గోల్ట్జ్ యొక్క ఎలెక్ట్రోఫోరేటిక్ యంత్రం

ఎలక్ట్రికల్ దృగ్విషయాల రంగంలో అత్యంత చురుకైన ప్రయోగాత్మక పరిశోధన యొక్క చారిత్రక కాలం మొదటి రూపానికి సంబంధించినది. ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ యంత్రాలు, దీని చర్య యాంత్రిక పని యొక్క పనితీరు కారణంగా విద్యుత్ శక్తిని పొందడం సాధ్యమైంది.

యంత్రం యొక్క కొన్ని భాగాల భ్రమణంలో మెకానికల్ పని ఉంటుంది, దీనిలో యంత్రం యొక్క విద్యుద్దీకరించబడిన అంశాలపై ఉన్న ఆకర్షణ (వ్యతిరేక) మరియు వికర్షణ (అదే పేరుతో) విద్యుత్ ఛార్జీలు అధిగమించబడ్డాయి.

అటువంటి యంత్రాలతో చేసిన ప్రయోగాలు విద్యుత్ యొక్క స్వభావం మరియు విద్యుత్ పరస్పర చర్యల సూత్రాల గురించి ఆ కాలపు పరిశోధకులచే మెరుగైన అవగాహనకు దోహదపడ్డాయి.

మొదటి ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ రాపిడి యంత్రం యొక్క సృష్టి చరిత్రకారులు జర్మన్ శాస్త్రవేత్తకు ఆపాదించారు ఒట్టో వాన్ గెరికే, ఎవరు 1650లో మొదటిసారిగా అటువంటి పరికరాన్ని సృష్టించారు. ఇది ఒక యంత్రం, దీని పని ఘర్షణ ద్వారా శరీరాల విద్యుదీకరణ యొక్క అప్పటికి తెలిసిన దృగ్విషయం ఆధారంగా రూపొందించబడింది. అయితే, ఘర్షణ యంత్రాలు గణనీయమైన లోపాన్ని కలిగి ఉన్నాయి - వాటి ఆపరేషన్‌కు పెద్ద యాంత్రిక శక్తుల దరఖాస్తు అవసరం.

తరువాత సృష్టించబడిన ఘర్షణ యంత్రాల వలె కాకుండా ఎలెక్ట్రోఫోరిక్ (ఇండక్షన్) యంత్రాలు ఈ ప్రతికూలతను కోల్పోయారు, ఎందుకంటే విద్యుత్ శక్తిని పొందేందుకు వారికి ఇండక్టర్‌తో విద్యుద్దీకరించబడిన భాగాల యొక్క ప్రత్యక్ష పరిచయం అవసరం లేదు (విద్యుత్ీకరణకు కారణమైన భాగంతో).

కాబట్టి, మొదటి ఎలెక్ట్రోఫోరిక్ యంత్రం, అంటే విద్యుదీకరణను పొందేందుకు దాని భాగాల పరస్పర ఘర్షణ అవసరం లేని ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ యంత్రం, 1865లో జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తచే నిర్మించబడింది. ఆగస్ట్ టెప్లర్… యాంత్రిక శక్తిని మార్చడం ద్వారా విద్యుత్ సమర్థవంతంగా ఉత్పత్తి చేయగలిగే ఎలక్ట్రోఫోరేటిక్ యంత్రాలు అని ఆవిష్కర్త అభిప్రాయపడ్డారు.

ఆ సమయంలో, ఒక జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త విల్హెల్మ్ గోల్ట్జ్ (జర్మన్ హోల్ట్జ్), టోప్లర్ నుండి స్వతంత్రంగా, సరళమైన మరియు మరింత సమర్థవంతమైన ఎలెక్ట్రోఫోరేటిక్ యంత్రాన్ని రూపొందించారు, ఇది పెద్ద సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు లైటింగ్ కోసం ప్రత్యక్ష కరెంట్ మూలంగా కూడా ఉపయోగపడుతుంది. గోల్ట్జ్ యొక్క యంత్రాలు విద్యా సంస్థల తరగతి గదులలో కనిపించే మొదటి ఎలెక్ట్రోఫోరేటిక్ యంత్రాలుగా మారాయి.

గోల్ట్జ్ యంత్రం యొక్క ప్రధాన భాగాలు - ఛార్జ్ తొలగించడానికి రూపొందించిన రెండు గ్లాస్ డిస్క్‌లు మరియు మెటల్ దువ్వెనలు. డిస్క్‌లలో ఒకటి స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు మరొకటి తిప్పగలదు. డిస్క్‌లు సాధారణ అక్షం మీద అమర్చబడి ఉంటాయి. మ్యూజియం ఎగ్జిబిట్‌లలో ఒకదానిలో, స్టేషనరీ డిస్క్ 100 సెం.మీ వ్యాసం కలిగి ఉంటుంది, అయితే తిరిగే డిస్క్ 94 సెం.మీ.

నిశ్చల డిస్క్ ఎబోనైట్ ప్లేట్‌పై ఉంటుంది మరియు ఇన్సులేటింగ్ స్టాండ్‌లపై ఎబోనైట్ సర్కిల్‌ల ద్వారా నిలువు స్థానంలో మద్దతు ఇస్తుంది. విండోస్ స్టేషనరీ డిస్క్‌లో కత్తిరించబడతాయి, దాని వెనుక భాగంలో ఫ్రేమ్‌లు అని పిలువబడే అసంపూర్ణ కాగితపు రంగాలు అతుక్కొని ఉంటాయి.

