गोल्ट्ज़ की इलेक्ट्रोफोरेटिक मशीन

विद्युत घटना के क्षेत्र में सबसे सक्रिय प्रयोगात्मक अनुसंधान की ऐतिहासिक अवधि पहले की उपस्थिति से जुड़ी हुई है इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीनें, जिसकी क्रिया ने यांत्रिक कार्य के प्रदर्शन के कारण विद्युत ऊर्जा प्राप्त करना संभव बना दिया।

मशीन के कुछ हिस्सों के घूर्णन में यांत्रिक कार्य शामिल था, जिसमें आकर्षण (विपरीत) और प्रतिकर्षण (उसी नाम के) विद्युत शुल्क, जो मशीन के विद्युतीकृत तत्वों पर मौजूद थे, पर काबू पा लिया गया था।

ऐसी मशीनों के प्रयोगों ने उस समय के शोधकर्ताओं द्वारा बिजली की प्रकृति और विद्युत संबंधों के सिद्धांतों की बेहतर समझ में योगदान दिया।

पहली इलेक्ट्रोस्टैटिक घर्षण मशीन का निर्माण इतिहासकार जर्मन वैज्ञानिक को श्रेय देते हैं ओटो वॉन गेरिके, जिन्होंने 1650 में पहली बार ऐसा उपकरण बनाया था। यह एक ऐसी मशीन थी जिसका काम घर्षण के माध्यम से पिंडों के विद्युतीकरण की तत्कालीन ज्ञात घटना पर आधारित था। हालांकि, घर्षण मशीनों में एक महत्वपूर्ण कमी है - उनके संचालन के लिए बड़े यांत्रिक बलों के आवेदन की आवश्यकता होती है।

बाद में बनाई गई घर्षण मशीनों के विपरीत इलेक्ट्रोफोरिक (प्रेरण) मशीनें इस नुकसान से वंचित थे, क्योंकि विद्युत ऊर्जा प्राप्त करने के लिए उन्हें प्रारंभ करनेवाला के साथ विद्युतीकृत भागों के सीधे संपर्क की आवश्यकता नहीं थी (उस भाग के साथ जो विद्युतीकरण का कारण बना)।

तो, पहली इलेक्ट्रोफोरिक मशीन, यानी एक इलेक्ट्रोस्टैटिक मशीन जिसे विद्युतीकरण प्राप्त करने के लिए अपने भागों के आपसी घर्षण की आवश्यकता नहीं होती है, 1865 में एक जर्मन भौतिक विज्ञानी द्वारा बनाया गया था। अगस्त टेपलर... आविष्कारक का मत था कि यह इलेक्ट्रोफोरेटिक मशीनें थीं जो यांत्रिक ऊर्जा के रूपांतरण के माध्यम से बिजली के कुशल उत्पादन को सक्षम करेंगी।

उस समय, एक जर्मन भौतिक विज्ञानी विल्हेम गोल्ट्ज़ (जर्मन होल्ट्ज़), स्वतंत्र रूप से टॉपलर से, एक सरल और अधिक कुशल इलेक्ट्रोफोरेटिक मशीन तैयार की जो एक बड़े संभावित अंतर का उत्पादन करती है और यहां तक ​​कि प्रकाश के लिए प्रत्यक्ष वर्तमान स्रोत के रूप में भी काम कर सकती है। गोल्ट्ज़ की मशीनें शैक्षणिक संस्थानों की कक्षाओं में प्रदर्शित होने वाली पहली इलेक्ट्रोफोरेटिक मशीनें बन गईं।

गोल्ट्ज़ मशीन के मुख्य भाग — चार्ज को हटाने के लिए डिजाइन किए गए दो ग्लास डिस्क और धातु के कंघे। डिस्क में से एक स्थिर है और दूसरी घूम सकती है। डिस्क एक सामान्य अक्ष पर लगे होते हैं। संग्रहालय के एक प्रदर्शन में, स्थिर डिस्क का व्यास 100 सेमी है, जबकि घूमने वाली डिस्क 94 सेमी है।

