Mula noong paaralan, narinig ng lahat ang tungkol sa isang kahanga-hangang bagay na de-kuryente na may pangalang "Leyden jar". Gayunpaman, pagkatapos makipag-usap sa ilan sa aking mga kaibigan na malayo sa teknolohiya, nagulat ako nang makitang ang Leyden jar sa kanilang pang-unawa ay isang uri ng kahanga-hangang artifact, pangalawa lamang sa "Tesla's unsolved inventions." Sa kasamaang palad, ang Leyden jar ay isang primitive capacitor lamang, at primitive din ito sa disenyo ...

Ang isang kapasitor ay isang simpleng bagay, binubuo ito ng dalawang conductive plate na may dielectric sa pagitan nila. Ang kapasidad ng isang kapasitor ay nakasalalay sa lugar ng mga plate na ito, sa distansya sa pagitan ng mga ito (mas malapit sila, mas malaki ang kapasidad) at sa dielectric na pare-pareho ng dielectric (iyon ay, sa materyal sa pagitan ng mga plato) .

Sa pangkalahatan, kakaiba na ang banga ng Leyden ay hindi naimbento nang mas maaga kaysa noong 1745. Ang imbentor nito ay gumawa ng mga eksperimento sa kuryente sa pamamagitan ng pagbuhos ng tubig sa isang garapon at pagdikit ng isang pin dito, na statically charged. Nakahawak sa pin, inilagay niya ang kamay sa gilid ng lata. Ang panloob na elektrod ng kapasitor ay ang likido sa garapon, at ang panlabas na elektrod ay ang palad na inilapat sa salamin. Ito ay naging isang closed circuit sa pamamagitan ng imbentor - at agad niyang naramdaman ito (mahirap na hindi maramdaman ito). Pinaghihinalaan ko na ang Leyden jar ay nabuksan nang maraming beses bago, ngunit tila sa lahat na sila ay sinipa sa pamamagitan ng mga contact - isang tao lamang ang nakapansin na ang salamin ay isang dielectric.

Gayunpaman, magsisimula ang karagdagang mga maling kuru-kuro.
Kung mabilis na naging malinaw na ang dalawang layer ng foil sa magkabilang panig ng baso ay sapat na para sa paggana ng garapon ng Leyden, kung gayon ang lahat ay hindi masyadong malinaw sa lalagyan. Ito ay pinaniniwalaan na de-koryenteng kapasidad Ang garapon ay hindi nakasalalay sa ibabaw na lugar ng mga dingding nito, ngunit sa dami. At kaya, halos hanggang sa simula ng ika-20 siglo, ang mga garapon ng Leyden na may maraming litro na laki ay itinayo at, upang madagdagan ang kanilang kapasidad, sila ay konektado sa mga baterya.

Ito lamang ay isang malawak na larangan ng aktibidad para sa hitman.
Ito ay sapat na upang gawin mga flat capacitor sa pamamagitan ng pagsasalansan ng mga sheet ng foil at mika at pagkonekta ng foil sa isa. Ang kapasidad ay magiging mas malaki kaysa sa klasikong garapon ng Leyden, at ang bigat at dami ay magiging mas mababa. Maaari kang kumuha ng patent, lubhang kapaki-pakinabang para sa ika-18 siglo.

Ang magandang bagay tungkol sa isang kapasitor ay maaari itong itayo sa anumang lipunan na nakakaalam ng mga metal. Pagkatapos ng lahat, maaari kang kumuha ng anumang metal - ang parehong tanso ay higit pa sa angkop. At maaari ka ring kumuha ng anumang dielectric - mula sa wax paper hanggang sa hangin. Bagaman kailangan mong mag-tinker dito - upang ang dielectric ay angkop para sa anumang kahalumigmigan, hindi bumababa sa paglipas ng panahon at hindi natutunaw mula sa init. Si Mica ay isa sa ang pinakamahusay na mga pagpipilian, ang dielectric na pare-pareho mayroon siyang 7.5 (may 4 ang kuwarts, may 4.5 ang y, may 4.7 ang y). Siyempre, may mga opsyon na may mga keramika, kung saan ang dielectric constant ay mula 10 hanggang 20, ngunit ang mga ito ay mga espesyal na keramika, tulad ng kung saan ay hindi mura.
Dapat lamang tandaan ng isa na ang boltahe na maaaring mapaglabanan ng kapasitor bago ang pagkasira ay nakasalalay sa kalidad ng dielectric. Ang klasikong Leyden jar ay mabuti dahil mayroon itong glass dielectric, na nagpapahintulot sa iyo na bumuo ng napakataas na boltahe na garapon, kahit na mayroon silang maliit na kapasidad.

