books friction machines
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
الآلات الاحتكاكية (Info)
تاريخها
تسمى المولدات الكهروسكونية الأولى آلات الاحتكاك بسبب الاحتكاك في عملية التوليد. اخترع أوتو فون غيريكه أول نموذج بدائي من آلة الاحتكاك عام 1663، باستخدام كرة من الكبريت يمكن تدويرها وفركها يدويًا. ربما لم يتم تدويرها أثناء الاستخدام ولم يكن القصد منها إنتاج الكهرباء؛ ولكنها ألهمت العديد من الأجهزة اللاحقة التي تستخدم الكرات الدوارة. اقترح إسحاق نيوتن استخدام كرة زجاجية بدلاً من الكبريت. حسَّن فرانسيس هاوكسبي التصميم الأساسي نحو عام 1706، بآلته الكهربائية الاحتكاكية التي سمحت بتدوير كرة زجاجية بسرعة ضد قطعة قماش صوفية.
تطورت المولدات أكثر عندما أضاف البروفيسور جورج ماتياس بوس من فيتنبرغ نحو عام 1730 موصلَ تجميع (أنبوب معزول أو أسطوانة مدعومة على خيوط حريرية). كان بوس هو أول من وظّف استخدام «مستودع الكهرباء» في هذه الآلات، وهو يتكون من قضيب حديدي في يد شخص عُزل جسمه عن طريق الوقوف على كتلة من مادة الراتنج.
كانت آلة ويليام واتسون في عام 1746 تحتوي على عجلة كبيرة تُدير العديد من الكرات الزجاجية، مع سيف وماسورة بندقية معلقة بحبال حريرية تعمل كمستودع للكهرباء. اخترع يان إينخنهاوسز الآلات الكهربائية المصنوعة من الزجاج اللوحي خلال عام 1746.
وسرعان ما جرى تحسين الآلة الكهربائية بواسطة أندرو (أندرياس) جوردون، وهو اسكتلندي وأستاذ في إرفورت، إذ استبدل الكرة الزجاجية بأسطوانة زجاجية. أضاف بنيامين ويلسون المُجمع إلى الماكينة عام 1746 والذي يتكون من سلسلة من النقاط المعدنية. حسَّن جون كانتون الإنجليزي في عام 1762 كفاءة الآلات الكهربائية عن طريق رش مزيج من الزئبق والقصدير على سطح المطاط.
صمم العالم الهولندي مارتن فان ماروم من هارلم في عام 1783 آلة كهروسكونية كبيرة ذات جودة عالية مع أقراص زجاجية قطرها 1.65 مترًا لتجاربه، قادرة على إنتاج الجهد بأي قطبية.
امتلك جورج سيمون أوم في الثلاثينيات من القرن التاسع عشر آلة مماثلة لآلة فان ماروم لأبحاثه (التي أصبحت الآن في المتحف الألماني، ميونيخ- ألمانيا). طُورت آلة «وودوورد» في عام 1840 عن طريق تحسين آلة راميسدن (1768).
آلية عمل الاحتكاك
وجود حالة من عدم اتزان الشحنة السطحية يعني أن الأجسام ستظهر قوى جذب أو تنافر. يؤدي عدم اتزان الشحنة السطحية إلى كهرباء سكونية، والتي يمكن أن تتولد عن طريق حك سطحين مختلفين معًا ومن ثم فصلهما وتسمى بظاهرة التكهرب بالاحتكاك. يولّد فرك جسمين غير موصلين قدرًا كبيرًا من الكهرباء الساكنة، ليس بفعل الاحتكاك؛ إذ يمكن شحن جسمين غير موصلين بمجرد وضع أحدهما فوق الآخر.
نظرًا لأن بنية معظم الأسطح خشنة؛ يستغرق شحن الجسمين عن طريق التوصيل وقتًا أطول من الاحتكاك. يزيد فرك الأجسام بعضها بعضًا من مقدار التلامس بين الأسطح. العوازل على سبيل المثال -المواد التي توصل الكهرباء مثل المطاط، والبلاستيك، والزجاج، ونخاع أو لب النبات- جيدة في توليد وحفظ الشحنة السطحية. الأجسام الموصلة تولد حالة من عدم اتزان الشحنة أيضًا في التلامس أو التوصيل، لكنها لا تحتفظ بالشحنات إلا إذا عُزلت. تُخزّن الشحنة التي تُنقل أثناء الكهربة بالتوصيل على سطح كل جسم. لاحظ أن وجود التيار الكهربائي لا ينتقص من القوى الكهروسكونية، أو من الشرارة، أو التفريغ الهالي، أو الظواهر الأخرى، وكل الظواهر يمكن أن توجد متزامنة في نفس النظام.
