เครื่องอิเล็กโตรโฟรทำงานเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง อุปกรณ์นี้มักใช้เป็นอุปกรณ์เสริมในการแสดงปรากฏการณ์และผลกระทบทางไฟฟ้าต่างๆ แต่การออกแบบและคุณสมบัติของมันคืออะไร?
ประวัติศาสตร์การประดิษฐ์เล็กน้อย
เครื่องอิเล็กโตรโฟเรได้รับการพัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2408 โดยออกัสต์ เทปเลอร์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน นักวิทยาศาสตร์ทดลองอีกคนหนึ่งชื่อ Wilhelm Goltz ได้คิดค้นการออกแบบที่คล้ายกัน แต่มีความสมบูรณ์แบบยิ่งขึ้นไปอีก เนื่องจากเครื่องมือของเขาทำให้สามารถรับความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นได้มากและสามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดของกระแสตรงได้ นอกจากนี้เครื่อง Goltsev ยังออกแบบได้ง่ายกว่ามาก ในตอนท้ายของศตวรรษที่สิบเก้า James Wimshurst ผู้ทดลองภาษาอังกฤษในสาขาไฟฟ้าและกลศาสตร์ได้ปรับปรุงหน่วยนี้ และจนถึงวันนี้ก็เป็นรุ่นของเขา (ถึงจะทันสมัยกว่านิดหน่อย) ที่ใช้เพื่อแสดงการทดลองทางไฟฟ้าไดนามิกเนื่องจากความสามารถในการสร้างความแตกต่างอย่างมากศักยภาพระหว่างนักสะสม เครื่องอิเล็กโตรโฟเรได้รับการปรับปรุงแล้วในวัยสี่สิบของศตวรรษที่ 20 โดยนักวิทยาศาสตร์ชื่อไออฟฟี่ ผู้พัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิตชนิดใหม่เพื่อใช้จ่ายพลังงานให้กับเครื่องเอ็กซ์เรย์ แม้ว่าเครื่อง Wimshurst จะไม่ใช้สำหรับการผลิตพลังงานไฟฟ้าโดยตรง แต่เป็นการจัดแสดงทางประวัติศาสตร์ที่แสดงให้เห็นประวัติศาสตร์ของการพัฒนาด้านวิศวกรรมและความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ออกแบบเครื่องอิเล็กโทรโฟโ
อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยดิสก์สองแผ่นที่หมุนเข้าหากัน การทำงานของเครื่องอิเล็กโตรโฟรนั้นแม่นยำในการดำเนินการหมุนร่วมกันสองครั้ง บนดิสก์มีส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่แยกจากกัน ด้วยความช่วยเหลือของส่วนหน้าของด้านข้างของดิสก์ทั้งสองตัวเก็บประจุจึงถูกสร้างขึ้น นั่นคือเหตุผลที่บางครั้งเครื่องอิเล็กโทรโฟเร่เรียกว่าเครื่องคาปาซิเตอร์ มีสารทำให้เป็นกลางบนดิสก์ซึ่งเปลี่ยนประจุจากองค์ประกอบตรงข้ามของดิสก์ลงสู่พื้นด้วยความช่วยเหลือของแปรง นักสะสมอยู่ทางซ้ายและขวา มันอยู่ที่สัญญาณที่สร้างขึ้นโดยหวีจากแผ่นดิสก์ด้านหลังและด้านหน้า
ธนาคารไลเดนคืออะไร
ในหลายกรณี ประจุจะสะสมอยู่ที่ตัวเก็บประจุ พวกเขาถูกเรียกว่าธนาคารไลเดน หลังจากนั้นก็เป็นไปได้ที่จะทำซ้ำการปล่อยและประกายไฟที่แข็งแกร่งมากขึ้น แผ่นด้านในของตัวเก็บประจุแต่ละตัวเชื่อมต่อกับตัวนำแยกกัน แปรงที่สัมผัสส่วนของแผ่นดิสก์จะรวมกับเยื่อบุด้านในของไหไลเดน ปัจจุบันโครงสร้างทั้งหมดติดตั้งอยู่บนชั้นวางพลาสติก เมื่อใช้ร่วมกับโถเลย์เดน ชิ้นส่วนต่างๆ ของเครื่องจะจับจ้องอยู่บนขาตั้งไม้ ด้วยความชัดเจนของการออกแบบ เครื่องทำอิเล็กโตรโฟรด้วยมือของคุณเองจึงทำได้ง่ายๆ แม้แต่คนที่ไม่มีการศึกษาด้านเทคนิคพิเศษก็สามารถประกอบและดำเนินการได้ตามใจชอบ
เครื่องอิเล็กโตรโฟเรมีพื้นฐานมาจากอะไร
ใช้ความพยายามร่วมกันของแผ่นดิสก์ทั้งสอง - นี่คือหลักการหลักในอุปกรณ์นี้ ผลกระทบของความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น จากนั้นปล่อยและประกายไฟ ทำได้โดยการจัดภาคส่วนที่ถูกต้อง แน่นอนว่ามีการพัฒนาที่ใช้ดิสก์เปล่า แต่ไม่ได้ให้ประสิทธิภาพที่ใกล้เคียงกัน การออกแบบดังกล่าวมักใช้ในสถาบันการศึกษาขนาดเล็ก ระยะห่างระหว่างดิสก์ของอุปกรณ์เช่นเครื่องอิเล็กโตรโฟเรมีบทบาทสำคัญและมีผลกระทบอย่างมากต่อการบรรลุแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการบนตัวเก็บประจุ
หลักการของเครื่องคืออะไร
เครื่องอิเล็กโทรโฟเรมีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างตั้งแต่มีการประดิษฐ์ขึ้น (และนี่คือจุดเริ่มต้นของศตวรรษที่สิบแปด) แต่แนวคิดหลักยังคงอยู่ พื้นฐานของการออกแบบเครื่องคือแผ่นดิสก์ที่มีแผ่นกาว (แถบโลหะ) ด้วยการใช้แรงทางกลบางอย่างโดยใช้ตัวขับสายพาน พวกมันสามารถหมุนไปในทิศทางที่แตกต่างกัน ตรงข้ามกัน บนหน้าปกของหนึ่งดิสก์จะมีประจุเป็นบวก มันจะดึงดูดประจุอื่น (เชิงลบ) มาสู่ตัวมันเอง ขั้วบวกจะผ่านตัวนำด้วยแปรง (ตัวทำให้เป็นกลาง) ซึ่งสัมผัสกับซับในฝั่งตรงข้าม การเปลี่ยนดิสก์เราได้รับค่าใช้จ่ายที่ใกล้เคียงกับของเดิม แต่จะส่งผลต่อวัสดุบุผิวอื่นๆ อยู่แล้ว เนื่องจากดิสก์หมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม ประจุจะไหลไปยังตัวสะสม ในอุปกรณ์สาธิตเช่นเครื่องอิเล็กโตรโฟรหลักการทำงานจะขึ้นอยู่กับช่วงเวลานี้อย่างแม่นยำ บนแปรงของดิสก์ทั้งสองซึ่งไม่สัมผัสพื้นผิวและอยู่ที่ขอบ ประจุ ณ จุดหนึ่งจะมีขนาดใหญ่มากจนเกิดการพังทลายในอากาศและเกิดประกายไฟด้วยไฟฟ้า นั่นคือเหตุผลที่ตัวเก็บประจุเพิ่มเติมที่มีความจุต่างกันสามารถติดเข้ากับตัวสะสมได้ ซึ่งจะทำให้เอฟเฟกต์การคายประจุออกมาสวยงามยิ่งขึ้น
