Kas ir elektrofors?

Elektrofora darbības pamatprincips ir triboelektriskais efekts, ko citādi sauc par uzkrāto statisko elektrību. Izolācijas plāksne vispirms tiek uzlādēta ar statisku elektrisko lādiņu, pirms tiek samontēts elektrofors, berzējot to pret citiem materiāliem, piemēram, vilnu, kas elektrostatiskās indukcijas procesā izolācijas plāksnē izraisīs elektrisko lādiņu. Kad izolācijas plāksne un vadošā plāksne ir novietotas kopā, statiskais lādiņš izolatorā atdala pozitīvos un negatīvos lādiņus metāla vadītājā. Pozitīvie lādiņi metālā tiek novilkti uz leju pret izolācijas plāksni, un negatīvie lādiņi tiek atvairīti uz augšu.

Inducēto negatīvo lādiņu metāla plāksnes augšējā virsmā pēc tam var izlādēt, veidojot fizisku kontaktu ar metālu, pabeidzot ķēdi caur cilvēka ķermeni zemē. Lādiņa bieži ir pietiekami spēcīga, lai nekaitīga dzirkstele izlēktu no metāla uz pirkstu pirms saskares, vai arī nelielas spuldzes vadus var novietot starp abām virsmām, lai īslaicīgi to iedegtu, lādiņam izkliedējot. Lielās elektrofora versijas arī uz brīdi iedegs caurules formas dienasgaismas spuldzi, ja vienu galu turēs rokā, bet otru turēs tuvu uzlādētai metāla plāksnei.

Viens no unikālajiem elektrofora aspektiem, kas padara to par populāru elektrisko principu demonstrāciju, ir tas, ka izolācijas plāksne darbojas līdzīgi sarežģītākiem kondensatoriem vai elektriskajām glabāšanas vienībām parastajās elektroniskajās shēmās. Tomēr atšķirībā no tipiskiem kondensatoriem izolācijas plāksne satur lādiņu, ko neiztukšo statiskās izlādes process metāla plāksnē. Pēc tam, kad metāla plāksnē ir notikusi polarizēta enerģijas izlāde, ja metāla plāksne tiek noņemta no izolācijas plāksnes tuvumā un pēc tam atkal novietota virs tās, lādiņa atdalīšanās metālā atkārtosies, jo izolators joprojām saglabā savu lādiņu.

Šķiet, ka šis process demonstrē ideju par brīvu enerģiju, kas nāk no nekurienes, jo statiskais lādiņš tiek nepārtraukti atjaunots un izlādējies neatkarīgi no tā, cik reižu metāla plāksne tiek noņemta un pēc tam novietota atpakaļ uz izolācijas plāksnes. Patiesībā enerģija tiek saglabāta, jo metāla plāksnes fiziska pārvietošana un pēc tam tās nomaiņa ievada potenciālo enerģiju elektrofora sistēmā, kas pēc tam tiek pārvērsta kinētiskā enerģijā, kad notiek izlāde vai dzirkstele. gadu sākumā radīja pats ASV fiziķis Dr. Roberts Van de Grāfs.