Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Қарапайым электростатикалық генератор 1762 жылы ойлап табылған, Electrophoridae тұқымдас балықтар туысы.
Simple electrostatic generator invented in 1762
the genus of fish family Electrophoridae
Электромагнетизмде электрофор немесе электрофора – электростатикалық индукция процесі арқылы зарядты өндіруге қолданылатын қарапайым, қолмен жұмыс істейтін, сыйымдылықты электростатикалық генератор. Оның алғашқы нұсқасын 1762 жылы швед профессоры Йохан Карл Вилке ойлап тапқан. Италиялық ғалым Алессандро Вольта 1775 жылы құрылғыны жетілдіріп, танымал етті, кейде оны жаңылыс түрде оның өнертабысы деп санайды. Вольта электрофор сөзін грек тіліндегі ήλεκτρον және φορεύς сөздерінен – "электр тасымалдаушы" мағынасында шығарған.
In electromagnetism, an electrophorus or electrophore is a simple, manual, capacitive, electrostatic generator used to produce charge via the process of electrostatic induction. A first version of it was invented in 1762 by Swedish professor Johan Carl Wilcke. Italian scientist Alessandro Volta improved and popularized the device in 1775, and is sometimes erroneously credited with its invention. The word electrophorus was coined by Volta from the Greek ήλεκτρον, and φορεύς, meaning 'electricity bearer'.
Сипаттамасы мен жұмыс істеуі
Электрофор диэлектрлік пластинадан (алғашқыда шайыр немесе балауыз сияқты шайырлы материалдан жасалған «пирожок», бірақ қазіргі нұсқаларда пластик қолданылады) және оқшаулағыш тұтқасы бар металл пластинадан тұрады. Диэлектрлік пластинаны алдымен тер немесе матамен сүрту арқылы трибоэлектрлік эффект арқылы зарядтайды. Осы талқылау үшін диэлектрик төмендегі суреттегідей сүрту арқылы теріс заряд алады деп елестетіңіз. Содан кейін металл пластина диэлектрлік пластинаға орналастырылады. Диэлектрик өзінің беткі зарядының маңызды бөлігін металға өткізбейді, себебі микроскопиялық байланыс нашар. Керісінше, зарядталған диэлектриктің электростатикалық өрісі металл пластинадағы зарядтарды бөліп алады. Ол екі зарядтық аймақты қалыптастырады: пластинадағы оң зарядтар диэлектрикке қарай тартылады, оны оң зарядтайды, ал теріс зарядтар жоғары қарай итеріледі, оны теріс зарядтайды, пластина тұтастай алғанда электрлік жай-күйінде қалады. Содан кейін, жоғары қараған жағы уақытша жерге қосылады (бұл саусақпен тию арқылы жасалуы мүмкін), теріс зарядты сызып алады. Соңында, металл пластина, қазір тек бір белгілі зарядты (біздің мысалымызда оң) көтеріледі. Нақты қолдану кезінде диэлектриктегі заряд ақырында (көптеген күн ішінде) торттың немесе атмосфераның бетінен ағып, бейтараптықты қалпына келтіру үшін айналасындағы қарама-қарсы зарядтармен қайта бірігеді. Электрофордың ең ірі мысалының бірі 1777 жылы неміс ғалымы Георг Кристоф Лихтенберг жасаған. Оның диаметрі 2 метр болды, металл пластинасы арқан жүйесі арқылы көтеріліп, түсірілді. Ол 38 см-ге дейін ұзындығы бар ұшқындарды шығара алады. Лихтенберг оның разрядын пайдаланып, Лихтенберг фигуралары деп аталатын ағаш тәрізді ерекше белгілер жасады.
The electrophorus consists of a dielectric plate (originally a 'cake' of resinous material such as pitch or wax, but in modern versions plastic is used) and a metal plate with an insulating handle. The dielectric plate is first charged through the triboelectric effect by rubbing it with fur or cloth. For this discussion, imagine the dielectric gains negative charge by rubbing, as in the illustration below. The metal plate is then placed onto the dielectric plate. The dielectric does not transfer a significant fraction of its surface charge to the metal because the microscopic contact is poor. Instead the electrostatic field of the charged dielectric causes the charges in the metal plate to separate. It develops two regions of charge – the positive charges in the plate are attracted to the side facing down toward the dielectric, charging it positively, while the negative charges are repelled to the side facing up, charging it negatively, with the plate remaining electrically neutral as a whole. Then, the side facing up is momentarily grounded (which can be done by touching it with a finger), draining off the negative charge. Finally, the metal plate, now carrying only one sign of charge (positive in our example), is lifted. In actual use the charge on the dielectric will eventually (within a few days at most) leak through the surface of the cake or the atmosphere to recombine with opposite charges around to restore neutrality. One of the largest examples of an electrophorus was built in 1777 by German scientist Georg Christoph Lichtenberg. It was 6 feet (2 m) in diameter, with the metal plate raised and lowered using a pulley system. It could reportedly produce 15 inch (38 cm) sparks. Lichtenberg used its discharges to create the strange treelike marks known as Lichtenberg figures.
Айыппұлдың қайнар көзі
Әлемдегі заряд сақталады. Электрофор тек оң және теріс зарядтарды бөліп қана қоймай, оларды жай ғана қайта бөлу арқылы жұмыс істейді. Оң немесе теріс заряд металл пластинаға (немесе басқа заряд жинағышқа) жиналады, ал қарама-қарсы заряд жерге қосылғаннан кейін (жерге немесе металл пластинаға тиген адамға) басқа дененің үстінде қалады. Бұл бөлінуге энергия жұмсалады, себебі ең төменгі энергия күйі – зарядталмаған дененің күйі. Энергия зарядталған металл пластинаны қарама-қарсы зарядталған пластинадан көтеру арқылы жұмсалады. Жүйеге жұмсалған бұл қосымша энергия зарядтарды бөлу арқылы потенциалдық энергияға айналады (яғни, бастапқыда пластинада болған қарама-қарсы зарядтар), сондықтан металл пластинаны көтеру оның диэлектрик пластинаға шағылысқан кернеуін арттырады. Осылайша, электрофор – бұл қолмен басқарылатын электростатикалық генератор, ол Вимшурст машинасы және Ван де Графф генераторы сияқты электростатикалық машиналардың электростатикалық индукция принципін пайдаланады.
Charge in the universe is conserved. The electrophorus simply separates positive and negative charges. A positive or negative charge ends up on the metal plate (or other storage conductor), and the opposite charge is stored in another object after grounding (in the earth or the person touching the metal plate). This separation takes work since the lowest energy state implies uncharged objects. Work is done by raising the charged metal plate away from the oppositely charged resinous plate. This additional energy put into the system is converted to potential energy in the form of charge separation (opposite charges that were originally on the plate), so raising the metal plate actually increases its voltage relative to the dielectric plate. The electrophorus is thus actually a manually operated electrostatic generator, using the same principle of electrostatic induction as electrostatic machines such as the Wimshurst machine and the Van de Graaff generator.