Wimshurst etkisi makinesi, 1880-1883 yılları arasında İngiliz mucit James Wimshurst (1832-1903) tarafından, yüksek voltaj üretmesi için geliştirilmiş dir.
Makine, iki büyük ters dönen diskler ile farklı bir görünüşe sahiptir. Ayrıca metal fırçalar monte edilmiş iki çapraz çubuk ve iki metal küreden oluşan vardır.
Tanım
Bu makineler etki makineleri olarak adlandırılan elektrostatik jeneratörler sınıfına girmektedir. Etki makineleri, yoluyla ya da etkiyle, elektrik yükleri elde ederler. Çalışmaları sürtünmeden bağımsızdır. Bu sınıfta ilk yapılan makineler (1865-1867), (1865), J.Robert Voss (1880) ve diğerleri tarafından geliştirildi. Daha sonra yapılan makineler daha verimsizdi ve öngörülemeyen kutuplaşma eğilimindeydiler. Wimshurst'un ise bu kusurları yoktur.
Wimshurst makinelerinde, iki yalıtılmış disk ve bunların metal kısımları, metal nötralizatör ve onların fırçaları ile ters yönde dönerler. Yük dengesizliği, her diskin yüzey kenarlarına yerleştirilmiş iki çift metal tarak ile indüklenir,güçlendirilir ve toplanır. Bu toplayıcılar, yalıtım destekler üzerine monte edilir ve çıkış terminallerine bağlanır. Geribeslenme, havanın dielektrik bozunma gerilimine ulaşıldığında ve elektrik kıvılcımı boşluğa atlayana kadar biriken yükleri katlayarak arttırır.
Teorik olarak, makine kendi kendine başlayamaz. Yani eğer diskler üzerindeki hiçbir kısım elektrik şarjına sahip değilse diğer kısımları indükleyebilecek herhangi bir şey yoktur. Pratik olarak ise, herhangi bir kısımda kalan küçük bir yük bile diskleri döndürüp süreci başlatmaya yeterlidir. Makine sadece kuru bir ortamda çok iyi şekilde çalışacaktır. Elektrik alana karşı diskleri çevirmek mekanik bir güç gerektirir ve bu enerji, makinenin elektrik enerjisine dönüştürdüğü enerjidir. Wimshurst makinesinin denge halindeki çıkışı doğru akımdır. Yani metal bölüm ile kaplanan alanla, dönme hızıyla ve başlangıç yük dağılımı fonksiyonuyla doğru orantılıdır. Yalıtım ve makinenin boyutu ulaşabileceği maksimum çıkış voltajını belirler. Biriken kıvılcım enerjisi Leyden kavanozu eşleriyle arttırılabilir. Leyden kavanozu yüksek voltajlar için uygun kapasitörün ilk halidir. Kavanozun içindeki levhalar birbirinden bağımsız bir şekilde her bir çıkış terminaline bağlanırlar. Dışındaki levhalar ise birbirine bağlıdırlar. Tipik bir Wimshurst makinesi diskin çap uzunluğunun üçte biri kadar kıvılcım ve onlarca mikroamper üretebilir.
İşleyiş
İki tane birbirine zıt yönde dönen genelde camdan yapılmış diskler içi metal ile doldurulmuş bölümlere sahiptir. Makinede dört küçük topraklanmış fırça (makinenin her iki tarafında 90° ile bağlanan iletken miller üzerinde) beraber yük toplama tarak çiftleri bulunur. Tipik bir Wimshurt makinesindeki fırçaları tutan iletken miller 'X-ışını' fotoğrafındaki 'X' i biçimlendirirdi ; şarj toplama tarakları genellikle yatay olarak monte edilir ve ön ve arka disklerin dış kenarlarına eşit olarak temas kurulur. Her bir taraftaki toplama tarakları genellikle Leyden kavanozu ile tek tek bağlanır.
Herhangi iki diskin üzerindeki küçük bir yük şarj işlemini başlatmak için yeterlidir. Bu yüzden, arkadaki diskin küçük, net bir yüke sahip olduğunu varsayalım. Kesin olması için, bu yükün pozitif (kırmızı) olduğunu ve arkadaki diskin saat yönünün tersine döndüğünü varsayalım. Yüklü kısım (hareket eden kırmızı kareler) fırçanın pozisyonundan ([Y] aşağı ok) B ([B] yukarıdaki merkeze yakın olan zincir) nin yanına kadar döndüğü için, fırçayı tutan iletken milin ([Y-Y1] yukarıdaki yatay siyah çizgi) yükünü polarize eder. Yan tarafını ([Y] yukarıda karelerin yeşil olduğu kısım) negatif (yeşil) yükler böylece uzak tarafında(diskin karşısında,180° uzağında) pozitif yük birikmiş olur. ([Y1] yukarıda karelerin kırmızı olduğu kısım). Milin polarize yükleri B diskinin yakın kısımlarına bağlanır. B [Y] nin negatif yüklenmesi sonucunda kendiliğinden pozitif yüklü A'ya ve pozitif yüklü B 'nin karşı tarafı B [Y1] e yaklaşır. 45° daha döndükten sonra, A (aşağı zincir) daki pozitif yük(kırmızı) B nin pozitif yüklü ([Z] üst zincir) kısmına yaklaştıkça pozitif yük (kırmızı) tarafından itilir. Karşılanan ilk toplayıcı tarak([Z] üçgen çizgileri) hem pozitif yüklerin nötr kısımdan ayrılmasına hem de Leyden kavanozunun katot kısmından etkilenen anot kısmında birikmesine izin verir. Kıvılcım Leyden kavanozunu geri yüklediğinde yükün disk etrafındaki döngüsünü tamamlar.
