kositer, baker, svinec, srebro, zlato), da se ločeno pokrije, notranji in zunanji del steklenice.

- HORADADA IZOLING MATERIAL.

- Kovinska palica za prečkanje Horarejenega pokrova in da ima na notranjem koncu verigo ali kabel, zaradi česar je kovinski stik z notranjim listom steklenice. Drugi konec palice se običajno konča v krogle, da se izognemo električnim lokom z nakopičenimi obremenitvami na konicah.

Slika 2. Deli steklenice Leyden. Vir: Wikimedia Commons.

Delovanje

Za pojasnitev kopičenja električnega naboja je treba začeti z določitvijo razlike med izolatorji in dirigenti.

Kovine so gonilnice, ker se elektroni (osnovni nosilci negativnih obremenitev) lahko prosto premikajo znotraj njih. Kar ne pomeni, da je kovina vedno naložena, v resnici ostane nevtralna, ko je količina elektronov enaka protonom.

Po drugi strani elektroni znotraj izolatorjev nimajo značilne mobilnosti kovin. Vendar se z drgnjenjem med različnimi izolacijskimi materiali lahko zgodi, da elektroni površine enega od njih gredo na površino drugega.

Če se vrnete v steklenico Leyden, poenostavljeno, je kovinska plošča, ločena z izolatorjem z drugega prevodnega lista. Slika 3 prikazuje shemo.

Slika 3: Poenostavljena shema steklenice Leydena in kako pridobi obremenitev. Vir: Fanny Zapata.

Recimo, da se zunanja plošča poveže z ozemljitvijo, bodisi drži z roko ali s kablom. Ko je palica, ki je bila pozitivno napolnjena z drgnjenjem, palica, ki se povezuje z notranjo ploščo, polarizirana. To vodi do ločitve obremenitev v kompletu Notranja palica palice.

Elektroni zunanje plošče privlačijo pozitivne obremenitve nasprotne plošče in več elektronov doseže zunanjo ploščo s priključka tal.

Vam lahko služi: izmenična tokostna vezja: vrste, aplikacije, primeri

Ko je ta povezava prekinjena, se plošča negativno nabije in ko je palica ločena, je notranja plošča pozitivno nabita.

Kondenzatorji ali kondenzatorji

Steklenica Leyden je bila prvi znani kondenzator. Kondenzator je sestavljen iz dveh kovinskih plošč, ločenih z izolatorjem in sta dobro znani v električni energiji in elektroniki kot nepogrešljivi elementi vezja.

Najpreprostejši kondenzator je sestavljen iz dveh plošč z ravnim območjem Do ločeno razdaljo d Veliko manj kot velikost plošč.

Zmogljivost C Shranjevanje obremenitve v kondenzatorju ravne plošče je sorazmerno z območjem Do krožnikov in obratno sorazmerno z ločitvijo d Med ploščami. Konstanta sorazmernosti je Električni dodatek ε in povzemate v naslednjem izrazu:

C = ε⋅a / d

Kondenzator, ki ga tvori steklenica Leyden, se lahko približata dve koncentrični cilindrični plošči radijskih sprejemnikov do notranje in radio b Za zunanjo ploščo in višino L. Razlika v radijskih sprejemnikih je natančno debelina stekla d Kakšna je ločitev med ploščami.

Zmogljivost C Iz kondenzatorja cilindrične plošče daje:

C = ε⋅2πl / ln (b / a)

Kot je bilo sklenjeno iz tega izraza, večja je dolžina l več zmogljivosti naprave.

Kapaciteta steklenic Leyden

V primeru, da je debelina ali ločitev d Biti veliko manj kot radio, potem je zmogljivost lahko približna z izražanjem ravnih plošč na naslednji način:

C ≈ ε⋅2πa l / d = ε⋅p l / d

V prejšnjem izrazu str Je obod cilindrične plošče in L višina.

Neodvisno od obrazca, največja obremenitev Q ki lahko kopiči kondenzator je sorazmerna z napetostjo obremenitve V, Biti zmogljivost C kondenzatorja konstanta sorazmernosti.

Q = c⋅ v

Domača dendden steklenica

Z enostavnimi materiali, ki jih lahko dobite doma, in nekaj ročne spretnosti, lahko posnemate profesorja Muschenbroeka in zgradite steklenico Leyden. Za to je potrebno:

- 1 steklena ali plastična steklenica, kot je majoneza.

- 1 HORADADA PLASTIČNI IZOLNI POGODBE, SKUDI SO MEDO IZPOLNJENA TGA.

- Pravokotni trakovi kuhinjske aluminijaste folije za pokrivanje, pasto ali oprijem znotraj in zunaj steklenice. Pomembno je, da aluminijasta pokritost ne doseže roba steklenice, lahko je nekoliko višja od polovice.

Vam lahko služi: električni vodniki

- Prilagodljiv kabel brez izolacije, ki je pritrjen na notranjost palice, tako da vzpostavi stik z aluminijasto folijo, ki pokriva notranjost stene steklenic.

- Kovinska krogla (gre na pokrov, da se izognemo učinku nasvetov).

- Kabel brez izolacije, ki se bo povezal do zunanjega aluminijastega lista.

- Pravilo in škarje.

- selotejp.

Opomba: Druga različica, ki se izogne ​​delu namestitve aluminijaste folije v notranjost, je napolniti steklenico ali steklenico z raztopino vode in soli, ki bo služila kot notranja plošča.

Postopek

Steklenico pokrijte znotraj in zunaj s trakovi aluminijaste folije, če je potrebno, jih pritrdimo z lepilnim trakom, pri čemer pazite.

- Previdno prebodite pokrov, da prenese žični ali bakreni kabel brez izolacijskega pokrova, da se obrnete na notranjo aluminijasto folijo z zunanjostjo, kjer je treba prevodno kroglo namestiti tik nad pokrov.

- Več kabla brez izolacije se uporablja za povezovanje zunanjega pokrova in izdelavo neke vrste roča. Celoten niz mora biti podoben tistemu, ki je prikazan na slikah 1 in 4.

Slika 4. Steklenica Leyden. Vir: f. Zapata.

Poskusi

Ko lahko steklenico iz Leydena zgradite, lahko z njo eksperimentirate:

Eksperiment 1

Če imate staro televizijo ali monitor, katerega zaslon so katodni žarki, ga lahko uporabite za nalaganje steklenice. Če želite to narediti, držite steklenico z eno roko na zunanji plošči, medtem ko se približujete in igra kabel, ki se poveže z notranjim delom.

Kabel, vezan na zunanjo stran, se mora približati kablu, ki prihaja iz notranjega dela steklenice. Upoštevajte, da pride do iskre, ki dokazuje, da je bila steklenica električno nabita.

Eksperiment 2

V primeru, da nimate ustreznega zaslona, ​​lahko naložite steklenico Leyden tako. Druga možnost za nakladalni vir je, da vzamete kos plastične cevi (PVC), ki je bil prej brušen za odstranjevanje maščobe in laka. Cev držite s papirnato brisačo, dokler ne pridobi dovolj obremenitve.

Reference

1. Steklenica Leyden. Okrevano od: je.Wikipedija.org
2. Električni instrumenti. Leyden Jar. Okreval od: Brittanica.com
3. Endesa Educa. Eksperiment: steklenica Leyden. Obnovil od: YouTube.com.
4. Leyden Jar. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org.
5. Fizika kozarca Leyden v "MacGyverju". Okrevano od: ožičeno.com
6. Tippens, str. Fizika: pojmi in aplikacije. 516 - 523.