Pullo leyden -osia, käyttöä, kokeita

Se Leyden pullo Se on ohut lasipullo tai kannu, joka sisältää hyvin mukautetun metallilevyn sen sisäosaan ja toisen yhtä tiukan metallikalvon ulkopuolelle.

Se on historian ensimmäinen sähkölaite, joka tarjosi sähkökuormien tallentamisen yksinkertaisesti koskettamalla sitä joko sauvan tai ulkoreunan avulla, palkki, joka on aiemmin lastattu kitkalla (triboelektrinen vaikutus) tai sähköstaattisella induktiolla. Voit käyttää myös jännitelähdettä, kuten akkua tai akkua.

Kuvio 1. Kuva näyttää tyypillisen leyden -pullon. Sisäsarkki on yksi lauhduttimen levyistä ja ulkoinen arkki on toinen levy. Lähde: Wikimedia Commons. Rama [CC BY-SA 3.0 FR (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/fr/teko.in)] [toc]

Historia

Leyden -pullon keksintö. Riippumaton ja samanaikaisesti saksalainen keksijä Ewald Georg von Kleist onnistui myös säilyttämään staattisen sähköä samanlaisten pullojen kanssa, odottaen hollantilaisia.

Musschenbroekillä oli asianajajan nimeltä Cunaeus, jonka hän oli kutsunut laboratorioonsa Leydeniin. Tämä Sagazo -merkki ymmärsi ensimmäisenä, että kuorma kertyi pullon pitämistä kädellä lastaamalla palkkia tai neulaa sähköstaattisella koneella.

Kun professori Musschenbroek yllätti kaikki keksinnöllään, seuraava parannus Leyden -pullossa, kuten laite lopulta kastettiin, suoritettiin vuonna 1747 John Bevisin, lääkärin, tutkijan ansiosta, ja jos se ei riitä tähtitieteilijälle, hän löysi rapujen summan.

Bevis havaitsi, että jos hän peitti pullon ulkopuolelta ohuella levyllä, sitä ei tarvinnut pitää sitä kädellä.

Hän tajusi myös, että sen täyttäminen vedellä tai alkoholilla ei ollut välttämätöntä (alkuperäinen Musschenbroekin pullo oli täynnä nestettä) ja että vain pullon sisäseinä metallisella foliolla vaadittiin kosketuksessa sauvan kanssa, joka ylittää korkin, joka ylittää korkin.

Myöhemmät kokeet paljastivat, että lasi oli kertynyt enemmän kuormaa ohuempi ja laajin vierekkäinen metallipinta.

Puolueet

Leyden -pullon osat on esitetty kuvassa 1. Lasi toimii eristimenä tai dielektrisenä levyjen välillä, koska se antaa heille tarvittavan tuen. Levyt ovat yleensä ohuita tinaviipaleita, alumiinia tai kuparia.

Voi palvella sinua: mitkä ovat lämpöominaisuudet ja mitkä ovat? (Esimerkkejä)

Kannun kannen valmistamiseksi käytetään myös eristettä, esimerkiksi kuiva puu, muovi tai lasi. Kansi siirretään metallitangolla, josta ketju, joka palvelee sähköisen kosketuksen sisäisen levyn kanssa, roikkuu.

Leyden -pullon valmistukseen tarvittavat materiaalit

- Lasipullo, joka on mahdollisimman ohut

- Metallilevy (alumiini, tina, kupari, lyijy, hopea, kulta) peittämään erikseen, pullon sisäinen ja ulkoinen osa.

- Horadada eristävä materiaalikansi.

- Metallinen sauva Horared -kannen ylittämiseksi ja sisäpäässä olevassa ketjussa tai kaapelissa, joka on metallinen kosketus pullon sisähäiriöön. Tangon toinen pää päättyy yleensä palloon, jotta vältetään sähkökaarit kertyneillä kuormilla kärjissä.