Ang kapasitor ay kumikilos nang kawili-wili kung ito ay konektado hindi sa direktang kasalukuyang, ngunit sa alternating kasalukuyang. D.C ay hindi pumasa sa kapasitor, dahil ang insulator sa pagitan ng mga plato ay isang circuit break. Ngunit kung mag-aplay ka ng isang alternating kasalukuyang, pagkatapos ay nagsisimula itong halili na singilin ang mga plato at ang kapasitor ay nagiging isang konduktor - mas tiyak, isang risistor. Nakukuha nito ang tinatawag na reactance. At ang paglaban na ito ay nakasalalay sa kapasidad ng kapasitor at sa dalas ng kasalukuyang. Ang mga maliliit na capacitor ay nagsasagawa ng mataas na dalas ng mas mahusay. alternating current at vice versa.

Bakit kailangan mo ng capacitor noong unang panahon? Mag-iwan tayo ng mga tanong sa radyo para sa iba pang mga artikulo. Ang isang kapasitor ay lubhang kapaki-pakinabang para sa mga layunin ng ritwal. Ang memorya ng unang electric shock ay mananatili sa neophyte hanggang sa libingan. At malamang na mabuo ng hitter ang ugali ng saligan ang altar bago magtrabaho kasama nito ...

LEYDEN JAR, isang cylindrical capacitor ng pare-pareho ang kapasidad; ay binubuo ng isang cylindrical glass vessel (jar), ang panloob at panlabas na mga ibabaw nito ay natatakpan ng foil (capacitor plates), hindi umaabot sa pagbubukas ng garapon ng humigit-kumulang 1/4 ng taas (Fig. 1). Ang isang metal rod na dumadaan sa leeg ng lata ay nakikipag-ugnayan sa panloob na lining ng lata sa pamamagitan ng isang flexible wire o chain. Ang bola na nagtatapos sa baras ay isa sa mga pole ng kapasitor; ang panlabas na lining ay ang iba pang poste nito. Ang kapasidad ng isang garapon ng Leyden ay maaaring tinatayang kalkulahin gamit ang pangkalahatang formula para sa mga teknikal na capacitor:

kung saan ang ε ay ang dielectric constant ng salamin, S ay ang average na halaga (sa cm 2) ng mga ibabaw ng mga plato, d ay ang average na kapal (sa cm) ng dingding, o, mas mabuti, ayon sa isang espesyal na formula ( para sa mga cylindrical capacitor):

kung saan ang I ay ang haba ng banga ng Leyden, at ang r ay ang panloob na radius nito; ipinapalagay na l > r > d. Ang kapasidad ng isang Leyden jar ay hindi gaanong mahalaga - hindi hihigit sa 15,000 cm3. Upang makakuha ng malalaking kapasidad, ang mga Leyden jar ay pinagsama sa mga baterya. Ang garapon ng Leyden ay nakatiis ng isang makabuluhang potensyal na pagkakaiba sa mga plato nito - sa pagkakasunud-sunod ng ilang sampu-sampung libong volts (V). Ang kawalan ng garapon ng Leyden: hindi gaanong kapasidad, na may medyo malaking sukat ng espasyo na inookupahan, at hina.

Ang banga ng Leiden ay naimbento noong 1745 sa Leiden (kaya ang pangalan nito). Sa loob ng mahabang panahon ito ay isang napaka-karaniwang anyo ng mga capacitor. Sa kasalukuyan, ang mga bangko ng Leyden sa kanilang orihinal na anyo ay bihirang ginagamit sa mga pang-industriyang instalasyon. Ang pang-industriya na anyo ng mga garapon ng Leyden ay ang mga garapon ng Leyden ng kumpanya ng Schott, na bumuo ng isang espesyal na baso (minos) na may kaunting pagkalugi at isang Moscitzky capacitor (Fig. 2). Ang huli ay ginawa sa anyo ng mga mahabang lata ng maliit na diameter mula sa mga espesyal na uri ng salamin na may mababang pagkalugi ng dielectric. Mga takip - pilak, pinahiran ng galvanically na may isang layer ng tanso para sa isang mas mahusay na akma ng mga pabalat sa salamin. Ang isang porselana insulator ay naayos sa pagbubukas ng lata, kung saan ang isang baras ay dumadaan, sa pakikipag-ugnay sa panloob na lining. Ang condenser ay naka-install sa isang proteksiyon na sisidlan ng metal, at ang espasyo sa pagitan ng panlabas na lining ng condenser at ang dingding ng proteksiyon na sisidlan ay puno ng coolant.