బెజెల్‌లు కాగితపు నాలుకలతో ముగుస్తాయి, వీటిలోని ప్రముఖ కోణాల అంచులు కదిలే డిస్క్‌ వైపు చూపుతాయి మరియు కొద్దిగా వంగి ఉంటాయి.డిస్క్‌లు, ఫ్రేమ్‌లు మరియు నాలుకలు గుమిలాక్ (రెసిన్ పదార్థం)తో పూత పూయబడి ఉంటాయి.

ఇత్తడి దువ్వెనలు కదిలే డిస్క్ యొక్క క్షితిజ సమాంతర వ్యాసంతో పాటు, ముందు, దాని ప్రతి వైపున అమర్చబడి ఉంటాయి. ఈ దువ్వెనలు సంబంధిత ఇత్తడి తీగలతో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, వాటి చివర్లలో వాహక బంతులు ఉంటాయి, దీని ద్వారా ఇత్తడి కడ్డీలు ఉంటాయి, లోపల బంతుల్లో ముగుస్తుంది, వెలుపల చెక్క (ఇన్సులేటింగ్) హ్యాండిల్స్‌తో ఉంటాయి. బంతులను వేరుగా లేదా దగ్గరగా తరలించడం ద్వారా కర్రలను తరలించవచ్చు.

లేడెన్ జాడిలు (లోపలి ప్లేట్‌లతో) బయటి ప్లేట్లు ఒక తీగ ద్వారా ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడిన కండక్టర్‌లకు కనెక్ట్ చేయబడతాయి. యంత్రం ముందు భాగంలో రెండు ఇత్తడి స్తంభాలు వైర్లను కనెక్ట్ చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి; వైర్‌లను వంచడం ద్వారా బంతులను ఈ పోస్ట్‌లకు వాలు చేయవచ్చు.

ఫ్రంట్ డిస్క్ బెల్ట్ డ్రైవ్ మరియు హ్యాండిల్‌కి అనుసంధానించబడిన రోలర్ల వ్యవస్థ ద్వారా తిప్పడానికి సెట్ చేయబడింది, దీనితో ప్రయోగాత్మకుడు ఈ మెకానిజంను అమలు చేస్తాడు. అయితే, యంత్రంతో పనిచేయడం ప్రారంభించే ముందు, కాగితపు రంగాలను (ఫ్రేమ్‌లు) వ్యతిరేక ఛార్జీలతో విద్యుదీకరించడం అవసరం (మేము వాటిని p + మరియు p- గా సూచిస్తాము).

ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఇండక్షన్ యొక్క దృగ్విషయం కారణంగా ఛార్జ్ చేయబడిన ఈ ఫ్రేమ్‌లు తిరిగే డిస్క్‌పై పనిచేస్తాయి మరియు డిస్క్ క్రమంగా O మరియు O' దువ్వెనలపై పని చేస్తుంది.

డిస్క్ తిరిగేటప్పుడు, ఫ్రేమ్ (విండోలో F విండోలో) ఛార్జ్ p +తో తిరిగే డిస్క్ m వెనుక ప్రతికూల చార్జ్ (ప్రేరేపిస్తుంది) మరియు అదే గుర్తు యొక్క ఛార్జ్ రిడ్జ్ O వైపు ఆకర్షించబడుతుంది, మళ్లీ కారణంగా ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ ఇండక్షన్ యొక్క దృగ్విషయానికి. డిస్క్ m 'లో కొంత భాగం దువ్వెన O నుండి ప్రతికూల చార్జ్‌ను అందుకుంటుంది మరియు దువ్వెన O దాని కండక్టర్ C మరియు బాల్ rతో కలిసి ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ చేయబడుతుంది.

కాబట్టి, డిస్క్ దాని రెండు వైపులా ప్రతికూలంగా విద్యుదీకరించబడుతుంది (స్థానాలు m మరియు m' వద్ద), మరియు కారు యొక్క ఎడమ వైపున ఉన్న వైర్ సానుకూలంగా ఉంటుంది. డిస్క్ రొటేట్ అవుతూనే ఉంది మరియు ఇప్పుడు దాని ఉపరితలం m మరియు m యొక్క భాగాలు కుడివైపు స్థిర డిస్క్‌లో ఉన్న 'విండో Fకి చేరుకుంటాయి'.

ఇక్కడ ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిన నెగటివ్ ఛార్జ్ pతో ఉన్న రాక్ యొక్క ప్రభావం ఉపరితల m 'చే విస్తరించబడుతుంది, అంటే రిడ్జ్ O' నుండి డిస్క్‌కి సానుకూల ఛార్జ్ ఆకర్షించబడుతుంది. దీని ప్రకారం, వైర్ C' మరియు బాల్ r' రెండూ ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడతాయి. ఉపరితలం m రిడ్జ్ ద్వారా ఆకర్షించబడిన సానుకూల చార్జ్‌ను పొందుతుంది. డిస్క్ తిరుగుతూనే ఉంటుంది మరియు చక్రం పునరావృతమవుతుంది.

ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ జనరేటర్లు ఎలక్ట్రికల్ వోల్టేజ్ యొక్క అత్యంత పురాతన మూలాలుగా పరిగణించబడతాయి: ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ జనరేటర్లు ఎలా పని చేస్తాయి మరియు పని చేస్తాయి