Fľaša častí Leydenu, prevádzka, experimenty

Ten Leyden fľaša Je to tenká sklenená fľaša alebo džbán, ktorý obsahuje dobre upravenú kovovú vrstvu vo svojej vnútornej časti a zvonku iný rovnako tesný kovový film.

Je to prvé elektrické zariadenie v histórii, ktoré slúžilo na skladovanie elektrických záťaží jednoducho dotykom, buď tyčou alebo vonkajším listom, s tyčkou predtým naloženou trením (triboelektrický efekt) alebo elektrostatickou indukciou. Môžete tiež použiť zdroj napätia, napríklad batériu alebo batériu.

postava 1. Obrázok ukazuje typickú fľašu Leyden. Vnútorná list je jednou z kondenzačných dosiek a vonkajšia vrstva je druhá doska. Zdroj: Wikimedia Commons. Rama [CC BY-SA 3.0 fr (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0/fr/skutok.in)] [TOC]

História

Vynález fľaše Leyden. Nezávislý a súčasne sa nemeckému vynálezcovi Ewaldovi Georgovi von Kleist podarilo uložiť statickú elektrinu s podobnými fľašami a predvídať Holanďan.

Musschenbroek mal pomoc právnika menom Cunaeus, ktorého pozval do svojho laboratória v Leydene. Táto postava Sagazo bola prvá, ktorá si uvedomila, že zaťaženie akumulované držanie fľaše rukou pri nakladaní tyče alebo ihly elektrostatickým strojom.

Potom, čo profesor Musschenbroek prekvapil všetkým svojím vynálezom, nasledujúce zlepšenie vo fľaši Leyden, pretože zariadenie bolo konečne pokrstené, sa uskutočnilo v roku 1747 vďaka Johnovi Bevisovi, doktorovi, výskumníkovi a ak to nestačilo astronóm, objavil krabicu nehlula.

Bevis poznamenal, že ak prikryl fľašu na vonkajšej strane tenkou plachtou, nebolo potrebné ju držať rukou.

Tiež si uvedomil, že jeho naplnenie vodou alebo alkoholom nebolo potrebné (pôvodná fľaša Musschenbroeka bola plná tekutiny) a že v kontakte s tyčou, ktorá prechádza cez korok, bola potrebná iba vnútorná stena fľaše s kovovým foliom.

Následné experimenty odhalili, že viac záťaže akumulovaného, ​​keď bolo sklo tenšie a najrozsiahlejší susedný kovový povrch.

Večierky

Časti fľaše Leyden sú znázornené na obrázku 1. Sklo pôsobí ako izolátor alebo dielektrika medzi doskami, okrem podávania, aby im poskytlo potrebnú podporu. Doštičky sú zvyčajne tenké plechové plátky, hliník alebo meď.

Môže vám slúžiť: Aké sú tepelné vlastnosti a čo sú? (S príkladmi)

Na výrobu džbánového veka sa používa aj izolátor, napríklad suché drevo, plast alebo sklo. Veko je prenesené kovovou tyčou, z ktorej reťazec, ktorý slúži na dosiahnutie elektrického kontaktu s vnútornou doskou visí.

Materiály potrebné na výrobu fľaše Leyden

- Sklenená fľaša, ktorá je čo najtenšia, ako je to možné

- Kovový plech (hliník, cín, meď, olovo, striebro, zlato) na samostatne zakrytie vnútornej a vonkajšej časti fľaše.

- Horadada Izolačný materiál veka.

- Kovová tyč na prekročenie veka HoRared a že na vnútornom konci má reťaz alebo kábel, ktorý vytvára kovový kontakt s vnútorným listom fľaše. Druhý koniec tyče zvyčajne končí v gule.

Obrázok 2. Časti fľaše Leyden. Zdroj: Wikimedia Commons.

Fungujúci

Na vysvetlenie akumulácie elektrického náboja je potrebné začať stanovením rozdielu medzi izolátormi a vodičmi.

Kovy sú ovládače, pretože elektróny (elementárne nosiče záporného zaťaženia) sa v nich môžu voľne pohybovať. Čo neznamená, že kov je vždy naložený, v skutočnosti zostáva neutrálny, keď sa množstvo elektrónov rovná množstvu protónov.

Na druhej strane elektróny vo vnútri izolátorov nemajú typickú mobilitu kovov. Avšak trením medzi rôznymi izolačnými materiálmi sa môže stať, že elektróny povrchu jedného z nich idú na povrch druhého.

Vráťte sa na fľašu Leyden, zjednodušená je kovový list oddelený izolátorom od iného vodivého hárku. Obrázok 3 zobrazuje schému.

Obrázok 3: Zjednodušená schéma fľaše Leydenu a ako získava zaťaženie. Zdroj: Fanny Zapata.

Predpokladajme, že vonkajšia doska sa pripája k zemi, buď ju drží rukou alebo pomocou kábla. Keď je tyč, ktorá bola pozitívne nabitá trením, je polarizovaná tyč, ktorá sa spája s vnútornou doskou. To vedie k oddeleniu zaťaženia v množine Vnútorný plak.

Elektróny vonkajšej dosky sú priťahované k pozitívnym zaťažením protiľahlej dosky a viac elektrónov dosiahne vonkajšiu dosku od zemného pripojenia.

Môže vám slúžiť: striedanie aktuálnych obvodov: typy, aplikácie, príklady

Ak je toto spojenie prerušené, doska je negatívne nabitá a keď je tyč oddelená, vnútorná doska je pozitívne nabitá.

