Още от училище всеки е чувал за прекрасно електрическо нещо с името "Leyden jar". Въпреки това, след като разговарях с някои от моите приятели, които са далеч от технологиите, бях изненадан да открия, че Лайденският буркан в тяхното разбиране е вид прекрасен артефакт, втори след „неразгаданите изобретения на Тесла“. За съжаление бурканът Leyden е просто примитивен кондензатор и също така е примитивен по дизайн ...

Кондензаторът е просто нещо, състои се от две проводими плочи с диелектрик между тях. Капацитетът на кондензатора зависи от площта на тези плочи, от разстоянието между тях (колкото по-близо са, толкова по-голям е капацитетът) и от диелектричната константа на диелектрика (т.е. от материала между плочите) .

Като цяло е странно, че лейденският буркан не е изобретен по-рано от 1745 г. Неговият изобретател е правил експерименти с електричество, като е наливал вода в буркан и забивал в него карфица, която била статично заредена. Като се хвана за карфицата, той постави ръката си отстрани на кутията. Вътрешният електрод на кондензатора беше течността в буркана, а външният електрод беше дланта, приложена към стъклото. Оказа се затворена верига чрез изобретателя - и той веднага го усети (трудно е да не го почувствате). Подозирам, че лайденският буркан е бил отварян много пъти преди това, но на всички им се струваше, че са били ритнати през контактите - само един човек забеляза, че стъклото е диелектрик.

Започват обаче още погрешни схващания.
Ако бързо стана ясно, че два слоя фолио от двете страни на стъклото са достатъчни за функционирането на лайденския буркан, то с контейнера не всичко беше толкова ясно. Смяташе се, че електрически капацитетбуркан зависи не от повърхността на стените му, а от обема. И така почти до началото на 20-ти век се изграждат лайденски буркани с многолитрови размери и за увеличаване на капацитета им се свързват в батерии.

Само това е широко поле за дейност на убиеца.
Достатъчно е да се направи плоски кондензаторичрез подреждане на листове фолио и слюда и свързване на фолиото през едно. Капацитетът ще бъде много по-голям, отколкото в класически буркан Leyden, а теглото и обемът ще бъдат много по-малки. Можете да вземете патент, много изгоден за 18 век.

Хубавото на кондензатора е, че може да бъде изграден във всяко общество, което познава металите. В крайна сметка можете да вземете всеки метал - същата мед е повече от подходяща. И можете също да вземете всеки диелектрик - от восъчна хартия до въздух. Въпреки че трябва да се занимавате с него - така че диелектрикът да е подходящ за всякаква влажност, да не се разгражда с времето и да не се топи от топлината. Мика е една от най-добрите варианти, диелектричната константатя има 7,5 (кварцът има 4, y има 4,5, y има 4,7). Разбира се, има опции с керамика, където диелектричната константа варира от 10 до 20, но това са специални керамики, които не са евтини.
Човек трябва само да запомни, че напрежението, което кондензаторът може да издържи преди повреда, зависи от качеството на диелектрика. Класическият буркан Leyden е добър, защото има стъклен диелектрик, който ви позволява да изграждате буркани с много високо напрежение, дори ако имат малък капацитет.

Кондензаторът се държи много интересно, ако е свързан не към постоянен, а към променлив ток. D.Cне преминава през кондензатора, тъй като изолаторът между плочите е прекъсвач. Но ако приложите променлив ток, тогава той започва да зарежда алтернативно плочите и кондензаторът става проводник - по-точно резистор. Той придобива така нареченото реактивно съпротивление. И това съпротивление зависи от капацитета на кондензатора и от честотата на тока. Малките кондензатори провеждат по-добре висока честота. променлив токи обратно.

Защо се нуждаете от кондензатор в древността? Да оставим радио въпросите за други статии. Кондензаторът е много полезен за ритуални цели. Споменът за първия токов удар ще остане в неофита до гроба. И удрящият вероятно ще развие навика да заземява олтара, преди да работи с него ...