Tinawag ng English chemist, physicist at historyador ng agham na si Joseph Priestley ang karanasan sa Leiden na pinakakahanga-hangang pagtuklas sa larangan ng kuryente. Ang karanasang ito, na nagpakoronahan sa pag-imbento ng unang kapasitor, ay isang pang-agham na sensasyon noong ika-18 siglo: lahat ay nabighani sa isang mahabang mala-bughaw na kislap at namangha sa "electric shock" nang ang isang garapon ng Leyden ay pinalabas sa katawan ng eksperimento; Pinahahalagahan ng mga connoisseurs ang kakayahan ng garapon ng Leyden na makaipon ng isang malaking singil at maiimbak ito sa loob ng mahabang panahon.

Ang museo-estate na "Arkhangelskoye" malapit sa Moscow ay naglalaman ng isang pagpipinta ng artist na si Charles-Amedei Van Loo "Electrical Experience" (1777). Ano, sa katunayan, ang karanasan, na tunay na inilalarawan ng artista?

Bago ang pag-imbento ng "voltaic column" (1799), tanging ang mga makinang nakabatay sa electrification sa pamamagitan ng friction ang nagsisilbing laboratoryo na pinagmumulan ng kuryente. Ang ganitong makina ay inilalarawan sa larawan - isang bola ng salamin, na, kapag pinaikot, ay kuskusin laban sa isang pad at bumubuo ng isang singil (noon, ang bola ay simpleng kinuskos laban sa mga kamay ng katulong). Ang batang babae, na inilalarawan sa gitna ng larawan, ay nakatayo sa isang insulating stand. Ang pamalo, na hawak ng dalaga sa kaliwang kamay, ay halos mahawakan ang umiikot na bola. Ang mga spark ay makikita sa pagitan ng bola at ng baras. Ang katawan ng tao ay, sa pangkalahatan, ay isang mahusay na konduktor, kaya ang isa pang baras na hawak ng batang babae sa kanyang kanang kamay ay lumalabas na sinisingil.

Ang pangunahing kalahok sa eksperimento ay isang mahirap na Negro. Sa kanyang kanang kamay ay hawak niya ang isang sisidlan ng tubig, kung saan ang pamalo na nabanggit ay nalulubog. Ang sisidlan ay ang Leyden jar sa orihinal nitong anyo (1745). Sa Leiden jar na ipinapakita sa larawan, ang salamin ay ang dielectric, ang tubig ay ang panloob na elektrod, at ang palad ng eksperimento ay ang panlabas na elektrod. Ipinapakita ng larawan ang sandali ng pag-charge ng kapasitor. Ang isang sandali ay lilipas, ang negro ay maglalapit sa kanyang libreng kamay sa baras, isang spark ay tatalon sa pagitan ng baras at kamay - at ang kapasitor ay ilalabas sa pamamagitan ng negro, na makakaranas ng electric shock.

Ang isa sa mga unang pag-aaral ng Leyden jar ay isinagawa ng Amerikanong siyentipiko, tagapagturo at politiko na si Benjamin Franklin, na nagtatag, sa partikular, na ang mga singil ay katumbas ng magnitude at kabaligtaran sa sign na sabay-sabay na naipon sa Leiden jar.

Nagtaka si Franklin kung saan, sa katunayan, ang mga singil ay "umupo" sa garapon ng Leyden. Upang masagot ang tanong na ito, ginawa ni Franklin ang sumusunod na eksperimento. Sinisingil niya ang garapon ng Leyden, at pagkatapos ay tinanggal ang baras mula dito at ibinuhos ang "nakuryente" na tubig sa isa pang sisidlan. Ang eksperimento ng Leiden sa sisidlang ito ay hindi nagtagumpay, ngunit, sa pagbuhos ng bagong tubig sa unang garapon ng Leyden, pinalabas ito ni Franklin sa kanyang katawan at nakaranas ng electric shock ng halos parehong puwersa na parang hindi niya ibinuhos ang "nakuryente" tubig. Napagpasyahan ni Franklin na ang mga singil ay "umupo" sa baso, at hindi sa tubig, gaya ng una niyang ipinapalagay.

Ang karanasang ito ay inilalarawan ng maraming mananalaysay ng agham, na sa parehong oras ay tahasan o walang laman na nagpapatunay sa bisa ng konklusyon ni Franklin. Sa kasamaang palad, ang pag-aaral ni Addenbrook (1922), na nagpakita ng kamalian ng konklusyon ni Franklin, ay halos hindi napansin.