Kondenzátory alebo kondenzátory

Fľaša Leyden bola prvý známy kondenzátor. Kondenzátor pozostáva z dvoch kovových platní oddelených izolátorom a sú dobre známe v elektronickej a elektronike ako nevyhnutných prvkov obvodu.

Najjednoduchší kondenzátor pozostáva z dvoch platne s plochou plochou Do oddelil vzdialenosť d Omnoho menej ako veľkosť dosiek.

Kapacita C Na skladovanie zaťaženia v kondenzátore s plochou doskou je úmerná oblasti Do tanierov a nepriamo úmerné oddeleniu d Medzi taniermi. Konštanta proporcionality je Elektrický príspevok ε a zhrnúť v nasledujúcom výraze:

C = ε⋅a / d

Kondenzátor vytvorený fľašou Leyden sa môže osloviť dvoma sústrednými valcovými doskami rádií do interný a rádio b Pre vonkajšiu dosku a výšku L. Rozdiel v rádiách je presne hrúbkou skla d Aké je oddelenie medzi doskami.

Kapacita C Z valcovitého kondenzátora doštičiek je daný:

C = ε⋅2πl / ln (b / a)

Ako sa odvodí z tohto výrazu, čím väčšia je dĺžka L väčšia kapacita zariadenia.

Kapacita fľaše Leyden

V prípade, že hrúbka alebo oddelenie d Buďte oveľa menej ako rádio, potom môže byť kapacita približná vyjadrením plochých dosiek nasledovne:

C ≈ ε⋅2πa L / D = ε⋅p L / D

V predchádzajúcom výraze p Je obvodom valcovej dosky a L výška.

Nezávisle od formulára, maximálne zaťaženie Otázka ktoré môžu akumulovať kondenzátor, je úmerný zaťaženiu napätia Vložka, Je kapacita C kondenzátora konštantný proporcionalita.

Q = C⋅ V

Domáca fľaša

S ľahkými materiálmi, ktoré sa dajú dostať doma a niektoré manuálne zručnosti, môžete napodobniť profesora Musschenbroeka a postaviť fľašu Leyden. Z tohto dôvodu je to potrebné:

- 1 sklenená alebo plastová fľaša, napríklad majonéza.

- 1 Plastové izolačné viečko Horadada, cez ktoré bude prešiel tuhý drôt alebo kábel.

- Obdĺžnikové prúžky kuchynskej hliníkovej fólie na zakrytie, prilepenie alebo priľnate dovnútra a vonku fľaše. Je dôležité, aby hliníkové pokrytie nedosiahlo okraj fľaše, môže byť o niečo vyššia ako polovica.

Môže vám slúžiť: elektrické vodiče

- Flexibilný kábel bez izolácie, ktorý je zapojený do vnútornej strany tyče, takže nadviaže kontakt s hliníkovou fóliou, ktorá zakrýva vnútornú stranu steny fľaše.

- Kovová guľa (ide na vrch veka, aby sa predišlo účinku špičiek).

- Kábel bez izolácie, ktorý sa spojí s vonkajším hliníkovým listom.

- Pravidlo a nožnice.

- lepiaca páska.

POZNÁMKA: Ďalšou verziou, ktorá sa vyhýba práci umiestnenia hliníkovej fólie do vnútra, je naplniť fľašu alebo fľašu roztokom vody a soli, ktorý bude slúžiť ako vnútorná doska.

Postup

Zakryte fľašu zvnútra a zvonka prúžkami hliníkovej fólie, ak je to potrebné, sú pripevnené lepiacou páskou a dávajte pozor, aby nepresiahla polovicu fľaše.

- Opatrne prepichnite veko, aby prešlo drôtom alebo medeným káblom bez izolačného krytu, aby ste kontaktovali vnútornú hliníkovú fóliu s exteriérom, kde by mala byť vodičská guľa umiestnená tesne nad vekom.

- Viac kábla bez izolácie sa používa na prepojenie vonkajšieho krytu a na vytvorenie rukoväte. Celá sada musí byť podobná tomu, čo je znázornené na obrázkoch 1 a 4.

Obrázok 4. Leyden fľaša. Zdroj: f. Zapata.

Experimenty

Akonáhle je možné postaviť fľašu Leyden, môžete s ňou experimentovať:

Experiment 1

Ak máte starú televíziu alebo monitor, ktorého obrazovku sú katódové lúče, môžete ju použiť na načítanie fľaše. Za týmto účelom držte fľašu jednou rukou na vonkajšej doske, pričom sa blíži a hrá kábel, ktorý sa spája s vnútornou časťou.

Kábel zviazaný zvonku musí priblížiť kábel, ktorý pochádza z vnútornej časti fľaše. Všimnite si, že dochádza k iskre, čo dokazuje, že fľaša bola elektricky nabitá.

Experiment 2

V prípade, že nebudete mať primeranú obrazovku. Ďalšou možnosťou pre nakladací zdroj je vziať kúsok plastovej trubice (PVC), ktorá bola predtým brúsená na odstránenie tuku a laku. Trubicu utrite papierovou utierkou, až kým nezíska dostatočné zaťaženie.

Odkazy

1. Leyden fľaša. Obnovené z: je.Wikipedia.orgán
2. Elektrické prístroje. Leyden. Získané z: Brittanica.com
3. Endesa Educa. Experiment: Leydenská fľaša. Obnovené z: YouTube.com.
4. Leyden. Zdroj: In.Wikipedia.orgán.
5. Fyzika Leyden Jar v „MacGyver“. Získané z: káblového.com
6. Tippens, P. Fyzika: Koncepty a aplikácie. 516 - 523.