ЛАЙДЪНСКИ БУРКАН, цилиндричен кондензатор с постоянен капацитет; се състои от цилиндричен стъклен съд (буркан), вътрешната и външната повърхност на който са покрити с фолио (кондензаторни пластини), недостигащо до отвора на буркана приблизително на 1/4 от височината (фиг. 1). Метален прът, минаващ през гърлото на кутията, е в контакт с вътрешната облицовка на кутията посредством гъвкава тел или верига. Топката, която завършва пръта, е един от полюсите на кондензатора; външната облицовка е другият му полюс. Капацитетът на буркан Leyden може да бъде приблизително изчислен, като се използва общата формула за технически кондензатори:

където ε е диелектричната константа на стъклото, S е средната стойност (в cm 2) на повърхностите на плочите, d е средната дебелина (в cm) на стената или, по-добре, според специална формула ( за цилиндрични кондензатори):

където I е дължината на лейденския буркан, а r е вътрешният му радиус; приема се, че l > r > d. Капацитетът на лейденския буркан е незначителен - не повече от 15 000 см 3. За получаване на големи вместимости лайденските буркани се комбинират в батерии. Лайденският буркан е в състояние да издържи значителна потенциална разлика на своите плочи - от порядъка на няколко десетки хиляди волта (V). Недостатъкът на буркана Leyden: незначителен капацитет, с относително голям размер на заеманото пространство и крехкост.

Лайденският буркан е изобретен през 1745 г. в Лайден (оттук и името му). Дълго време това беше много често срещана форма на кондензатори. Понастоящем банките Leyden в оригиналната им форма се използват сравнително рядко в промишлени инсталации. Индустриалната форма на лайденските буркани са лайденските буркани на компанията Schott, която разработи специално стъкло (minos) с минимални загуби и кондензатор на Moscitzky (фиг. 2). Последният е направен под формата на дълги кутии с малък диаметър от специални видове стъкло с ниски диелектрични загуби. Капаци - сребърни, галванично покрити със слой мед за по-добро прилягане на капаците към стъклото. В отвора на бидона е закрепен порцеланов изолатор, през който минава прът, контактуващ с вътрешната облицовка. Кондензаторът е монтиран в защитен метален съд, а пространството между външната облицовка на кондензатора и стената на защитния съд е запълнено с охлаждаща течност.

Английският химик, физик и историк на науката Джоузеф Пристли нарече опита в Лайден най-забележителното откритие в областта на електричеството. Това преживяване, което увенча изобретяването на първия кондензатор, беше научна сензация на 18-ти век: всички бяха очаровани от дълга синкава искра и изумени от "електрическия удар", когато лайденов буркан беше разреден през тялото на експериментатора; ценителите оцениха способността на буркана Leyden да натрупва голям заряд и да го съхранява за дълго време.

В музея-имение "Архангелское" край Москва се съхранява картина на художника Чарлз-Амедей Ван Лоо "Електрически опит" (1777 г.). Какво всъщност е преживяването, така автентично изобразено от художника?

Преди изобретяването на „волтовия стълб“ (1799 г.) само машини, базирани на електрификация чрез триене, са служили като лабораторни източници на електричество. Такава машина е изобразена на снимката - стъклена топка, която при въртене се трие в подложка и генерира заряд (преди това топката просто се търкаше в ръцете на асистента). Момичето, изобразено в центъра на картината, стои на изолираща стойка. Пръчката, която момичето държи в лявата си ръка, почти докосва въртящата се топка. Виждат се искри между топката и пръта. Човешкото тяло по принцип е добър проводник, така че другата пръчка, която момичето държи в дясната си ръка, също се оказва заредена.

