Generátor Wimshurstu - je to jednoduché a cenově dostupné zařízení, které vám umožní vytvářet vysoké napětí. Je založen na principu akumulace statické elektřiny a používá se v různých oblastech, včetně vědy, techniky a vzdělávání.
Wimshurstův Okruh je založen na mechanickém principu generování elektřiny. Skládá se ze dvou disků, které se mohou volně otáčet v opačných směrech. Na discích jsou kovové lopatky, které slouží jako sběrače náboje.
Princip fungování generátoru Wimshurst je následující. Když se disky začnou otáčet, kovové lopatky začnou škrabavým pohybem hromadit statický náboj. Náboje se hromadí na obou kolektorech a mají různé polarity. Při dosažení určitého náboje dochází k jiskře mezi lopatkami, což vede k vybití a vytvoření vysokého napětí.
K vytvoření generátoru Wimshurst potřebujete následující materiály:
- 2 disky ze dřeva nebo plastu;
- kovové lopatky nebo ostře broušené desky;
- ložiska nebo závěsy s vysokou pevností;
- systém pohonu pro rotaci disků (např. řemen nebo motor);
- pouzdro pro instalaci a izolaci komponent.
Jak si vyrobit generátor Wimshurstu vlastníma rukama?
| Materiál | Počet |
|---|---|
| Dřevěná plošina | 1 ks. |
| Kovové disky | 2 ks. |
| Skleněné disky | 2 ks. |
| Kovové jádro | 4 ks. |
| Řemen | 1 ks. |
| Kovová kladka | 1 ks. |
| Vodič | 1 cívka |
| Malé kovové kuličky | několik kusů |
| Izolační páska | několik proužků |
Jakmile shromáždíte všechny potřebné materiály, budete potřebovat obvod generátoru Wimshurst. Najdete ji na internetu nebo v knize o elektronice. Nyní, když máte vše, co potřebujete, můžete začít montovat generátor:
- Sestavte dřevěnou plošinu a připevněte k ní kovovou kladku tak, aby se mohla otáčet.
- Umístěte na platformu dva kovové disky a dva skleněné disky a střídejte je. Ujistěte se, že jsou disky připevněny k dřevěné platformě.
- Provlékněte řemen kovovou kladkou a na disky. Ujistěte se, že je řemen dostatečně napnutý.
- Připevněte čtyři kovové tyče k platformě tak, aby vytvořily rám kolem disků. Umístěte kovové kuličky na konce tyčí.
- Připojte vodiče k kovovým diskům. Jeden vodič by měl být připojen k vnitřku jednoho skleněného disku a druhý vodič k vnitřku druhého skleněného disku.
- Pomocí izolační pásky izolujte všechna připojení vodičů, abyste zabránili případným únikům elektřiny.
Po sestavení generátoru Wimshurst můžete zkontrolovat jeho funkčnost roztažením a přiblížením skleněných disků. To by mělo generovat statickou elektřinu, která bude vidět jiskrami mezi kovovými kuličkami. Vezměte v úvahu, že generátor Wimshurstu může vytvářet nebezpečné napětí, takže při testování buďte opatrní a používejte vhodná bezpečnostní opatření.
Schéma generátoru Wimshurst
Wimshurstův generátor je zařízení používané k vytváření vysokého napětí vybitím elektrostatického náboje. Skládá se z několika základních prvků:
- Dva disky izolátoru, které se otáčejí v opačných směrech. Tyto disky jsou obvykle vyrobeny z akrylového skla nebo jiné dielektriky.
- Dva kovové rotory, z nichž každý je v blízkosti příslušného disku. Rotory mají zoubkování, které pomáhá zesílit elektrické pole mezi disky.
- Dva kovové kolektory, které umožňují sbírat náboj z každého disku a přenášet jej na vnější zátěž. Kolektory se také používají k připojení zdroje elektrostatického náboje (například generátoru van de Graaf) k generátoru Wimshurst.
- Dva kartáčové kontakty, které jsou připevněny ke kolektorům a poskytují elektrickou komunikaci s rotory. Tyto piny umožňují nabíjení přenášet z disků do kolíků kolektorů a dále po obvodu.
Když se disky a rotory začnou otáčet, dojde k tření mezi dielektrikou disků a ozubenými plochami rotorů. Toto tření způsobuje hromadění elektrostatického náboje na discích a rotorech. Náboj je poté shromažďován kartáčovými kontakty a přenášen přes kolektory do vnějšího zatížení.
Obvod generátoru Wimshurst je jednoduchý, ale jeho účinnost závisí na kvalitě výroby a přesnosti nastavení zařízení. Správná synchronizace rotace disků a rotorů a výběr optimálního materiálu pro disky a rotory mohou zlepšit výkon generátoru Wimshurst a zvýšit napětí, které vytváří.
Princip fungování generátoru Wimshurst
Když se disky začnou otáčet, přicházejí na ně vzájemně protichůdné náboje. Například na jednom disku se hromadí kladný náboj a na druhém záporný. Náboje jsou odděleny třením disků o sebe a o polštář, který slouží k rozlišení tření. Elektrické dráty umístěné v blízkosti pohybujících se disků zachycují nahromaděné náboje a shromažďují je na externí kondenzátor.
Když náboje dosáhnou určité úrovně, dojde k elektrickému výboji mezi dvěma disky, což způsobí jiskru, stejně jako vytvoření vysokého napětí a elektrického proudu. Toto vysoké napětí lze použít pro různé účely, například pro výzkum elektrických jevů nebo pro zapalování plynových lamp.
Wimshurstův generátor pracuje na principu elektrostatické indukce. Je založen na rozdělení nábojů a jejich následném sestavení na externí kondenzátor. Tento princip práce umožňuje generátoru Wimshurst vytvářet vysoké napětí bez použití zdroje stejnosměrného proudu nebo magnetického pole.
Potřebné materiály pro generátor Wimshurst
K vytvoření generátoru Wimshurst budou zapotřebí následující materiály:
- Dřevěná základna je pevná a pevná deska nebo překližka.
- Dva disky jsou jeden velký (průměr asi 30-40 cm) a jeden malý (průměr asi 10-15 cm) vyrobený z dielektrického materiálu, jako je plast nebo akrylátové sklo.
- Kovová náprava-pro upevnění disků a zajištění jejich rotace.
- Dva proužky kovu-k vytvoření kolektorů, na kterých se budou shromažďovat a shromažďovat elektrické náboje.
- Dva kovové kolíky-pro připojení kolektorů k vnějšímu řetězu.
- Dráty-pro vytvoření elektrického spojení mezi prvky generátoru.
- Pohon je malý elektrický nebo mechanický stroj, který spustí pohyb disků.
- Gumové nebo plastové proužky-pro vytvoření tření a elektrického vybití mezi disky.
Kromě základních materiálů může být také potřeba sada nástrojů pro výrobu a montáž generátoru Wimshurst:
- Vrtačka nebo vrtačka - pro vrtání otvorů v discích a základech.
- Sada vrtáků různých průměrů-pro přípravu otvorů správné velikosti.
- Sada šroubů, matic a podložek - pro upevnění disků a dalších prvků generátoru.
- Pájecí stanice a pájka - pro připojení vodičů a dalších elektrických prvků.
- Izolační páska a smršťovací trubice - pro izolaci vodičů a vytvoření spolehlivého spojení.
Vzhledem ke všem těmto materiálům a nástrojům je možné začít budovat svůj vlastní generátor Wimshurst. Postupujte podle schématu a pokynů pro správné sestavení a přizpůsobení zařízení.