Gumawa si Addenbrook ng isang collapsible condenser, na binubuo ng tatlong cylinders: isang baso at dalawang metal, na mahigpit na umaangkop sa salamin mula sa loob at labas, ayon sa pagkakabanggit. Sinisingil ng mananaliksik ang naturang kapasitor, pagkatapos ay maingat na binuwag ito at dinala ang mga silindro ng metal sa pakikipag-ugnay sa bawat isa. Kung ang mga cylinder ay sinisingil, natural na dapat na sila ay pinalabas. Inayos muli ni Addenbrooke ang condenser. Tulad ng sa eksperimento ni Franklin, ang kapasitor ay naka-charge na halos pareho sa orihinal. Ngunit mabagal si Addenbrooke na kumpirmahin ang konklusyon ni Franklin. Gumawa siya ng isang katulad na eksperimento sa isang paraffin cylinder sa halip na isang salamin, at sa kasong ito ang resulta ay ang kabaligtaran ng Franklin's: ang naibalik na kapasitor ay hindi na-charge, at ang mga singil, tulad ng nangyari, ay "nakaupo" sa mga metal cylinders-plate. (siyempre, hanggang sa magkadikit sila).

Napagpasyahan ni Addenbrooke na ang "Franklin effect" ay dahil sa water film, na sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay laging natatakpan ng salamin. Ang katotohanan ay ang mga singil sa isang estado ng balanse ay matatagpuan sa ibabaw ng konduktor, ang papel na ginagampanan lamang ng isang pelikula ng tubig. Kapag ang konduktor ay tinanggal (nagpapatuyo ng tubig, halimbawa), halos lahat ng mga singil ng konduktor ay nananatili sa pelikulang ito. Kung ang salamin ay lubusang natuyo at ang eksperimento ay isinasagawa sa isang tuyo na kapaligiran, kung gayon ang "Franklin effect" ay hindi sinusunod.

Siyempre, sa eksperimento ni Franklin ay palaging may "daloy" ng mga ions papunta sa salamin, ngunit ang epekto na ito ay hindi gaanong mahalaga. Ang electret effect ay hindi rin gaanong mahalaga sa kasong ito. Dapat pansinin na ang film ng tubig sa gilid ng sisidlan ng Leiden ay hindi pumipigil sa pagsingil nito dahil sa mababang kadaliang kumilos ng mga ions (ang paglabas ng kapasitor sa ibabaw ng pelikula ay nangyayari nang mas mabagal kaysa sa pagsingil nito).

Mayroong maraming mga problema sa paaralan sa pisika, na nakikitungo sa mga eksperimento sa pag-iisip sa pag-alis at pagpapalit ng mga capacitor dielectrics. Sa kasong ito, ito ay tacitly implied na walang "Franklin effect", ibig sabihin, tanging ang mga capacitor plate ang sinisingil. Tulad ng nakikita mo, sa katotohanan ang sitwasyon ay mas kumplikado.

Kamusta. Gusto kong ipakita kung paano ginawa ang isang Leyden jar o ang pinakasimpleng kapasitor.
Ngunit una, kaunting impormasyon para sa mga hindi alam kung ano ito, ngunit para sa mga nakakaalam, maaari nilang laktawan o basahin upang ma-refresh ang kanilang memorya.
Leiden jar - ang una de-koryenteng kapasitor, na imbento ng Dutch scientist na si Pieter van Muschenbroek at ng kanyang estudyanteng si Kuneus noong 1745 sa Leiden. Kaayon at malaya sa kanila, ang isang katulad na aparato na tinatawag na "medical bank" ay naimbento ng Aleman na siyentipiko na si Ewald Jürgen von Kleist.
Ang lumang device na ito ay maaaring makaipon ng static na kuryente, na nakaakit sa akin.

Binubuo ito ng isang lalagyan (lata) na nakabalot sa foil sa labas at panloob na idinikit sa parehong foil para sa dalawang-katlo ng taas, sila ang magiging mga plato ng ating kapasitor, at ang lalagyan (sa pamamagitan ng paraan, ay hindi dapat dumaan kuryente) ay magiging isang dielectric sa pagitan nila.

Mula sa mga tool na kailangan ko:
1) Gunting.
2) Awl.
3) Mga plays.
4) Paghihinang na bakal.
Mula sa mga materyales:
1) Kapasidad.
2) Foil.
3) Isang piraso ng tansong kawad.
4) Scotch.
5) Isang bola mula sa isang tindig.

Kaya. Bilang batayan, kinuha ko ang lalagyan mula sa dulo malamig na hinang. Noong una gusto ko mula sa isang garapon na salamin, ngunit lahat sila ay makapal ang pader at malaki.