B saat yönünde 90° döndürüldüğünde, yükler A diskinin yanındaki fırçalarla aynı hizada indüklenir. B deki yükler A daki fırçalı millerin zıt polarizasyonunu indükler ve milerin polarizasyonu disktekilere dönüştürülür. B diski yönünü sabit tutar ve onun yükü en yakındaki yük biriktirme tarağı ile biriktirilir.
A diskinin 90° döndürülmesi ile yükü B diskinin fırçaları ile aynı hizaya gelir. Bu hiza iki paragraf yukarıda anlatıldığına benzer olarak, B nin en yakın kısmı ve B nin iletken milinin üstünde indüklenen zıt yük polarizasyonunun olduğu yerdir.
A daki her yük polarizasyonunun B deki polarizasyonu indüklemesiyle ve A daki polarizasyonun indüklenmesiyle bu süreç tekrarlanır. Tüm bu pozitif ve negatif indüklenmiş yükler Leyden kavanozu yük tarakları tarafından toplanır. Bu elektrik yük ve depolama cihazı kapasitörlerle benzerdir. Birbirlerine komşu olan kısımlardaki zıt yükleri birbirinden ayırmak için gerekli olan enerji, elektrik çıkışı için enerji kaynağı olmasını sağlar.
Kaynakça
- "History of Electrostatic Generators 16 Şubat 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .". Hans-Peter Mathematick Technick Algorithmick Linguistick Omnium Gatherum.
- de Queiroz, Antonio Carlos M., "The Wimshurst Electrostatic Machine 17 Mayıs 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde ."
- Weisstein, Eric W., "Wimshurst Machine 27 Temmuz 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde .".
- Bossert, François, "". Lycée Louis Couffignal, Strasbourg. ( version)
- Charrier Jacques "La machine de Wimshurst 23 Mayıs 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde .". Faculté des Sciences de Nantes.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Wimshurst etkisi makinesi 1880 1883 yillari arasinda Ingiliz mucit James Wimshurst 1832 1903 tarafindan yuksek voltaj uretmesi icin gelistirilmis dir Iki lu bir Wirmshurst makinesi A1 in pozitif B1 in negatif bolme oldugunu varsayalim A1 sola ve B1 saga dogru hareket eder potansiyelleri cekime karsi onlari ayiran isten dolayi artacaktir source source source source source source Calisan Wimshurst makinesi Makine iki buyuk ters donen diskler ile farkli bir gorunuse sahiptir Ayrica metal fircalar monte edilmis iki capraz cubuk ve iki metal kureden olusan vardir TanimBu makineler etki makineleri olarak adlandirilan elektrostatik jeneratorler sinifina girmektedir Etki makineleri yoluyla ya da etkiyle elektrik yukleri elde ederler Calismalari surtunmeden bagimsizdir Bu sinifta ilk yapilan makineler 1865 1867 1865 J Robert Voss 1880 ve digerleri tarafindan gelistirildi Daha sonra yapilan makineler daha verimsizdi ve ongorulemeyen kutuplasma egilimindeydiler Wimshurst un ise bu kusurlari yoktur Wimshurst makinelerinde iki yalitilmis disk ve bunlarin metal kisimlari metal notralizator ve onlarin fircalari ile ters yonde donerler Yuk dengesizligi her diskin yuzey kenarlarina yerlestirilmis iki cift metal tarak ile induklenir guclendirilir ve toplanir Bu toplayicilar yalitim destekler uzerine monte edilir ve cikis terminallerine baglanir Geribeslenme havanin dielektrik bozunma gerilimine ulasildiginda ve elektrik kivilcimi bosluga atlayana kadar biriken yukleri katlayarak arttirir Teorik olarak makine kendi kendine baslayamaz Yani eger diskler uzerindeki hicbir kisim elektrik sarjina sahip degilse diger kisimlari indukleyebilecek herhangi bir sey yoktur Pratik olarak ise herhangi bir kisimda kalan kucuk bir yuk bile diskleri dondurup sureci baslatmaya yeterlidir Makine sadece kuru bir ortamda cok iyi sekilde calisacaktir Elektrik alana karsi diskleri cevirmek mekanik bir guc gerektirir ve bu enerji makinenin elektrik enerjisine donusturdugu enerjidir Wimshurst makinesinin denge halindeki cikisi dogru akimdir Yani metal bolum ile kaplanan alanla donme hiziyla ve baslangic yuk dagilimi fonksiyonuyla dogru orantilidir Yalitim ve makinenin boyutu ulasabilecegi maksimum cikis