Paso 1: Cómo una máquina de Wimshurst influencia funciona
Como se trata de una máquina de influencia electrostática evidentemente usa influencia electrostática o la inducción para generar electricidad estática.
Esta inducción electrostática no es más que el efecto de una carga en objetos cercanos sin un contacto físico. Por ejemplo, una carga positiva se atraen una carga negativa y repeler una carga positiva. Por lo tanto, en un conductor, se redistribuirán los cargos en cuanto a hacer el constante de potencial electrostático en este conductor.
El ejemplo clásico es un electroscopio de cerca (pero no en contacto con) un objeto cargado.
Este es un video de lo youtuber RimstarOrg que da una explicación muy buena de electroscopios. (también hizo una máquina de wimshurst de CD, pero la mina es estéticamente un poco más elegante y requiere mucho menos herramientas)
Más máquinas electrostáticas utilizan inductancia para producir una carga neta en un objeto. La versión más simple es una electrophorus.
Si por ejemplo se trae una carga positiva cerca de un conductor, se aprecia que este conductor está polarizada. (dicho simplemente, esta carga positiva mueve todos los electrones (negativos) un poco hacia él. Y por supuesto cobran x vector es un momento de dipolo.)
Figura 1 Conductor cerca de la carga
Uno puede ahora de tierra al final de este conductor que eliminará la carga positiva localizada allí
Figura 2 un extremo está conectado a tierra
Si uno entonces quita la conexión a la tierra y la carga inductora, uno puede ver que hay una carga negativa neta en el conductor.
Figura 3 una carga neta sigue siendo
Este es un video de tal una electrophorus en acción. Compruebe hacia fuera el canal de este youtuber Thomas Kim. Tiene todo tipo de interesantes máquinas electrostáticas de botellas de PET y CDs, no proporciona mucha información, probablemente estén destinados como manifestaciones. También tiene una máquina de wimshurst de CD. (pero mina produce chispas más grandes. Le llega la Idea de utilizar cinta de aluminio para el segundo par de discos de él.)
Una máquina de Wimshurst y todas las otras máquinas electrostáticas influencia no son más que versiones elegantes, mecanizadas de una especie de doble electrophorus.
Una máquina de Wimshurst consta de dos discos giratorios de Contador paralelo, con tiras de metal. Las tiras de pasan por debajo llamado rod 'neutralizador' que la separación de los cargos en las tiras y las tiras también pasan por debajo de los peines que la carga acumulada en las tiras de la cosecha.
Una excelente explicación del funcionamiento de una máquina de Wimshurst puede encontrarse aquí:
http://www-Physique.u-strasbg.fr/~UDP/articles/Wimshurst/Wimshurst.htm
Sin embargo es francés, si sabes algo de francés, definitivamente vale la pena una lectura (como también le da instrucciones sobre cómo usar una máquina de Wimshurst para pintura electrostática).
La máquina que he construido es el reflejo del explica en ese link, así que le daré una breve explicación inglés paralelo.
Se puede ver en las fotos principales de esta etapa, que son 6 zonas diferentes en los discos. (y puesto que todo es simétrico, las mismo 6 zonas aparecen en el otro lado de los discos)
zona 1
Incluso antes de que los discos de inicio girando, habrá algo de carga estática en las tiras de metal. Porque sólo tocar o manipular los discos es suficiente para cobrarles una cantidad minúscula. Esta carga se amplificará como los discos están girando.
Por ejemplo, el esquema empieza en la zona 1 con una carga negativa neta en las tiras de disco trasero. El campo de esta carga induce cierta polarización del segundo disco. En la misma forma como figura 2
zona 2
Como una tira de metal frontal pasa bajo el pincel frontal de una barra neutralizadora, alguna carga negativa consigue rechazado a través de la varilla a una franja al contrario del disco.
Esto es similar a la figura 2 donde la "tierra" se sustituye por un pedazo de conductor.
zona 3
Cuando se pierde el contacto con el pincel de la barra neutralizadora, sigue siendo una carga neta positiva en la tira. (Si resta una carga negativa, te queda una carga positiva) Similar a Fig. 3
Así, el disco trasero todavía tiene la carga negativa neta y las tiras de disco delantero (superior) tienen ahora una carga positiva.
En segundo lugar, las tiras de disco delantero en el otro lado (abajo) ahora tienen una carga negativa neta.
zona 4
Recuerde que el disco trasero también se convierte, pero en la dirección opuesta. En la zona 4, el disco trasero consigue en contacto con la barra neutralizadora posterior. Y la carga negativa en la parte posterior se produce exactamente el mismo modo que en la zona 2.
La carga positiva repele la carga positiva (o atrae la carga negativa ya que es principalmente cargas negativas que se mueven) en el otro lado del disco.
zona 5
Asimismo, zona 5 es el opuesto de la zona 1 en donde la carga positiva neta sobre el disco delantero polariza el disco trasero. Mientras que el disco trasero se mueve hacia la zona 4.
zona 6
Aquí, las tiras del disco trasero y disco delantero con la misma carga pasan bajo una estructura de peine.
Como ambas bandas en ambos discos tienen la misma carga, se repelen. En segundo lugar el peine actúa como una jaula de Faraday por lo que los cargos en las tiras desesperadamente quieren escapar hacia el exterior hacia el peine. Y esto es lo que sucede.
El peine no necesita un contacto físico con las tiras que tiene realizar puntos y campos eléctricos hacia puntos siempre son muy fuertes, así que allí el aire se descomponen un poco y los iones resultantes proporcionan un camino para la carga en las tiras de escapar hacia el bajo potencial de los peines. Cuando se ejecuta una máquina Wimhurst, esto es visible con una pequeña línea morada de uno de los puntos a los discos.
La carga en los peines inmediatamente obtiene desviada hacia jarras de Leyden donde el voltaje de carga va a construir para arriba hasta que hay una chispa. (preferiblemente en un boquete de chispa, o a través de las tiras del disco) O, si hay mucho filos, desaparecerá en coronas o viento iónico.
Wikipedia tiene un interesante gif animado que muestra que todo lo dicho anteriormente
en una animación, pero es un poco complicado deducir cómo funciona de ella y la compacta explicación con él.
En teoría, las tiras de metal no son realmente necesarias y esto debe ser posible con sólo algo de carga en las superficies del disco. Una máquina de Wimshurst sin las bandas metálicas de los discos se llama una Máquina de Bonetti. Pero se necesita un generador de electricidad estática (por ejemplo una máquina de Wimshurst ordinario) al iniciar este generador.