Основният участник в експеримента е беден негър. В дясната си ръка той държи съд с вода, в който е потопена току-що споменатата пръчка. Съдът е лейденският буркан в оригиналната му форма (1745 г.). В Лайденския буркан, показан на снимката, стъклото е диелектрик, водата е вътрешният електрод, а дланта на експериментатора е външният електрод. Картината показва момента на зареждане на кондензатора. Ще мине миг, негърът ще доближи свободната си ръка до пръта, между пръта и ръката ще прескочи искра - и кондензаторът ще се разреди през негъра, който ще преживее токов удар.

Едно от първите изследвания на Лайденския буркан е извършено от американския учен, педагог и политик Бенджамин Франклин, който установява по-специално, че в Лайденския буркан едновременно се натрупват заряди, равни по големина и противоположни по знак.

Франклин се чудеше къде всъщност "седят" зарядите в Лайденския буркан. За да отговори на този въпрос, Франклин направи следния експеримент. Той зареди лайденския буркан, след което извади пръчката от него и изля "електрифицираната" вода в друг съд. Експериментът в Лайден с този съд не проработи, но след като наля нова вода в първия буркан от Лайден, Франклин я изхвърли през тялото си и изпита електрически удар с почти същата сила, както ако не беше излял „електрифицираната“ вода. Франклин стигна до заключението, че зарядите "седят" в чашата, а не във водата, както първоначално предположи.

Този опит е описан от много историци на науката, които в същото време изрично или косвено потвърждават валидността на заключението на Франклин. За съжаление, изследването на Addenbrook (1922), което показва погрешността на заключението на Франклин, остава почти незабелязано.

Addenbrook направи сгъваем кондензатор, състоящ се от три цилиндъра: един стъклен и два метални, плътно прилепнали към стъклото съответно отвътре и отвън. Изследователят зареди такъв кондензатор, след което внимателно го разглоби и постави метални цилиндри в контакт един с друг. Ако цилиндрите бяха заредени, тогава естествено те трябваше да бъдат разредени. Addenbrooke сглоби отново кондензатора. Както в експеримента на Франклин, кондензаторът се оказа зареден почти по същия начин, както първоначално. Но Адънбрук се забави да потвърди заключението на Франклин. Той направи подобен експеримент с парафинов цилиндър вместо стъклен и в този случай резултатът беше обратен на този на Франклин: възстановеният кондензатор беше незареден, а зарядите, както се оказа, „седяха“ върху метални цилиндри-плочи (разбира се, докато не се докоснат).

Addenbrooke заключава, че "ефектът на Франклин" се дължи на водния филм, който при нормални условия винаги е покрит със стъкло. Факт е, че зарядите в състояние на равновесие са разположени на повърхността на проводника, ролята на която се играе само от воден филм. Когато проводникът се отстрани (например източване на вода), почти всички заряди на проводника остават върху този филм. Ако стъклото е напълно изсушено и експериментът се провежда в суха атмосфера, тогава "ефектът на Франклин" не се наблюдава.

Разбира се, в експеримента на Франклин винаги има "поток" от йони върху стъклото, но този ефект е незначителен. Електретният ефект в този случай също е незначителен. Трябва да се отбележи, че водният филм върху ръба на съда в Лайден не пречи на зареждането му поради ниската подвижност на йоните (разреждането на кондензатора върху филма става много по-бавно от неговото зареждане).

Има много училищни задачи по физика, които се занимават с мисловни експерименти с отстраняване и подмяна на кондензаторни диелектрици. В този случай мълчаливо се подразбира, че няма "ефект на Франклин", т.е. само пластините на кондензатора са заредени. Както можете да видите, в действителност ситуацията е по-сложна.

Здравейте. Бих искал да покажа как се прави лейденски буркан или най-простият кондензатор.
Но първо малко информация за тези, които не знаят какво е, но тези, които знаят, могат да пропуснат или да прочетат, за да опреснят паметта си.
Лайденски буркан - първият електрически кондензатор, изобретен от холандския учен Питер ван Мушенбрук и неговия ученик Кунеус през 1745 г. в Лайден. Паралелно и независимо от тях, подобно устройство, наречено „медицинска банка“, е изобретено от немския учен Евалд Юрген фон Клайст.
Това старо устройство може да натрупва статично електричество, което ме привлече.