voltajini belirler Biriken kivilcim enerjisi Leyden kavanozu esleriyle arttirilabilir Leyden kavanozu yuksek voltajlar icin uygun kapasitorun ilk halidir Kavanozun icindeki levhalar birbirinden bagimsiz bir sekilde her bir cikis terminaline baglanirlar Disindaki levhalar ise birbirine baglidirlar Tipik bir Wimshurst makinesi diskin cap uzunlugunun ucte biri kadar kivilcim ve onlarca mikroamper uretebilir IsleyisIki tane birbirine zit yonde donen genelde camdan yapilmis diskler ici metal ile doldurulmus bolumlere sahiptir Makinede dort kucuk topraklanmis firca makinenin her iki tarafinda 90 ile baglanan iletken miller uzerinde beraber yuk toplama tarak ciftleri bulunur Tipik bir Wimshurt makinesindeki fircalari tutan iletken miller X isini fotografindaki X i bicimlendirirdi sarj toplama taraklari genellikle yatay olarak monte edilir ve on ve arka disklerin dis kenarlarina esit olarak temas kurulur Her bir taraftaki toplama taraklari genellikle Leyden kavanozu ile tek tek baglanir Animasyon Herhangi iki diskin uzerindeki kucuk bir yuk sarj islemini baslatmak icin yeterlidir Bu yuzden arkadaki diskin kucuk net bir yuke sahip oldugunu varsayalim Kesin olmasi icin bu yukun pozitif kirmizi oldugunu ve arkadaki diskin saat yonunun tersine dondugunu varsayalim Yuklu kisim hareket eden kirmizi kareler fircanin pozisyonundan Y asagi ok B B yukaridaki merkeze yakin olan zincir nin yanina kadar dondugu icin fircayi tutan iletken milin Y Y1 yukaridaki yatay siyah cizgi yukunu polarize eder Yan tarafini Y yukarida karelerin yesil oldugu kisim negatif yesil yukler boylece uzak tarafinda diskin karsisinda 180 uzaginda pozitif yuk birikmis olur Y1 yukarida karelerin kirmizi oldugu kisim Milin polarize yukleri B diskinin yakin kisimlarina baglanir B Y nin negatif yuklenmesi sonucunda kendiliginden pozitif yuklu A ya ve pozitif yuklu B nin karsi tarafi B Y1 e yaklasir 45 daha dondukten sonra A asagi zincir daki pozitif yuk kirmizi B nin pozitif yuklu Z ust zincir kismina yaklastikca pozitif yuk kirmizi tarafindan itilir Karsilanan ilk toplayici tarak Z ucgen cizgileri hem pozitif yuklerin notr kisimdan ayrilmasina hem de Leyden kavanozunun katot kismindan etkilenen anot kisminda birikmesine izin verir Kivilcim Leyden kavanozunu geri yuklediginde yukun disk etrafindaki dongusunu tamamlar B saat yonunde 90 donduruldugunde yukler A diskinin yanindaki fircalarla ayni hizada induklenir B deki yukler A daki fircali millerin zit polarizasyonunu indukler ve milerin polarizasyonu disktekilere donusturulur B diski yonunu sabit tutar ve onun yuku en yakindaki yuk biriktirme taragi ile biriktirilir A diskinin 90 dondurulmesi ile yuku B diskinin fircalari ile ayni hizaya gelir Bu hiza iki paragraf yukarida anlatildigina benzer olarak B nin en yakin kismi ve B nin iletken milinin ustunde induklenen zit yuk polarizasyonunun oldugu yerdir A daki her yuk polarizasyonunun B deki polarizasyonu induklemesiyle ve A daki polarizasyonun induklenmesiyle bu surec tekrarlanir Tum bu pozitif ve negatif induklenmis yukler Leyden kavanozu yuk taraklari tarafindan toplanir Bu elektrik yuk ve depolama cihazi kapasitorlerle benzerdir Birbirlerine komsu olan kisimlardaki zit yukleri birbirinden ayirmak icin gerekli olan enerji elektrik cikisi icin enerji kaynagi olmasini saglar Kaynakca History of Electrostatic Generators 16 Subat 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde Hans Peter Mathematick Technick Algorithmick Linguistick Omnium Gatherum de Queiroz Antonio Carlos M The Wimshurst Electrostatic Machine 17 Mayis 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde Weisstein Eric W Wimshurst Machine 27 Temmuz 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde Bossert Francois Lycee Louis Couffignal Strasbourg version Charrier Jacques La machine de Wimshurst 23 Mayis 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde Faculte des Sciences de Nantes