Pinutol ko ang isang piraso ng foil para sa ilalim (upang madagdagan ang magagamit na lugar at sa gayon ay mapataas ang pagiging produktibo).

Susunod, binalot ko ang dingding ng aking lalagyan ng foil sa labas, sinusubukang gawing mahigpit ang foil hangga't maaari dito, dahil nakakaapekto rin ito sa kung gaano karaming singil ang maipon nito.

Sa pamamagitan ng paraan, sa unang garapon ng Leiden, ang foil na ito ay matagumpay na napalitan ng kamay ng siyentipikong si Muschenbrook (Muschenbrek) (1692-1761), na kumapit sa sisidlan at napagtanto na mas mahusay na huwag hawakan ang wire na konektado sa ang electrostatic machine na nag-charge sa Leyden jar.
Pagkatapos maghanap sa mga bin, nakakita ako ng bola mula sa tindig, nakakalungkot, siyempre, na walang mas malaking diameter, ngunit mahusay din itong nangongolekta ng static na kuryente.

Nagpasya akong ayusin ito sa pamamagitan ng paghihinang. Upang magsimula, nilinis ko ang lugar ng paghihinang na may papel de liha.

Pagkatapos ay tinned ko ito ng rosin at ihinang ang tansong alambre gamit ang bola.

Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng kadena na inilagay ko sa pakikipag-ugnay sa panloob na lining, ngunit pagkatapos ay inabandona ang foil (dahil sa kakulangan ng pandikit o foil tape) na nasa loob at pinapalitan ang foil ng tubig, ito ay natanggal.

At narito ito sa kumpletong form.

Wala pa akong electrostatic machine na susuriin.
Kinailangan kong singilin ito ng TV (zomboyaschik). Ang pagkakaroon ng pag-crawl ng dalawa o tatlong beses sa screen gamit ang isang bola, nakolekta niya ang isang sapat na halaga ng mga singil sa kuryente upang maglabas ng isang spark.

At matalo ito, sasabihin ko sa iyo na hindi masakit, mas malakas kaysa sa piezoelectric na elemento ng isang lighter.
Siyempre, ayaw kong ulitin ang karanasan ni Peter Van Muschenbroek, ngunit kinailangan kong gawin ito dahil sa aking kawalang-galang at madaling magambala.

Para sa mga gustong gumawa ng Leyden jar gamit ang sarili kong mga kamay at hindi ko alam kung paano ito gagawin, masasabi ko ang sumusunod:

Ang sisidlan ay maaari ding salamin. Para sa isang maliit na garapon ng Leyden, mas mabuti kung ang mga dingding ay mas manipis.

Sa halip na foil, mas maginhawang gumamit ng foil tape at siguraduhing hindi mananatili ang mga bula ng hangin sa pagitan ng tape at ng sisidlan.

Kung magdedesisyon ka sa loob kola ang mga lata na may foil tape, pagkatapos ay kinakailangan upang matiyak na ang wire na may bola ay humipo sa panloob na lining (maaari kang maghinang stranded wire at gumawa, bilang ito ay, isang brush o gumawa ng isang uri ng spring mula sa isang single-core wire, sa pangkalahatan, mayroong maraming mga pagpipilian). At kung may tubig, dapat hawakan ng kawad ang tubig.

Ang bola ay maaaring gawin ng anumang materyal, kahit na isang dielectric, kailangan lang din itong takpan ng foil (at upang ang foil ay hawakan ang wire), kung nais mong mabilis, maaari mo lamang igulong ang foil ball.

Maaari mo ring singilin ito gamit ang isang suklay, panulat, atbp. ito lang ang hindi epektibo, mas maganda kung walang electrophore machine, charge from the TV screen (yung may cathode ray tube lang ang bagay).

At sa wakas, nais kong ipaalala sa iyo ang tungkol sa pamamaraan ng kaligtasan mismo, dahil ito ang pangunahing bagay. Huwag mong ulitin ang aking pagkakamali, maging mapagmatyag. Siyempre, hindi ka mamamatay mula sa naipon na singil ng isang maliit na garapon ng Leyden (depende sa maraming mga kadahilanan, kabilang ang iyong estado ng kalusugan), ngunit kung gagawin mo itong malaki at o ikonekta ito sa isang electrophore machine, kung gayon ito ay posible. Ito ay salamat sa mga garapon ng Leyden na ang makina ng electrophore ay nagkakaroon ng kapangyarihan nito at naglalabas ng napakatagal na nakakatakot (ilang) mga spark, dahil ang nakolektang singil ng kuryente ay naipon sa mga garapon ...