Kuva 2. Leyden -pullon osat. Lähde: Wikimedia Commons.

Toiminta

Sähkövarauksen kertymisen selittämiseksi on välttämätöntä aloittaa määrittämällä erot eristeiden ja johtimien välillä.

Metallit ovat kuljettajia, koska elektronit (alkuaine -negatiiviset kuormittajat) voivat liikkua vapaasti heidän sisällään. Mikä ei tarkoita, että metalli ladataan aina, itse asiassa se pysyy neutraalina, kun elektronien määrä on yhtä suuri kuin protonien määrä.

Toisaalta eristimien sisällä olevat elektronit puuttuvat metallien tyypillisestä liikkuvuudesta. Hieroamalla eri eristysmateriaalien välillä voi kuitenkin tapahtua, että yhden pinnan elektronit menevät toisen pintaan.

Palattuaan Leyden -pulloon, yksinkertaistettu se on metallilevy, joka on erotettu eristimellä toisesta johtavasta arkista. Kuvio 3 esittää kaavion.

Kuva 3: Yksinkertaistettu Leyden -pullon kaavio ja kuinka se hankkii kuorman. Lähde: Fanny Zapata.

Oletetaan. Kun palkki, joka oli positiivisesti varautunut hankaamalla, sisäinen levyyn liittyvä sauva on polarisoitu. Tämä johtaa kuormien erottamiseen sarjassa Sauvan sisäinen.

Ulomman levyn elektronit houkuttelevat vastakkaisen levyn positiiviset kuormat ja enemmän elektroneja saavuttavat ulkolevyn maasta.

Voi palvella sinua: vaihtovirtapiirit: tyypit, sovellukset, esimerkit

Kun tämä yhteys keskeytetään, levy on negatiivisesti varautunut ja kun sauva on erotettu, sisärevy on positiivisesti varautunut.

Kondensaattorit tai kondensaattorit

Leyden -pullo oli ensimmäinen tunnettu kondensaattori. Kondensaattori koostuu kahdesta eristimen erottamasta metallilevystä, ja ne tunnetaan hyvin sähkössä ja elektroniikassa välttämättöminä piirielementeinä.

Yksinkertaisin lauhdutin koostuu kahdesta tasaisesta alueesta -Lla erotti etäisyyden d -d Paljon vähemmän kuin lautasten koko.

Kapasiteetti C Kuormituksen säilyttäminen tasaiseen lautasenjohtimeen on verrannollinen pinta -alaan -Lla levyjä, ja käänteisesti verrannollinen erotteluun d -d Levyjen joukossa. Suhteellisuusvakio on Sähkövaraus ε ja yhteenveto seuraavassa ilmaisussa:

C = ε⋅a / d

Leyden -pullon muodostamaan lauhduttimeen voidaan lähestyä kahdella samankeskisellä lieriömäisellä radiolevyllä -lla sisäinen ja radio b - Ulkoreutaseen ja korkeuteen Lens. Radioiden ero on juuri lasin paksuus d -d Mikä on levyjen välinen erotus.

Kapasiteetti C Sylinterimäisestä lauhduttimesta annetaan:

C = ε⋅2πl / ln (b / a)

Kuten tästä lausekkeesta johdetaan, sitä suurempi pituus l enemmän kapasiteettia on laite.

Leyden pullon kapasiteetti

Siinä tapauksessa, että paksuus tai erottelu d -d Ole paljon vähemmän kuin radio, silloin kapasiteetti voi likimääräisesti likimääräisesti ilmaisemalla litteät levyt seuraavasti:

C ≈ ε⋅2πa l / d = ε⋅p l / d

Edellisessä ilmaisussa p Se on lieriömäisen levyn kehä ja Lens korkeus.

Muodosta riippumaton, maksimikuorma Q - joka voi kerätä lauhdutinta, on verrannollinen kuormitusjännitteeseen V, Olla kapasiteetti C lauhduttimesta suhteellisuusvakio.