स्थिर डिस्क एक एबोनाइट प्लेट पर टिकी हुई है और इंसुलेटिंग स्टैंड पर एबोनाइट सर्कल द्वारा एक ऊर्ध्वाधर स्थिति में समर्थित है। विंडोज को स्थिर डिस्क पर काट दिया जाता है, जिसके पीछे अधूरे कागज के टुकड़े, जिन्हें फ्रेम कहा जाता है, चिपकाया जाता है।

बेज़ेल्स पेपर टंग्स में समाप्त होते हैं, जिसके प्रमुख नुकीले किनारे जंगम डिस्क की ओर इशारा करते हैं और थोड़े घुमावदार होते हैं।डिस्क, फ्रेम और जीभ गमिलैक (राल पदार्थ) के साथ लेपित होते हैं।

जंगम डिस्क के क्षैतिज व्यास के साथ, इसके प्रत्येक पक्ष पर पीतल के कंघे लगे होते हैं। ये कंघे संबंधित पीतल के तारों से जुड़े होते हैं, जिसके सिरों पर प्रवाहकीय गेंदें होती हैं, जिसके माध्यम से पीतल की छड़ें गुजरती हैं, अंदर की तरफ गेंदों में समाप्त होती हैं, बाहर की तरफ लकड़ी (इन्सुलेट) के हैंडल होते हैं। गेंदों को अलग या पास ले जाकर स्टिक्स को हिलाया जा सकता है।

लेडेन जार (आंतरिक प्लेटों के साथ) को उन कंडक्टरों से जोड़ा जा सकता है जिनकी बाहरी प्लेटें एक दूसरे से एक तार से जुड़ी होती हैं। मशीन के सामने दो पीतल के खंभे तारों को जोड़ने के लिए उपयोग किए जाते हैं; गेंदों को केवल तारों को झुकाकर इन खंभों पर झुकाया जा सकता है।

फ्रंट डिस्क को एक बेल्ट ड्राइव और एक हैंडल से जुड़े रोलर्स की एक प्रणाली के माध्यम से घुमाने के लिए सेट किया गया है जिसके साथ प्रयोगकर्ता इस तंत्र को क्रियान्वित करता है। हालांकि, मशीन के साथ काम करना शुरू करने से पहले, विपरीत चार्ज वाले पेपर सेक्टर (फ्रेम) को विद्युतीकृत करना आवश्यक है (हम उन्हें पी + और पी- के रूप में निरूपित करेंगे)।

इलेक्ट्रोस्टैटिक इंडक्शन की घटना के कारण चार्ज किए गए ये फ्रेम, घूर्णन डिस्क पर कार्य करेंगे, और डिस्क बारी-बारी से कंघों O और O' पर कार्य करेगी।

जैसे ही डिस्क घूमती है, चार्ज p + के साथ फ्रेम (विंडो F में) घूमने वाली डिस्क m के पीछे एक नकारात्मक चार्ज (इंड्यूड) करेगा और उसी चिन्ह का चार्ज रिज O की ओर आकर्षित होगा, फिर से कारण इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण की घटना के लिए। डिस्क m 'के भाग को कंघी O से एक ऋणात्मक आवेश प्राप्त होगा, और कंघी O स्वयं, इसके कंडक्टर C और गेंद r के साथ, इसलिए सकारात्मक रूप से आवेशित होगी।

तो, डिस्क को इसके दोनों तरफ (स्थानों m और m' पर) नकारात्मक रूप से विद्युतीकृत किया जाता है, और कार के बाईं ओर तार सकारात्मक होता है। डिस्क घूमना जारी रखती है और अब इसकी सतह के हिस्से m और m 'विंडो F तक पहुँचते हैं' जो स्थिर डिस्क पर दाईं ओर स्थित है।

यहां स्थापित एक नकारात्मक चार्ज p के साथ रैक का प्रभाव सतह m 'द्वारा बढ़ाया जाता है, जिसका अर्थ है कि एक सकारात्मक चार्ज रिज O' से डिस्क की ओर आकर्षित होगा। तदनुसार, दोनों तार C' और बॉल r' ऋणात्मक रूप से आवेशित होंगे। सतह m रिज द्वारा आकर्षित एक धनात्मक आवेश प्राप्त करता है। डिस्क घूमती रहती है और चक्र दोहराता है।

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