Wimshurst Cihazı Nedir?
Bu makineler, darbeli makineler olarak bilinen elektrostatik jeneratörler sınıfına aittir. Şok makineleri şarjlarını elektrostatik indüksiyon veya şok yoluyla alır. İşlerinin sürtüşme ile ilgisi yoktur. Bu sınıfta üretilmiş olan ilk makineler Wilhelm Holtz (1865-1867), August Toepler (1865), J.Robert Voss (1880) ve diğerleri tarafından geliştirilmiştir. Daha sonra inşa edilen makineler daha az verimliydi ve öngörülemeyen kutuplaşmaya eğilimliydi. Wimshurst ise bu kusurların hiçbirine sahip değil.
Bir Wimshurst makinesinde, metal parçalarıyla birlikte iki yalıtım diski, metal nötrleştiriciye ve onun fırçalarına zıt yönlerde döner. Yük dengesizlikleri, her diskin yüzeyinin kenarına yerleştirilmiş iki çift metal tarak tarafından indüklenir, büyütülür ve toplanır. Bu kollektörler yalıtkan destekler üzerine monte edilir ve çıkış terminallerine bağlanır. Havanın dielektrik bozunma voltajına ulaşılana ve kıvılcım boşluğa atlayana kadar biriken yükü artırarak geri besleme artar.
Teorik olarak, makine kendi kendine çalışamaz. Yani, diskin herhangi bir kısmı yüksüzse, diğer kısımları hissedecek hiçbir şey yoktur. Aslında, herhangi bir parça üzerinde bırakılan küçük bir yük bile diski döndürmeye ve işlemi başlatmaya yeterlidir. Bu makine yalnızca kuru bir ortamda iyi çalışacaktır. Diski elektrik alanına çevirmek mekanik enerji gerektirir ve bu enerji makinenin elektriğe dönüştürdüğü şeydir. Wimshurst makinesinin dengeli çıkışı doğru akımdır. Yani metal parçanın kapladığı alan, dönme hızı ve ilk yük dağıtım fonksiyonu ile orantılıdır. Makinenin yalıtımı ve boyutu, ulaşabileceği maksimum çıkış voltajını belirler. Leiden şişe refakatçisi birikmiş kıvılcım enerjisini artırabilir. Leiden şişesi, yüksek voltaj için uygun bir kapasitörün başlangıç durumudur. Tankın içindeki panolar, her bir çıkış terminaline birbirinden bağımsız olarak bağlanır. Dışındaki levhalar ise birbirine bağlıdırlar. Tipik bir Wimshurst cihazı diskin çap uzunluğunun üçte biri kadar kıvılcım ve onlarca mikroamper üretmektedir.
İşleyiş
Genellikle camdan yapılmış, kısmen metalle doldurulmuş, ters yönde dönen iki disk. Makinede dört küçük topraklanmış fırça (makinenin her iki tarafında 90°'de bağlanmış iletken millerde) ve bir çift yük alma tarağı bulunur. Tipik bir Wimshurt makinesinde fırçaları tutan iletken şaft, "X-ışını" resmindeki "X"i şekillendirecektir; yük toplama tarakları genellikle ön ve arka disklerin dış kenarları eşit temas halinde olacak şekilde yatay olarak monte edilir. Her iki taraftaki toplama tarakları genellikle Leiden şişesine ayrı ayrı takılır.