Q = c⋅ V

Etusivu Dendden -pullo

Helppolla materiaalilla, joka pääsee kotona ja jonkin verran manuaalista taitoa, voit jäljitellä professori Musschenbroekia ja rakentaa leyden -pullon. Tätä varten sitä tarvitaan:

- 1 lasi tai muovipullo, kuten majoneesi.

- 1 Horadadan muovinen eristyskansi, jonka läpi jäykkä lanka tai kaapeli ohitetaan.

- Suorakulmaiset keittiön alumiinifolion nauhat peittämään, liitä tai kiinnitä pullon sisällä ja sen ulkopuolella. On tärkeää, että alumiinipeitto ei saavuta pullon reunaa, se voi olla hiukan korkeampi kuin puolet.

Voi palvella sinua: sähköjohtimet

- Joustava kaapeli eristämättä, joka on silmukoitu sauvan sisäpuolelle, niin että se on kosketus alumiinifolioon, joka peittää pullon seinän sisäpuolen.

- Metallipallot (menee kannen päälle kärjen vaikutuksen välttämiseksi).

- Kaapeli eristämättä, joka linkittää ulompaan alumiinilevyyn.

- Sääntö ja sakset.

- teippi.

HUOMAUTUS: Toinen versio, joka välttää alumiinifolion sijoittamisen sisäpuolelle, on pullon tai pullon täyttäminen vesi- ja suolaliuoksella, joka toimii sisähävynä.

Menettely

Peitä pullo sisälle ja ulos alumiinifolion nauhoilla, tarvittaessa ne kiinnitetään liimanauhalla, huolehtimaan siitä, ettei se ylitä puolta pullosta.

- Lävistä kansi varovasti langan tai kuparikaapelin siirtämiseksi eristävää kannetta, jotta sisäinen alumiinifolio on kiinnitettävä ulkopuolelle, missä johtava pallo on asetettava juuri kannen yläpuolelle.

- Lisää kaapelia ilman eristämistä käytetään ulkokannen linkittämiseen ja eräänlaisen kahvan tekemiseen. Koko sarjan on oltava samanlainen kuin kuvioissa 1 ja 4 esitetään.

Kuva 4. Leyden pullo. Lähde: f. Zapata.

Kokeet

Kun Leyden -pullo voidaan rakentaa, voit kokeilla sitä:

Koe 1

Jos sinulla on vanha televisio tai näyttö, jonka näyttö on katodisäteet, voit käyttää sitä pullon lataamiseen. Pidä tätä pitämällä pulloa yhdellä kädellä ulkolevyllä, lähestyessäsi ja pelaa kaapelia, joka yhdistää sisäosaan.

Ulkopuolelle sidotun kaapelin on lähestyttävä kaapelia, joka tulee pullon sisäosasta. Huomaa, että kipinä tapahtuu, osoittaen, että pullo on ladattu sähköisesti.

Koe 2

Jos sinulla ei ole riittävää näyttöä, voit ladata Leyden -pullon tuomalla sen villakankaaseen, joka on ottanut vain vaatteiden kuivaimen. Toinen vaihtoehto lastauslähteelle on ottaa pala muoviputkia (PVC), joka on aikaisemmin hiottu rasvan ja lakan poistamiseksi. Hiero putki paperipyyhkeellä, kunnes se saa riittävän kuorman.

Viitteet

1. Leyden pullo. Palautettu: on.Wikipedia.org
2. Sähkövälineet. Leyden -purkki. Toipunut: Brittanica.com
3. Endesa Educa. Koe: Leyden -pullo. Palautettu: YouTube.com.
4. Leyden -purkki. Haettu: vuonna.Wikipedia.org.
5. Leyden -purkin fysiikka "MacGyverissä". Toipunut: Langallinen.com
6. Tippens, P. Fysiikka: Käsitteet ja sovellukset. 516 - 523.