Състои се от контейнер (консерва), увит във фолио отвън и вътрешно залепен със същото фолио за две трети от височината, те ще бъдат плочите на нашия кондензатор и контейнерът (между другото, не трябва да преминава електричество) ще бъде диелектрик между тях.

От необходимите ми инструменти:
1) Ножица.
2) Шило.
3) Клещи.
4) Поялник.
От материали:
1) Капацитет.
2) Фолио.
3) Парче медна жица.
4) скоч.
5) Топка от лагер.

Така. Като основа взех контейнера от края студено заваряване. Първо исках от стъклен буркан, но всички бяха дебелостенни и големи.

Отрязах парче фолио за дъното (за да увелича използваемата площ и по този начин да увелича производителността).

След това увих стената на моя контейнер с фолио отвън, като се опитах да направя фолиото възможно най-плътно към него, защото това също влияе колко заряд ще натрупа.

Между другото, в първия лайденски буркан това фолио беше успешно заменено от ръката на учения Мушенбрук (Мушенбрек) (1692-1761), който закопча съда и осъзна, че е по-добре да не докосвате жицата, която е свързана с електростатичната машина, която зареди лайденския буркан.
След като търсих в кошчетата, намерих топка от лагера, жалко, разбира се, че нямаше по-голям диаметър, но също така събира статично електричество добре.

Реших да го оправя чрез запояване. Като начало почистих мястото на запояване с шкурка.

След това го калайдисах с колофон и запоих медната жица с топката.

На долната снимка се вижда веригата, която поставих в контакт с вътрешната облицовка, но впоследствие се отказах от фолиото (поради липса на лепило или фолио лента), което е вътре и като смених фолиото с вода, то беше демонтирано.

И ето го в завършен вид.

Все още нямам електростатична машина за проверка.
Трябваше да го зареждам с телевизор (zomboyaschik). След като пропълзя два или три пъти по екрана с топка, той събра достатъчно количество електрически заряди, за да изпусне искра.

И бие, ще ви кажа не болезнено, по-силно от пиезоелектричния елемент на запалка.
Не исках, разбира се, да повтарям опита на Питър Ван Мушенбрук, но трябваше поради моята небрежност и лесно разсейване.

За тези, които искат да направят лайденски буркан със собствените си ръцеи не знам как да го направя, мога да кажа следното:

Съдът може да бъде и стъклен. За малък лайденски буркан е по-добре стените да са по-тънки.

Вместо фолио е по-удобно да използвате фолийна лента и да се уверите, че между лентата и съда не остават въздушни мехурчета.

Ако решите вътрезалепете кутиите с фолио, след което е необходимо да се уверите, че жицата с топката докосва вътрешната облицовка (можете да запоявате многожилен проводники направете, така да се каже, четка или направете тип пружина от едножилен проводник, като цяло има много опции). И ако е с вода, тогава жицата трябва да докосне водата.

Топката може да бъде направена от всякакъв материал, дори от диелектрик, само че ще трябва да бъде покрита с фолио (и така, че фолиото да докосва жицата), ако искате бързо, можете просто да навиете топката от фолио.

Можете дори да го зареждате с гребен, химикал и др. само това е неефективно, по-добре е да няма електрофорна машина, зареждайте от екрана на телевизора (подходящи са само тези с електроннолъчева тръба).

И накрая, бих искал да ви напомня за самата техника за безопасност, защото това е основното. Не повтаряйте грешката ми, бъдете бдителни. Разбира се, няма да умрете от натрупания заряд на малко лайденско бурканче (в зависимост от много фактори, включително здравословното ви състояние), но ако го направите голям и или го свържете към електрофорна машина, тогава е напълно възможно. Благодарение на бурканите Leyden електрофорната машина развива своята мощност и излъчва толкова дълги плашещи (някои) искри, тъй като събраният електрически заряд се натрупва в бурканите ...